蔡永华,魏 帆,吴 迪,孙靖茗

（1.武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430070; 2.汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北 武汉 430070; 3.新能源与智能网联车湖北省工程技术研究中心,湖北 武汉 430070; 4.武汉理工大学汽车工程学院,湖北 武汉 430070）

质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有高效、环保、节能等优势,是有前途的便携式动力能源,但商业化还面临一些问题,如组件耐久性差和成本高等。对高电流密度下电池性能和耐久性衰退机制的研究认为,反应物运输能力较差是导致反应物缺乏和产生水淹的主要原因[1]。B.W.Wang等[2]通过准二维模型的仿真,发现提高阳极、阴极入口压力,分别对电压下降起到缓解和加剧作用。优化流场结构设计,也可增强电池的传质能力。姚国军等[3]设计的PEMFC采用迷宫流场结构双极板,具有较大的功率密度,最大值为0.52W/cm2。Y.Yin等[4]探究了挡板高度和挡板数量在特定电压下对电池性能的影响,指出:挡板高度为70%、挡板数量为5个时,电池净功率提升最大。刘志春等[5]发现,各单体电池若合理采用非均匀深度流道,可提高电池堆流量分布的均匀性。此外,一些研究者关注于传统流场的改造。H.Heidary等[6]通过模拟和实验探究,发现相较于直线排列方式,平行流场中堵块交错排列的电池性能增加了7%,能够提供更可靠的性能。T.Monsaf等[7]分析螺旋流场的流道宽度和螺旋圈数,发现增加流道的宽度有利于反应物的均匀分布,适当增加螺旋的数量,有利于提高功率密度。……