CN112103530A - 一种风冷燃料电池极板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风冷燃料电池极板结构，包括流场板和双极板；所述流场板设于所述双极板的空气侧面；所述流场板为多个波峰与波谷交替分布的方波结构，任意相邻的两个所述波谷之间形成第一通风通道，任意相邻的两个所述波峰之间形成第二通风通道。本发明实施例提供的风冷燃料电池极板结构，通过设计单独的流场板结构，提高了电堆双极板空气侧的通风面积，进而提高了燃料电池的散热量。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种风冷燃料电池极板结构。
背景技术
燃料电池技术是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术，燃料电池没有机械传动部件，排放出的有害气体极少，具有广阔的发展前景。
燃料电池的结构会影响氧化剂、还原剂和冷却剂在燃料电池中的运行，最终影响到燃料电池的体积、功率密度、效率、寿命等。目前，在现有技术中，风冷燃料电池流场结构是以石墨作为基础材料，将硬质石墨板雕刻成型为包含若干凸起的实心脊状结构，但是，发明人在应用过程中发现，当电池电流增大时，需要增加风量以提高散热效果，而在现有技术中，风冷燃料电池双极板空气侧的流场板因通风面积较小，风阻较大，导致燃料电池的散热量较低，难以达到燃料电池的散热量需求。
发明内容
本发明提供一种风冷燃料电池极板结构，以解决现有的风冷燃料电池散热量较低的技术问题，通过设计单独的流场板结构，提高了电堆双极板空气侧的通风面积，进而提高了燃料电池的散热量。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种风冷燃料电池极板结构，包括流场板和双极板；
所述流场板设于所述双极板的空气侧面；
所述流场板为多个波峰与波谷交替分布的方波结构，任意相邻的两个所述波谷之间形成第一通风通道，任意相邻的两个所述波峰之间形成第二通风通道。
作为其中一种优选方案，每一所述第一通风通道的宽度与每一所述第二通风通道的高度比为1:1。
作为其中一种优选方案，所述流场板与所述双极板为分体式连接结构。
作为其中一种优选方案，所述流场板与所述双极板为一体成型式结构。
作为其中一种优选方案，所述双极板的空气侧面开设有匹配每一所述波峰或每一所述波谷的若干卡槽，所述流场板通过所述卡槽与所述双极板卡接。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，通过单独设计流场板与双极板的结构，其中，将位于双极板空气侧面的流场板设计为多个波峰与波谷交替分布的方波结构，从而可以形成交替分布的第一通风通道与第二通风通道，与原有的流场结构相比，增加了电池的通风面积，从而降低了风阻，提高了燃料电池的散热量，当电池电流增大时，无需提高风机功率即可达到所需要的散热量的要求；此外，由多个波峰与波谷形成的交替分布的第一通风通道与第二通风通道的结构也能够降低燃料电池的总质量，提高电池的比功率密度。
附图说明
图1是本发明其中一种实施例中的风冷燃料电池极板结构的示意图；
图2是本发明其中一种实施例中的流场板的结构示意图；
图3是本发明其中一种实施例中的风冷燃料电池极板结构的放大示意图；
其中，附图标记如下：
1、第一通风通道；2、第二通风通道；P、流场板；Q、双极板；M、波峰；N、波谷；L、第一通风通道的宽度；H、第二通风通道的高度。
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、完整地描述，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。
在本申请描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，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申请中的具体含义。
本发明一实施例提供了一种风冷燃料电池极板结构，具体的，请参见图1，图1示出为其中一种实施例中的风冷燃料电池极板结构的示意图，其中包括流场板P和双极板Q，所述流场板P设于所述双极板Q的空气侧面。
为便于描述，请参见图2，图2示出为其中一种实施例中的流场板的结构示意图，所述流场P板为多个波峰M与波谷N交替分布的方波结构，任意相邻的两个所述波谷N之间形成第一通风通道1，任意相邻的两个所述波峰M之间形成第二通风通道2。具体的，请参见图3，图3示出为其中一种实施例中的风冷燃料电池极板结构的放大示意图。
应当说明的是，在对硬质石墨板的雕刻过程中，现有技术是直接在硬质石墨板的一侧加工出多个实心脊状结构，用于通过风机对风冷燃料电池进行通风处理，这种结构的局限性使得空气侧的一半面积均被实心脊状结构所占据，当燃料电池电流增大时，由于实心脊状结构的风阻较大，会使得风机的转速提高，进而功耗相应提升，而如果采取提高实心脊状结构的厚度的方式，能够增加流场结构的通风面积，进而提高散热量以满足大电流环境下的需求，但是，这种方式势必会导致双极板的厚度增加，进而使得整个燃料电池的体积增大。在本发明实施例中，通过对流场板的结构进行单独设计，将流场板设为多个波峰与波谷交替分布的方波结构，从而可以形成交替分布的第一通风通道与第二通风通道，无需提高风机的转速，且无需增大燃料电池的体积，能够实现较佳的散热效果。
优选地，在其中一种实施例中，如图3所示，每一所述第一通风通道1的宽度L与每一所述第二通风通道2的高度H比为1:1。当L:H＝1:1时，与现有技术中的实心脊状结构相比，增加了1倍的通风面积，相同气量的情况下，阻力降低1倍，降低了风机功耗，同时也降低了双极板厚度，降低电池整体体积，提高比功率密度。当让，每一所述第一通风通道1的宽度L与每一所述第二通风通道2的高度H的比例也可根据实际的产品加工要求所决定。
优选地，在其中一种实施例中，所述流场板与所述双极板为分体式连接结构。选用分体式连接结构能够方便后期的清理与维护。
优选地，在其中一种实施例中，所述流场板与所述双极板为一体成型式结构。选用一体成型式结构能够提高整个结构的稳定性。
优选地，在其中一种实施例中，所述双极板的空气侧开设有匹配每一所述波峰M或每一所述波谷N的若干卡槽，所述风冷燃料电池流场板通过所述卡槽与所述双极板卡接。采取卡接的方式可以使得双极板与风冷燃料电池流场板之间的连接更为紧密，进而提高整个燃料电池结构的牢靠性。当然，也可根据不同的实际需要选用包括粘接的其他方式将流场板与双极板进行连接。
本发明实施例提供的一种风冷燃料电池极板结构，通过单独设计流场板与双极板的结构，其中，将位于双极板空气侧面的流场板设计为多个波峰与波谷交替分布的方波结构，从而可以形成交替分布的第一通风通道与第二通风通道，与原有的流场结构相比，增加了电池的通风面积，从而降低了风阻，提高了燃料电池的散热量，当电池电流增大时，无需提高风机功率即可达到所需要的散热量的要求；此外，由多个波峰与波谷形成的交替分布的第一通风通道与第二通风通道的结构也能够降低燃料电池的总质量，提高电池的比功率密度。
以上所述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 (5)
1.一种风冷燃料电池极板结构，其特征在于，包括流场板和双极板；
所述流场板设于所述双极板的空气侧面；
所述流场板为多个波峰与波谷交替分布的方波结构，任意相邻的两个所述波谷之间形成第一通风通道，任意相邻的两个所述波峰之间形成第二通风通道。
2.如权利要求1所述的风冷燃料电池极板结构，其特征在于，每一所述第一通风通道的宽度与每一所述第二通风通道的高度比为1:1。
3.如权利要求1所述的风冷燃料电池极板结构，其特征在于，所述流场板与所述双极板为分体式连接结构。
4.如权利要求1所述的风冷燃料电池极板结构，其特征在于，所述流场板与所述双极板为一体成型式结构。
5.如权利要求1所述的风冷燃料电池极板结构，其特征在于，所述双极板的空气侧面开设有匹配每一所述波峰或每一所述波谷的若干卡槽，所述流场板通过所述卡槽与所述双极板卡接。
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