CN110649277B - 燃料电池、半板及其设计方法 - Google Patents

Abstract

用于设计燃料电池的一个或一对半板的方法包括提供限定第一半板金属压条的第一半板，其中第一半板金属压条从第一半板突出形成凸侧，提供限定第二板金属压条的第二半板，其中第二半板金属压条从第二半板突出形成凸侧，确定处于压缩状态下的第一半板金属压条的凸侧与第二半板金属压条的凸侧之间的压力分布，并且调节第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在一个或多个位置中的高度以提高压力分布的均匀性。提高压力分布的均匀性可以包括减小多个压力测量值的范围。

Description

燃料电池、半板及其设计方法

背景技术

燃料电池***越来越多地用作各种应用中的电源。已经提议将燃料电池***作为内燃机的替代品用于诸如车辆的电力消耗装置中。燃料电池还可以用作建筑物和住宅中的固定发电设备、用作摄像机、计算机等中的便携式电源。通常，燃料电池产生电力用于给电池充电或为电动机提供动力。

燃料电池为电化学装置，其将诸如氢的燃料和诸如氧的氧化剂结合以产生电力。氧通常由空气流提供。氢和氧结合形成水。可以使用其它燃料，例如，诸如天然气、甲醇、汽油，以及煤衍生的合成燃料。

燃料电池所采用的基本过程高效、基本无污染、安静、没有移动部件 (除了空气压缩机、冷却风扇、泵和致动器之外)，并且可以构造成仅留下为副产物的热量和水。术语“燃料电池”通常用于指单个电池或多个电池，这取决于使用该术语的上下文。多个电池通常捆扎在一起并布置形成堆叠，其中该多个电池通常以电串联的方式布置。由于单个燃料电池可以组装成不同尺寸的堆叠，因此***可以设计成产生期望的能量输出水平，从而为不同的应用提供设计的灵活性。

可以提供不同的燃料电池类型，举例而言，诸如磷酸、碱、熔融碳酸盐、固体氧化物，以及质子交换膜(PEM)。PEM型燃料电池的基本部件为两个通过聚合物膜电解质隔开的电极。每个电极在一侧上涂覆有薄的催化剂层。电极、催化剂和膜一起形成膜电极组件(MEA)。

在典型的PEM型燃料电池中，MEA夹在“阳极”与“阴极”扩散介质(以下称为“DM”)之间或扩散层之间，这些扩散层由弹性、导电且透气的材料形成，诸如碳织物或纸张。DM用作阳极和阴极的初级集流体，并为MEA提供机械支撑。DM和MEA被压在一对导电板之间，导电板用作次级集流体，以用于收集来自初级集流体的电流。导电板在为双极板的情形下在堆叠内部的相邻电池之间传导电流，且(在堆叠末端为单极板的情形下)在堆叠外部传导电流。

双极板通常包括两个薄的、面对的金属板或半板。其中之一金属板在其一个外表面上限定了用于将燃料输送到MEA阳极的流动路径。另一金属板的外表面限定了用于将氧化剂输送到MEA的阴极侧的流动路径。当两金属板接合时，接合表面限定了介电冷却流体的流动路径。导电板通常由提供合适强度、导电性和耐腐蚀性的可成形金属制成，例如316L合金不锈钢。

可以包含一百个以上的导电板的堆叠被压缩，并且元件通过穿过堆叠的角部的螺栓保持在一起并在堆叠的末端锚固到框架上。为了防止从成对的导电板之间出现不希望的流体泄漏，通常使用密封件。密封件沿成对的导电板的***边缘布置。现有技术的密封件包括与冲压到双极板中的压条配合使用弹性体材料。

希望生产一种用于在燃料电池***的板之间密封的金属压条密封件，其中压条结构防止流体从燃料电池***泄漏并且其成本最小化。

发明内容

提供了一种用于设计燃料电池的半板的方法。该方法包括提供限定金属压条的半板，确定金属压条在压缩状态下的压力分布，以及调节金属压条在一个或多个位置中的高度以提高金属压条压力分布的均匀性。金属压条的压力分布包括在金属压条处于压缩状态时在不同位置处取得的多个压力测量值。提高金属压条压力分布的均匀性可以包括减小多个压力测量值的范围。金属压条的压缩状态通过对金属压条的机械压缩来实现。金属压条的压缩状态可以通过有限元分析模拟来实现。提高金属压力分布的均匀性可以包括：减少金属压条在压缩状态下，在相对于压力分布的平均压力表现出较高压力的位置中的高度；及/或增加高属压条在压缩状态下，在相对于压力分布的平均压力表现出较低压力的位置中的高度。在调节金属压条在一个或多个位置中的高度以提高金属压条压力分布的均匀性之后，金属压条在其至少一个区域中的高度可以自金属压条的平均高度变化至少约3％。

提供了一种设计燃料电池的一对半板的方法。该方法包括：提供限定第一半板金属压条的第一半板，其中该第一半板金属压条从该第一半板突出形成凸侧；提供限定第二板金属压条的第二半板，其中该第二半板金属压条从该第二半板突出形成凸侧；确定在压缩状态下第一半板金属压条的凸侧与第二半板金属压条的凸侧之间的压力分布，以及调节第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在一个或多个位置中的高度以提高压力分布的均匀性。压力分布可以是在压缩状态下、在第一半板金属压条的凸侧与第二半板金属压条的凸侧之间的不同位置处取得的多个压力测量值。提高压力分布的均匀性可以包括减小多个压力测量值的范围。金属压条的压缩状态可以通过压缩第一半板和第二半板实现，使得第一半板金属压条的凸侧和第二半板金属压条的凸侧相配合。金属压条的压缩状态可以通过有限元分析模拟来实现。提高压力分布的均匀性可以包括：减小第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现出更高压力的位置处的高度，和/或在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现出较低压力的位置处增加第一半板金属压条和/或第二半板金属压条的高度。在调节第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在一个或多个位置中的高度以提高压力分布的均匀性之后，金属压条在其至少一个区域中的高度可以自各自金属压条的平均高度变化至少约3％。

提供了燃料电池，其包括：限定第一板金属压条的第一半板，其中第一半板金属压条从第一半板突出形成凸侧；以及限定第二板金属压条的第二半板，其中第二半板金属压条从第二半板突出形成凸侧。第二板金属压条的凸侧可以与第一板金属压条的凸侧配合，并且第一板金属压条和第二板金属压条中的一个或多个可以具有沿金属压条长度变化的压条高度。第一板金属压条和第二板金属压条中的一个或多个在与另一个板配合之前可以具有沿金属压条长度变化的压条高度。第一板金属压条和第二板金属压条每一个可以具有沿其各自金属压条长度变化的压条高度。第一板金属压条和第二板金属压条在与另一个板堆叠配合之前，每一个可以具有沿其各自金属压条长度变化的压条高度。第一板金属压条和第二板金属压条的平均高度可以为约250μm至约1000μm，且第一半板和第二半板的平均厚度可以为约50μm至约200μm。第一板金属压条和/或第二板金属压条的高度可以在至少一个区域内自各自金属压条的平均高度变化至少约3％。

通过以下对示例性实施例的详细描述和附图，本公开及其特定特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1示出了根据一个或多个实施例的燃料电池堆的展开图；

图2示出了根据一个或多个实施例的燃料电池中的金属压条密封件的截面图；

图3示出了根据一个或多个实施例的双极板的平面图；

图4A示出了根据一个或多个实施例的靠近金属压条的双极板的截面局部视图；

图4B示出了根据一个或多个实施例的半板的截面侧视图；

图5示出了根据一个或多个实施例的用于设计燃料电池的一个或多个半板的方法的框图；

图6示出了根据一个或多个实施例的包括金属压条的半板的局部俯视图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可以采取各种和可替换的形式。附图不一定成比例；一些特征可以被放大或最小化以显示特殊组件的细节。因此，本文公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，示出和描述在任何一个附图中的技术特征能够结合成一个或多个其它附图所示的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特殊的应用或实施方式是期望的。

图1示出了示例性的双极PEM燃料电池堆10。为简化起见，图1详述了堆叠中的两个单元(即，三个双极板16、22、24)，应当明白，典型的电池堆将具有更多这样的电池和双极板。在一些实施例中，单极板设置在燃料电池堆的两端，其中单极板包括位于电池堆中最后一个燃料电池的阴极侧或阳极侧的流动通道。尽管对于给定的PEM燃料电池堆，单极板在结构上可以稍微不同，但是在本文中包括权利要求书中提及的双极板旨在包括单极板。还应当理解，元件7和9表示燃料电池堆10内附加的可选的燃料电池。尽管示出了双极PEM燃料电池堆，但是应当理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，也可以使用其他燃料电池类型和配置。

示例性燃料电池堆10包括第一MEA 12和第二MEA 14，每个MEA 具有设置在阳极和阴极之间的电解质膜。导电双极板16设置在第一MEA 12与第二MEA 14之间。第一MEA 12、第二MEA 14和双极板16一起堆叠在燃料电池堆10内的双极板22、24之间。夹板18、20与叠层中的双极板电绝缘。例如，燃料电池堆10可以根据需要具有30至400个板或更多的板。

双极板通常包括两个流场。每个双极板22、24的工作面以及双极板 16的两个工作面包括分别标记为26、32以及28和30的流场。流场(例如26、28、30、32)包括多个流动通道并且将诸如氢气和氧气/空气的反应物分布在MEA 12、14的表面上。例如，给定的双极板可以根据需要具有约10至50个流通通道或更多的流动通道。

非导电垫圈34、36、38、40可以分别设置在双极板22与第一MEA 12 之间，第一MEA12与双极板16之间，双极板16与第二MEA 14之间，以及第二MEA 14与双极板24之间。垫圈34、36、38、40有利于密封并电绝缘端板22与第一MEA 12、第一MEA 12与双极板16、双极板16与第二MEA 14，以及第二MEA 14与双极板24。

示例性燃料电池堆10的MEA 12、14可具有非导电副垫圈或阻隔膜42、44。单独使用或与垫圈34、36、38、40结合使用的副垫圈42、44从电极的边缘延伸并有利于第一MEA 12和双极板16、以及双极板16和第二MEA 14的密封。副垫圈42、44还电绝缘第一MEA 12和双极板16、以及双极板16和第二MEA 14。作为非限制性实例，副垫圈42、44可分别与非导电垫圈34、36、38、40一体形成。副垫圈42、44也可以与电解质膜一体形成。在其它实施例中，副垫圈42、44由另一合适的非导电材料形成并分别连接到MEA 12、14上。总体上，将MEA 12、14，垫圈34、 36、38、40和副垫圈42、44称为燃料电池“软物”或“软物层”。

透气性DM 46、48、50、52与第一MEA 12和第二MEA 14各自的电极邻接。DM 46、48、50、52分别设置在双极板22与第一MEA 12，第一 MEA 12与双极板16，双极板16与第二MEA14，以及第二MEA 14与双极板24之间。

双极板16、22、24和垫圈34、36、38、40每一个包括多个孔，包括阴极供给孔54和阴极排放孔56，冷却剂供给孔58和冷却剂排放孔60，以及阳极供给孔62和阳极排放孔64。上述每个孔可以表示一个或多个孔；例如，在一些实施例中，阴极供给孔54和/或阳极供给孔可以表示两个孔。如本领域技术人员所熟知，与阴极，阳极和冷却剂相关的孔的数量可以基于设计限制和/或目标而变化。燃料电池堆10的供给歧管和排放歧管通过双极板16、22、24和垫圈34，36，38，40中各自的孔54、56、58、60、 62、64的对准而形成。氢气经由阳极入口导管(未示出)供应到阳极供应歧管。空气经由端板18处的阴极入口导管(未示出)供应到燃料电池堆 10的阴极供应歧管。还分别为阳极排气歧管和阴极排气歧管提供阳极出口导管和阴极出口导管。冷却剂入口导管(未示出)也设置在端板18处，用于将液体冷却剂供应到冷却剂供应歧管。冷却剂出口管道(未示出)也可以设置在端板18处，用于从冷却剂排放歧管移除冷却剂。

参照图2，一对传统双极板16中的每一个由第一半板301和第二半板 302形成，其中每个半板具有第一侧321和第二侧322。第一半板301接合到第二半板302，使得每个半板的第二侧322邻接。接合的第一和第二半板301、302形成与该对双极板16中每一个的流场28、30(图1)相邻的内部通道(未示出)供冷却剂从中流过，以调节示例性燃料电池堆10 的温度。第一和第二半板301，302可以通过本领域已知的多种适合的方式中的至少一种连接，例如通过焊接或通过施加粘合剂。可以根据需要选择用于接合第一半板301和第二半板302的其它合适的装置。

传统燃料电池堆10的双极板16、22、24具有较软层304，诸如(例如)设置在每个双极板16、22、24之间的垫圈34、36、38、40和副垫圈 42、44中的至少一个。所示的单个压条200形成在双极板对16、22、24 中的每一个上。单个压条200具有如图2所示的大体弓形的表面，尽管其它几何结构也是可行的。作为非限制性示例，单个压条200可以通过在第一和第二半板301、302上进行的冲压操作来形成。当燃料电池堆10处于压缩状态时，双极板对16中每一个的单个压条200夹住较软层304。在压缩状态下，单个压条200之间的接触形成密封件306。较软层304也可称为微密封件。微密封件可包括约为0.01mm至约0.3mm、约0.02至约0.2 mm、或约0.03至约0.15mm的厚度(如图4A所示的厚度418)。微密封件可包括高达约0.3mm、至多约0.2mm、或至多约0.1mm的厚度。微密封件可包括弹性体材料。合适的弹性体材料可以包括EPDM(乙烯丙烯二烯单体)、HNBR(氢化丙烯腈-丁二烯)、NBR(丙烯腈丁二烯)、VMQ(硅酮)、FVMQ(氟硅酮)和FKM(含氟聚合物)等中的一种或多种。例如，可以通过丝网印刷施加微密封件。

然而，当压缩载荷305(图2)施加到燃料电池的单个压条上时，随着压条吸收来自压缩载荷305的能量，由于顶板和底板都沿着如图2所示的横向方向307横向移动，压条具有变平的趋势。因此，图2的传统压条中的压平变形可能损害两个双极板之间的流体紧密密封306。

在图3中更详细地示出了本公开的示例双极板404。双极板404包括其上形成的多个金属压条密封件，包括周边金属压条密封件402和多个孔金属压条密封件403。周边金属压条密封件402通常形成在邻近或接近其周边或外边缘401(图3)的双极板404上。多个孔金属压条密封件403 每一个都靠近或邻近各自的孔位置布置。双极板404的每个孔(例如554、556、558、560、562、564)出现在唯一相应的孔位置。

每个金属压条密封件包括来自两个半板的两个金属压条。图4A示出了双极板404，其包括第一半板440和第二半板442，第一半板440包括压条406，第二半板442包括压条410，其通常形成金属压条密封。压条 406和410显示为大致对称，但不对称的压条也在本公开的范围内。此外，所示压条406和410为梯形压条。如本文所用，“梯形”是指具有连接到中心顶部的两个成角度的壁421的压条。如图4A所示，所示的中央顶部 422基本上是平的，但是梯形压条也可以包括凹的或凸的中央顶部(例如弯曲的凹形或弯曲的凸形部分)。本文描述的金属压条可以具有变化的几何形状，不限于图2和4A-B中描述的那些。在特定实施例中，关于半板 440所描述的每个半板包括由基本平坦部分422和两个侧壁421限定的压条406，所述侧壁421从半板440共同突出并限定压条406的第一凸侧423 和第二凹侧424。在其它实施例中，根据需要，平坦部分422可以是凸的或凹的。平坦部分422靠近压条406的中心部分，在该中心部分处压条的高度408最大。平坦部分422可以具有长度425，其通常不大于压条406的长度426。

图4B示出了半板440的一部分的截面侧视图，其包括压条406、压缩限制器430和两个流动通道435。半板，诸如半板440，可以根据需要具有更多或更少的压条406、压缩限制器430和流动通道435。压缩限制器 430具有高度431，其小于压条高度408且大于流动通道436的高度。在一些实施例中，多个流动通道435可以具有变化的高度，但是所有这样的高度都将小于压缩限制器的高度431。

在燃料电池堆中(例如图2的燃料电池堆10)，来自相邻双极板的两个金属压条的凸侧配合以形成密封(在相邻的半板302和301与图2中的较软层304之间的密封件306)。配合的金属压条之间的压力分布的不均匀性可导致靠近密封件(例如图2的密封件306)的泄漏或其它性能问题。因此，图5示出了用于设计燃料电池的半板(例如阳极或阴极)的方法500 的框图。用于设计燃料电池的半板的方法500包括提供510限定金属压条的半板(例如阳极或阴极)，确定520压缩状态下金属压条的压力分布，并调节530金属压条在一个或多个位置中的高度以提高金属压条压力分布的均匀性。

金属压条的压缩状态可以通过例如对金属压条的机械压缩来实现。在可将受压可变形材料定位在压缩期间的两个金属压条之间，以便通过在处于压缩状态时在金属压条的不同位置处进行多个压力测量来测量压力分布，或者允许通过研究压缩之后的材料来确定多个压力测量值。这样的材料包括压敏纸或薄膜，包括凸点阵列的可塑性变形金属(例如通过光刻制造)，或金属或塑料网格状材料(例如由具有圆形横截面的线材或棒材形成)，以及许多其它选择。在一些实施例中，压力分布可以通过使用透明配合部件的双折射应力测试来确定。在其它实施例中，泄漏测试(例如使用传感器或肥皂)，和/或测试后目测观察柔软部件的总的屈曲和/或损坏可用于确定压力分布。另外地或可选地，金属压条的压缩状态可以通过计算机模拟技术实现，例如有限元分析和梁理论分析。金属压条的压力分布是在压缩状态下沿金属压条的不同位置处取得的多个压力测量值。提高金属压条压力分布的均匀性可以包括例如减小多个压力测量值的范围。另外地或可替代地，提高金属压条压力分布的均匀性可以包括在压条密封件处于屈曲负载之下时将金属压条密封性能提高到最小阈值以上。屈曲负载可定义为金属压条密封件变形到再也不能够形成充分密封的程度时的负载。

在一个实施例中，金属压条压力分布的均匀性可以通过减小金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现出较高压力的位置处的高度来提高。在一个实施例中，金属压条压力分布的均匀性可以通过增加金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现较低压力的位置处的高度来增加。在一个实施例中，可以通过减小金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现出较高压力的位置处的高度，并且增加金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现出较低压力的位置处的高度，来提高金属压条压力分布的均匀性。

图5类似地示出了用于设计燃料电池的一对半板的方法500的框图，该对半板包括提供510限定第一半板金属压条的第一半板(例如阳极)，并提供510限定第二板金属压条的第二半板(例如阴极)。第一半板和第二半板的金属压条均从各自的半板突出并形成凸侧。每个凸侧(例如半板440的凸侧423)限定金属压条的最大高度(例如图4所示的高度408)。方法500进一步包括确定520在压缩状态下在第一半板金属压条的凸侧与第二半板金属压条的凸侧之间的压力分布，并且调节530第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在一个或多个位置的高度以提高压力分布的均匀性。例如，金属压条的压缩状态可以通过压缩第一半板和第二半板使得第一半板金属压条的凸侧和第二半板金属压条的凸侧相配合来实现。另外地或可选地，金属压条的压缩状态可以通过计算机模拟技术建模，诸如有限元分析。压力分布包括在压缩状态下不同位置处，在第一半板金属压条的凸侧与第二半板金属压条的凸侧之间取得的多个压力测量值。提高压力分布的均匀性可以包括例如减小多个压力测量值的范围。

因为提高一个金属压条的压力分布的均匀性会影响普通燃料电池堆中其它金属压条密封件的性能，所以方法500可以在燃料电池堆中的一个或多个金属压条密封件上反复进行。因此，方法500还包括提高金属压条密封件中一个金属压条的压力分布的均匀性，以便改善不同金属压条或其它金属压条密封件的性能。

在一个实施例中，可以通过减小第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现出较高压力的位置处的高度来提高金属压条压力分布的均匀性。在一个实施例中，可以通过增加第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力呈现较低压力的位置处的高度来提高金属压条压力分布的均匀性。在一个实施例中，可以通过减小第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力表现出更高压力的位置处的高度，并且增加第一半板金属压条和/或第二半板金属压条在压缩状态下相对于压力分布的平均压力呈现较低压力的位置处的高度，来提高金属压条压力分布的均匀性。第一半板金属压条和第二半板金属压条的高度可以调节相同或不同的量。在一个实施例中，第一半板金属压条的高度可以增加并且第二半板金属压条的高度可以减小，使得两个金属压条的总体高度变化根据需要进行调节(即，如果高度变化区域的测量压力低于压力分布的平均压力，则增加总高度，或者如果高度变化区域的测量压力高于压力分布的平均压力，则减小总高度)。

方法500可用于设计燃料电池，其包括限定第一板金属压条的第一半板和限定第二板金属压条的第二半板。第一半板和第二半板的金属压条均从各自的半板突出并形成凸侧。每个凸侧(例如半板440的凸侧423)限定金属压条的最大高度(例如图4所示的高度408)。例如，凸侧可以在一个或多个侧面上是平坦的，及/或圆形的。第二板金属压条的凸侧与第一板金属压条的凸侧相配合，并且第一板金属压条和第二板金属压条中的一个或多个具有沿金属压条长度变化的压条高度。第一板金属压条和第二板金属压条各自可具有沿其各自金属压条长度变化的压条高度。

第一板金属压条和第二板金属压条中的一个或多个可以具有在与另一个板配合之前沿金属压条长度变化的压条高度。第一板金属压条和第二板金属压条可以各自具有压条高度，所述压条高度在与另一个板堆叠配合之前沿其各自金属压条的长度变化。例如，第一板金属压条和第二板金属压条的平均高度可以为例如约250μm至约1000μm，并且第一半板和第二半板的平均厚度可以为约50μm至约200μm。第一板金属压条和/或第二板金属压条的高度在至少一个区域内可以自各自金属压条的平均高度变化至少约+/-2％，至少约+/-3％，或至少约+/-6％。

实施例1：

改变具有其它相同几何形状的金属压条的高度以确定方法500在提高压力分布均匀性方面的功效。图6示出了包括金属压条610的半板600的俯视图。半板600在焊接线601处焊接到类似的半板以形成双极板。金属压条具有490μm的均匀高度。将金属压条610压缩至370μm的高度，然后在有限元分析模型中完全卸载。在平均压条压力卸载为1.65Mpa下，金属压条610在位置611表现出0.85MPa的压力。在位置613处表现出2.88 MPa的压力，且金属压条610的总压力分布在2.04MPa范围内。

第二半板600包括金属压条，其在位置611处具有505μm的高度，在位置612处具有490μm的高度，并且在位置613处具有475μm的高度。将金属压条610压缩至370μm的高度，然后卸载。在平均压条压力卸载为1.65MPa下，金属压条610在位置611表现出0.90MPa的压力，在位置613表现出2.64MPa的压力去，且金属压条610的总压力分布在1.73 MPa范围内。这些结果表明，改变金属压条610的高度改善了其压力分布均匀性。

第三半板600包括金属压条，该金属压条在位置611处具有520μm 的高度，在位置612处具有490μm的高度，并且在位置613处具有460μm 的高度。将金属压条610压缩至370μm的高度，然后卸载。在平均压条压力卸载为1.65MPa下，金属压条610在位置611表现出0.96MPa的压力，在位置613处表现2.51MPa的压力，且金属压条610的总压力分布在1.55MPa范围内。这些结果表明，改变金属压条610的高度改善了其压力分布均匀性。

虽然在前面的详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但是应当理解的是存在大量的变化。还应当理解的是一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、应用或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的方便的便捷途径。变化应当理解的是，在不脱离所附权利要求及其法律等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (7)

1.一种用于设计燃料电池的半板的方法，所述方法包括：

提供限定金属压条的半板；

确定金属压条在压缩状态下的压力分布；以及

调节所述金属压条在一个或多个位置的高度以提高所述金属压条压力分布的均匀性。

2.一种用于设计燃料电池的一对半板的方法，所述方法包括：

提供限定第一半板金属压条的第一半板，其中所述第一半板金属压条从所述第一半板突出形成凸侧；

提供限定第二半板金属压条的第二半板，其中第二半板金属压条从第二半板突出形成凸侧；

确定压缩状态下在所述第一半板金属压条的所述凸侧与所述第二半板金属压条的所述凸侧之间的压力分布；以及

调节所述第一半板金属压条和/或所述第二半板金属压条在一个或多个位置的高度以提高所述压力分布的均匀性。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述压力分布包括：在处于所述压缩状态下，在所述第一半板金属压条的所述凸侧与所述第二半板金属压条的所述凸侧之间不同位置处取得的多个压力测量值。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属压条的压缩状态通过压缩所述第一半板和所述第二半板使得所述第一半板金属压条的所述凸侧和所述第二半板金属压条的所述凸侧相配合来实现。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属压条的所述压缩状态通过有限元分析模拟来实现。

6.根据权利要求2所述的方法，其中提高所述压力分布的均匀性包括：减小所述第一半板金属压条和/或所述第二半板金属压条在所述压缩状态下相对于所述压力分布的平均压力表现出更高压力的位置中的高度，和/或增加所述第一半板金属压条和/或所述第二半板金属压条在所述压缩状态下相对于所述压力分布的平均压力表现出较低压力的位置处的高度。

7.根据权利要求2所述的方法，其中在调节所述第一半板金属压条和/或所述第二半板金属压条在一个或多个位置中的高度以提高所述压力分布的均匀性之后，所示金属压条在其至少一个区域中的所述高度自每个相应的金属压条的平均高度变化至少2％。

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