CN119092734A - 一种分级式海水激活电池双极板流道结构及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分级式海水激活电池双极板流道结构及设计方法，包括双极板流道主体；双极板流道主体上设有两个一级进流道、两个二级进流道和四个三级进流道，两个一级进流道的一端与海水入口连通，每个一级进流道的另一端与一个二级进流道的一端连通，每个二级进流道的另一端与两个三级进流道的一端连通；双极板流道主体上设有反应区，反应区设置在三级进流道的下游和三级出流道的上游，以便经四个三级进流道的海水，进入反应区反应后，进入三级出流道。可见，本发明提供的一种分级式海水激活电池双极板流道结构，可以减少反应区流动死区面积，提高海水有效利用率。

Description

一种分级式海水激活电池双极板流道结构及设计方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种分级式海水激活电池双极板流道结构及设计方法。

背景技术

随着当前社会的发展，一次能源消耗巨大，迫切需要开发新型能源以替代原有的一次能源。海水激活电池作为一种新兴的先进供能技术既可对现存的能源短缺问题做出重大贡献，也可为用电设备提供高能量密度、高比特性及无需外协海水的动力电源。除此之外，面向水下领域的海水激活电池应用是当前学者们的研究热潮。作为海水激活电池核心部件的双极板流道结构既要起到一定的支撑作用，又要为反应区提供高速且分布均匀的海水。然而，由于不良的流道结构设计方法，导致电池双极板间的海水在流动过程中，可能出现气泡以及某些流动死区区域，严重影响了海水有效利用率。探究相对最佳流道结构，进而减少反应区流动死区面积，提高海水有效利用率，是提升海水激活电池放电能力的有效途径之一。

发明内容

本发明提供的一种分级式海水激活电池双极板流道结构及设计方法，提供了一种双极板流道结构，可以减少反应区流动死区面积，提高海水有效利用率。

本发明第一方面提供了一种分级式海水激活电池双极板流道结构，包括双极板流道主体；

所述双极板流道主体上设有两个一级进流道、两个二级进流道和四个三级进流道，两个所述一级进流道的一端与海水入口连通，每个所述一级进流道的另一端与一个所述二级进流道的一端连通，每个所述二级进流道的另一端与两个所述三级进流道的一端连通；所述双极板流道主体上设有两个一级出流道、两个二级出流道和四个三级出流道，两个所述一级出流道的一端与海水出口连通，每个所述一级出流道的另一端与一个所述二级出流道的一端连通，每个所述二级出流道的另一端与至少两个所述三级出流道的一端连通；

所述双极板流道主体上设有反应区，所述反应区设置在所述三级进流道的下游和所述三级出流道的上游，以便经四个所述三级进流道的海水，进入所述反应区反应后，进入所述三级出流道；其中，

所述海水入口与所述海水出口相对的设置于所述双极板流道主体的两端，且所述海水入口、所述海水出口与所述双极板流道主体的中心点的连线为一条直线，两个所述一级进流道、两个所述二级进流道、四个所述三级进流道、两个所述一级出流道、两个所述二级出流道和四个所述三级出流道均镜像设置于所述海水入口、所述海水出口与所述双极板流道主体的中心点的连线的两侧。

可实施的一些方式中，两个所述三级进流道对称设置于一个所述二级进流道的主干线的延长线上；两个所述三级出流道对称设置于一个所述二级出流道的主干线的延长线上；所述二级进流道的主干线和所述二级出流道的主干线均与所述海水入口和所述海水出口的连线平行。

可实施的一些方式中，所述双极板流道主体上还包括若干个入口支流道，所述入口支流道的一端与所述三级进流道连通，另一端与所述反应区连通。

可实施的一些方式中，所述反应区连接处的若干个所述入口支流道之间间距相同，间距范围为3.5mm-4.5mm，所述入口支流道的宽度范围为1.5mm-2.5mm，所述一级进流道的宽度范围为3.5mm-4.5mm，所述二级进流道的宽度范围为2.5mm-3.5mm，所述三级进流道的宽度范围为1mm-2mm。

可实施的一些方式中，所述双极板流道主体上还包括若干个出口支流道，所述出口支流道的一端与所述三级出流道连通，另一端与所述反应区连通。

可实施的一些方式中，所述反应区连接处的若干个所述出口支流道之间间距相同，间距范围为3.5mm-4.5mm，所述出口支流道的宽度范围为1.5mm-2.5mm，所述一级出流道的宽度范围为3.5mm-4.5mm，所述二级出流道的宽度范围为2.5mm-3.5mm，所述三级出流道的宽度范围为1mm-2mm。

可实施的一些方式中，所述一级进流道的主干线为圆弧曲线，所述一级出流道的主干线为圆弧曲线。

本发明第二方面提供一种分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法，应用于前述的一种分级式海水激活电池双极板流道结构，所述方法包括：

S1，根据双极板流道结构参数信息，构建分级式海水激活电池双极板流道结构的物理模型信息；

S2，对所述物理模型信息进行处理，得到所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比；

S3，根据所述双极板流道结构参数信息和所述双极板流道结构参数信息对应的所述涡流区面积比，对所述物理模型信息进行迭代优化，得到目标双极板流道结构参数信息；

S4，对所述目标双极板流道结构参数信息进行处理，得到三级进流道的主干线曲线模型。

可实施的一些方式中，所述对所述物理模型信息进行处理，得到所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比，包括：

S21，对所述物理模型信息进行前处理，得到流体域信息；

S22，对所述流体域信息进行网格划分，得到网格信息；

S23，对所述网格信息进行分析处理，得到所述双极板流道结构的涡流区面积和反应区面积；

S24，利用双极板流道计算模型，对所述涡流区面积和所述反应区面积进行计算处理，得到所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比；

其中，所述双极板流道计算模型为：

式中，A_DR为所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比，A_D和A_t为所述涡流区面积和所述反应区面积，δ1为第一权重参数。

可实施的一些方式中，所述三级进流道的主干线曲线模型为：

式中，(x,y)为所述三级进流道的主干线曲线的坐标信息，y₀和y₁为第一拟合系数和第二拟合系数，x₀为偏差系数，A₀、A₂和A₂为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数，t₀、t₁和t₂为第三拟合系数、第四拟合系数和第五拟合系数，l为第一长度。

本发明有益效果：

1、本发明的一种分级式海水激活电池双极板流道结构，可以使流入双极板内的海水分布更为均匀，流过反应区后更容易排出双极板；

2、本发明的一种分级式海水激活电池双极板流道结构，通过分级式流道布局，可有效消耗垂直流入双极板的海水的湍流动能，海水经二级进流道流入三级进流道后分流至反应区，降低了反应区进出口处涡流的形成；

3、本发明提出的双极板流道结构易加工、成本低，可按照主干线轻松绘制出流道轮廓，完成模具制造后批量化生产；

4、本发明提出的双极板流道结构较传统四流道直通型结构的支流道更长、电阻更大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明一种分级式海水激活电池双极板流道结构的结构示意图；

图2为本发明一种分级式海水激活电池双极板流道结构的进流道结构示意图；

图3为本发明中烛台的实物图；

图4为本发明一种分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法的流程示意图；

图5为本发明一种分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法中的双极板流道结构参数示意图；

图6为本发明一种分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法中三级进流道的主干线示意图；

图7为本发明一种分级式海水激活电池双极板流道结构与传统双极板流道结构的压降、泵耗及流动死区占比对比图；

图8为本发明一种分级式海水激活电池双极板流道结构与传统双极板流道结构的进口处速度分布示意图。

附图标记说明：

1、双极板流道主体；

2、海水入口；

3、海水出口；

4、一级进流道；

5、二级进流道；

6、三级进流道；

7、入口支流道；

8、反应区；

9、一级出流道；

10、二级出流道；

11、三级出流道；

12、出口支流道；

13、扰流柱。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，本申请中的海水为海水激活电池的电解液。

本发明提供了一种分级式海水激活电池双极板流道结构及设计方法，可以减少反应区流动死区面积，提高海水有效利用率。

实施例一

如图1至图3，本发明提供了一种分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，包括双极板流道主体1。

双极板流道主体1上设有两个一级进流道4、两个二级进流道5和四个三级进流道6，两个一级进流道4的一端与海水入口2连通，每个一级进流道4的另一端与一个二级进流道5的一端连通，每个二级进流道5的另一端与两个三级进流道6的一端连通。双极板流道主体1上设有两个一级出流道9、两个二级出流道10和四个三级出流道11，两个一级出流道9的一端与海水出口3连通，每个一级出流道9的另一端与一个二级出流道10的一端连通，每个二级出流道10的另一端与至少两个三级出流道11的一端连通。

双极板流道主体1上设有反应区8，反应区8设置在三级进流道6的下游和三级出流道11的上游，以便经四个三级进流道6的海水，进入反应区8反应后，进入三级出流道11。其中，

海水入口2与海水出口3相对的设置于双极板流道主体1的两端，且海水入口2、海水出口3与双极板流道主体1的中心点的连线为一条直线，两个一级进流道4、两个二级进流道5、四个三级进流道6、两个一级出流道9、两个二级出流道10和四个三级出流道11均镜像设置于海水入口2、海水出口3与双极板流道主体1的中心点的连线的两侧。

具体的，当电池在正常运行过程中，海水从海水入口2依次通过一级进流道4、二级进流道5和三级进流道6，随后流入反应区8进行反应，反应结束后再依次通过三级出流道11、二级出流道10和一级出流道9，随后通过海水出口3流出，通过一级进流道4、二级进流道5、三级进流道6、一级出流道9、二级出流道10和三级出流道11的分级式流道设计，能够很好的抑制湍流动能，提升海水激活电池的性能。

两个三级进流道6对称设置于一个二级进流道5的主干线的延长线上。两个三级出流道11对称设置于一个二级出流道10的主干线的延长线上。二级进流道5的主干线和二级出流道10的主干线均与海水入口2和海水出口3的连线平行。

需要说明的是，上述二级进流道5的主干线和二级出流道10的主干线均与海水入口2和海水出口3的连线平行，能够有效的抑制海水的湍流动能，提高能效性能。

双极板流道主体1上还包括若干个入口支流道7，入口支流道7的一端与三级进流道6连通，另一端与反应区8连通。

优选的，入口支流道7为5个。

需要说明的是，参阅图2和图3，上述一级进流道4、二级进流道5、三级进流道6和若干个入口支流道7的整体结构是通过仿生现有的烛台进行设计得到的，具有很强的导水性，且可以使流入双极板内的海水分布更为均匀，流过反应区8后更容易排出双极板；

反应区8连接处的若干个入口支流道7之间间距相同，间距范围为3.5mm-4.5mm，入口支流道7的宽度范围为1.5mm-2.5mm，一级进流道4的宽度范围为3.5mm-4.5mm，二级进流道5的宽度范围为2.5mm-3.5mm，三级进流道6的宽度范围为1mm-2mm。

优选的，反应区8连接处的若干个入口支流道7之间间距为4mm，一级进流道4的宽度为4mm，二级进流道5的宽度为3mm，三级进流道6的宽度为1.5mm。

双极板流道主体1上还包括若干个出口支流道12，出口支流道12的一端与三级出流道11连通，另一端与反应区8连通。

优选的，出口支流道12为5个。

需要说明的是，上述一级出流道9、二级出流道10、三级出流道11和若干个出口支流道12的整体结构是通过仿生现有的烛台进行设计得到的，具有很强的导水性，且可以使流入双极板内的海水分布更为均匀，流过反应区8后更容易排出双极板。

反应区8连接处的若干个出口支流道12之间间距相同，间距范围为3.5mm-4.5mm，出口支流道12的宽度范围为1.5mm-2.5mm，一级出流道9的宽度范围为3.5mm-4.5mm，二级出流道10的宽度范围为2.5mm-3.5mm，三级出流道11的宽度范围为1mm-2mm。

优选的，反应区8连接处的若干个出口支流道12之间间距为4mm，一级出流道9的宽度为4mm，二级出流道10的宽度为3mm，三级出流道11的宽度为1.5mm。

反应区8中还设置有若干个扰流柱13，双极板流道主体1的外形轮廓均呈扁圆柱体结构。

优选的，所述扰流柱13的数量大于8个，示例性的，所述扰流柱13的数量为100个。

需要说明的是，扰流柱13能够减缓海水在反应区8中的流动，增加海水在反应区8中的反应时间，从而提高海水激活电池的效率。

一级进流道4的主干线为圆弧曲线，一级出流道9的主干线为圆弧曲线。

需要说明的是，一级进流道4的主干线为以海水入口2与海水出口3的连线上的一个点作为圆心，以圆心到海水入口2远离海水出口3的一端作为半径进行绘制得到的圆弧曲线，一级出流道9的主干线为以海水出口3与海水入口2的连线上的一个点作为圆心，以圆心到海水处口远离海水入口2的一端作为半径进行绘制得到的圆弧曲线。

需要说明的是，一级进流道4的主干线和一级出流道9的主干线为圆弧曲线，有利于海水流入一级进流道4和流出一级出流道9时，减缓海水的碰撞，使得海水均匀流入到反应区8，有利于提高海水激活电池的全局反应能力，降低反应区8中部分反应能力强，部分反应能力弱的问题。

实施例二

如图4至图6，本发明提供了一种分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法，应用于实施例一中的分级式海水激活电池双极板流道结构，所述方法包括：

S1，根据双极板流道结构参数信息，构建分级式海水激活电池双极板流道结构的物理模型信息。

需要说明的是，上述构建是使用Solidworks建模软件建立分级式海水激活电池双极板流道结构的物理模型信息，本发明实施例不做具体限定。

需要说明的是，参阅图5，双极板流道结构参数信息中的参数包括：一级进流道MC1流道宽度d1、二级进流道MC2流道宽度d2、三级进流道MC3流道宽度d3、中各入口支流道BC1-5流道宽度d4；一级进流道MC1主干线转二级进流道MC2主干线的倒角R2、二级进流道MC2主干线转三级进流道MC3主干线的倒角R1以及三级进流道中各入口支流道BC1-5靠近三级进流道MC3处左右两侧倒角；三级进流道靠近反应区的长度为s＝L1+4L2+2L3(参阅图5，图5中红色的线条表示一级进流道、二级进流道、三级进流道和若干个入口支流道)、高度为D＝H1+H2+H3+H4；靠近反应区各流道(BC1-5、MC3)间距L1、L2、L3；一级进流道MC1主干线是以海水出口与海水入口的连线上的一个点作为圆心，以距流体域最下端H1处为端点的半径绘制的圆弧曲线，圆弧曲线起始点为流体域最下端，终止点为距离流体域最下端s/2位置处，高度为H2；二级进流道MC2主干线偏转角σ，高度为H3；参阅图6，三级进流道MC3主干线偏转角分别为θ1、θ2，高度为H4；三级各入口支流道BC1-5主干线偏转角分别为α、β。

需要说明的是，l和D是预设的长度，本发明实施例不做具体限定。

双极板流道结构参数信息中的参数值在S1中的初始设置分别为d1＝0.25D，d2＝0.16D，d3＝0.042D；L1＝0.08D，L2＝0.29D；α、β、θ、σ初始值为0°；R2＝0.16D、R1＝0.16D。

S2，对物理模型信息进行处理，得到双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比。

S3，根据双极板流道结构参数信息和双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比，对物理模型信息进行迭代优化，得到目标双极板流道结构参数信息。

S4，对目标双极板流道结构参数信息进行处理，得到三级进流道的主干线曲线模型。

需要说明的是，对目标双极板流道结构参数信息进行处理，得到三级进流道的主干线曲线模型，是用户通过指定的计算模型对目标双极板流道结构参数信息进行计算处理得到的，本发明实施例不做具体限定。

需要说明的是，通过目标双极板流道结构参数信息除了能够得到三级进流道的主干线曲线模型外，还可以得到一级进流道、二级进流道和各个入口支流道的曲线模型，本发明实施例不做限定。

需要说明的是，一级出流道、二级出流道、三级出流道和各个出口支流道的曲线模型与一级进流道、二级进流道、三级进流道和各个入口支流道的主干线的曲线完全一致，只是在位置和方向上有所区别。

需要说明的是，上述对物理模型信息进行迭代优化是对双极板流道结构参数信息中的参数值进行不断更新并执行S2，得到最小涡流区面积比对应的双极板流道结构参数信息作为目标双极板流道结构参数信息。

需要说明的是，上述更新的过程为对d1、d2、d3以0.2mm的幅度进行调整，L1和L2以0.2mm的幅度进行调整，α、β、θ、σ以每次5°的幅度进行调整，R1和R2以0.2mm的幅度进行调整，其中各参数的调整范围为d1＝0.25～0.42D，d2＝0.16～0.33D，d3＝0.042～0.33D，L1＝0.08～0.2D，L2＝0.29～0.375D，α、β、θ、σ调整范围均在0～180°内，R2＝0.16～0.33D、R1＝0.042～0.16D。

需要说明的是，上述调整是对上述各个参数的范围按照S1中初始设置的值和调整幅度进行全部的组合，对所有的组合求解涡流区面积比。

需要说明的是，上述迭代优化后得到的目标双极板流道结构参数信息如表1。

表1目标双极板流道结构参数信息

可见，实施本实施例中的一种分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法，有利于快速构建不同类型和尺寸的海水激活电池双极板流道结构设计，具有较强的适应性和广泛的应用前景。

在一个可选的实施例中，对物理模型信息进行处理，得到双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比，包括：

S21，对物理模型信息进行前处理，得到流体域信息。

需要说明的是，上述前处理是通过Spaceclaim进行处理得到的，本发明实施例不做具体限定。

S22，对流体域信息进行网格划分，得到网格信息。

需要说明的是，上述网格划分是通过Fluent Meshing进行划分得到的，本发明实施例不做具体限定。

S23，对网格信息进行分析处理，得到双极板流道结构的涡流区面积和反应区面积。

需要说明的是，上述分析处理，是通过Fluent软件进行计算，并在CFD-Post中将计算结果进行后处理得到的，本发明实施例不做具体限定。

S24，利用双极板流道计算模型，对涡流区面积和反应区面积进行计算处理，得到双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比。

其中，双极板流道计算模型为：

式中，A_DR为双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比，A_D和A_t为涡流区面积和反应区面积，δ1为第一权重参数。

需要说明的是，第一权重参数可以是用户设定的，也可以是根据历史数据获取得到的，本发明实施例不做具体限定。

在一个可选的实施例中，三级进流道的主干线曲线模型为：

式中，(x,y)为三级进流道的主干线曲线的坐标信息，y₀和y₁为第一拟合系数和第二拟合系数，x₀为偏差系数，A₀、A₂和A₂为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数，t₀、t₁和t₂为第三拟合系数、第四拟合系数和第五拟合系数，l为第一长度。

优选的，y₀＝215233.288，A₀＝-1.91，t₀＝1.66，A₁＝-215231.425，t₁＝563076.358，y₁＝-0.866，x₀＝9.691，A₂＝6.693，t₂＝21.388。

需要说明的是，第一长度l为L1+4L2+L3。

需要说明的是，参阅图6，本申请中的二维平面坐标是以三级进流道与二级进流道的连接处作为原点，以三级进流道向反应区的延伸方向且与海水入口和海水出口连接的轴线平行方向作为Y轴，以与Y轴垂直且三级进流道向远离海水进口的方向为X轴，三级进流道的主干线曲线分布在二维平面坐标的第一象限内。

实施例三

如图7至图8，本发明提供了一种分级式海水激活电池双极板流道结构性能表征方法，应用于前述的分级式海水激活电池双极板流道结构和分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法，所述方法包括：

H1，获取双极板基本数据信息；

H2，对双极板基本数据信息进行计算处理，得到性能表征信息。

可选的实施方式中，对双极板基本数据信息进行计算处理，得到性能表征信息，包括：

H21，利用轻量化程度模型，对双极板基本数据信息进行处理，得到轻量化程度信息；

其中，轻量化程度模型为：

式中，ε为轻量化程度信息，M_o为双极板基本数据信息中的双极板质量，M_t为预设的传统型双极板质量。

H22，利用双极板压降模型，对双极板基本数据信息进行处理，得到压降信息；

其中，双极板压降模型为：

ΔP＝P_in-P_out；

式中，ΔP为压降信息，P_in为双极板基本数据信息中的进口压力，P_out为双极板基本数据信息中的出口压力。

H23，利用双极板泵耗计算模型，对双极板基本数据信息和压降信息进行处理，得到泵耗信息；

其中，双极板泵耗计算模型为：

式中，W_pump为泵耗信息，q为双极板基本数据信息中的海水流量，η为双极板基本数据信息中的水泵能效，ΔP为压降信息，S_RZ为双极板基本数据信息中的反应区面积；

优选的，η为0.6。

H24，对轻量化程度信息、压降信息和泵耗信息进行合并处理，得到性能表征信息。

根据本发明的上述设计方法和性能表征方法对传统流道结构及本发明中的分级式海水激活电池双极板流道结构(仿生流道)进行比较(参阅图7、图8)，从对比结果可以看出，本发明中的双极板流道结构的轻量化程度信息为0.815％，压降信息及泵耗信息降低26.2％，反应区流动死区面积占比下降82.1％，近进口处的速度峰值由0.55216m/s降至0.26473m/s，调峰效率高达52.1％，速度最小值由0.00243m/s提升至0.00486m/s，涨幅100％。这进一步确定了本发明提出的分级式海水激活电池双极板流道结构具有一定的优势。

可见，本申请的一种分级式海水激活电池双极板流道结构轻量化程度高。由于在双极板流道结构上刻有更多的流道，板材质量明显下降。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，包括双极板流道主体；

所述双极板流道主体上设有两个一级进流道、两个二级进流道和四个三级进流道，两个所述一级进流道的一端与海水入口连通，每个所述一级进流道的另一端与一个所述二级进流道的一端连通，每个所述二级进流道的另一端与两个所述三级进流道的一端连通；所述双极板流道主体上设有两个一级出流道、两个二级出流道和四个三级出流道，两个所述一级出流道的一端与海水出口连通，每个所述一级出流道的另一端与一个所述二级出流道的一端连通，每个所述二级出流道的另一端与至少两个所述三级出流道的一端连通；

所述双极板流道主体上设有反应区，所述反应区设置在所述三级进流道的下游和所述三级出流道的上游，以便经四个所述三级进流道的海水，进入所述反应区反应后，进入所述三级出流道；其中，

所述海水入口与所述海水出口相对的设置于所述双极板流道主体的两端，且所述海水入口、所述海水出口与所述双极板流道主体的中心点的连线为一条直线，两个所述一级进流道、两个所述二级进流道、四个所述三级进流道、两个所述一级出流道、两个所述二级出流道和四个所述三级出流道均镜像设置于所述海水入口、所述海水出口与所述双极板流道主体的中心点的连线的两侧。

2.根据权利要求1所述的分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，两个所述三级进流道对称设置于一个所述二级进流道的主干线的延长线上；两个所述三级出流道对称设置于一个所述二级出流道的主干线的延长线上；所述二级进流道的主干线和所述二级出流道的主干线均与所述海水入口和所述海水出口的连线平行。

3.根据权利要求1所述的分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，所述双极板流道主体上还包括若干个入口支流道，所述入口支流道的一端与所述三级进流道连通，另一端与所述反应区连通。

4.根据权利要求3所述的分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，所述反应区连接处的若干个所述入口支流道之间间距相同，间距范围为3.5mm-4.5mm，所述入口支流道的宽度范围为1.5mm-2.5mm，所述一级进流道的宽度范围为3.5mm-4.5mm，所述二级进流道的宽度范围为2.5mm-3.5mm，所述三级进流道的宽度范围为1mm-2mm。

5.根据权利要求1所述的分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，所述双极板流道主体上还包括若干个出口支流道，所述出口支流道的一端与所述三级出流道连通，另一端与所述反应区连通。

6.根据权利要求5所述的分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，所述反应区连接处的若干个所述出口支流道之间间距相同，间距范围为3.5mm-4.5mm，所述出口支流道的宽度范围为1.5mm-2.5mm，所述一级出流道的宽度范围为3.5mm-4.5mm，所述二级出流道的宽度范围为2.5mm-3.5mm，所述三级出流道的宽度范围为1mm-2mm。

7.根据权利要求1所述的分级式海水激活电池双极板流道结构，其特征在于，所述一级进流道的主干线为圆弧曲线，所述一级出流道的主干线为圆弧曲线。

8.一种分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的分级式海水激活电池双极板流道结构，所述方法包括：

S1，根据双极板流道结构参数信息，构建分级式海水激活电池双极板流道结构的物理模型信息；

S2，对所述物理模型信息进行处理，得到所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比；

S3，根据所述双极板流道结构参数信息和所述双极板流道结构参数信息对应的所述涡流区面积比，对所述物理模型信息进行迭代优化，得到目标双极板流道结构参数信息；

S4，对所述目标双极板流道结构参数信息进行处理，得到三级进流道的主干线曲线模型。

9.根据权利要求8所述的分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法，其特征在于，所述对所述物理模型信息进行处理，得到所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比，包括：

S21，对所述物理模型信息进行前处理，得到流体域信息；

S22，对所述流体域信息进行网格划分，得到网格信息；

S23，对所述网格信息进行分析处理，得到所述双极板流道结构的涡流区面积和反应区面积；

S24，利用双极板流道计算模型，对所述涡流区面积和所述反应区面积进行计算处理，得到所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比；

其中，所述双极板流道计算模型为：

式中，A_DR为所述双极板流道结构参数信息对应的涡流区面积比，A_D和A_t为所述涡流区面积和所述反应区面积，δ1为第一权重参数。

10.根据权利要求8所述的分级式海水激活电池双极板流道结构设计方法，其特征在于，所述三级进流道的主干线曲线模型为：

式中，(x,y)为所述三级进流道的主干线曲线的坐标信息，y₀和y₁为第一拟合系数和第二拟合系数，x₀为偏差系数，A₀、A₂和A₂为第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数，t₀、t₁和t₂为第三拟合系数、第四拟合系数和第五拟合系数，l为第一长度。