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4机电技术机电技术2024年8月

不同偏角变径流道质子交换膜燃料电池性能仿真分析不同偏角变径流道质子交换膜燃料电池性能仿真分析*

1，2，31，21，21，21，2

董小平郭建成张志强杨丽颖元嘉策

（1.河北大学质量技术监督学院，保定071002；

2.河北省新能源汽车动力系统轻量化技术创新中心（筹），保定071002；

3.保定市新能源车辆动力工程技术研究中心，保定071002）

摘要为了研究变径区域的不同偏角下质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能，基于ANSYSFluent软件对不同偏

角下的电池流道中气体流速、质量分数、压强以及水含量进行了仿真模拟，分析结果表明：在不同偏角下流道流速主要在

6～7m/s之间，流速点占比相对较大对应的偏角为50°，相对较小的对应偏角为75°；相对较大流速对应的偏角为75°和

60°，随着偏角的增加，阳极氢气绝对压强曲线线性增加速率相对较大的对应偏角为70°和75°，相对较小的对应的偏角为

40°；阴极氧气绝对压强曲线相对较大的对应的偏角为60°，相对较小的对应的偏角为40°；在出口处流道水质量分数相对

较大的对应偏角为40°、70°和75°，而相对较小的对应角度为60°。综合考虑分析可以得出，电池效率相对较好的适宜偏角

为60°。

关键词质子交换膜燃料电池；偏角；变径流道；性能；ANSYSFluent；仿真分析

中图分类号：TM911.4文献标识码：A文章编号：1672-4801（2024）04-004-07

DOI：10.19508/j.cnki.1672-4801.2024.04.002

SimulationAnalysisofthePerformanceofProtonExchangeMembraneFuel

CellswithDifferentDeflectionAnglesandVariableFlowChannels*

1，2，31，21，21，21，2

DONGXiaoping，GUOJiancheng，ZHANGZhiqiang，YANGLiying，YUANJiace

（1.CollegeofQualityandTechnicalSupervision，HebeiUniversity，Baoding071002，China；

2.HebeiNewEnergyVehiclePowerSystemLightweightTechnologyInnovationCenter（underpreparation），Baoding071002，

China；

3.BaodingNewEnergyVehiclePowerEngineeringTechnologyResearchCenter，Baoding071002，China）

Abstract：：Inordertostudytheperformanceofprotonexchangemembranefuelcell（PEMFC）atdifferentdeflectionanglesin

thevariablediameterregion，thegasflowrate，massfraction，pressureandwatercontentinthecellchannelatdifferentdeflection

anglesweresimulatedusingANSYSFluentsoftware.Theanalyzedresultsshowt