PEM燃料电池组装接触压力的有限元分析

摘要

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)燃料电池组装接触压力对燃料电池的性能至关重要.建立了包括燃料电池端板、电流收集器、双极板、垫片、气体扩散层(gas diffusion layer,GDL)、膜电极组件(membrane electrodeassembly,MEA)和螺栓等在内完整的燃料电池三维有限元模型,采用有限元方法研究在不同组装力下PEM燃料电池的接触压力及其分布.有限元分析结果表明,燃料电池组装力增大,GDL与双极板以及MEA与GDL之间的接触压力也随之增大.组装力约为3.0 N·m时,燃料电池双极板与GDL之间的接触压力分布以及MEA与GDL之间的接触压力分布均具有较好的均匀性.