一种紧固件长度的确定方法和装置与流程

本发明涉及燃料电池电堆的，尤其涉及一种紧固件长度的确定方法和装置。

背景技术：

1、燃料电池电堆的主要构成部件为双极板和膜电极，当前在燃料电池电堆的生产中，需要施加装堆力来压缩膜电极的气体扩散层和密封件，从而确保足够的密封力及较低的接触电阻。一方面，过大的装堆力会导致气体扩散层过压缩，导致其排水能力变差，致使膜电极水淹。另一方面，装堆力过小会导致密封失效、单电池接触电阻增大。

2、然而，燃料电池电堆主要采用拉杆或钢带进行紧固，拉杆或钢带的安装长度直接影响实际的装堆力。紧固件长度越长，安装紧固件后，燃料电池电堆回弹量更大，装堆力衰减更多，合适的紧固件长度对燃料电池电堆的性能及可靠性尤为重要。

3、因此，如何提高对燃料电池电堆紧固件长度确定的准确性，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供的一种紧固件长度的确定方法和装置，提高了燃料电池电堆紧固件长度确定的准确性。

2、本发明实施例提供了以下方案：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种紧固件长度的确定方法，方法包括：

4、获取燃料电池电堆的装堆反力和紧固件的初始设定长度，其中，装堆反力为燃料电池电堆在装堆后其内部附件在装堆压缩方向产生的反作用力，紧固件为燃料电池电堆在装堆后对其装堆高度进行固定的部件；

5、根据装堆反力和初始设定长度，获得紧固件的拉伸量；

6、根据拉伸量和初始设定长度，确定紧固件的目标设定长度。

7、在一种可选的实施例中，获取燃料电池电堆的装堆反力，包括：

8、获取燃料电池电堆的密封件在装堆后预设单位长度产生的压缩反力，以及单电池的密封件以预设单位长度计量的密封件长度；

9、根据密封件长度和压缩反力的乘积，获得燃料电池电堆的第一反力；

10、获取燃料电池电堆的膜电极在装堆后预设单位面积的电极压强，以及燃料电池电堆中单电池以预设单位面积计量的极板接触面积；

11、根据电极压强和极板接触面积的乘积，获得燃料电池电堆的第二反力；

12、根据第一反力与第二反力的反力之和，获得装堆反力。

13、在一种可选的实施例中，获取燃料电池电堆的密封件在装堆后预设单位长度产生的压缩反力，包括：

14、获取密封件的压缩反力曲线，其中，压缩反力曲线为密封件的压缩量随压缩反力变化的曲线；

15、加载装堆力至燃料电池电堆的电堆模型，在膜电极的压缩率达到设定阈值时根据密封件的对应形变量，获得密封件在装堆后的当前压缩量；

16、将当前压缩量在压缩反力曲线中对应的压缩反力，确定为密封件在装堆后预设单位长度产生的压缩反力。

17、在一种可选的实施例中，获取燃料电池电堆的膜电极在装堆后预设单位面积的电极压强，以及单电池以预设单位面积计量的极板接触面积，包括：

18、获取膜电极的气体交换层的压强位移曲线和当前压缩位移，其中，压强位移曲线为气体交换层的表面压强随压缩位移变化的曲线；

19、将当前压缩位移在压强位移曲线中对应的表面压强，确定为预设单位面积的电极压强；

20、在燃料电池电堆的高度方向将单电池的第一双极板和第二双极板移动为目标状态，其中，目标状态为第一双极板靠近膜电极的内平面与第二双极板靠近膜电极的内平面相对紧贴的状态；

21、将第一双极板和第二双极板在目标状态的接触面积，确定为预设单位面积的极板接触面积。

22、在一种可选的实施例中，获取紧固件的初始设定长度，包括：

23、获取燃料电池电堆沿装堆方向各部件的板厚数据集，以及燃料电池电堆上碟簧的位移载荷曲线，其中，位移载荷曲线为碟簧的压缩力随压缩位移变化的曲线；

24、根据装堆反力、位移载荷曲线和碟簧数量，获得碟簧支撑板和盲端端板之间的平行间距；

25、根据板厚数据集中的所有板厚数据与平行间距之和，获得初始设定长度。

26、在一种可选的实施例中，根据装堆反力和初始设定长度，获得紧固件的拉伸量，包括：

27、根据装堆反力和紧固件的布置数量，获得单个紧固件的当前拉伸力；

28、将当前拉伸力对应拉伸标定曲线的应变值，确定为单个紧固件的拉伸应变，其中，拉伸标定曲线为紧固件的拉伸应变随拉伸力变化的曲线；

29、根据初始设定长度和单个紧固件的拉伸应变，获得单个紧固件的拉伸量。

30、在一种可选的实施例中，根据拉伸量和初始设定长度，确定紧固件的目标设定长度，包括：

31、当紧固件包括第一钢带和第二钢带时，根据公式l11＝l10-δl/2，获得第一钢带的第一目标长度l11，其中，l10为第一钢带的初始设定长度，δl为拉伸量；

32、根据公式l21＝l20-δl/2，获得第二钢带的第二目标长度l21，其中，l20为第二钢带的初始设定长度；

33、当紧固件为拉杆时，根据公式l31＝l30-δl-d，获得拉杆的目标设定长度l31，l30为拉杆的初始设定长度，d为拉杆的安装间隙。

34、第二方面，本发明实施例还提供了一种紧固件长度的确定装置，装置包括：

35、获取模块，用于获取燃料电池电堆的装堆反力和紧固件的初始设定长度，其中，装堆反力为燃料电池电堆在装堆后其内部附件在装堆压缩方向产生的反作用力，紧固件为燃料电池电堆在装堆后对其装堆高度进行固定的部件；

36、获得模块，用于根据装堆反力和初始设定长度，获得紧固件的拉伸量；

37、确定模块，用于根据拉伸量和初始设定长度，确定紧固件的目标设定长度。

38、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器耦接到处理器，存储器存储指令，当指令由处理器执行时使电子设备执行第一方面中任一项方法的步骤。

39、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项方法的步骤。

40、本发明的一种紧固件长度的确定方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：

41、本发明的确定方法通过获取燃料电池电堆的装堆反力和紧固件的初始设定长度，由于装堆反力表征了燃料电池电堆在装堆后其内部附件在装堆压缩方向产生的反作用力，该反作用力对燃料电池电堆的紧固件存在拉伸形变，可以根据装堆反力和紧固件的初始设定长度获得紧固件的拉伸量，在根据拉伸量和初始设定长度确定紧固件的目标设定长度时，可以补偿拉伸形变对设定长度的计算影响，使紧固件在进行目标设定长度确定时减小拉伸形变对其精度的影响，进而提高了燃料电池电堆紧固件长度确定的准确性。

技术特征：

1.一种紧固件长度的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的紧固件长度的确定方法，其特征在于，所述获取燃料电池电堆的装堆反力，包括：

3.根据权利要求2所述的紧固件长度的确定方法，其特征在于，所述获取所述燃料电池电堆的密封件在装堆后预设单位长度产生的压缩反力，包括：

4.根据权利要求2所述的紧固件长度的确定方法，其特征在于，所述获取所述燃料电池电堆的膜电极在装堆后预设单位面积的电极压强，以及所述单电池以所述预设单位面积计量的极板接触面积，包括：

5.根据权利要求1所述的紧固件长度的确定方法，其特征在于，获取紧固件的初始设定长度，包括：

6.根据权利要求1所述的紧固件长度的确定方法，其特征在于，所述根据所述装堆反力和所述初始设定长度，获得所述紧固件的拉伸量，包括：

7.根据权利要求1所述的紧固件长度的确定方法，其特征在于，所述根据所述拉伸量和所述初始设定长度，确定所述紧固件的目标设定长度，包括：

8.一种紧固件长度的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种紧固件长度的确定方法和装置，涉及燃料电池电堆的技术领域，确定方法通过获取燃料电池电堆的装堆反力和紧固件的初始设定长度，由于装堆反力表征了燃料电池电堆在装堆后其内部附件在装堆压缩方向产生的反作用力，该反作用力对燃料电池电堆的紧固件存在拉伸形变，可以根据装堆反力和紧固件的初始设定长度获得紧固件的拉伸量，在根据拉伸量和初始设定长度确定紧固件的目标设定长度时，可以补偿拉伸形变对设定长度的计算影响，使紧固件在进行目标设定长度确定时减小拉伸形变对其精度的影响，进而提高了燃料电池电堆紧固件长度确定的准确性。

技术研发人员：母宝生,兰天,覃博文,张迪
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15