一种流场传质性能的评价方法和装置

技术领域

本发明涉及流场传质性能评价的技术领域，尤其涉及一种流场传质性能的评价方法和装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC，proton exchange membrane fuel cell)的是一种将化学能直接转换为电能的能源转换装置，具备效率高以及绿色污染的优势。流场板是燃料电池堆中的关键组件之一，用于引导和分配气体在电池中的流动。流场板的设计影响着单电池内部气-水-热-电-力的多物理场分布。合理的流场板设计可以实现气体在流道中的均匀分布，确保每个单元电池单元都能够充分利用催化剂表面，维持合适的水平衡，避免液态水积聚导致的堵塞和效率降低，实现有效的气体冷却和热量传递，对燃料电池进行有效的水和热管理。

以燃料电池的双极板为例，当前双极板的设计主要依赖于实验方法对燃料电池内部进行数据测量，采集实验结果指导设计，而目前燃料电池仿真模型的仿真效率也很难满足商业化大活化面积单电池的仿真需求。目前双极板设计主要关注于气体分配均匀性、压降控制、液态水管理和散热温度控制，直接关注于性能和欧姆损失、活化损失、传质损失，而双极板性能受到气-水-热-电-力多个物理场共同影响，与诸多物理量分布状态相关，现有方法缺乏全面客观的评价标准。

因此，如何提高流场传质性能评价的准确性，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种流场传质性能的评价方法和装置，能够提高流场传质性能评价的准确性。

本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种流场传质性能的评价方法，应用于燃料电池的膜电极活性区域面积大于300cm

将目标燃料电池的运行工况配置为预设工况，其中，目标燃料电池为待评价流场传质性能的燃料电池；

在预设工况下对目标燃料电池的流道流量进行流动性仿真，以获得流动性仿真的流道流量分布的第一评价指标；

在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，其中，电化学评价指标至少包括目标燃料电池进行电化学反应的流道流量分布的第二评价指标；

根据第一评价指标和电化学评价指标，确定目标燃料电池的流场传质性能。

在一种可选的实施例中，在预设工况下对目标燃料电池的流道流量进行流动性仿真，以获得流动性仿真的流道流量分布的第一评价指标，包括：

根据流动性仿真的第一目标区域内每个流道的第一流量数据，获得第一数据集，其中，第一目标区域为目标燃料电池的双极板在第一预设范围的中部区域；

将第一数据集的第一变异系数确定为第一评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的电流密度分布的第三评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，包括：

根据电化学仿真的第二目标区域内每个流道的第二流量数据，获得第二数据集，其中，第二目标区域为目标燃料电池的双极板在第二预设范围的中部区域；

将第二数据集的第二变异系数确定为第二评价指标；

根据电化学仿真的第三目标区域内每个预设位置的电流密度，获得第三数据集，其中，第三目标区域为目标燃料电池的膜电极在第三预设范围的中部区域；

根据第三数据集中每个电流密度的变异系数和对应的电密权重，获得第三评价指标；

将第二评价指标和第三评价指标确定为电化学评价指标。

在一种可选的实施例中，根据第三数据集中每个电流密度的变异系数和对应的电密权重，获得第三评价指标，包括：

根据公式

根据每个第三变异系数的系数值和预设的电密权重区间，确定每个第三变异系数的电密权重；

将每个第三变异系数与对应电密权重的乘积进行累计求解，以获得第三评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的催化层氧气分布的第四评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，还包括：

根据电化学仿真的第四目标区域内每个预设位置的仿真氧气浓度，获得第四数据集，其中，第四目标区域为目标燃料电池的膜电极催化层在第四预设范围的中部区域；

根据公式

根据每个第四变异系数的系数值和预设的浓度权重区间，确定每个第四变异系数的氧气浓度权重；

将每个第四变异系数与对应氧气浓度权重的乘积进行累计求解，以获得第四评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的膜态水分布的第五评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，还包括：

根据电化学仿真的第五目标区域内每个预设位置的膜态水含量，获得第五数据集，其中，第五目标区域为目标燃料电池的膜电极催化层在第五预设范围的中部区域；

根据公式

根据每个第五变异系数的系数值和预设的膜态水权重区间，确定每个第五变异系数的膜态水权重；

将每个第五变异系数与对应膜态水权重的乘积进行累计求解，以获得第五评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的流道液态水体积分数的第六评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，还包括：

根据电化学仿真的第六目标区域内每个流道的液态水含量，获得第六数据集，其中，第六目标区域为目标燃料电池的双极板在第六预设范围的中部区域；

将第六数据集中大于含量阈值的液态水含量标记为目标数据，其中，含量阈值为第六数据集的含量均值与第六数据集的标准差之和；

将目标数据的数据数量与第六数据集的数据数量的比值，确定为第六评价指标。

第二方面，本发明实施例还提供了一种流场传质性能的评价装置，应用于燃料电池的膜电极活性区域面积大于300cm

配置模块，用于将目标燃料电池的运行工况配置为预设工况，其中，目标燃料电池为待评价流场传质性能的燃料电池；

第一获得模块，用于在预设工况下对目标燃料电池的流道流量进行流动性仿真，以获得流动性仿真的流道流量分布的第一评价指标；

第二获得模块，用于在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，其中，电化学评价指标至少包括目标燃料电池进行电化学反应的流道流量分布的第二评价指标；

确定模块，用于根据第一评价指标和电化学评价指标，确定目标燃料电池的流场传质性能。

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。

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。

本发明的一种流场传质性能的评价方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：

本发明的流场传质性能评价方法，通过将待评价流场传质性能的目标燃料电池配置为预设工况，在相同的预设工况下对目标燃料电池的进行流动性仿真和电化学仿真，获得流动性仿真下流道流量分布的第一评价指标，以及流场传质性能的电化学评价指标，电化学评价指标至少包括目标燃料电池进行电化学反应的流道流量分布的第二评价指标，在根据第一评价指标和电化学评价指标，确定目标燃料电池的流场传质性能时，可以更全面客观的评价流场传质性能，应用于燃料电池的膜电极活性区域面积大于300cm

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种流场传质性能的评价方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的燃料电池进行流动性仿真的流量分布示意图；

图3为本发明实施例提供的燃料电池进行电化学仿真的流量分布示意图；

图4为本发明实施例提供的燃料电池仿真后的电流密度的分布示意图；

图5为本发明实施例提供的燃料电池仿真后的氧气浓度的分布示意图；

图6为本发明实施例提供的氧气浓度的分布曲线图；

图7为本发明实施例提供的燃料电池仿真后的膜态水的分布示意图；

图8为本发明实施例提供的燃料电池仿真后的液态水含量的分布示意图；

图9为本发明实施例提供的一种流场传质性能的评价装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

大尺寸(活性区面积大于300cm

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种流场传质性能的评价方法的流程图，应用于燃料电池的膜电极活性区域面积大于300cm

S11、将目标燃料电池的运行工况配置为预设工况，其中，目标燃料电池为待评价流场传质性能的燃料电池。

具体的，预设工况可以自由设定，例如根据目标燃料电池的膜电极活性区域面积设定，当膜电极活性区域面积越大时，设定的预设工况所对应的电流密度越大；反之，当膜电极活性区域面积越小时，设定的预设工况所对应的电流密度越小，能够表征该目标燃料电池在常规工况下的运行状态即可。对于活性区面积大于300cm

S12、在预设工况下对目标燃料电池的流道流量进行流动性仿真，以获得流动性仿真的流道流量分布的第一评价指标。

具体的，流动性仿真可以基于仿真软件工具实施，例如Matlab、StarCCM+、Fluent等软件，也可以基于3+1维模型进行仿真。在预设工况下虽对目标燃料电池通入对应流量的反应气体(加湿空气和加湿氢气)，但是目标燃料电池不进行工作，即目标燃料电池在软件环境中不进行电化学反应，不消耗反应气体，同样不生成反应后的液态水，流动性仿真仅对加湿空气、加湿氢气、冷却水在各自流动通道的流通性能进行仿真，可以基于仿真软件工具配置预设工况下的运行环境，基于该环境下的流道性仿真结果获得第一评价指标，第一评价指标表征了目标燃料电池的双极板中各流道的流量分布情况。理想情况下，需要使各流道的流量更均一，因此可以将各流道流量的标准差或变异系数作为第一评价指标。

示例性的，在预设工况下对目标燃料电池的流道流量进行流动性仿真，以获得流动性仿真的流道流量分布的第一评价指标，包括：

第一步，根据流动性仿真的第一目标区域内每个流道的第一流量数据，获得第一数据集。在燃料电池的结构分布中，双极板与膜电极紧贴，双极板的流道用于传输加湿空气和加湿氢气。请参阅图2，图2为流动性仿真的流量数据分布，仿真前可以对双极板的流道进行对应编号，图中由下至上依次将流道编号为1-100，在仿真软件工具中对目标燃料电池通入预设工况对应流量的反应气体，反应气体在流道中分散流通，即可获得每个流道的第一流量数据，图中的柱状图即表征了各流道的流量大小，将所有的第一流量数据构建为第一数据集。需要说明的是，理想情况下的流道流量分布应该各条流道绝对均匀。而现实条件下，因为有冷却散热等要求以及分配区设计优化的因素，双极板四周流道的流量有时候会明显高于或低于中间部分，而中间部分的流量分布均匀性对电池性能发挥有更加明显的影响。因此，可以将第一目标区域设定为目标燃料电池的双极板在第一预设范围的中部区域，第一预设范围可以根据实际需求设定，例如设定为双极板除去四周占比5％的流道区域。

第二步，将第一数据集的第一变异系数确定为第一评价指标。数据集的变异系数是计算统计数据相对离散程度的指标，第一变异系数可以先计算出第一数据集的标准差和均值，再根据公式：第一变异系数＝(标准差/均值)×100％进行计算出第一变异系数，将第一变异系数确定为第一评价指标，第一评价指标可以标记为F

S13、在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，其中，电化学评价指标至少包括目标燃料电池进行电化学反应的流道流量分布的第二评价指标。

具体的，在相同的预设工况下进行电化学仿真同样可以基于仿真软件工具实施，电化学仿真时通入目标燃料电池的加湿氢气和加湿空气进行电化学反应，反应过程中会消耗加湿氢气和加湿空气，同时伴随生成反应的副产物-水。由于存在电化学反应，因此双极板的各流道流量将发生对应变化，基于该种变化特征可以得出电化学评价指标。

在实际应用时，由于燃料电池是将加湿氢气和加湿空气在膜电极中进行反应输出电流，电流密度的分布同样可以对流场的均匀性分布具有重要的参考价值。基于此，在一种具体的实施方式中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的电流密度分布的第三评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，包括：

第一步，根据电化学仿真的第二目标区域内每个流道的第二流量数据，获得第二数据集。请参阅图3，图3为燃料电池进行电化学仿真的流量分布示意图，同样可以基于仿真后获得各流道的气体流量，将其作为第二数据集。同理，第二目标区域为目标燃料电池的双极板在第二预设范围的中部区域，为减少双极板周边流道的流量数据对计算结果的准确性影响，可以筛除双极板四周占比5％的流道流量数据，使第二评价指标的准确性更好。

第二步，将第二数据集的第二变异系数确定为第二评价指标。可以基于第二数据集的标准差和均值计算出第二变异系数，将第二变异系数作为第二评价指标，第二评价指标可以标记为F

第三步，根据电化学仿真的第三目标区域内每个预设位置的电流密度，获得第三数据集。请参阅图4，图4为膜电极上电流密度的分布示意图，电流密度是双极板性能的最直观体现，除了数值大小外还需要考虑分布的均匀性。如果电流密度分布不均匀，质子密度分布不均匀，将导致电势分布的不均匀，进一步导致质子在膜电极中的传导速度不一致，可能形成局部电势梯度，降低质子传导的均匀性和效率，并且会影响氧气在催化层上的均匀分布，从而影响氧还原反应的均匀性和效率，导致燃料电池的性能降低。理想情况下的电流密度的分布是绝对均匀的，但现实情况下因为大尺寸流场板和阴阳极非对称等缘故很难实现，加湿氢气和加湿空气可以经流场同侧进气，也可以是经流场对向进气。继续以图4为例，加湿氢气和加湿空气由膜电极左侧进入进行反应，氢气和氧气随着反应进行被逐渐消耗，剩余的气体和反应水由膜电极右侧排出，因此电流密度随气流方向存在梯度减弱，可以将预设位置配置为在膜电极表面的预设矩阵点，相邻矩阵点的横向间距和纵向间距可以相同，也可以不同，在此不作具体限制，基于目标燃料电池工作状态下每个矩阵点的电流密度获得第三数据集。为提高数据的准确性，将第三目标区域设定为目标燃料电池的膜电极在第三预设范围的中部区域，第三目标区域可以为膜电极筛除膜电极四周面积占比5％的中心区域。

第四步，根据第三数据集中每个电流密度的变异系数和对应的电密权重，获得第三评价指标。对于电流密度的均匀性评价既要考虑整体均匀性，又要考虑因流道特征结构导致的局部不均匀，可以将传统的变异系数进行变换，突出局部不均匀占比。例如计算出每个电流密度的变异系数后，基于变异系数的大小分配对应的电密权重，再累计求解出第三评价指标。

示例性的，根据第三数据集中每个电流密度的变异系数和对应的电密权重，获得第三评价指标，包括：

根据公式

根据每个第三变异系数的系数值和预设的电密权重区间，确定每个第三变异系数的电密权重。可以基于技术人员的经验或标定实验确定电密权重区间，例如设定电密权重区间为a

当基于上述公式计算出第三变异系数A

将每个第三变异系数与对应电密权重的乘积进行累计求解，以获得第三评价指标。累计求解可以将每个第三变异系数与对应电密权重相乘，再累计相加得出第三评价指标，为保障各评价指标的标准相同，也可以将累计相加结果乘以预设系数得出第三评价指标；也可以根据公式

第五步，将第二评价指标和第三评价指标确定为电化学评价指标。可以理解，燃料电池内部的电化学反应涉及因素较多，考量的因素越多对流场传质性能评价的准确性越高。

本领域技术人员可以理解，燃料电池的催化层的氧气浓度受吹扫作用影响。适宜的氧气浓度可以提供足够的反应物，促进催化层中的氧化还原反应；过低的氧气浓度则会限制反应速率，降低燃料电池的输出功率，同时可能导致催化剂表面积的减少和积碳现象，会影响催化剂的活性和稳定性；过高的氧气浓度则可能引起过度的反应，并引起催化剂的氧化损失，导致燃料电池过热和催化剂的失活。同时催化层中的氧气浓度分布对电流的分布和均匀性也存在影响。均匀的氧气浓度分布可以实现均匀的反应速率，提高燃料电池的效率和稳定性。如果氧气浓度在催化层内不均匀分布，将导致反应速率不一致，可能引起局部电流密度过高或过低，影响电池的性能和寿命。为进一步提高流场传质性能评价的准确性，在一种具体的实施方式中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的催化层氧气分布的第四评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，还包括：

第一步，根据电化学仿真的第四目标区域内每个预设位置的仿真氧气浓度，获得第四数据集。目标燃料电池在运行时，将空气配置为对应湿度和温度后通入其内部，但是仅空气中的氧气参与化学反应，因此膜电极中存在水蒸气和其它气体，对氧气浓度的分布存在一定影响，仿真氧气浓度表征了通入加湿空气至燃料电池时，其内部的氧气分布结果。同样可以在膜电极表面设置矩阵点作为预设位置，对目标燃料电池进行电化学仿真后，基于每个矩阵点的仿真氧气浓度获得第四数据集。同样将第四目标区域设定为目标燃料电池的膜电极催化层在第四预设范围的中部区域，第四预设范围可以是膜电极筛除周边5％的中部区域。

第二步，根据公式

第三步，根据每个第四变异系数的系数值和预设的浓度权重区间，确定每个第四变异系数的氧气浓度权重。例如可以设定浓度权重区间b

第四步，将每个第四变异系数与对应氧气浓度权重的乘积进行累计求解，以获得第四评价指标。同样的，第四变异系数有n

膜态水含量受吹扫作用和温度影响，吹扫明显会使膜态水含量降低，温度升高会导致燃料电池内水的相态倾向于向气态水转变，导致膜态水含量降低。适量的膜态水可以维持质子交换膜的稳定性，提高质子的传导速率，帮助调节氧气的透过性，保持合适的氧气供应；过低的膜态水含量可能引起膜电极材料的干燥和损坏，因而会导致质子传导能力下降，减小氧气的透过率；过高的膜态水含量则可能导致膜电极过度水合，引起质子与氧气的过度反应而损坏膜电极材料，导致膜电极材料的膨胀和失稳。膜态水分布虽然受顺逆流的影响较大，但整体均匀性对电密分布影响不大，所以更多关注于避免局部特别不均匀的现象出现。基于此，为进一步提高流场传质性能评价的准确性，在一种具体的实施方式中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的膜态水分布的第五评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，还包括：

第一步，根据电化学仿真的第五目标区域内每个预设位置的膜态水含量，获得第五数据集，第五目标区域可以为膜电极筛除膜电极四周面积占比5％的中心区域。请参阅图7，图7为膜态水含量的分布示意图。可以在膜电极上设定矩阵点，基于每个矩阵点的膜态水含量获得第五数据集，膜态水含量可以经膜态水百分比进行表征。

第二步，根据公式

第三步，根据每个第五变异系数的系数值和预设的膜态水权重区间，确定每个第五变异系数的膜态水权重。同样可以设定膜态水权重区间c

第四步，将每个第五变异系数与对应膜态水权重的乘积进行累计求解，以获得第五评价指标。第五变异系数有n

适量的液态水体积分数可以维持流道的湿润状态，有助于控制燃料电池的温度和水平衡。液态水能够吸收和释放热量，起到冷却和热管理的作用。过低的液态水体积分数可能导致流道过干，难以维持适当的温度和水平衡；而过高的液态水体积分数则可能引起流道积液，影响气体的传输和反应效率。流道液态水体积分数的理想状态应该是后半段不产生大面积的高数值区域。基于此，为更进一步提高流场传质性能评价的准确性，在一种具体的实施方式中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的流道液态水体积分数的第六评价指标；在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，还包括：

第一步，根据电化学仿真的第六目标区域内每个流道的液态水含量，获得第六数据集，第五目标区域可以为双极板筛除膜电极其四周面积占比5％的中心区域。请参阅图8，图8为液态水含量的仿真结果分布示意图，液态水含量可以基于液态水体积分数进行表征，可以基于每个流道的液态水体积分数获得第六数据集。

第二步，将第六数据集中大于含量阈值的液态水含量标记为目标数据，其中，含量阈值为第六数据集的含量均值与第六数据集的标准差之和。流道中液态水含量大于含量阈值，说明该流道的液态水体积分数过高，液态水过高的区域面积越大，则其越有可能出现液态水积聚堵塞的问题，将其标记为目标数据。

第三步，将目标数据的数据数量与第六数据集的数据数量的比值，确定为第六评价指标，第六评价指标可以标记为F

可以理解，上述方式获得的电化学评价指标可以仅包含第二评价指标，也可以还包含第三评价指标至第六评价指标的部分指标和全部指标，在此不作具体限制，获得电化学评价指标后进入步骤S14。

S14、根据第一评价指标和电化学评价指标，确定目标燃料电池的流场传质性能。

具体的，在基于第一评价指标和电化学评价指标确定流场传质性能时，可以基于评价指标项确定对应的指标权重，再计算出流场传质性能。例如仅包含第一评价指标和第二评价指标时，可以设定第一评价指标的指标权重

可以理解，在选用不同数量的评价指标项确定流场传质性能时，可以对应选择对应的指标权重，例如在选用第一评价指标至第六评价指标时，可以根据公式F＝0.2×F

基于与评价方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种流场传质性能的评价装置，应用于燃料电池的膜电极活性区域面积大于300cm

配置模块901，用于将目标燃料电池的运行工况配置为预设工况，其中，目标燃料电池为待评价流场传质性能的燃料电池；

第一获得模块902，用于在预设工况下对目标燃料电池的流道流量进行流动性仿真，以获得流动性仿真的流道流量分布的第一评价指标；

第二获得模块903，用于在预设工况下对目标燃料电池进行电化学仿真，以获得流场传质性能的电化学评价指标，其中，电化学评价指标至少包括目标燃料电池进行电化学反应的流道流量分布的第二评价指标；

确定模块904，用于根据第一评价指标和电化学评价指标，确定目标燃料电池的流场传质性能。

在一种可选的实施例中，第一获得模块包括：

第一获得子模块，用于根据流动性仿真的第一目标区域内每个流道的第一流量数据，获得第一数据集，其中，第一目标区域为目标燃料电池的双极板在第一预设范围的中部区域；

第一确定子模块，用于将第一数据集的第一变异系数确定为第一评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的电流密度分布的第三评价指标；第二获得模块包括：

第二获得子模块，用于根据电化学仿真的第二目标区域内每个流道的第二流量数据，获得第二数据集，其中，第二目标区域为目标燃料电池的双极板在第二预设范围的中部区域；

第二确定子模块，用于将第二数据集的第二变异系数确定为第二评价指标；

第三获得子模块，用于根据电化学仿真的第三目标区域内每个预设位置的电流密度，获得第三数据集，其中，第三目标区域为目标燃料电池的膜电极在第三预设范围的中部区域；

第四获得子模块，用于根据第三数据集中每个电流密度的变异系数和对应的电密权重，获得第三评价指标；

第三确定子模块，用于将第二评价指标和第三评价指标确定为电化学评价指标。

在一种可选的实施例中，第四获得子模块包括：

第一获得单元，根据公式

确定单元，用于根据每个第三变异系数的系数值和预设的电密权重区间，确定每个第三变异系数的电密权重；

第二获得单元，用于将每个第三变异系数与对应电密权重的乘积进行累计求解，以获得第三评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的催化层氧气分布的第四评价指标；第二获得模块还包括：

第五获得子模块，用于根据电化学仿真的第四目标区域内每个预设位置的仿真氧气浓度，获得第四数据集，其中，第四目标区域为目标燃料电池的膜电极催化层在第四预设范围的中部区域；

第六获得子模块，用于根据公式

第四确定子模块，用于根据每个第四变异系数的系数值和预设的浓度权重区间，确定每个第四变异系数的氧气浓度权重；

第七获得子模块，用于将每个第四变异系数与对应氧气浓度权重的乘积进行累计求解，以获得第四评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的膜态水分布的第五评价指标；第二获得模块还包括：

第八获得子模块，用于根据电化学仿真的第五目标区域内每个预设位置的膜态水含量，获得第五数据集，其中，第五目标区域为目标燃料电池的膜电极催化层在第五预设范围的中部区域；

第九获得子模块，用于根据公式

第五确定子模块，用于根据每个第五变异系数的系数值和预设的膜态水权重区间，确定每个第五变异系数的膜态水权重；

第十获得子模块，用于将每个第五变异系数与对应膜态水权重的乘积进行累计求解，以获得第五评价指标。

在一种可选的实施例中，电化学评价指标还包括表征目标燃料电池的流道液态水体积分数的第六评价指标；第二获得模块还包括：

第十一获得子模块，用于根据电化学仿真的第六目标区域内每个流道的液态水含量，获得第六数据集，其中，第六目标区域为目标燃料电池的双极板在第六预设范围的中部区域；

标记子模块，用于将第六数据集中大于含量阈值的液态水含量标记为目标数据，其中，含量阈值为第六数据集的含量均值与第六数据集的标准差之和；

第六确定子模块，用于将目标数据的数据数量与第六数据集的数据数量的比值，确定为第六评价指标。

基于与评价方法同样的发明构思，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评价方法中任一项方法的步骤。

基于与评价方法同样的发明构思，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评价方法中任一项方法的步骤。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过将待评价流场传质性能的目标燃料电池配置为预设工况，在相同的预设工况下对目标燃料电池的进行流动性仿真和电化学仿真，获得流动性仿真下流道流量分布的第一评价指标，以及流场传质性能的电化学评价指标，电化学评价指标至少包括目标燃料电池进行电化学反应的流道流量分布的第二评价指标，在根据第一评价指标和电化学评价指标，确定目标燃料电池的流场传质性能时，可以更全面客观的评价流场传质性能，应用于燃料电池的膜电极活性区域面积大于300cm

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(模块、系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。