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公开(公告)号：CN116959634A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310744987.7
申请日：2023-06-21
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G16C60/00 , G06F30/23 , G06F119/02 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体公开了一种SOFC电堆结构损伤及电化学性能衰减的寿命预测方法。本发明通过开展电堆组成材料的力学性能测试试验与电堆耐久性试验，建立SOFC电堆的有限元模型，关联不同运行工况下SOFC电堆结构损伤与电化学性能衰减的相互关系，建立基于结构损伤及电化学性能衰减的SOFC电堆寿命预测模型，并利用加速试验验证并完善模型，预测SOFC电堆的运行寿命。本发明不仅分析了SOFC电堆的电化学性能衰减，同时考虑到SOFC电堆的结构损伤，能够有效预测电堆在不同运行工况下的结构损伤和电化学性能衰减情况，优化SOFC电堆的结构设计，指导SOFC电堆的运行与维护，提高SOFC电堆的寿命和可靠性，降低运营成本。
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公开(公告)号：CN118655011B
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202411126090.9
申请日：2024-08-16
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G01N3/18 , G01N3/60 , G06F30/23 , G06F30/28 , G06F111/04 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14 , G06F119/08 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开一种冷热循环过程中SOFC双极板蠕变疲劳寿命预测方法，属于疲劳寿命预测技术领域，包括步骤：建立单电池三维几何模型及多物理场模型，计算其在冷热循环下的温度场；基于得到的温度场对单电池进行固体力学分析，计算其在冷热循环下的应力场；利用与双极板材质相同的材料制备蠕变疲劳试样并进行高温蠕变疲劳试验，获取与Larson‑Miller蠕变模型相关的参数，得到双极板材料的Larson‑Miller方程；基于双极板材料的Larson‑Miller方程，利用疲劳分析软件进行蠕变疲劳模拟，预测冷热循环过程中双极板的蠕变疲劳寿命。本发明利用数值模拟的方法将冷热循环服役工况的应力场、温度场与双极板材料本身的蠕变疲劳特性相结合，能够准确计算得到冷热循环过程中双极板的蠕变疲劳寿命。
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公开(公告)号：CN118630249A
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202410792400.4
申请日：2024-06-19
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: H01M8/026 , H01M8/0263
Abstract: 本发明公开了一种树枝状固体氧化物燃料电池双极板结构，包括叠加设置的具有相同结构的阳极板及阴极板，所述阳极板及阴极板均包括板体；所述板体的两端均分别设置有2组对称的进气通道及2组对称的排气通道，每组进气通道及排气通道均设置若干个；所述板体的中部设置有若干条气体流道；所述进气通道与气体流道之间、所述排气通道与气体流道之间均设置若干排树枝状挡板，且相邻两排挡板交错排布。本发明所提供的双极板结构通过在进气通道与气体流道之间、所述排气通道与气体流道之间设置交错分布的树枝状挡板，使得气体更容易在极板内部进行流动和扩散，有利于反应气体的均匀分布，改善电池内热分布不均的问题，增强其使用寿命。
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公开(公告)号：CN117747005A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202410182752.8
申请日：2024-02-19
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G16C20/10 , G16C60/00 , G06F30/23 , G06F30/28 , G06F30/10 , G06T17/20 , G06F119/14 , G06F119/08 , G06F113/08 , G06F111/10
Abstract: 本发明公开一种千瓦级固体氧化物燃料电池电堆的均质化建模方法，包括步骤：建立固体氧化物燃料电池电堆三维几何模型；对电堆进行均质化处理，获取均质化电堆几何模型，并等效处理电池单元各部分结构的材料参数；基于均质化电堆几何模型，模拟分析电堆内流体流动情况，分析电堆的进气不均匀度，并根据进气不均匀度对电堆的各层电池单元进行分组；建立不同进气条件下的单电池单元多场耦合模型，输出相应的电化学反应质量源和热源；基于均质化电堆几何模型，设置边界条件，并输入质量源和热源，建立电堆多物理场耦合数值模型。本发明通过将电堆进行均质化等效处理得到均质化数值模型，用于电堆数值模拟时计算精度高、计算效率高。
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公开(公告)号：CN116247263A
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202310071406.8
申请日：2023-02-07
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: H01M8/24 , H01M8/04007 , H01M8/04701
Abstract: 本发明属于燃料电池技术领域，具体公开了SOFC电堆高温运行寿命与冷热循环次数提升方法。在结构设计上，单电池采用阳极支撑型结构并增设阻挡层，相邻的单电池之间引入重整与均温一体化冷却通道，电堆内部采用交叉流道和逆向流道交替叠加的结构形式。在材料设计上，单电池的阳极为梯度孔结构，双极板的表面引入复合尖晶石涂层，密封层采用蠕变强度比双极板小的材料。在制造工艺上，采用多次递进式连续冲压方法制备柔性连接体，柔性连接体的结构是翅片角度为60°且圆角半径为10μm的翅片式。在运行方法上，检测电堆的密封性和绝缘性，在降温阶段采用三步连续冷却降温。本发明全面降低制造和服役过程中的应力，提高SOFC电堆的服役寿命。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118655011A
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202411126090.9
申请日：2024-08-16
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G01N3/18 , G01N3/60 , G06F30/23 , G06F30/28 , G06F111/04 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14 , G06F119/08 , G06F119/02
Abstract: 本发明公开一种冷热循环过程中SOFC双极板蠕变疲劳寿命预测方法，属于疲劳寿命预测技术领域，包括步骤：建立单电池三维几何模型及多物理场模型，计算其在冷热循环下的温度场；基于得到的温度场对单电池进行固体力学分析，计算其在冷热循环下的应力场；利用与双极板材质相同的材料制备蠕变疲劳试样并进行高温蠕变疲劳试验，获取与Larson‑Miller蠕变模型相关的参数，得到双极板材料的Larson‑Miller方程；基于双极板材料的Larson‑Miller方程，利用疲劳分析软件进行蠕变疲劳模拟，预测冷热循环过程中双极板的蠕变疲劳寿命。本发明利用数值模拟的方法将冷热循环服役工况的应力场、温度场与双极板材料本身的蠕变疲劳特性相结合，能够准确计算得到冷热循环过程中双极板的蠕变疲劳寿命。
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公开(公告)号：CN116959634B
公开(公告)日：2024-08-06
申请号：CN202310744987.7
申请日：2023-06-21
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G16C60/00 , G06F30/23 , G06F119/02 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体公开了一种SOFC电堆结构损伤及电化学性能衰减的寿命预测方法。本发明通过开展电堆组成材料的力学性能测试试验与电堆耐久性试验，建立SOFC电堆的有限元模型，关联不同运行工况下SOFC电堆结构损伤与电化学性能衰减的相互关系，建立基于结构损伤及电化学性能衰减的SOFC电堆寿命预测模型，并利用加速试验验证并完善模型，预测SOFC电堆的运行寿命。本发明不仅分析了SOFC电堆的电化学性能衰减，同时考虑到SOFC电堆的结构损伤，能够有效预测电堆在不同运行工况下的结构损伤和电化学性能衰减情况，优化SOFC电堆的结构设计，指导SOFC电堆的运行与维护，提高SOFC电堆的寿命和可靠性，降低运营成本。
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公开(公告)号：CN116879783A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310747755.7
申请日：2023-06-21
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G01R31/392 , G01R31/378 , G01R31/385
Abstract: 本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，公开了一种SOFC电堆运行寿命的冷热循环加速测试方法。本发明通过多次的冷热循环测试来预测SOFC电堆在实际服役过程中的发电性能与耐久性，分析SOFC电堆核心部件在恒流运行工况与启停工况下的电压衰减率。本发明具有以下优点：(1)测试时间短，能够预测SOFC电堆的运行寿命，有效降低测试时间，加快了SOFC电堆的研发进度。(2)通过多次的冷热循环测试加快了SOFC电极材料的结构破坏和电化学性能衰减，并且不引入新的失效机制，更接近SOFC电堆的真实运行环境和衰减机制。(3)测试结果可靠并且可重复测试，可以定量地分析SOFC电堆在冷热循环加速测试过程中的性能变化规律。
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公开(公告)号：CN116879781A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310745018.3
申请日：2023-06-21
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G01R31/392 , G01R31/385 , G01R31/378 , G01R31/367
Abstract: 本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池电堆电化学性能的寿命预测方法。包括以下步骤：定义电化学性能的失效阈值，得到相对应电压衰减率以及内阻增长率的指标要求；获取电化学性能衰减预测模型所需要的电压、电流随运行时间的变化数据；根据电堆的运行参数，建立极化曲线模型；建立电堆的经验衰减模型；根据电堆前期的运行状态，计算电堆的衰减速率和衰减加速度；根据电堆失效阈值定义的总衰减幅度预测电堆未来的衰减趋势和剩余寿命。本发明能够有效分析稳定运行、启停、变载和突发性故障四种工况对SOFC电堆电压衰减率的影响，获得电堆的电化学性能衰减规律与剩余寿命，具有预测精度高和适用性广的优点。
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公开(公告)号：CN116258401A
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202310071405.3
申请日：2023-02-07
Applicant: 中国石油大学(华东)
IPC: G06Q10/0639 , G06F17/16
Abstract: 本发明公开了一种固体氧化物燃料单体电池综合性能评价方法。本发明方法通过获取多个单电池样本的性能评价指标，基于优劣解距离法对所有单电池样本进行排序评定各单电池样本的等级后，分别确定优等、中等和差等中所包含的单电池样本，并采用等比例分层抽样与系统抽样相结合的方法，分别确定各等级中参与性能评价的单电池样本后，采用熵值法确定各性能评价指标的定量权重，结合灰色关联度分析法对待评价单电池样本进行综合评价打分并排名，确定单电池的最优制作工艺。本发明通过将单体电池的多个性能评价指标相关联，实现了对固体氧化物燃料单体电池性能的精确评价，为固体氧化物燃料单体电池制备工艺的优化改进提供了依据。
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