CN111048799B - 一种燃料电池结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，具体公开一种燃料电池结构。该燃料电池结构包括阳极端板基体组件、阴极端板基体组件、双极板组件和膜电极，阳极端板基体组件包括相连的阳极端板基体和第一阳极基体，第一阳极基体上设置多个第一极板单元，阴极端板基体组件包括相连的阴极端板基体和第一阴极基体，第一阴极基体上设置多个第二极板单元，双极板组件设置于阳极端板基体组件和阴极端板基体组件之间，双极板组件包括相连的第二阳极基体和第二阴极基体，第二阳极基体和第二阴极基体上分别设置多个第三极板单元和第四极板单元，阳极端板基体组件和双极板组件之间、阴极端板基体组件和双极板组件之间均设置有膜电极。该燃料电池结构趋向扁平化，散热效果好。

Description

一种燃料电池结构

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种燃料电池结构。

背景技术

燃料电池具有高效、洁净的优点，既可以用作固定电站，又可以作为移动交通运输工具的电源。

传统的车用燃料电池电堆，是多片单体沿法向堆叠而成的，其轴向尺寸受制于单体片数的多少，高度及宽度尺寸受制于单体长和宽，且在低功耗时无法使其部分工作，能耗较大，容易造成能源的浪费。现有技术中，燃料电池电堆底盘，即将该类电堆集成在车辆底盘中，这种燃料电池电堆底盘仍然受制于传统电堆的物理特性影响，其布置往往受到底盘厚度的制约，仅能布置在座椅下等高度空间相对宽裕的地方，地板下的其他空间无法有效利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池结构，整体上趋于扁平化，能够充分利用车体地板下的空间，提升乘员舱的空间，且具有较大的散热面积，散热效果较好。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种燃料电池结构，包括：

阳极端板基体组件，其包括阳极端板基体和第一阳极基体，所述第一阳极基体远离所述阳极端板基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第一极板单元，所述第一阳极基体上未设置所述第一极板单元的一侧与所述阳极端板基体相贴合；

阴极端板基体组件，其包括阴极端板基体和第一阴极基体，所述第一阴极基体远离所述阴极端板基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第二极板单元，所述第一阴极基体上未设置所述第二极板单元的一侧与所述阴极端板基体相贴合；

双极板组件，其设置于所述阳极端板基体组件和所述阴极端板基体组件之间，所述双极板组件包括第二阳极基体和第二阴极基体，所述第二阳极基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第三极板单元，所述第二阴极基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第四极板单元，所述第二阳极基体未设置有所述第三极板单元的一侧与所述第二阴极基体未设置所述第四极板单元的一侧相贴合；

膜电极，所述阳极端板基体组件和所述双极板组件之间、以及所述阴极端板基体组件和所述双极板组件之间均设置有所述膜电极。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

所述第一阳极基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第一凹槽，每个所述第一极板单元均设置于其中的一个所述第一凹槽内；

所述第一阴极基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第二凹槽，每个所述第二极板单元均设置于其中的一个所述第二凹槽内；

所述第二阳极基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第三凹槽，每个所述第三极板单元均设置于其中的一个所述第三凹槽内；

所述第二阴极基体的一侧设置有多个呈阵列分布的第四凹槽，每个所述第四极板单元均设置于其中的一个所述第四凹槽内。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

所述第一极板单元、所述第二极板单元、所述第三极板单元和所述第四极板单元的结构相同。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽和所述第四凹槽内均设置有第一极板电力端子；

所述第一极板单元、所述第二极板单元、所述第三极板单元和所述第四极板单元和与其相对应的凹槽内设置的所述第一极板电力端子电连接。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

所述第一极板单元、所述第二极板单元、所述第三极板单元和所述第四极板单元上均凸设有第二极板电力端子，所述第一极板电力端子凹设于对应的所述凹槽内，所述第一极板电力端子和与其相对应的所述第二极板电力端子电连接。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

所述第一阳极基体和所述第二阳极基体的结构相同，且均为绝缘基板；

所述第一阴极基体和所述第二阴极基体的结构相同，且均为绝缘基板。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

所述第一阳极基体和所述第二阳极基体上均设置有与其上设置的凹槽一一对应的第一传输端子，每个所述第一传输端子通过第一连通导线和与其对应的所述凹槽内的第一极板电力端子相连；

所述第一阴极基体和所述第二阴极基体上均设置有与其上设置的凹槽一一对应的第二传输端子，每个所述第二传输端子通过第二连通导线和与其对应的所述凹槽内的第一极板电力端子相连。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

相互贴合的所述阳极端板基体和所述第一阳极基体之间设置有第一氢气流道和第一空气流道，每个所述第一凹槽均分别与所述第一氢气流道和所述第一空气流道连通；

相互贴合的所述阴极端板基体和所述第一阴极基体之间设置有第二氢气流道和第二空气流道，每个所述第二凹槽均分别与所述第二氢气流道和所述第二空气流道连通；

相互贴合的所述第二阳极基体和所述第二阴极基体之间设置有第三氢气流道和第三空气流道，每个所述第三凹槽均分别与所述第三氢气流道和所述第三空气流道中的一个连通，每个所述第四凹槽均分别与所述第三氢气流道和所述第三空气流道中的另一个连通。

作为一种燃料电池结构的优选方案，

所述阳极端板基体上设置有第一端板冷却槽，所述第一阳极基体上设置有第一阳极冷却槽，在相互贴合的所述阳极端板基体和所述第一阳极基体上，所述第一端板冷却槽和所述第一阳极冷却槽之间形成第一冷却通道；

所述阴极端板基体上设置有第二端板冷却槽，所述第一阴极基体上设置有第一阴极冷却槽，在相互贴合的所述阴极端板基体和所述第一阴极基体上，所述第二端板冷却槽和所述第一阴极冷却槽之间形成第二冷却通道；

所述第二阳极基体上设置有第二阳极冷却槽，所述第二阴极基体上设置有第二阴极冷却槽，在相互贴合的所述第二阳极基体和所述第二阴极基体上，所述第二阳极冷却槽和所述第二阴极冷却槽之间形成第三冷却通道。

作为一种燃料电池结构的优选方案，所述双极板组件设置有多组，多组所述双极板组件依次堆叠设置于所述阳极端板基体组件和所述阴极端板基体组件之间，且相邻的两组所述双极板组件之间设置有一个所述膜电极。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种燃料电池结构，该燃料电池结构包括阳极端板基体组件、阴极端板基体组件、双极板组件和膜电极，其中，阳极端板基体组件包括相连的阳极端板基体和第一阳极基体、阴极端板基体组件包括相连的阴极端板基体和第一阴极基体、双极板组件包括相连的第二阳极基体和第二阴极基体，第一阳极基体、第一阴极基体、第二阳极基体和第二阴极基体上分别设置有呈阵列分布的多个第一极板单元、多个第二极板单元、多个第三极板单元和多个第四极板单元，相较于现有技术中沿法向堆叠而成的方式相比，本发明提供的燃料电池结构整体趋向扁平化，能够充分利用车体地板下的空间，提升乘员舱的空间，且多个第一极板单元、多个第二极板单元、多个第三极板单元和多个第四极板单元分别呈阵列分布，使其具有较大的散热面积，且轴向散热距离较短，具有更好的散热效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的燃料电池结构的爆炸示意图；

图2是本发明实施例提供的燃料电池结构的第一阳极基体和第一极板单元的配合关系示意图；

图3是本发明实施例提供的燃料电池结构的第一极板单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的燃料电池结构的第二阳极基体在一个视角下的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的燃料电池结构的第二阳极基体在另一个视角下的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的燃料电池结构的第二阴极基体在一个视角下的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的燃料电池结构的第二阴极基体在另一个视角下的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的燃料电池结构的阴极端板基体在一个视角下的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的燃料电池结构的阴极端板基体在另一个视角下的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的燃料电池结构的阳极端板基体在一个视角下的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的燃料电池结构的阳极端板基体在另一个视角下的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的燃料电池结构的电气连接剖视图。

图中：

100-阳极端板基体组件；200-阴极端板基体组件；300-双极板组件；400-膜电极；

10-第一极板电力端子；20-第二极板电力端子；30-第一传输端子；40-第二传输端子；50-第三传输端子；60-第四传输端子；70-第一冷却通道；80-第二冷却通道；90-第三冷却通道；

1-阳极端板基体；11-第一输出端子；12-第二输出端子；13-第一空气流道；14-第一氢气流道；15-第一端板冷却槽；

2-阴极端板基体；21-第五传输端子，22-第六传输端子；23-第二空气流道；24-第二氢气流道；25-第二端板冷却槽；

3-第一阳极基体；31-第一凹槽；

4-第二阳极基体；41-第三凹槽；42-第三空气流道；43-第三氢气流道；44-第二阳极冷却槽；

5-第一阴极基体；

6-第二阴极基体；61-第四凹槽；62-第二阴极冷却槽；

7-第一极板单元；8-第二极板单元；9-第三极板单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种燃料电池结构，该燃料电池结构包括阳极端板基体组件100、阴极端板基体组件200、双极板组件300和膜电极400，其中，阳极端板基体组件100包括阳极端板基体1和第一阳极基体3，第一阳极基体3远离阳极端板基体1的一侧设置有多个呈阵列分布的第一极板单元7，第一阳极基体3上未设置第一极板单元7的一侧与阳极端板基体1相贴合，阴极端板基体组件200包括阴极端板基体2和第一阴极基体5，第一阴极基体5远离阴极端板基体2的一侧设置有多个呈阵列分布的第二极板单元8，第一阴极基体5上未设置第二极板单元8的一侧与阴极端板基体2相贴合，双极板组件300设置于阳极端板基体组件100和阴极端板基体组件200之间，双极板组件300包括第二阳极基体4和第二阴极基体6，第二阳极基体4的一侧设置有多个呈阵列分布的第三极板单元9，第二阴极基体6的一侧设置有多个呈阵列分布的第四极板单元，第二阳极基体4未设置有第三极板单元9的一侧与第二阴极基体6未设置第四极板单元的一侧相贴合，阳极端板基体组件100和双极板组件300之间、以及阴极端板基体组件200和双极板组件300之间均设置有膜电极400。

本实施例提供的燃料电池结构，相较于现有技术中沿法向堆叠而成的方式相比，该燃料电池结构整体趋向扁平化，能够充分利用车体地板下的空间，提升乘员舱的空间，且多个第一极板单元7、多个第二极板单元8、多个第三极板单元9和多个第四极板单元分别呈阵列分布，使其具有较大的散热面积，且轴向散热距离较短，具有更好的散热效果。

优选地，双极板组件300设置有多组，多组双极板组件300依次堆叠设置于阳极端板基体组件100和阴极端板基体组件200之间，且相邻的两组双极板组件300之间设置有一个膜电极400。通过在阳极端板基体组件100和阴极端板基体组件200之间依次堆叠设置有多组双极板组件300，可以实现该燃料电池结构的大功率供电。

进一步地，如图1-图3所示，第一阳极基体3的一侧设置有多个呈阵列分布的第一凹槽31，每个第一极板单元7均设置于其中的一个第一凹槽31内，第一阴极基体5的一侧设置有多个呈阵列分布的第二凹槽，每个第二极板单元8均设置于其中的一个第二凹槽内，第二阳极基体4的一侧设置有多个呈阵列分布的第三凹槽41，每个第三极板单元9均设置于其中的一个第三凹槽41内，第二阴极基体6的一侧设置有多个呈阵列分布的第四凹槽61，每个第四极板单元均设置于其中的一个第四凹槽61内。将第一极板单元7、第二极板单元8、第三极板单元9和第四极板单元分别设置于对应的第一凹槽31、第二凹槽、第三凹槽41和第四凹槽61内，能够实现第一极板单元7与第一阳极基体3之间、第二极板单元8与第一阴极基体5之间、第三极板单元9与第二阳极基体4之间、以及第四极板单元与第二阴极基体6之间的稳定连接。

在本实施例中，如图2所示，第一阳极基体3上设置的第一凹槽31的数量为十二个，十二个第一凹槽31呈3×4的阵列分布于第一阳极基体3上，每个第一凹槽31内设置有一个第一极板单元7；同样地，第一阴极基体5上设置的第二凹槽的数量为十二个，十二个第二凹槽呈3×4的阵列分布于第一阴极基体5上，每个第二凹槽内设置有一个第二极板单元8；第二阳极基体4上设置的第三凹槽41的数量为十二个，十二个第三凹槽41呈3×4的阵列分布于第二阳极基体4上，每个第三凹槽41内设置有一个第三极板单元9；第二阴极基体6上设置的第四凹槽61的数量为十二个，十二个第四凹槽61呈3×4的阵列分布于第二阴极基体6上，每个第四凹槽61内设置有一个第四极板单元。当然，在其他实施例中，第一阳极基体3上设置的第一凹槽31、第一阴极基体5上设置的第二凹槽、第二阳极基体4上设置的第三凹槽41、以及第二阴极基体6上设置的第四凹槽61的数量和排布方式可以根据实际情况进行调整，以适应用户需求。

进一步地，第一极板单元7、第二极板单元8、第三极板单元9和第四极板单元的结构相同。如图2-图3所示，第一凹槽31、第二凹槽、第三凹槽41和第四凹槽61内均设置有第一极板电力端子10，第一极板单元7、第二极板单元8、第三极板单元9和第四极板单元和与其相对应的凹槽内设置的第一极板电力端子10电连接。

具体地，如图2-图3所示，第一阳极基体3上的第一极板电力端子10凹设于第一凹槽31内，第一极板单元7上凸设有第二极板电力端子20，第一极板单元7上的第二极板电力端子20与第一凹槽31内的第一极板电力端子10采用榫接的方式相连，连接的稳定性更好，使用寿命更长。当然，在其他实施例中，第一阳极基体3上的第一极板电力端子10和第一极板单元7上的第二极板电力端子20还可以采用其他方式相互电连接，在此不做限定。

可以理解的是，第一阴极基体5上的第一极板电力端子10和第二极板单元8上的第二极板电力端子20、第二阳极基体4上的第一极板电力端子10和第三极板单元9上的第二极板电力端子20、以及第二阴极基体6上的第一极板电力端子10和第四极板单元上的第二极板电力端子20均与第一阳极基体3上的第一极板电力端子10和第一极板单元7上的第二极板电力端子20的连接方式相同，在此不再赘述。

进一步地，第一阳极基体3和第二阳极基体4的结构相同，第一阴极基体5和第二阴极基体6的结构相同，且阳极端板基体1、阴极端板基体2、第一阳极基体3、第二阳极基体4、第一阴极基体5和第二阴极基体6均为绝缘基板，即分别设置于第一阳极基体3、第一阴极基体5、第二阳极基体4和第二阴极基体6上的多个第一极板单元7、多个第二极板单元8、多个第三极板单元9和多个第四极板单元之间彼此绝缘。

进一步地，如图4-图5所示，第二阳极基体4上设置有与第三凹槽41一一对应的第一传输端子30，第二阳极基体4上的每个第一传输端子30通过第一连通导线和与其对应的第三凹槽41内的第一极板电力端子10相连。第一阳极基体3和第二阳极基体4的结构相同，即第一阳极基体3上设置有与第一凹槽31一一对应的第一传输端子30，第一阳极基体3上的每个第一传输端子30通过第一连通导线和与其对应的第一凹槽31内的第一极板电力端子10相连。

进一步地，如图6-图7所示，第二阴极基体6上设置有与第四凹槽61一一对应的第二传输端子40，第二阴极基体6上的每个第二传输端子40通过第二连通导线和与其对应的第四凹槽61内的第一极板电力端子10相连。第一阴极基体5和第二阴极基体6的结构相同，即第一阴极基体5上设置有与第二凹槽一一对应的第二传输端子40，第一阴极基体5上的每个第二传输端子40通过第二连通导线和与其对应的第二凹槽内的第一极板电力端子10相连。

本实施例提供的燃料电池结构，第一阳极基体3、第二阳极基体4、第一阴极基体5和第二阴极基体6这四个绝缘基板整体采用PCB板技术，将大面积的网格划分为彼此绝缘独立的小网格，每个小网格内均设置有第一极板电力端子10，第一阳极基体3和第二阳极基体4上的第一极板电力端子10通过第一连通导线与第一传输端子30相连，第一阴极基体5和第二阴极基体6上的第一极板电力端子10通过第二连通导线与第二传输端子40相连，实现电力的对接。

进一步地，第一阳极基体3和第二阳极基体4上还均设置有与其上设置的第一传输端子30数量相等的第三传输端子50，第三传输端子50与第一传输端子30间隔设置(如图4-图5所示)。第一阴极基体5和第二阴极基体6上还设置有与其上设置的第二传输端子40数量相等的第四传输端子60，第二传输端子40和第四传输端子60间隔设置(如图6-图7所示)。阴极端板基体2上设置有与第一阴极基体5上设置的第四传输端子60数量相等的第五传输端子21和第六传输端子22(如图8-图9所示)，第五传输端子21与第一阴极基体5上的第二传输端子40对应设置，第六传输端子22与第一阴极基体5上的第四传输端子60对应设置。阳极端板基体1上设置有与第一阳极基体3上设置的第三传输端子50数量相等的第一输出端子11和第二输出端子12(如图10-图11所示)，第一输出端子11与第一阳极基体3上的第一传输端子30对应设置，第二输出端子12与第一阳极基体3上的第三传输端子50对应设置。

在本实施例中，如图12所示，在每组双极板组件300中相互贴合的第二阳极基体4和第二阴极基体6上，第二阳极基体4上的第一传输端子30和第三传输端子50均凸设于第二阳极基体4的表面，第二阴极基体6上的第二传输端子40和第四传输端子60均凹设于第二阴极基体6的表面，第二阳极基体4上的第一传输端子30和第二阴极基体6上的第二传输端子40通过榫接的方式相互连接，第二阳极基体4上的第三传输端子50和第二阴极基体6上的第四传输端子60通过榫接的方式相互连接；在阳极端板基体组件100中相互贴合的阳极端板基体1和第一阳极基体3上，第一阳极基体3上的第一传输端子30和第三传输端子50均凸设于第一阳极基体3的表面，第一输出端子11和第二输出端子12均凹设于阳极端板基体1上，第一阳极基体3上的第一传输端子30和阳极端板基体1上的第一输出端子11采用榫接的方式相互连接，第一阳极基体3上的第三传输端子50和阳极端板基体1上的第二输出端子12采用榫接的方式相互连接；在阴极端板基体组件200中相互贴合的阴极端板基体2和第一阴极基体5上，第一阴极基体5上的第二传输端子40和第四传输端子60均凹设于第一阴极基体5的表面，第五传输端子21和第六传输端子22均凸设于阴极端板基体2上，第一阴极基体5上的第二传输端子40和阴极端板基体2上的第五传输端子21采用榫接的方式相互连接，第一阴极基体5上的第四传输端子60和阴极端板基体2上的第六传输端子22采用榫接的方式相互连接。当然，在其他实施例中，各对应的传输端子和输出端子的连接方式可以根据实际情况进行调整，在此不做限定。

当阳极端板基体组件100、阴极端板基体组件200、膜电极400和多组双极板组件300按照预设的排列方式堆叠成堆后，第一阳极基体3上的第一传输端子30通过第一连通导线和第一阳极基体3上的第一极板单元7相互连接，第二阳极基体4上的第一传输端子30通过第一连通导线和第二阳极基体4上的第三极板单元9相互连接，第一阴极基体5上的第二传输端子40通过第二连通导线和第一阴极基体5上的第二极板单元8相互连接，第二阴极基体6上的第二传输端子40通过第二连通导线和第二阴极基体6上的第四极板单元相互连接，第五传输端子21与第六传输端子22通过第三连通导线相互连接，第一阴极基体5上的第四传输端子60和与其相邻的双极板组件300的第二阳极基体4上的第三传输端子50通过第四连通导向相连接，第一阳极基体3上的第三传输端子50和与其相邻的双极板组件300的第二阴极基体6的第四传输端子60通过第五连通导线相连接，在相邻的两个双极板组件300中，其中一个双极板组件300的第二阳极基体4上的第三传输端子50和另一个双极板组件300的第二阴极基体6上的第四传输端子60通过第六导线相连接，第一输出端子11和第二输出端子12分别连接用电器的正极端和负极端，实现电路的导通。优选地，第一连通导线、第二连通导线、第三连通导线、第四连通导线、第五连通导线和第六连通导线均采用金属材质制成，优选为铜线。铜具有较好的导电性能，且制造成本较低。

进一步地，如图4-图11所示，相互贴合的阳极端板基体1和第一阳极基体3之间设置有第一氢气流道14和第一空气流道13，每个第一凹槽31均分别与第一氢气流道14和第一空气流道13连通，相互贴合的阴极端板基体2和第一阴极基体5之间设置有第二氢气流道24和第二空气流道23，每个第二凹槽均分别与第二氢气流道24和第二空气流道23连通，相互贴合的第二阳极基体4和第二阴极基体6之间设置有第三氢气流道43和第三空气流道42，每个第三凹槽41均分别与第三氢气流道43和第三空气流道42中的一个连通，每个第四凹槽61均分别与第三氢气流道43和第三空气流道42中的另一个连通。

在实际使用的过程中，以图1为例，在双极板组件300中，如果第三凹槽41与第三氢气流道43相连通，第四凹槽61与第三空气流道42相连通，即流经第三凹槽41的为氢气，流经第四凹槽61的为空气，那么，在阳极端板基体组件100中，应在第一氢气流道14中通入氢气，即流经第一凹槽31的是氢气，在阴极端板基体组件200中，应在第二空气流道23中通入空气，即流经第二凹槽的是空气，使通入该燃料电池结构中的氢气和空气依次交替，保证该燃料电池结构使用时阴阳极的水平衡。当然，在其他实施例中，第三凹槽41还可以与第三空气流道42相连通，第四凹槽61与第三氢气流道43相连通，并使空气流经流经第一凹槽31，氢气流经第二凹槽，也能够实现上述效果。

进一步地，如图4-图11所示，阳极端板基体1上设置有第一端板冷却槽15，第一阳极基体3上设置有第一阳极冷却槽，在相互贴合的阳极端板基体1和第一阳极基体3上，第一端板冷却槽15和第一阳极冷却槽之间形成第一冷却通道70，阴极端板基体2上设置有第二端板冷却槽25，第一阴极基体5上设置有第一阴极冷却槽，在相互贴合的阴极端板基体2和第一阴极基体5上，第二端板冷却槽25和第一阴极冷却槽之间形成第二冷却通道80，第二阳极基体4上设置有第二阳极冷却槽44，第二阴极基体6上设置有第二阴极冷却槽62，在相互贴合的第二阳极基体4和第二阴极基体6上，第二阳极冷却槽44和第二阴极冷却槽62之间形成第三冷却通道90。第一冷却通道70、第二冷却通道80和第三冷却通道90中通入冷却液，以实现对各个极板单元的冷却，避免其在工作过程中由于过热造成损坏。需要说明的是，第一阳极基体3、第一阴极基体5、第二阳极基体4和第二阴极基体6的厚度应该保证其上对应的冷却通道的加工不会使各连接导线外露，保证使用的安全性。

此外，由于第一阳极基体3、第一阴极基体5、第二阳极基体4和第二阴极基体6均为绝缘基板，使该燃料电池结构对冷却液的离子浓度没有要求。现有技术中的燃料电池结构中冷却通道往往开设在金属基板上，如果冷却液的离子浓度过大，会造成冷却液中的离子导电，影响燃料电池结构的正常使用。

在本实施例中，第一冷却通道70、第二冷却通道80和第三冷却通道90均平行且间隔设置有多个，保证各极板单元能够快速散热。当然，在其他实施例中，第一冷却通道70、第二冷却通道80和第三冷却通道90也可以设置为曲线形，曲线形的冷却通道可以增加冷却液流通路径的长度，增加冷却时间，提高冷却效果。

本实施例提供的燃料电池结构，将第一阳极基体3、第一阴极基体5、第二阳极基体4和第二阴极基体6分别划分为多个网格，并内嵌第一极板单元7、第二极板单元8、第三极板单元9和第四极板单元，使电池单体划分为彼此绝缘的网格，并通过配电装置实现电路分配以达到所需的电力特性。该燃料电池结构可以使电堆扁平化，充分利用车身地板下的空间，提升乘员舱的空间，此外，扁平的燃料电池结构可以使法向热传导更快更充分，解决了传统燃料电池车辆电堆散热需求大，冷启动外加热慢等问题；配电机构配合特定的流场设计，可使燃料电池结构调整其电力输出特性，并可使该燃料电池结构仅部分工作；通过绝缘基板的使用，使系统对冷却液的离子浓度不做要求，降低成本。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种燃料电池结构，其特征在于，包括：

阳极端板基体组件(100)，其包括阳极端板基体(1)和第一阳极基体(3)，所述第一阳极基体(3)远离所述阳极端板基体(1)的一侧设置有多个呈阵列分布的第一极板单元(7)，所述第一阳极基体(3)上未设置所述第一极板单元(7)的一侧与所述阳极端板基体(1)相贴合，所述第一阳极基体(3)的一侧设置有多个呈阵列分布的第一凹槽(31)，每个所述第一极板单元(7)均设置于其中的一个所述第一凹槽(31)内；

阴极端板基体组件(200)，其包括阴极端板基体(2)和第一阴极基体(5)，所述第一阴极基体(5)远离所述阴极端板基体(2)的一侧设置有多个呈阵列分布的第二极板单元(8)，所述第一阴极基体(5)上未设置所述第二极板单元(8)的一侧与所述阴极端板基体(2)相贴合，所述第一阴极基体(5)的一侧设置有多个呈阵列分布的第二凹槽，每个所述第二极板单元(8)均设置于其中的一个所述第二凹槽内；

双极板组件(300)，其设置于所述阳极端板基体组件(100)和所述阴极端板基体组件(200)之间，所述双极板组件(300)包括第二阳极基体(4)和第二阴极基体(6)，所述第二阳极基体(4)的一侧设置有多个呈阵列分布的第三极板单元(9)，所述第二阴极基体(6)的一侧设置有多个呈阵列分布的第四极板单元，所述第二阳极基体(4)未设置有所述第三极板单元(9)的一侧与所述第二阴极基体(6)未设置所述第四极板单元的一侧相贴合，所述第二阳极基体(4)的一侧设置有多个呈阵列分布的第三凹槽(41)，每个所述第三极板单元(9)均设置于其中的一个所述第三凹槽(41)内，所述第二阴极基体(6)的一侧设置有多个呈阵列分布的第四凹槽(61)，每个所述第四极板单元均设置于其中的一个所述第四凹槽(61)内；

膜电极(400)，所述阳极端板基体组件(100)和所述双极板组件(300)之间、以及所述阴极端板基体组件(200)和所述双极板组件(300)之间均设置有所述膜电极(400)；

所述阳极端板基体(1)上设置有第一端板冷却槽(15)，所述第一阳极基体(3)上设置有第一阳极冷却槽，在相互贴合的所述阳极端板基体(1)和所述第一阳极基体(3)上，所述第一端板冷却槽(15)和所述第一阳极冷却槽之间形成第一冷却通道；

所述阴极端板基体(2)上设置有第二端板冷却槽(25)，所述第一阴极基体(5)上设置有第一阴极冷却槽，在相互贴合的所述阴极端板基体(2)和所述第一阴极基体(5)上，所述第二端板冷却槽(25)和所述第一阴极冷却槽之间形成第二冷却通道；

所述第二阳极基体(4)上设置有第二阳极冷却槽(44)，所述第二阴极基体(6)上设置有第二阴极冷却槽(62)，在相互贴合的所述第二阳极基体(4)和所述第二阴极基体(6)上，所述第二阳极冷却槽(44)和所述第二阴极冷却槽(62)之间形成第三冷却通道；

所述第一凹槽(31)、所述第二凹槽、所述第三凹槽(41)和所述第四凹槽(61)内均设置有第一极板电力端子(10)，所述第一极板单元(7)、所述第二极板单元(8)、所述第三极板单元(9)和所述第四极板单元和与其相对应的凹槽内设置的所述第一极板电力端子(10)电连接；

所述第二阳极基体(4)上设置有与所述第三凹槽(41)一一对应的第一传输端子(30)，所述第二阳极基体(4)上的每个所述第一传输端子(30)通过第一连通导线和与其对应的所述第三凹槽(41)内的所述第一极板电力端子(10)相连；所述第一阳极基体(3)上设置有与所述第一凹槽(31)一一对应的第一传输端子(30)，所述第一阳极基体(3)上的每个所述第一传输端子(30)通过第一连通导线和与其对应的所述第一凹槽(31)内的所述第一极板电力端子(10)相连；

所述第二阴极基体(6)上设置有与所述第四凹槽(61)一一对应的第二传输端子(40)，所述第二阴极基体(6)上的每个所述第二传输端子(40)通过第二连通导线和与其对应的所述第四凹槽(61)内的所述第一极板电力端子(10)相连；所述第一阴极基体(5)上设置有与所述第二凹槽一一对应的第二传输端子(40)，所述第一阴极基体(5)上的每个所述第二传输端子(40)通过第二连通导线和与其对应的所述第二凹槽内的所述第一极板电力端子(10)相连；

所述第一阳极基体(3)和所述第二阳极基体(4)上还均设置有与其上设置的所述第一传输端子(30)数量相等的第三传输端子(50)，所述第三传输端子(50)与所述第一传输端子(30)间隔设置；所述第一阴极基体(5)和所述第二阴极基体(6)上还设置有与其上设置的所述第二传输端子(40)数量相等的第四传输端子(60)，所述第二传输端子(40)和所述第四传输端子(60)间隔设置；

所述阴极端板基体(2)上设置有与所述第一阴极基体(5)上设置的所述第四传输端子(60)数量相等的第五传输端子(21)和第六传输端子(22)，所述第五传输端子(21)与所述第一阴极基体(5)上的所述第二传输端子(40)对应设置，所述第六传输端子(22)与所述第一阴极基体(5)上的所述第四传输端子(60)对应设置；所述阳极端板基体(1)上设置有与所述第一阳极基体(3)上设置的所述第三传输端子(50)数量相等的第一输出端子(11)和第二输出端子(12)，所述第一输出端子(11)与所述第一阳极基体(3)上的所述第一传输端子(30)对应设置，所述第二输出端子(12)与所述第一阳极基体(3)上的所述第三传输端子(50)对应设置；

在每组所述双极板组件(300)中相互贴合的所述第二阳极基体(4)和所述第二阴极基体(6)上，所述第二阳极基体(4)上的所述第一传输端子(30)和所述第三传输端子(50)均凸设于所述第二阳极基体(4)的表面，所述第二阴极基体(6)上的所述第二传输端子(40)和所述第四传输端子(60)均凹设于所述第二阴极基体(6)的表面，所述第二阳极基体(4)上的所述第一传输端子(30)和所述第二阴极基体(6)上的所述第二传输端子(40)通过榫接的方式相互连接，所述第二阳极基体(4)上的所述第三传输端子(50)和所述第二阴极基体(6)上的所述第四传输端子(60)通过榫接的方式相互连接；在所述阳极端板基体组件(100)中相互贴合的所述阳极端板基体(1)和所述第一阳极基体(3)上，所述第一阳极基体(3)上的所述第一传输端子(30)和所述第三传输端子(50)均凸设于所述第一阳极基体(3)的表面，所述第一输出端子(11)和所述第二输出端子(12)均凹设于所述阳极端板基体(1)上，所述第一阳极基体(3)上的所述第一传输端子(30)和所述阳极端板基体(1)上的所述第一输出端子(11)采用榫接的方式相互连接，所述第一阳极基体(3)上的所述第三传输端子(50)和所述阳极端板基体(1)上的所述第二输出端子(12)采用榫接的方式相互连接；在所述阴极端板基体组件(200)中相互贴合的所述阴极端板基体(2)和所述第一阴极基体(5)上，所述第一阴极基体(5)上的所述第二传输端子(40)和所述第四传输端子(60)均凹设于所述第一阴极基体(5)的表面，所述第五传输端子(21)和所述第六传输端子(22)均凸设于所述阴极端板基体(2)上，所述第一阴极基体(5)上的所述第二传输端子(40)和所述阴极端板基体(2)上的所述第五传输端子(21)采用榫接的方式相互连接，所述第一阴极基体(5)上的所述第四传输端子(60)和所述阴极端板基体(2)上的所述第六传输端子(22)采用榫接的方式相互连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池结构，其特征在于，

所述第一极板单元(7)、所述第二极板单元(8)、所述第三极板单元(9)和所述第四极板单元的结构相同。

3.根据权利要求1所述的燃料电池结构，其特征在于，

所述第一极板单元(7)、所述第二极板单元(8)、所述第三极板单元(9)和所述第四极板单元上均凸设有第二极板电力端子(20)，所述第一极板电力端子(10)凹设于对应的所述凹槽内，所述第一极板电力端子(10)和与其相对应的所述第二极板电力端子(20)电连接。

4.根据权利要求1所述的燃料电池结构，其特征在于，

所述第一阳极基体(3)和所述第二阳极基体(4)的结构相同，且均为绝缘基板；

所述第一阴极基体(5)和所述第二阴极基体(6)的结构相同，且均为绝缘基板。

5.根据权利要求1所述的燃料电池结构，其特征在于，

相互贴合的所述阳极端板基体(1)和所述第一阳极基体(3)之间设置有第一氢气流道(14)和第一空气流道(13)，每个所述第一凹槽(31)均分别与所述第一氢气流道(14)和所述第一空气流道(13)连通；

相互贴合的所述阴极端板基体(2)和所述第一阴极基体(5)之间设置有第二氢气流道(24)和第二空气流道(23)，每个所述第二凹槽均分别与所述第二氢气流道(24)和所述第二空气流道(23)连通；

相互贴合的所述第二阳极基体(4)和所述第二阴极基体(6)之间设置有第三氢气流道(43)和第三空气流道(42)，每个所述第三凹槽(41)均分别与所述第三氢气流道(43)和所述第三空气流道(42)中的一个连通，每个所述第四凹槽(61)均分别与所述第三氢气流道(43)和所述第三空气流道(42)中的另一个连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料电池结构，其特征在于，所述双极板组件(300)设置有多组，多组所述双极板组件(300)依次堆叠设置于所述阳极端板基体组件(100)和所述阴极端板基体组件(200)之间，且相邻的两组所述双极板组件(300)之间设置有一个所述膜电极(400)。

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