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申请/专利权人：扬州大学

摘要：本发明公开了具有周期结构的燃料电池及其带隙调控方法，包括若干端板，相邻两个端板间设有双极板，双极板的两侧分别连接有隔板，相邻两个端板分别相对中间的隔板的一侧均设有波形弹簧，隔板外的端板上排布有若干螺孔；带隙调控方法包括以下步骤，将燃料电池等效为弹簧‑质量链模型，列运动学方程；分析弹簧‑质量链模型在沿z轴振动和绕x、y轴旋转三种不同运动状态下的带隙和传输特性；计算电堆的弹簧‑质量链模型在沿z轴振动和绕x、y轴旋转三种不同运动状态下的色散方程；结合相关参数和色散方程，得出具有周期结构的燃料电池在装配组合下的带隙分布；使用本发明能探究在不同装配方法下电堆的带隙分布，为燃料电池的减振机构设计提供依据。

主权项：1.一种对具有周期结构的燃料电池进行带隙调控的方法，其特征在于：燃料电池包括，若干端板，相邻两个端板间设有双极板，双极板的两侧分别连接有隔板，相邻两个端板分别相对中间的隔板的一侧均设有波形弹簧，隔板外的端板上排布有若干螺孔；相邻两个端板中，两个端板分别相对隔板设置的一侧和隔板分别相对两个端板设置的一侧分别排布有若干圆形凹槽，波形弹簧上的若干圆弧段分别在对应的圆形凹槽内；包括以下步骤，将燃料电池等效为弹簧-质量链模型，列运动学方程；分析弹簧-质量链模型在沿z轴振动和绕x、y轴旋转三种不同运动状态下的带隙和传输特性；计算电堆的弹簧-质量链模型在沿z轴振动和绕x、y轴旋转三种不同运动状态下的色散方程；结合相关参数和色散方程，得出具有周期结构的燃料电池在装配组合下的带隙分布；弹簧-质量链等效模型的第n个单元在沿z轴振动和绕x，y轴旋转的运动学方程如下， 其中，kx,ky和k1,k2的关系如下： 式中，t表示时间，un和vn分别表示第n个单元中质点m1和m2的位移，θn和φn分别表示第n个单元中质点m1和m2的旋转角度，I1x，I2x，I1y和I2y分别表示质点m1和m2的绕x，y轴旋转的转动惯量，ax，bx，ay，by和cy分别表示燃料电池电堆分别绕x，y轴旋转时，波形弹簧和螺栓固定点与电堆中心线的距离；假设稳态下公式1的解为， 其中，x表示质点所在的位置，U和V分别表示质点m1和m2的位移幅值，α和分别表示质点m1和m2的角度幅值，q为波数，w为波的角频率，a为波矢，i为虚数单位；根据公式1～3，得到弹簧-质量链等效模型的动力学方程矩阵， 其中， 由公式4和5，得到该燃料电池沿z轴振动的色散方程， 绕x轴旋转的色散方程 绕y轴旋转的色散方程 色散方程为带隙分布的理论模型，将相关参数代入到理论模型中，可得出具有周期结构的燃料电池在装配组合下的带隙分布。

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