CN112103527A - 一种燃料电池电堆组件 - Google Patents

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孙驻江
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黄振旭
熊承盛
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Abstract

本发明提供了一种燃料电池电堆组件，包括端板和集流板；集流板包括集流板本体和连接部件；连接部件包括第一连接部、第二连接部、第三连接部；端板的一端设有第一通气部，端板的另一端设有第二通气部；端板的一面且位于第一通气部与第二通气部之间设有供集流板本体内嵌的第一凹槽，第一凹槽中设有供第一连接部内嵌的第二凹槽，端板的另一面设有第三凹槽，第三连接部从端板的一面穿过插孔后内扣于第三凹槽上。本发明通过改变电堆组件的结构，有利于减小电堆的体积，延长电堆集流板的使用寿命，并在不增加电堆外部封装体积的前提下能够增加集流板的过流面积。

Description

一种燃料电池电堆组件
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池电堆组件。
背景技术
燃料电池电推的结构主要包括：端板、集流板、双极板、若干膜电极+双极板等。现有的电堆结构具有如下缺点：
1、集流板和端板组合方式为采用面积相同的集流板和端板进行叠加组合，这种组合方式中电堆的厚度为集流板与端板的厚度相加，使得电堆的体积较大。
2、由于集流板与端板的形状相同，均具有三腔进出口，使得集流板会直接与反应气体、冷却液相接触，在使用时容易造成集流板腐蚀，缩短了集流板的使用寿命。
3、集流板采用侧边集流的方式，如需增加集流板的过流面积只能通过增加集流板的厚度的方式，导致增加了集流板的生产成本，且增加集流板的厚度会导致电堆外封装体积的增大，间接降低了体积比功率密度。
发明内容
本发明实施例提供一种燃料电池电堆组件，以解决上述技术问题，通过改变电堆组件的结构，有利于减小电堆的体积，延长电堆集流板的使用寿命，并在不增加电堆外部封装体积的前提下能够增加集流板的过流面积。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种燃料电池电堆组件，包括端板和集流板；所述集流板包括集流板本体和连接部件；所述连接部件包括第一连接部、第二连接部、第三连接部；
所述第一连接部的一端通过可弯折的第一弯折部与所述集流板本体的一侧边连接；所述第一连接部的另一端通过可弯折的第二弯折部与所述第二连接部的一端连接；所述第二连接部的另一端通过可弯折的第三弯折部与所述第三连接部的一端连接；所述第三连接部设有至少一个连接孔；
所述端板的一端设有第一通气部，所述端板的另一端设有第二通气部，所述第一通气部、所述第二通气部均具有三个贯穿于所述端板的进出气口；
所述端板的一面且位于所述第一通气部与所述第二通气部之间设有供所述集流板本体内嵌的第一凹槽，所述第一凹槽中设有供所述第一连接部内嵌的第二凹槽，所述第二凹槽中设有贯穿所述端板的插孔，所述端板的另一面设有第三凹槽，所述第三凹槽中设有与所述连接孔相适配的固定连接孔，所述第三连接部从所述端板的一面穿过所述插孔后内扣于所述第三凹槽上。
在其中一种实施例中，所述第一凹槽的深度与所述集流板本体的厚度相适配，所述第二凹槽的深度与所述第二连接部的厚度相适配，所述第三凹槽的深度与所述第三连接部的厚度相适配。
在其中一种实施例中，所述第一连接部所在平面平行于所述集流板本体所在平面。
在其中一种实施例中，所述第二连接部所在平面垂直于所述集流板本体所在平面。
在其中一种实施例中，所述集流板本体呈矩形板状结构。
在其中一种实施例中，所述集流板本体、所述第一连接部、所述第二连接部、所述第三连接部的厚度相同。
在其中一种实施例中，所述连接孔为螺丝孔。
在其中一种实施例中，所述螺丝孔为两个，且两个螺丝孔与所述集流板本体之间的距离相同。
与现有技术相比，本发明提供了一种燃料电池电堆组件，其具有如下有益效果：
1、电堆组件结构为将集流板与端板复合，集流板内嵌于端板的凹槽中，使得电堆厚度只是端板厚度，有利于减少电堆的体积；
2、本发明将集流板缩短不包含三腔进出气口，使得集流板不直接与反应气体、冷却液等接触，避免腐蚀，从而延长集流板的使用寿命；
3、集流板采用中部集流的方式，如需增大集流板的过流面积时无需增加集流板的厚度，避免增加生成成本，并避免由于电堆外封装体积的增大而导致间接降低体积比功率密度。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的燃料电池电堆组件组合前的端板和集流板背面结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的燃料电池电堆组件组合前的端板和集流板正面结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的燃料电池电堆组件组合后的端板和集流板正面结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的燃料电池电堆组件组合后的端板和集流板背面结构示意图；
其中，附图标记如下：
1、集流板；11、集流板本体；12、第一连接部；13、第二连接部；14、第三连接部；
2、端板；21、第一通气部；22、第二通气部；23、第一凹槽；24、第二凹槽；25、第三凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。
请参见图1-4，本发明实施例提供了一种燃料电池电堆组件，包括端板2和集流板1；集流板1包括集流板本体11和连接部件；连接部件包括第一连接部12、第二连接部13、第三连接部14；
第一连接部12的一端通过可弯折的第一弯折部与集流板本体11的一侧边连接；第一连接部12的另一端通过可弯折的第二弯折部与第二连接部13的一端连接；第二连接部13的另一端通过可弯折的第三弯折部与第三连接部14的一端连接；第三连接部14设有至少一个连接孔；
端板2的一端设有第一通气部21，端板2的另一端设有第二通气部22，第一通气部21、第二通气部22均具有三个贯穿于端板2的进出气口；
端板2的一面且位于第一通气部21与第二通气部22之间设有供集流板本体11内嵌的第一凹槽23，第一凹槽23中设有供第一连接部12内嵌的第二凹槽24，第二凹槽24中设有贯穿端板2的插孔，端板2的另一面设有第三凹槽25，第三凹槽25中设有与连接孔相适配的固定连接孔，第三连接部14从端板2的一面穿过插孔后内扣于第三凹槽25上。
为了更好地减少电堆的体积以及增加电堆的结构稳定性，将端板2的凹槽设置成刚好可以将集流板1进行贴合的形状，其中，第一凹槽23的深度与集流板本体11的厚度相适配，第二凹槽24的深度与第二连接部13的厚度相适配，第三凹槽25的深度与第三连接部14的厚度相适配。
在其中一种实施例中，集流板1设置为：第一连接部12所在平面平行于集流板本体11所在平面；第二连接部13所在平面垂直于集流板本体11所在平面；集流板本体11呈矩形板状结构。从而使得集流板1的结构更加规则和稳定，且有利于减小电堆体积。
可以理解的是，在对连接部件的三个连接部进行弯折之前，连接部件与集流板本体11可以在同一个平面上，因此集流板1在生产时可以从同一块板上进行切割而成，因此，集流板本体11、第一连接部12、第二连接部13、第三连接部14的厚度相同。
在其中一种实施例中，连接孔为螺丝孔；螺丝孔为两个，且两个螺丝孔与集流板本体11之间的距离相同。第三连接部14从端板2的一面穿过插孔后内扣于第三凹槽25上，在安装时通过把螺丝钉扭进第三连接部14上的两个螺丝孔以及端板2上的两个固定连接孔，以将连接部件与端板2进行固定连接。
需要说明的是，现有技术的电堆集流板1和端板2组合方式为采用面积相同的集流板1和端板2进行叠加组合，这种组合方式中电堆的厚度为集流板1与端板2的厚度相加，而集流板1本身具有一定厚度，使得整体电堆的体积较大。另外，由于集流板1与端板2的形状和面积相同，且两者均具有三腔进出口，使得集流板1会直接与反应气体、冷却液相接触，在使用时容易造成集流板1腐蚀，缩短了集流板1的使用寿命。另外，集流板1采用侧边集流的方式，如需增加集流板1的过流面积只能通过增加集流板1的厚度的方式，这导致增加了集流板1的生产成本，且增加集流板1的厚度会导致电堆外封装体积的增大，间接降低了体积比功率密度。
需要说明的是，与现有技术相比，本发明提供了一种燃料电池电堆组件，其具有如下有益效果：
1、电堆结构将集流板1与端板2复合，集流板1内嵌于端板2的凹槽中，使得电堆厚度只是端板2厚度，有利于减少电堆的体积；
2、本发明将集流板1缩短，不包含三腔进出气口，使得集流板1不直接与反应气体、冷却液等接触，避免腐蚀，从而延长集流板1的使用寿命；
3、集流板1采用中部集流的方式，如需增大集流板1的过流面积时无需增加集流板1的厚度，避免增加生成成本，并避免由于电堆外封装体积的增大而导致间接降低体积比功率密度。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种燃料电池电堆组件，其特征在于，包括端板和集流板；所述集流板包括集流板本体和连接部件；所述连接部件包括第一连接部、第二连接部、第三连接部；
所述第一连接部的一端通过可弯折的第一弯折部与所述集流板本体的一侧边连接；所述第一连接部的另一端通过可弯折的第二弯折部与所述第二连接部的一端连接；所述第二连接部的另一端通过可弯折的第三弯折部与所述第三连接部的一端连接；所述第三连接部设有至少一个连接孔；
所述端板的一端设有第一通气部，所述端板的另一端设有第二通气部，所述第一通气部、所述第二通气部均具有三个贯穿于所述端板的进出气口；
所述端板的一面且位于所述第一通气部与所述第二通气部之间设有供所述集流板本体内嵌的第一凹槽，所述第一凹槽中设有供所述第一连接部内嵌的第二凹槽，所述第二凹槽中设有贯穿所述端板的插孔，所述端板的另一面设有第三凹槽，所述第三凹槽中设有与所述连接孔相适配的固定连接孔，所述第三连接部从所述端板的一面穿过所述插孔后内扣于所述第三凹槽上。
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆组件，其特征在于，所述第一凹槽的深度与所述集流板本体的厚度相适配，所述第二凹槽的深度与所述第二连接部的厚度相适配，所述第三凹槽的深度与所述第三连接部的厚度相适配。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆组件，其特征在于，所述第一连接部所在平面平行于所述集流板本体所在平面。
4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆组件，其特征在于，所述第二连接部所在平面垂直于所述集流板本体所在平面。
5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆组件，其特征在于，所述集流板本体呈矩形板状结构。
6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆组件，其特征在于，所述集流板本体、所述第一连接部、所述第二连接部、所述第三连接部的厚度相同。
7.根据权利要求1所述的燃料电池电堆组件，其特征在于，所述连接孔为螺丝孔。
8.根据权利要求7所述的燃料电池电堆组件，其特征在于，所述螺丝孔为两个，且两个螺丝孔与所述集流板本体之间的距离相同。
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Address before: No. 8, Hydrogen Energy Avenue, Foshan (Yunfu) Industrial Transfer Industrial Park, Silao Town, Yuncheng District, Yunfu City, Guangdong Province, 527300

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