CN102034986B - 一种质子交换膜燃料电池双极板分配头 - Google Patents

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Abstract

一种质子交换膜燃料电池双极板分配头，由导流区和分配栅栏两部分组成，导流区由在底平板上按规律布设多排导流岛构成，导流岛长度方向与气流方向一致排列，相邻的两排导流岛的间距在沿气流流动方向上逐渐增大，每排中的相邻导流岛之间的间距从与分配栅栏连通处向外逐渐增大，导流区反应气体的气流方向与双极板横向水平线之间的夹角为30～60，分配栅栏位于导流区和极板流道区结合处，由一排均布的导流岛组成，导流岛长度方向与双极板横向水平线之间的夹角为90，相邻导流岛之间的间距相同。本发明的优点是：通过分配头的作用使反应气体在到达流道时，各流道内气体压力、流量和速度分配均匀，从而简化燃料电池内部水管理，提高电池性能。

Description

一种质子交换膜燃料电池双极板分配头
技术领域
本发明涉及质子交换膜燃料电池技术领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池双极板。
背景技术
质子交换膜燃料电池中双极板是质子交换膜燃料电池的核心组件之一。双极板通过流场分配反应气体，为电极提供反应物；同时，双极板收集反应产物液态水，并将液态水同剩余气体一同排出。如果双极板流场上各处反应气体分布不均，会导致各处反应量的差异，引起局部积水，导致电池性能下降。
现有技术中，文献CN1788376A公开了一种双极板板型，将直条流道与弯曲流道和蛇形流道相结合，虽然有助于增加两片极板的接触面积，同时有利于冷却水腔的液体流动，不足是极板上的气体均匀分配难以保证。
文献CN 101133506A公开了一种带有分配头的双极板板型，其进气方向与水平方向呈一定角度，直接通过平行连续流道进行分配，到流道区域后一分二，其不足是难以保证气体在各流道间分配均匀。
发明内容
本发明的目的是提供使反应气体分布更均匀的质子交换膜燃料电池双极板分配头。
本发明的技术方案是：一种质子交换膜燃料电池双极板分配头，分配头分别与质子交换膜燃料电池双极板的流道和反应气体入出口连通，其特征在于所述分配头由导流区和分配栅栏两部分组成，所述导流区与反应气体入出口连通，导流区由在底平板上按规律布设多排导流岛构成，所述导流岛是在底平板上凸起的多个长形圆柱体，所述按规律布设的多排导流岛，导流岛排列方向为长度方向与气流方向一致，相邻的两排导流岛的间距在沿气流流动方向上逐渐增大，每排中的相邻导流岛之间的间距从与分配栅栏连通处向外逐渐增大，相邻导流岛之间的最大间距为1-3mm，与导流区连通的反应气体入出口的反应气体的气流方向与双极板横向水平线之间的夹角为30°～60°，所述分配栅栏位于导流区和极板流道区结合处，分配栅栏由多个与导流区的导流岛相同的一排均布的导流岛组成，导流岛长度方向与双极板横向水平线之间的夹角为90°，相邻导流岛之间的间距相同，为1-3mm。
本发明所述一种质子交换膜燃料电池双极板分配头，其特征在于所述导流岛长度为2-4mm，宽度为0.8-1.5mm。
本发明的优点是：通过分配头的作用使反应气体在到达流道时，各流道内气体压力、流量和速度分配均匀，从而简化燃料电池内部水管理，提高电池性能。
附图说明
本发明共有一张附图，
图1是质子交换膜燃料电池双极板分配头结构示意图，
附图中：1、分配头，2、导流区，3、分配栅栏，4，气体流向，5，气体出口。
具体实施方式
实施实例1
分配头1由导流区2和分配栅栏3两部分组成，导流区2与反应气体入出口连通，导流区2由在底平板上按规律布设多排导流岛构成，导流岛是在底平板上凸起的多个长形圆柱体，按规律布设的多排导流岛，是导流岛长度方向与气流方向一致排列，相邻的两排导流岛的间距在沿气流流动方向上逐渐增大，每排中的相邻导流岛之间的间距从与分配栅栏3连通处向外逐渐增大，相邻导流岛之间的间距为3mm，反应气体的气流方向与双极板横向水平线之间的夹角为30°，分配栅栏3位于导流区2和极板流道区结合处，分配栅栏3由多个与导流区的导流岛相同的一排均布的导流岛组成，导流岛长度方向与双极板横向水平线之间的夹角为90°，相邻导流岛之间的间距相同，为3mm。导流岛长度为4mm，宽度为1.5mm。
实施实例2
分配头1由导流区2和分配栅栏3两部分组成，导流区2与反应气体入出口连通，导流区2由在底平板上按规律布设多排导流岛构成，导流岛是在底平板上凸起的多个长形圆柱体，按规律布设的多排导流岛，是导流岛长度方向与气流方向一致排列，相邻的两排导流岛的间距在沿气流流动方向上逐渐增大，每排中的相邻导流岛之间的间距从与分配栅栏3连通处向外逐渐增大，相邻导流岛之间的间距为2mm，反应气体的气流方向与双极板横向水平线之间的夹角为45°，分配栅栏3位于导流区2和极板流道区结合处，分配栅栏3由多个与导流区的导流岛相同的一排均布的导流岛组成，导流岛长度方向与双极板横向水平线之间的夹角为90°，相邻导流岛之间的间距相同，为2mm。导流岛长度为3mm，宽度为1mm。
实施实例3
分配头1由导流区2和分配栅栏3两部分组成，导流区2与反应气体入出口连通，导流区2由在底平板上按规律布设多排导流岛构成，导流岛是在底平板上凸起的多个长形圆柱体，按规律布设的多排导流岛，是导流岛长度方向与气流方向一致排列，相邻的两排导流岛的间距在沿气流流动方向上逐渐增大，每排中的相邻导流岛之间的间距从与分配栅栏3连通处向外逐渐增大，相邻导流岛之间的间距为1mm，反应气体的气流方向与双极板横向水平线之间的夹角为60°，分配栅栏3位于导流区和极板流道区结合处，分配栅栏3由多个与导流区2的导流岛相同的一排均布的导流岛组成，导流岛长度方向与双极板横向水平线之间的夹角为90°，相邻导流岛之间的间距相同，为1mm。导流岛长度为2mm，宽度为0.8mm。

Claims (2)

1.一种质子交换膜燃料电池双极板分配头，分配头分别与质子交换膜燃料电池双极板的流道和反应气体入出口连通，其特征在于所述分配头（1）由导流区（2）和分配栅栏（3）两部分组成，所述导流区（2）与反应气体入出口连通，导流区（2）由在底平板上按规律布设多排导流岛构成，所述导流岛是在底平板上凸起的多个长形圆柱体，所述按规律布设的多排导流岛，导流岛排列方向为长度方向与气流方向一致，相邻的两排导流岛的间距在沿气流流动方向上逐渐增大，每排中的相邻导流岛之间的间距从与分配栅栏（3）连通处向外逐渐增大，相邻导流岛之间的最大间距为1-3mm，与导流区（2）连通的反应气体入出口的反应气体的气流方向与双极板横向水平线之间的夹角为30°～60°，所述分配栅栏（3）位于导流区（2）和极板流道区结合处，分配栅栏（3）由多个与导流区（2）的导流岛相同的一排均布的导流岛组成，导流岛长度方向与双极板横向水平线之间的夹角为90°，相邻导流岛之间的间距相同，为1-3mm。
2.根据权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池双极板分配头，其特征在于所述导流岛长度为2-4mm，宽度为0.8-1.5mm。
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