CN101401243B - 燃料电池堆叠结构 - Google Patents

燃料电池堆叠结构 Download PDF

Info

Publication number
CN101401243B
CN101401243B CN2007800089441A CN200780008944A CN101401243B CN 101401243 B CN101401243 B CN 101401243B CN 2007800089441 A CN2007800089441 A CN 2007800089441A CN 200780008944 A CN200780008944 A CN 200780008944A CN 101401243 B CN101401243 B CN 101401243B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
external channel
fluid
stack structure
internal manifold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800089441A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101401243A (zh
Inventor
入月桂太
田渕雄一郎
市川靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of CN101401243A publication Critical patent/CN101401243A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101401243B publication Critical patent/CN101401243B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

一种燃料电池堆叠结构，包括例如多个单元电池，该多个单元电池中的每一个均具有通过其形成的开孔。第一燃料电池堆，其通过在堆叠方向上堆叠多个单元电池而形成，并且其具有由开孔限定的内部歧管开口。电池内流体通道，其用于使在内部歧管内流动流体流动，其被构造和配置成使流体在大体上垂直于单元电池堆叠方向的平面中流动。所述燃料电池堆叠结构还包括外部歧管，该外部歧管具有将流体供应到内部歧管的外部通道，其中，在外部通道内流动的流体通过面对流体的流向的外部歧管表面产生最接近内部歧管的涡流。

Description

燃料电池堆叠结构
相关申请的交叉引用 
本申请要求2006年3月22日提交的、序列号为2006-078958的日本专利申请，以及2007年1月25日提交的、序列号为2007-014855的日本专利申请的优先权，上述申请的全部内容通过引用结合于此。 
技术领域
本发明涉及燃料电池堆叠结构。 
背景技术
传统的燃料电池包括气体通道。气体通道将为燃料电池堆(stack)供应反应气体的供应管连接到用于将反应气体分布到各单元电池(unit cell)的内部歧管。在气体通道中，设置了平行于单元电池堆叠方向延伸的板。这种构造的一个缺点是传统的燃料电池不总能确保流动到各单元电池的流体的适当分布。 
发明内容
本发明公开了燃料电池堆叠结构的实施方式。燃料堆叠结构的一个实施例包括多个单元电池，该多个单元电池中的每一个均具有穿过该单元电池形成的开孔；第一燃料电池堆，其具有由开孔限定的内部歧管，其中第一燃料电池通过在堆叠方向上堆叠多个单元电池而形成；电池内(in-cell)流体通道，流体由所述内部歧管流入该电池内流体通道，该电池内流体通道被构造和配置成使所述流体在大体上垂直于单元电池的堆叠方向的平面中流动；以及外部歧管，其具有用于将所述流体供应到内部歧管的外部通道；其中，所述内部歧管具有矩形横截面形状，该矩形横截面形状具有较短侧和较长侧，所述电池内流 体通道与所述内部歧管开口的所述较短侧流体连接，并且所述外部通道与所述内部歧管开口的所述较长侧流体连接；所述外部歧管的所述外部通道被构造成，通过面对所述流体流向的面使所述流体在所述外部通道和所述内部歧管之间的连接部的横断面的较窄部分、内部歧管的开口以及内部歧管的上游产生涡流。 
附图说明
在此，参照附图进行说明，其中，在全部附图中，相似附图标记指示相似部件，其中： 
图1是示出根据在此公开的燃料堆叠结构的第一实施方式的燃料电池及其流体通道结构的立体图； 
图2是示出根据第一实施方式的外部通道和内部歧管孔的连接部附近的图； 
图3是示出根据第一实施方式的歧管的通道结构的正视图； 
图4的(a)是示出根据比较例的在内部歧管横断面中的燃料气体流向的图； 
图4的(b)是示出在图4的(a)中所示开口附近的横断面中燃料气体的速度分布的图； 
图5的(a)是示出根据在此公开的第一实施方式的在内部歧管的横断面中燃料气体流向的图； 
图5的(b)是示出在图5的(a)中所示开口附近的横断面中燃料气体速度分布的图； 
图6是示出根据比较例的示出到各电池的燃料气体供应流量的模拟结果的图； 
图7是示出根据在此公开的第一实施方式的到各电池的燃料气体供应流量的模拟结果的图； 
图8是示出根据在此公开的第一实施方式的外部通道和内部歧管孔的连接部附近的图； 
图9是示出根据在此公开的第一实施方式凸起部的图； 
图10是示出根据在此公开的第一实施方式的凸起部的另一种构造的图； 
图11的(a)是示出根据在此公开的第一实施方式的凸起部的再一构造的图； 
图11的(b)是示出图11的(a)所示的横断面的图； 
图12是示出根据在此公开的第一实施方式的凸起部的还一构造的图； 
图13的(a)是示出根据在此公开的燃料堆叠结构的第二实施方式的上外部通道结构的正视图； 
图13的(b)是示出根据在此公开的第二实施方式的下外部通道结构的正视图； 
图14是示出根据在此公开的第二实施方式的燃料电池及其流体通道结构的立体图； 
图15是示出根据在此公开的第二实施方式的外部流体通道入口部附近的纵向剖视图； 
图16是示出根据本发明公开内容的隔板的图；以及 
图17是示出根据本发明公开内容的单元电池的沿图16中示出的线D-D截取的剖视图。 
具体实施方式
以下，将参照附图说明在此公开的燃料堆叠结构的各种实施方式。 
图1示出了根据在此公开的燃料电池堆叠结构的第一实施方式的燃料电池及其流体通道结构。燃料电池1包括通过堆叠多个单元电池32(参见图17)而形成的堆叠体2和用于从堆叠体2的两端保持堆叠体2的各端板3。通过放置用于通过膜电极 组(MEA)31彼此面对的燃料气体和氧化剂气体的隔板30(参见图16和图17中的沿D-D线截取的剖视图)并且堆叠用于冷却的隔板而形成单元电池32。在这种情况下，多个燃料电池1被设置在壳体(未示出)内，例如，上下两级燃料电池。另外，共用(common)歧管4(外部歧管)4被设置在上、下燃料电池1的一端。 
在此公开的燃料电池堆叠结构能够防止从外部通道流来的流体被引向内部歧管孔时的流动分离(flow separation)。另外，燃料堆叠结构也能够降低压力损失。因此，可以提高在内部歧管孔内在电池堆叠方向上流动的流体的分布量。结果是，可以消除在电池堆中电池之间的发电性能偏差(bias)，从而提高发电效率。 
在燃料电池1中，流体供应内部歧管孔5a至5c(其分别被供给燃料气体、冷却剂和氧化剂气体)和流体排放内部歧管孔6a至6c(各流体从其中排出)分别通过在堆叠方向上构成堆叠体的单元电池32和隔板30。在一个电池内，各流体供应歧管孔与各对应的流体排放歧管孔连通。另外，各流体供应歧管孔被构造成允许流体根据流体类型流过彼此分离的电池内流体通道。 
在设置在内部歧管孔5a至5c或者6a至6c的一端(设置在图中示出的结构的前侧的端部)的端板3中，形成与各内部歧管孔一致的开口7。另外，歧管4联接到端板3，以经由各开口7将流体供应到各内部歧管孔或将流体从各内部歧管孔排出。 
更具体地说，现在参照图3，对于各种类型的流体，歧管4包括用于燃料气体的入口侧外部通道11a和出口侧外部通道12a、用于冷却剂的入口侧外部通道11b和出口侧外部通道12b、以及用于氧化剂气体的入口侧外部通道11c和出口侧外部通道 12c。用于各流体的入口和出口在形成在上下两级中的堆叠体2的一点处集中。也就是，流体供应(入口侧)外部通道11a至11c被构造成从各入口部13a至13c沿着电池表面朝向各电池堆的内部歧管孔的开口延伸，并且在通道中间分成两个方向。另外，流体排放(出口侧)外部通道12a至12c被构造成为了将两种类型流体排放到共用出口部14a至14c而会聚内部歧管孔。尽管在图3中示出为重叠，但是外部通道11a至11c和12a至12c形成为在成核等过程中在歧管4内不彼此干扰。 
在各种外部通道当中，图1仅示出了燃料气体供应外部通道11a和燃料气体排放外部通道12a。以下，通过参照燃料气体供应外部通道11a时，将说明燃料电池堆叠结构的实施方式的特征。在图2示出的实施方式中，当从用于燃料气体的内部歧管孔5a的开口方向观察外部通道11a，外部通道11a的方向和电池内流体通道1a的方向设置成使得外部通道11a绕开口7的流动路线(flowing line)和电池内流体通道1a绕内部歧管的流动路线近似以直角相交。另外，图2中的阴影线部分表示用于内部歧管孔5a的电池内流体通道1a的开口。 
另外，如图所示，内部歧管孔5a及其开口7具有扁平(flat)形状。更具体地，它们的形状是横向伸长的矩形。此外，从其较长侧延伸的外部通道11a与电池内流体通道1a近似以直角相交。此外，当从开口7观察时，电池内流体通道1a形成为在较短侧部分开口。此外，如果开口7的较长侧的宽度是“A”，并且外部通道11a在开口附近的宽度是“B”，那么宽度A被设置成大于宽度B(A>B)，同时通道11a的宽度从宽度B部分朝向与开口7的连接部20逐渐增大。 
通过以该构造形成歧管4的外部通道11a，当供给到外部通道11a的燃料气体经由入口部13a流入内部歧管孔5a中时，燃料 气体在开在内部歧管孔5a中的电池内流体通道1a的方向上没有速度分量地流动。至此，可以防止由在内部歧管孔5a的开口7附近的速度分量引起的电池之间的任何回流偏差。如此，可以提高堆叠体2的发电效率。在下文中将具体地说明这种效果。 
内部歧管孔5a的连接部20的较短侧可沿近似平行的方向连接到电池内流体通道1a。如图4的(a)和图4的(b)所示，以高速(最大流速范围从50m/s到100m/s)流动的燃料气体的流动在连接部20中90度地改变其流动方向从而被偏向弯曲部分的外侧。结果是，这种流动从电池内流体通道1a的开口侧壁面被分离，该表面是内部歧管孔5a的上游。另外，如图所示，在低压下游燃料气体在电池内流体通道1a中反向流动的地方发生环回(loop-back)现象。 
图4的(b)示出了在内部歧管5a的横断面中燃料气体的速度分布，其是沿设置在内部歧管孔5a最上游的燃料电池的电池内流体通道1a的入口截取的。在环回现象发生时，电池内流体通道1a的面对内部歧管孔5a的上游的开口的特征是比电池内流体通道1a的面对内部歧管孔5a的下游的开口具有更低的压力。由于这种压力差，供给到面对内部歧管孔5a的上游的电池内流体通道1a的燃料气体量变得小于供给到电池内流体通道1a的其它部分的燃料气体量。 
此外，图6图解了示出在上述情况下供给到各电池的燃料气体流量的模拟结果。如图6所示，在供给到构成堆叠体2的各电池的燃料气体量中发生显著的偏差，其中，燃料气体没有供给到上游侧。 
另外，内部歧管孔5a可以形成为具有扁平矩形横截面。此外，外部通道11a可以从内部歧管孔5a的连接部20的较长侧以近似直线方向连接到电池内流体通道1a。如图5的(a)和图5 的(b)所示，在连接部20的横断面的较窄部分、开口7以及内部歧管孔5a的上游，具有相反方向的两股高速流体彼此相遇形成剪切流(即涡流)。也就是说，燃料气体在内部歧管5a中的流动在横向上具有速度分量。在这种流动通道结构中，如果在内部歧管孔5a中形成涡流，那么在横断表面内的压力偏差会变小。因此，在发生环回现象的地方内部歧管孔5a的上游和下游之间的压力差被减轻。可选择地，可以在内部歧管孔5a内形成具有一个流向的涡流。 
此外，图7图解了示出了在上面情况下供给到每个电池的燃料气体的流量的模拟结果。如图7所示，可以认为供给到构成堆叠体2的各电池的燃料气体量均一地分布。 
此外，本实施方式具有如下构造：外部通道11a和内部歧管的连接部20的宽度A大于外部流动通道11a的流动通道宽度B。此外，外部通道11a逐渐扩大以连接到连接部20。因此，外部通道11a和连接部20较长侧的交线具有平滑的构造。此外，来自外部通道的燃料气体的流速变得稳定。另外，在内部歧管孔5a内的涡流变得稳定。如此，内部歧管孔5a的横断表面内的压力偏差变得较小。此外，限制了在内部歧管入口附近的流体分离。内部歧管入口附近的流体分离对下游侧的电池之间的回流可具有反作用。从而，可以提高回流的均一性。至此，可以进一步提高堆叠体2的发电效率。 
此外，如图8所示，外部流体通道11a的中心线(用点划线表示)与连接部20的较长侧的中心线(用虚线表示)一致。如此，在内部歧管孔5a内平衡地形成了两个涡流，并且在内部歧管孔5a的横断表面内的压力偏差变得较小。至此，可以进一步提高堆叠体2的发电效率。 
此外，如图9所示，在连接部20的较长侧的壁面上设置有 平滑凸起部25，来自外部流体通道11a的燃料气体在该平滑凸起部处改变其流向。如此，在内部歧管孔5a内平衡地形成了两个涡流，并且在内部歧管孔5a的横断表面内的压力偏差变得较小。至此，可以进一步提高堆叠体2的发电效率。 
此外，如图10所示，歧管外部流体通道11a的中心线由于歧管结构限制可以从连接部20的较长侧的中心线左右偏移。在这种情况下，形成在连接部20的较长侧的壁面(来自外部流体通道11a的燃料气体在此改变其流向)上的凸起部25的前向曲面R的中心线(用虚线表示)与歧管外部流体通道11a的中心线(用点划线表示)一致。因此，在内部歧管孔5a内平衡地形成两个涡流。如此，在内部歧管孔5a的横断表面内的压力偏差变得较小。至此，可以进一步提高堆叠体2的发电效率。 
此外，在内部歧管孔5a内形成的两个涡流可以不均衡。如此，在横截面内的压力偏差不会变得小于目标值。在这种情况下，如图11的(a)和图11的(b)所示，凸起部25设置在外部流体通道连接部20的两个较短侧的中的一个较短侧上(例如图11的右侧)，在该较短侧，燃料气体的流速大于另一侧的流速，由此增加了粘性阻力。也就是说，通过流体粘度，高速流体的动能被转换成热能使得高速流动的燃料气体被减速。结果是，使两个涡流的流速一致，从而降低了在横断表面内的压力偏差。 
此外，外部流体通道连接部20和端板开口7的板厚度由于结构限制可以变得较大。此外，在内部歧管孔5a的上游形成的两个涡流之间的距离被延伸使得涡流到达电池内流体通道入口1a。在这种情况下，如图12所示，在连接部20的整个表面上形成精细的凸凹部25，来自外部流体通道11a的燃料气体在该凸凹部处改变其流向。因此，涡流和壁面的接触面积变得较小，从而限制了因粘滞摩擦而损失的动能的量。结果是，在两个涡 流之间的距离变得较长，使得在电池内流体通道入口1a附近的横断面内的压力偏差能够变得较小。 
此外，内部歧管孔5a的横截面被形成为具有扁平构造。此外，电池内流体通道1a在其较短侧开口。如此，在从外部通道11a到内部歧管孔5a的流动的偏转点可能发生流体分离的位置，间隔变得更窄。至此，即使在流体分离发生在偏转点附近时，这种分离的范围也变得更小。到这样的程度，可以确保与电池内流体通道1a的开口的流体接触面积，从而增加了回流的均一性。 
图13的(a)和图13的(b)示出了在此公开的燃料电池堆叠结构的第二示例性的实施方式。在歧管4中，外部通道11a至11c分别连接到内部歧管孔5a至5c，使得流体向上流动到歧管孔。如此，如图13的(b)所示，从流体入口13a分开并且设置得比入口部低的外部通道11a被构造成经由薄部15连接到开口7。薄部15具有宽度“b”，其比设置得比入口部高的(上)外部通道11a(参见图13的(a))的宽度“B”窄。薄部15的最小通道横截面积小于外部通道11a的横截面积。如在此使用的，相对于重力的总方向来确定方向语言。在这段中，通过示例，“向上”和“较高”是指背离重力方向的方向，而“向下”通常是指重力方向。 
可能会存在如下麻烦：在设置在较低位置的外部通道11a中流动的气体中水冷凝。冷凝水阻碍了气体在连接部20中流动。为了解决这种问题，这个实施方式可以采用具有相对小的横截面积的薄部15。这使得在薄部15中的气体流速增加从而防止水在其中冷凝。如此，可以避免由冷凝水引起的压力损失或者回流衰减。 
另一方面，如图14所示，形成外部通道11a以使流体向下 流进歧管孔的连接部20中布局可以应用到用于设置在下端的燃料电池1的燃料气体的内部歧管孔5a中。如此，水不会在开口7附近冷凝。因此，不必须在其中设置薄部15。 
此外，图15示出了沿图14中示出的线C-C截取的外部流体通道入口13a的剖视图。如图15所示，板形加热器16设置在偏转区域，在此区域，从外部流体通道入口13a流入的燃料气体与歧管外部流体通道11a的底面接触以90度地改变其流向。如此，可以提高燃料气体的压力较高且水易冷凝的区域的温度。这有效地阻止了水在其中的冷凝。此外，通过在外部流体通道11a的整个底面上设置具有低热传导率同时具有吸水性和驱湿性的热绝缘材料(例如羊毛)能够获得相同效果。 
此外，上文已经相对于典型外部通道11a和用于燃料气体的内部歧管孔5a，已经说明了示例性实施方式的构造和技术效果。然而，应该理解，当相对于外部通道11b和11c以及用于冷却剂或者氧化剂气体的内部歧管孔5b和5c中采用相同构造时，也能够获得这种技术效果。 
因此，为了易于理解本发明说明了上述实施方式，并且上述实施方式不限制本发明。相反地，本发明旨在覆盖在所附权利要求书内的各种变型和等同配置，权利要求书的范围应给予最宽泛的解释从而包括在法律允许下的所有这些变型和等同结构。

Claims (11)

1.一种燃料电池堆叠结构，其包括：
多个单元电池，该多个单元电池中的每一个均具有穿过该单元电池形成的开孔；
第一燃料电池堆，其通过在堆叠方向堆叠所述多个单元电池而形成，所述第一燃料电池堆具有由所述多个单元电池的所述开孔限定的内部歧管；
电池内流体通道，流体由所述内部歧管流入该电池内流体通道，所述电池内流体通道被构造和配置成使所述流体在与所述单元电池的所述堆叠方向垂直的平面中流动；以及
外部歧管，其具有用于将所述流体供应到所述内部歧管的外部通道；
其中，所述内部歧管具有矩形横截面形状，该矩形横截面形状具有较短侧和较长侧，所述电池内流体通道与所述内部歧管开口的所述较短侧流体连接，并且所述外部通道与所述内部歧管开口的所述较长侧流体连接；
所述外部歧管的所述外部通道被构造成，通过面对所述流体流向的面使所述流体在所述外部通道和所述内部歧管之间的连接部的横断面的较窄部分、内部歧管的开口以及内部歧管的上游产生涡流。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述外部通道的宽度朝向该外部通道和所述内部歧管之间的连接部逐渐增大。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，该燃料电池堆叠结构还包括入口，该入口用于将所述流体供应到所述外部歧管，其中，在所述入口被设置在比所述开口低的位置时，所述外部歧管的所述外部通道被向上连接到所述开口。
4.根据权利要求3所述的燃料电池堆叠结构，该燃料电池堆叠结构特征在于，还包括：
第二燃料电池堆，其位于第一燃料电池堆的上方；
上侧开口，其与所述第二燃料电池堆对应、设置在所述入口的上部位置；所述外部通道分为位于所述入口下方的下侧外部通道和位于所述入口上方的上侧外部通道，其中，位于所述入口下方的所述下侧外部通道的通道宽度小于位于所述入口上方的所述上侧外部通道的通道宽度。
5.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，该燃料电池堆叠结构还包括入口，该入口用于将所述流体供应到所述外部歧管，其中，在所述入口设置在高于所述开口的位置时，所述外部通道被向下连接到所述开口。
6.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，从所述外部通道流到所述内部歧管的流体的流向垂直于所述开口的较长侧，其中，所述外部通道被连接到所述内部歧管使得所述外部通道的宽度的中心线与所述开口的较长侧方向的中心线一致。
7.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述外部通道和所述内部歧管之间的连接部还包括具有顶点的平滑的凸起部，所述顶点在所述流体从所述外部通道流到所述开口的方向上，其中，所述外部通道的宽度的中心线与所述外部通道和所述内部歧管之间的连接部的较长侧的中心线一致。
8.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，该燃料电池堆叠结构还包括在所述外部通道和所述内部歧管之间的连接部的内周面上的凸起部。
9.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，该燃料电池堆叠结构还包括在所述外部通道和所述内部歧管之间的连接部的两个较短侧中的一个较短侧上的凸起部，在所述两个较短侧中的该一个较短侧的所述流体的流速大于所述两个较短侧中的另一较短侧的流速。
10.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，该燃料电池堆叠结构还包括用于将流体供应到所述外部歧管的入口和在所述外部通道的面对所述入口的底面上的加热器。
11.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，该燃料电池堆叠结构还包括在所述外部通道的底面上的热绝缘材料，其中，所述外部通道的底面是指流入的燃料气体与所述外部通道相接触而以90度地改变该燃料气体的流向的所述外部通道的面。
CN2007800089441A 2006-03-22 2007-03-21 燃料电池堆叠结构 Expired - Fee Related CN101401243B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006078958 2006-03-22
JP078958/2006 2006-03-22
JP2007014855A JP5217172B2 (ja) 2006-03-22 2007-01-25 燃料電池スタック構造
JP014855/2007 2007-01-25
PCT/IB2007/000704 WO2007107860A1 (en) 2006-03-22 2007-03-21 Fuel cell stack structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101401243A CN101401243A (zh) 2009-04-01
CN101401243B true CN101401243B (zh) 2012-08-15

Family

ID=38292651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800089441A Expired - Fee Related CN101401243B (zh) 2006-03-22 2007-03-21 燃料电池堆叠结构

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8802311B2 (zh)
EP (1) EP2005506B1 (zh)
JP (1) JP5217172B2 (zh)
KR (1) KR101011582B1 (zh)
CN (1) CN101401243B (zh)
CA (1) CA2646630C (zh)
WO (1) WO2007107860A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2453127A (en) * 2007-09-26 2009-04-01 Intelligent Energy Ltd Fuel Cell System
JP5975255B2 (ja) * 2012-02-21 2016-08-23 Toto株式会社 燃料電池装置
EP2966717B1 (en) * 2013-03-08 2017-11-01 Nissan Motor Co., Ltd Fuel cell, fluid distribution device for fuel cell, and vehicle provided with fuel cell
JP6117751B2 (ja) * 2014-08-29 2017-04-19 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
US10283803B2 (en) 2014-03-28 2019-05-07 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell stack
JP6431696B2 (ja) * 2014-06-12 2018-11-28 新潟原動機株式会社 まがり通路と流体抵抗物が接続された構造
KR102552074B1 (ko) * 2018-02-09 2023-07-06 현대자동차주식회사 응축수 유동 가이드 구조를 가지는 매니폴드 블록
KR102436417B1 (ko) * 2020-08-11 2022-08-26 한국자동차연구원 연료전지용 분리판
KR102446041B1 (ko) * 2020-09-22 2022-09-23 한국자동차연구원 연료전지의 분리판
SE2250134A1 (en) * 2022-02-11 2023-08-12 Powercell Sweden Ab Fuel cell stack
AT526380B1 (de) * 2022-07-28 2024-04-15 Avl List Gmbh Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel und einer Strömungsanordnung zum Zuführen eines Medienstroms zum Brennstoffzellenstapel
CN116706173A (zh) * 2023-08-04 2023-09-05 浙江海盐力源环保科技股份有限公司 电堆用膜电极及电堆和增加电堆公用管道流体扰动的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86104222A (zh) * 1985-06-20 1986-12-17 三洋电机株式会社 燃料电池系统的歧管装置
JP2004259637A (ja) * 2003-02-27 2004-09-16 Toyota Motor Corp 燃料電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6159629A (en) 1998-12-17 2000-12-12 Ballard Power Systems Inc. Volume effecient layered manifold assembly for electrochemical fuel cell stacks
JP4239417B2 (ja) * 2000-07-10 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 蓄熱装置付き内燃機関
US7108929B2 (en) * 2003-09-22 2006-09-19 Utc Fuel Cells, Llc Fuel and air flow control in a multi-stack fuel cell power plant
JP4505204B2 (ja) * 2003-10-03 2010-07-21 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP3878619B2 (ja) * 2004-03-31 2007-02-07 株式会社東芝 液体燃料電池
US7531264B2 (en) * 2004-06-07 2009-05-12 Hyteon Inc. Fuel cell stack with even distributing gas manifolds
JP2006172849A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池のマニフォールド
CN100568603C (zh) 2005-10-27 2009-12-09 日产自动车株式会社 燃料电池堆的流体通路结构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86104222A (zh) * 1985-06-20 1986-12-17 三洋电机株式会社 燃料电池系统的歧管装置
JP2004259637A (ja) * 2003-02-27 2004-09-16 Toyota Motor Corp 燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007107860A1 (en) 2007-09-27
EP2005506A1 (en) 2008-12-24
CA2646630C (en) 2012-07-03
KR20080098067A (ko) 2008-11-06
US8802311B2 (en) 2014-08-12
JP2007287659A (ja) 2007-11-01
KR101011582B1 (ko) 2011-01-27
CA2646630A1 (en) 2007-09-27
US20100119910A1 (en) 2010-05-13
CN101401243A (zh) 2009-04-01
EP2005506B1 (en) 2017-03-08
JP5217172B2 (ja) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101401243B (zh) 燃料电池堆叠结构
US6820682B2 (en) Heat exchanger
US20080070080A1 (en) Fuel Cell Separator
JP2013537298A (ja) 冷媒導管とその冷媒導管を備えた熱交換器
CN112038658A (zh) 不连续凹道的燃料电池流场板及燃料电池
WO2007049790A1 (ja) 燃料電池スタックの流体通路構造
JP4191783B2 (ja) 燃料電池用セパレータおよび燃料電池
JP4410781B2 (ja) 燃料電池用セパレータ及び燃料電池
JP6478563B2 (ja) 燃料電池ユニットおよび構成部品を備える装置、そのような装置で使用するための構成部品ユニットおよびスタック構成部品
CN108987764A (zh) 流场板和包括该流场板的燃料电池
JP4939103B2 (ja) 燃料電池
CN115275248A (zh) 燃料电池及其双极板组件
EP2337133B1 (en) Fluid flow plate assemblies
CN219677285U (zh) 燃料电池流道板及燃料电池
CN213936250U (zh) 燃料电池气体进出机构及燃料电池
JP2005149801A (ja) 燃料電池
CN210015915U (zh) 燃料电池的气流场板、双极板和燃料电池
CN219782280U (zh) 一种泄压盒及咖啡机
TWI755327B (zh) 燃料電池雙極流道板與燃料電池電堆
CN117374310A (zh) 一种增加气体流速及梯度阻流的极板流道结构及燃料电池
CN220397500U (zh) 浓缩器
CN114797517B (zh) 一种气体混合装置
CN217210510U (zh) 换热装置及其换热翅片
CN218672169U (zh) 用于燃烧器的火排、燃烧器和热水器
TWI434454B (zh) 流體流場板總成

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120815

Termination date: 20210321