CN110048140B - 燃料电池车及其燃料电池、双极板、单极板 - Google Patents

燃料电池车及其燃料电池、双极板、单极板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池车及其燃料电池、双极板、单极板，单极板具有用于压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，单极板上设有用于与围板密封配合以使围板封装在堆叠面上的封装结构。采用上述结构，通过单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设置对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，这种设计使极板上的介质流通通道可以遍布极板上的绝大部分面积，大大提高了极板上的有效面积，提高了材料利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。

Description

燃料电池车及其燃料电池、双极板、单极板
技术领域
本发明涉及一种燃料电池车及其燃料电池、双极板、单极板。
背景技术
随着科学技术的发展，各国都将面临能源匮乏和环境污染的双重压力，研发新能源已成为大势所趋。其中，新能源燃料电池车的发展极为迅速，燃料电池车具有零污染，零排放和高效率等优点，燃料电池车将逐步替代传统的燃油汽车。燃料电池车的核心为燃料电池，目前越来越多的国内外企业和高校均在研发高效率的燃料电池。授权公告号为CN104900886 B的中国发明专利公开了一种具有对流式冷却液流场的金属双极板，该金属双极板包括氢板和氧板，氢板和氧板上开设有对应的氧化剂进口和燃料进口，通过多个氢板和氧板的重复堆积，氧化剂进口形成氧化剂流通通道，燃料进口形成燃料流通通道，在这种直接在极板面上开设氧化剂进口和燃料进口的方式导致双极板的介质流通通道有效面积占比小，材料利用率过低，电堆功率质量比较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池，以解决当前燃料电池的极板上介质流通通道有效面积占比小，材料利用率过低和电堆功率质量比较差的问题；另外本发明的目的还在于提供一种上述燃料电池所使用的双极板、单极板和使用该燃料电池的燃料电池车。
为实现上述目的，本发明燃料电池采用以下技术方案：
1：燃料电池，包括燃料电堆，燃料电堆包括双极板，双极板包括叠装在一起的两个单极板和压装在两个单极板之间的膜电极，单极板具有压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，燃料电堆具有由单极板上与膜电极压装面垂直的侧面组成的堆叠面，单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，燃料电堆设有侧面介质流通口的堆叠面上封装有围板，围板与对应的堆叠面围成有介质流道，介质流道与各单极板上对应的侧面介质流通口连通。
采用上述结构，通过单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设置对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口取代传统的直接在极板面上开设介质流通口，传统的直接在极板面上开设介质流通口占据了介质流通通道在极板上的有效工作面积，设置侧面介质流通口这种设计使极板上的介质流通通道可以遍布极板上的绝大部分面积，大大提高了极板的有效面积占比，提高了材料利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
2：在1的基础上，所述围板与堆叠面之间设有密封条，围板通过密封条封装在燃料电堆上。
密封条用于提高极板的气密性，同时便于封装外壳的安装。
3：在2的基础上，所述堆叠面上设有供密封条插入的M型槽。
密封条插入极板堆叠面上的M型槽，M型槽内的凸起部分可以提高各极板间的密封性，同时便于燃料电池的安装。
4：在1-3任一项的基础上，所述各单极板的侧面介质流通口沿单极板堆叠方向布置。
这样设置使介质的流通口统一布置，便于气体的通入。
5：在1-3任一项的基础上，单极板中的阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口；单极板中阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口，所述燃料进口、燃料出口、氧化剂进口和氧化剂出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
侧面介质流通口用于增强介质流通通道在极板上的面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
6：在1-3任一项的基础上，所述双极板中至少一个单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
通过在堆叠面上设置冷却液流通口提高了冷却液流通沟槽所在极板的面积占比从而提高了冷却效率。
7：在5的基础上，所述双极板中的两个极板中的阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口；所述双极板中的两个极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口。
将极板上的所有介质流通口均设为电堆堆叠面上的侧面介质流通口，以使介质流通通道占据极板上绝大部分面积，大大提高了介质流通通道在极板上的有效面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
8：在6的基础上，所述冷却液进口和冷却液出口均为侧面介质流通口。
使的冷却流通沟槽占据极板绝大部分面积提高了冷却液流通沟槽所在极板的面积占比从而进一步提高了冷却效率。
9：在7的基础上，所述燃料电堆为四方体结构，燃料进口与燃料出口处于燃料电堆相背的两个堆叠面上，所述阴极板上供氧化剂流入的氧化剂进口与阳极板上供燃料流入的燃料进口位于同一堆叠面上；所述阴极板上供氧化剂流出的氧化剂出口与阳极板上的供燃料流出的燃料出口位于同一堆叠面上。
通过将介质进口和介质出口分开设置，便于介质的通入与回收。
10：在9的基础上，围成与燃料进口连通的介质流道的围板为燃料进口围板；围成与氧化剂进口连通的介质流道的围板为氧化剂进口围板；围成与燃料出口连通的介质流道的围板为燃料出口围板；围成与氧化剂出口连通的介质流道的围板为氧化剂出口围板；燃料进口围板与氧化剂进口围板为一体式结构，燃料出口围板与氧化剂出口围板为一体式结构。
一体式的围板结构便于对电堆的封装工作，同时节省材料。
为实现上述目的，本发明燃料电池车采用以下技术方案：
11：燃料电池车，包括车架和燃料电池，其中燃料电池包括燃料电堆，燃料电堆包括双极板，双极板包括叠装在一起的两个单极板和压装在两个单极板之间的膜电极，单极板具有压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，燃料电堆具有由单极板上与膜电极压装面垂直的侧面组成的堆叠面，单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，燃料电堆设有侧面介质流通口的堆叠面上封装有围板，围板与对应的堆叠面围成有介质流道，介质流道与各单极板上对应的侧面介质流通口连通。
采用上述结构，通过单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设置对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口取代传统的直接在极板面上开设介质流通口，传统的直接在极板面上开设介质流通口占据了介质流通通道在极板上的有效工作面积，设置侧面介质流通口这种设计使极板上的介质流通通道可以遍布极板上的绝大部分面积，大大提高了极板的有效面积占比，提高了材料利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
12：在11的基础上，所述围板与堆叠面之间设有密封条，围板通过密封条封装在燃料电堆上。
密封条用于提高极板的气密性，同时便于封装外壳的安装。
13：在12的基础上，所述堆叠面上设有供密封条插入的M型槽。
密封条插入极板堆叠面上的M型槽，M型槽内的凸起部分可以提高各极板间的密封性，同时便于燃料电池的安装。
14：在11-13任一项的基础上，所述各单极板的侧面介质流通口沿单极板堆叠方向布置。
这样设置使介质的流通口统一布置，便于气体的通入。
15：在11-13任一项的基础上，单极板中的阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口；单极板中阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口，所述燃料进口、燃料出口、氧化剂进口和氧化剂出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
侧面介质流通口用于增强介质流通通道在极板上的面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
16：在11-13任一项的基础上，所述双极板中至少一个单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
通过在堆叠面上设置冷却液流通口提高了冷却液流通沟槽所在极板的面积占比从而提高了冷却效率。
17：在15的基础上，所述双极板中的两个极板中的阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口；所述双极板中的两个极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口。
将极板上的所有介质流通口均设为电堆堆叠面上的侧面介质流通口，以使介质流通通道占据极板上绝大部分面积，大大提高了介质流通通道在极板上的有效面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
18：在16的基础上，所述冷却液进口和冷却液出口均为侧面介质流通口。
使的冷却流通沟槽占据极板绝大部分面积提高了冷却液流通沟槽所在极板的面积占比从而进一步提高了冷却效率。
19：在17的基础上，所述燃料电堆为四方体结构，燃料进口与燃料出口处于燃料电堆相背的两个堆叠面上，所述阴极板上供氧化剂流入的氧化剂进口与阳极板上供燃料流入的燃料进口位于同一堆叠面上；所述阴极板上供氧化剂流出的氧化剂出口与阳极板上的供燃料流出的燃料出口位于同一堆叠面上。
通过将介质进口和介质出口分开设置，便于介质的通入与回收。
20：在19的基础上，围成与燃料进口连通的介质流道的围板为燃料进口围板；围成与氧化剂进口连通的介质流道的围板为氧化剂进口围板；围成与燃料出口连通的介质流道的围板为燃料出口围板；围成与氧化剂出口连通的介质流道的围板为氧化剂出口围板；燃料进口围板与氧化剂进口围板为一体式结构，燃料出口围板与氧化剂出口围板为一体式结构。
一体式的围板结构便于对电堆的封装工作，同时节省材料。
为实现上述目的，本发明双极板采用以下技术方案：
21：双极板，包括叠装在一起的两个单极板和压装在两个单极板之间的膜电极，单极板具有压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，单极板上设有用于与围板密封配合以使围板封装在堆叠面上的封装结构。
采用上述结构，通过单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设置对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口取代传统的直接在极板面上开设介质流通口，传统的直接在极板面上开设介质流通口占据了介质流通通道在极板上的有效工作面积，设置侧面介质流通口这种设计使极板上的介质流通通道可以遍布极板上的绝大部分面积，大大提高了极板的有效面积占比，提高了材料利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
22：在21的基础上，设有侧面介质流通口的面上设有用于组成密封条安装槽的双极板槽。
密封条用于提高极板的气密性，同时便于封装外壳的安装。
23：在22的基础上，所述密封条安装槽呈M型。
密封条插入M型槽，M型槽内的凸起部分可以提高各单极板间的密封性，同时便于燃料电池的安装。
24：在21-23任一项的基础上，所述双极板包括阳极板，阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口，所述燃料进口和燃料出口中至少一个为所述侧面介质流通口；双极板还包括阴极板，阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口，所述氧化剂进口、氧化剂出口、燃料进口和燃料出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
侧面介质流通口用于增强介质流通通道在极板上的面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
25：在21-23任一项的基础上，所述双极板中至少一个单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
通过设置冷却液流通口提高了冷却液流通沟槽所在极板的面积占比从而提高了冷却效率。
26：在21-23任一项的基础上，所述双极板中的两个极板中的阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口；所述双极板中的两个极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口。
将极板上的所有介质流通口均设为侧面介质流通口，以使介质流通通道占据极板上绝大部分面积，大大提高了介质流通通道在极板上的有效面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
27：在25的基础上，所述冷却液进口和冷却液出口均为侧面介质流通口。
使的冷却流通沟槽占据极板绝大部分面积提高了冷却液流通沟槽所在极板的面积占比从而进一步提高了冷却效率。
28：在26的基础上，所述双极板为四边形板，燃料进口与燃料出口处于阳极板上相背的两个侧面上；氧化剂进口与氧化剂出口处于阴极板上相背的两个侧面上。
通过将介质进口和介质出口分开设置，便于介质的通入与回收。
为实现上述目的，本发明单极板采用以下技术方案：
29：单极板，具有用于压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，单极板上设有用于与围板密封配合以使围板封装在堆叠面上的封装结构。
采用上述结构，通过单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设置对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口取代传统的直接在极板面上开设介质流通口，传统的直接在极板面上开设介质流通口占据了介质流通通道在极板上的有效工作面积，设置侧面介质流通口这种设计使极板上的介质流通通道可以遍布极板上的绝大部分面积，大大提高了极板的有效面积占比，提高了材料利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
30：在29的基础上，设有侧面介质流通口的面上设有用于组成密封条安装槽的单极板槽。
密封条用于提高极板的气密性，同时便于封装外壳的安装。
31：在30的基础上，所述密封条安装槽呈M型。
密封条插入M型槽，M型槽内的凸起部分可以提高单极板在与其他极板堆叠时各极板间的密封性，同时便于燃料电池的安装。
32：在29-31任一项的基础上，所述单极板为阳极板，阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口，所述燃料进口和燃料出口中至少一个为所述侧面介质流通口；或单极板为阴极板，阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口，所述氧化剂进口和氧化剂出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
侧面介质流通口用于增强介质流通通道在极板上的面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
33：在29-31任一项的基础上，单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
侧面介质流通口提高了冷却液流通沟槽所在极板的面积占比从而提高了冷却效率。
34：在29-31任一项的的基础上，阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口；或者阳极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口。.
将阴极板或阳极板上的所有介质流通口均设为侧面介质流通口，以使介质流通通道占据极板上绝大部分面积，大大提高了介质流通通道在极板上的有效面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
35：在34的基础上，所述单极板为四边形板，单极板为阳极板，燃料进口与燃料出口处于阳极板上相背的两个侧面上；或者单极板为阴极板，氧化剂进口与氧化剂出口处于阴极板上相背的两个侧面上。
通过将介质进口和介质出口分开设置，便于介质的通入与回收。
附图说明
图1是本发明燃料电池的具体实施例1的结构示意图；
图2是本发明燃料电池的具体实施例1的爆炸结构示意图；
图3是本发明燃料电池的具体实施例1的阳极板的结构示意图；
图4是本发明燃料电池的具体实施例1的阴极板的结构示意图；
图5是本发明燃料电池的具体实施例2的结构示意图；
图6是本发明燃料电池的具体实施例3的结构示意图；
图7是本发明燃料电池的具体实施例4的结构示意图；
图中：1、阳极板；2、阴极板；3、氧化剂进口；4、氧化剂出口；5、燃料出口；6、燃料进口；7、冷却液流通沟槽；8、M型槽；9、密封条；10、燃料出口围板；11、介质流通通道；12、堆叠面；13、冷却液出口围板；14、介质流道；15、锯齿形槽；16、压装面；17、冷却液进口；18、侧板；19、氧化剂出口围板；20、冷却液进口围板；21、燃料进口围板；22、氧化剂进口围板；23、一体围板；24、冷却液流通圆孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明燃料电池的具体实施例1：如图1、图2、图3、图4所示，燃料电池包括燃料电堆，燃料电堆包括双极板，双极板包括叠装在一起的两个单极板和压装在两个单极板之间的膜电极，单极板具有压装膜电极的膜电极压装面16，单极板上设有介质流通通道11，燃料电堆具有由单极板上与膜电极压装面16垂直的侧面组成的堆叠面12，单极板上与膜电极压装面16垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道11连通的侧面介质流通口，燃料电堆设有侧面介质流通口的堆叠面12上封装有围板，围板与对应的堆叠面12围成有介质流道14，介质流道14与各单极板上对应的侧面介质流通口连通。
本实施例中组成双极板的两个单极板包括阴极板2和阳极板1，阳极板1的膜电极的压装面16上的介质流通通道11为用于流通燃料的燃料流通沟槽，阴极板2的膜电极压装面16上的介质流通通道11为有用于流通氧化剂的氧化剂流通沟槽，其中阴极板2的背面上的介质流通通道11为用于冷却液流通的冷却液流通沟槽7。
燃料流通沟槽与阳极板1的膜电极压装面16垂直的侧面上连通的侧面介质流通口为燃料进口6和燃料出口5，氧化剂流通沟槽与阴极板2的膜电极压装面16垂直的侧面上连通的侧面介质流通口为氧化剂进口3和氧化剂出口4，冷却液流通沟槽7与阴极板2的膜电极压装面16垂直的侧面上连通的侧面介质流通口为冷却液进口17和冷却液出口。
在本实施例中，氧化剂进口3、氧化剂出口4、燃料进口6、燃料出口5、冷却液进口17和冷却液出口为侧面介质流通口，这种设计以最大程度的使介质流通通道11占据极板上绝大部分面积，大大提高了介质流通通道11在极板上的有效面积占比，提高材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。在其他实施例中，也可以进将氧化剂进口3和燃料进口6设置为侧面介质流通口。
通过阴极板2和阳极板1的依次交替堆叠组成具有堆叠面12的燃料电堆，侧面介质流通口所在面为堆叠面12，堆叠面12上封装有围板，围成与燃料出口5连通的介质流道14的围板为燃料出口围板10；围成与氧化剂出口4连通的介质流道14的围板为氧化剂出口围板19；围成与燃料进口6连通的介质流道14的围板为燃料进口围板21；围成与氧化剂进口3连通的介质流道14的围板为氧化剂进口围板22；围成与冷却液进口17连通的介质流道14的围板为冷却液进口围板20；围成与冷却液出口连通的介质流道14的围板为冷却液出口围板13，本实施例中燃料出口围板10与氧化剂出口围板19、燃料进口围板21与氧化剂进口围板22均为一体式围板结构，一体式的围板结构便于电堆的安装同时节省材料，在其他实施例中也可以是分体式的围板。
本实施例中堆叠面12上设有用于密封及固定电堆的密封条9，密封条9安装在堆叠面12上上下贯通的密封条安装槽内，密封条安装槽为M型槽8，M型槽8便于密封条9将各极板固定的同时M型槽8内的凸起部分可以提高各极板间的密封性，也便于燃料电池的安装。围板包括侧板18，通过侧板18与密封条9连接使围板固定，燃料电池的外部的围板用于保护该燃料电池，便于燃料电池的安装与运输，同时所围成的介质流通通道11便于统一通入燃料或氧化剂，方便该燃料电池的使用。围板封装在燃料电堆的堆叠面12上，能够提高各双极板的连接强度，保证燃料电堆的整体稳定性，另外，与现有的燃料电堆相比，本发明的燃料电堆的需要密封点更少，减小了泄漏点。在其他实施例中也可以通过将侧板18直接连接在极板所堆叠形成的堆叠面12上从而将围板固定，连接好后再通过点胶的方式以达到围板与堆叠面12之间的气密性配合。另外本实施例中，围板的侧板18与密封条9的连接方式为焊接，在其他实施例中也可以使用铆接等连接方式。
各单极板的侧面介质流通口沿单极板堆叠方向布置，氧化剂出口4或燃料进口6均上下对应位于堆叠面12的一半位置，如图3、图4所示，阴极板2上的氧化剂进口3与阳极板1上的燃料进口6位于同一堆叠面12上；阴极板2上的氧化剂出口4与阳极板1上的燃料出口5位于相背的堆叠面12上，这样将介质进口和出口分开设置便于介质的通入与回收。
在本实施例中，阴极板2的背面为冷却液流通沟槽7，在其他实施例中，也可以在阳极板1的背面设置冷却液流通沟槽7，冷却液进口17和冷却液出口均为侧面介质流通口，这样设计使的冷却流通沟槽占据极板绝大部分面积提高了冷却液流通沟槽7所在极板的面积占比从而进一步提高了冷却效率。
本实施例中的燃料电堆为四方体结构，四方体结构更加紧凑，空间利用率更高，在其他实施例中，燃料电堆也可以为其他结构，如六方体结构。
在该燃料电堆中，阴极板2上的氧化剂进口3与阳极板1上的燃料进口6位于同一堆叠面12上，阳极板1上的燃料出口5与阴极板2上的氧化剂出口4位于另一堆叠面12，燃料进口6与燃料出口5的连线与氧化剂进口3和氧化剂出口4的连线称交叉状，通过使介质进口位于同一堆叠面12，介质出口位于另外一堆叠面12，这种进出口分开设置，便于介质的通入与回收，在其他实施例中，介质进口也可以不位于同一堆叠面12，如将氧化剂进口3和燃料进口6位于同一堆叠面12。
通过采用上述结构，将介质流通口均设在电堆的堆叠面12上取代传统的直接在压装面16上开设介质流通口从而提高了介质流通通道11在个极板上的工作面积，这种设计使极板上的介质流通通道11可以遍布极板上的绝大部分面积，大大提高了极板上的有效面积，提高了材料的利用率的同时也提高了电堆的功率质量比。
本发明燃料电池的具体实施例2，本实施例与上述实施例的区别仅在于：所述M型槽8替换为如图5所示的锯齿形槽15。
本发明燃料电池的具体实施例3，本实施例与上述实施例的区别仅在于：所述围板替换为如图6所示的一体围板23。
本发明燃料电池的具体实施例4，本实施例与上述实施例的区别仅在于：所述冷却液流通沟槽7替换为如图7所示的冷却液流通圆孔24。
本发明燃料电池的具体实施例5，本实施例与上述实施例的区别仅在于：所述燃料进口、氧化剂进口和燃料出口为侧面介质流通口，氧化剂出口为传统的直接开设在极板压装面上的氧化剂出口。同理，其他实施例中，根据需要，可以选择燃料进口、氧化剂进口、燃料出口、氧化剂进口、冷却液进口、冷却液出口中任意一种或多种为侧面介质流通口。
本发明燃料电池车的具体实施例，燃料电池车包括车架和燃料电池，燃料电池的具体结构与上述具体实施例1-5中任一项所述燃料电池的具体结构均相同，不再赘述。
本发明双极板的具体实施例，双极板的具体结构与上述具体实施例1-5中任一项所述燃料电池的双极板的具体结构均相同，不再赘述。
本发明单级板的具体实施例，单极板的具体结构与上述具体实施例1-5中任一项所述燃料电池的单极板的具体结构均相同，不再赘述。

Claims (23)

1.燃料电池，包括燃料电堆，燃料电堆包括双极板，双极板包括叠装在一起的两个单极板和压装在两个单极板之间的膜电极，单极板具有压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，燃料电堆具有由单极板上与膜电极压装面垂直的侧面组成的堆叠面，其特征在于：单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，燃料电堆设有侧面介质流通口的堆叠面上封装有围板，围板与对应的堆叠面围成有介质流道，介质流道与各单极板上对应的侧面介质流通口连通；单极板中的阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口；单极板中阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口；所述双极板中的两个极板中的阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口；所述双极板中的两个极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口；所述燃料电堆为四方体结构，燃料进口与燃料出口处于燃料电堆相背的两个堆叠面上，所述阴极板上供氧化剂流入的氧化剂进口与阳极板上供燃料流入的燃料进口位于同一堆叠面上；所述阴极板上供氧化剂流出的氧化剂出口与阳极板上的供燃料流出的燃料出口位于同一堆叠面上；燃料进口与燃料出口的连线与氧化剂进口和氧化剂出口的连线成交叉状。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于：所述围板与堆叠面之间设有密封条，围板通过密封条封装在燃料电堆上。
3.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于：所述堆叠面上设有供密封条插入的密封条安装槽，所述密封条安装槽呈M型。
4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池，其特征在于：各单极板的侧面介质流通口沿单极板堆叠方向布置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池，其特征在于：所述双极板中至少一个单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
6.根据权利要求5所述的燃料电池，其特征在于：所述冷却液进口和冷却液出口均为侧面介质流通口。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的燃料电池，其特征在于：围成与燃料进口连通的介质流道的围板为燃料进口围板；围成与氧化剂进口连通的介质流道的围板为氧化剂进口围板；围成与燃料出口连通的介质流道的围板为燃料出口围板；围成与氧化剂出口连通的介质流道的围板为氧化剂出口围板；燃料进口围板与氧化剂进口围板为一体式结构，燃料出口围板与氧化剂出口围板为一体式结构。
8.燃料电池车，包括车架和燃料电池，其中燃料电池包括燃料电堆，燃料电堆包括双极板，双极板包括叠装在一起的两个单极板和压装在两个单极板之间的膜电极，单极板具有压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，燃料电堆具有由单极板上与膜电极压装面垂直的侧面组成的堆叠面，其特征在于：单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，燃料电堆设有侧面介质流通口的堆叠面上封装有围板，围板与对应的堆叠面围成有介质流道，介质流道与各单极板上对应的侧面介质流通口连通；单极板中的阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口；单极板中阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口；所述双极板中的两个极板中的阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口；所述双极板中的两个极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口；所述燃料电堆为四方体结构，燃料进口与燃料出口处于燃料电堆相背的两个堆叠面上，所述阴极板上供氧化剂流入的氧化剂进口与阳极板上供燃料流入的燃料进口位于同一堆叠面上；所述阴极板上供氧化剂流出的氧化剂出口与阳极板上的供燃料流出的燃料出口位于同一堆叠面上；燃料进口与燃料出口的连线与氧化剂进口和氧化剂出口的连线成交叉状。
9.根据权利要求8所述的燃料电池车，其特征在于：所述围板与堆叠面之间设有密封条，围板通过密封条封装在燃料电堆上。
10.根据权利要求9所述的燃料电池车，其特征在于：所述堆叠面上设有供密封条插入的密封条安装槽，所述密封条安装槽呈M型。
11.根据权利要求8-10任一项所述的燃料电池车，其特征在于：各单极板的侧面介质流通口沿单极板堆叠方向布置。
12.根据权利要求8-10任一项所述的燃料电池车，其特征在于：所述双极板中至少一个单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
13.根据权利要求12所述的燃料电池车，其特征在于：所述冷却液进口和冷却液出口均为侧面介质流通口。
14.根据权利要求8-10任一项所述的燃料电池车，其特征在于：围成与燃料进口连通的介质流道的围板为燃料进口围板；围成与氧化剂进口连通的介质流道的围板为氧化剂进口围板；围成与燃料出口连通的介质流道的围板为燃料出口围板；围成与氧化剂出口连通的介质流道的围板为氧化剂出口围板；燃料进口围板与氧化剂进口围板为一体式结构，燃料出口围板与氧化剂出口围板为一体式结构。
15.双极板，包括叠装在一起的两个单极板和压装在两个单极板之间的膜电极，单极板具有压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，其特征在于：单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，单极板上设有用于与围板密封配合以使围板封装在堆叠面上的封装结构；所述双极板包括阳极板，阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口；双极板还包括阴极板，阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口；所述双极板中的两个极板中的阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口；所述双极板中的两个极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口；所述双极板为四边形板，燃料进口与燃料出口处于阳极板上相背的两个侧面上，所述阴极板上供氧化剂流入的氧化剂进口与阳极板上供燃料流入的燃料进口位于同一堆叠面上；所述阴极板上供氧化剂流出的氧化剂出口与阳极板上的供燃料流出的燃料出口位于同一堆叠面上；燃料进口与燃料出口的连线与氧化剂进口和氧化剂出口的连线成交叉状。
16.根据权利要求15所述的双极板，其特征在于：设有侧面介质流通口的面上设有用于组成密封条安装槽的双极板槽。
17.根据权利要求16所述的双极板，其特征在于：所述密封条安装槽呈M型。
18.根据权利要求15-17任一项所述的双极板，其特征在于：所述双极板中至少一个单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
19.根据权利要求18所述的双极板，其特征在于：所述冷却液进口和冷却液出口均为侧面介质流通口。
20.单极板，具有用于压装膜电极的膜电极压装面，单极板上设有介质流通通道，其特征在于：单极板上与膜电极压装面垂直的侧面上设有与对应的介质流通通道连通的侧面介质流通口，单极板上设有用于与围板密封配合以使围板封装在堆叠面上的封装结构；所述单极板为阳极板，阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口，与之配合的单极板为阴极板，阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口；或者，所述单极板为阴极板，阴极板上的膜电极压装面上设置有氧化剂流通沟槽，所述氧化剂流通沟槽构成阴极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阴极板上设有与氧化剂流通沟槽连通的氧化剂进口、氧化剂出口，与之配合的单极板为阳极板，阳极板的膜电极压装面上设置有燃料流通沟槽，所述燃料流通沟槽构成阳极板上设置在膜电极压装面上的介质流通通道，阳极板上设有与燃料流通沟槽连通的燃料进口、燃料出口，阴极板上的氧化剂进口和氧化剂出口均为侧面介质流通口，阳极板中的阳极板上的燃料进口和燃料出口均为侧面介质流通口；使用该单极 板的燃料电堆为四方体结构，燃料电堆具有由单极板上与膜电极压装面垂直的侧面组成的堆叠面，燃料进口与燃料出口处于燃料电堆相背的两个堆叠面上，所述阴极板上供氧化剂流入的氧化剂进口与阳极板上供燃料流入的燃料进口位于同一堆叠面上；所述阴极板上供氧化剂流出的氧化剂出口与阳极板上的供燃料流出的燃料出口位于同一堆叠面上；燃料进口与燃料出口的连线与氧化剂进口和氧化剂出口的连线成交叉状。
21.根据权利要求20所述的单极板，其特征在于：设有侧面介质流通口的面上设有用于组成密封条安装槽的单极板槽。
22.根据权利要求21所述的单极板，其特征在于：所述密封条安装槽呈M型。
23.根据权利要求20-22任一项所述的单极板，其特征在于：单极板为设有冷却液流通沟槽的冷却单极板，冷却单极板上的冷却液流通沟槽构成单极板上设置在与膜电极压装面相背的板面上的介质流通通道，冷却单极板上设有与冷却液流通沟槽连通的冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口中至少一个为所述侧面介质流通口。
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