[发明专利]一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法、组装优化方法

权利要求书

1.一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，该方法包括：

将气体扩散层面电阻分解为纤维轴向电阻和纤维间接触电阻；

计算不同应变对应的面电阻和纤维轴向电阻；

计算不同应变下的纤维间接触电阻与面电阻的比值，绘制纤维间接触电阻占比与应变/压力关系图；

基于绘制的关系图确定气体扩散层的弹塑性变形区域；

基于弹塑性变形区域宽度评价气体扩散层抗变形服役能力。

2.根据权利要求1所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，不同应变对应的面电阻通过如下方式获得：

实验获取气体扩散层应变随压力的变化曲线；

实验获取气体扩散层面电阻随压力的变化曲线；

转换计算得到气体扩散层面电阻随应变的变化曲线。

3.根据权利要求1所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，不同应变对应的纤维轴向电阻通过下式获取：

其中，R_cf为纤维轴向电阻，t₀，分别为气体扩散层初始厚度和初始孔隙率，ρ_cf为纤维轴向电阻率，β为长度分布概率系数，ε为应变。

4.根据权利要求3所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，长度分布概率系数β的取值为1.0～3.0。

5.根据权利要求1所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，不同应变下的纤维间接触电阻与面电阻的比值通过下式计算：

其中，ε为应变，ψ(ε)为纤维间接触电阻与面电阻的比值，R_cf为纤维轴向电阻，R_GDL为面电阻。

6.根据权利要求1所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，当绘制纤维间接触电阻占比与应变关系图时直接通过计算的不同应变下的纤维间接触电阻与面电阻的比值绘制变化曲线。

7.根据权利要求1所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，当绘制纤维间接触电阻占比与压力关系图时，基于实验获取的气体扩散层应变随压力的变化曲线，将计算的不同应变下的纤维间接触电阻与面电阻的比值转换为不同压力下的纤维间接触电阻与面电阻的比值并绘制变化曲线。

8.根据权利要求1所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，所述的基于绘制的关系图确定气体扩散层的弹塑性变形区域的方法包括：

在绘制的关系图寻找纤维间接触电阻占比快速下降至平缓下降的转折点M以及纤维间接触电阻占比开始增大的点N，点M和点N对应的应变/压力区间为所述的弹塑性变形区。

9.根据权利要求1所述的一种气体扩散层抗变形服役能力评价方法，其特征在于，所述的基于弹塑性变形区域宽度评价气体扩散层抗变形服役能力具体包括：

弹塑性变形区域宽度与气体扩散层抗变形服役能力成正比，弹塑性变形区域宽度越宽，气体扩散层抗变形服役能力越强。

10.一种气体扩散层组装优化方法，其特征在于，该方法包括：

基于权利要求1～9任意一项所述的气体扩散层抗变形服役能力评价方法确定气体扩散层的弹塑性变形区域；

基于绘制的纤维间接触电阻占比与应变/压力关系图获取弹塑性变形区域对应的压力区间；

将弹塑性变形区域对应的压力区间作为气体扩散层最佳组装压力区间。