CN113161592A - 一种燃料电池电堆端板 - Google Patents

一种燃料电池电堆端板 Download PDF

Info

Publication number
CN113161592A
CN113161592A CN202010075602.9A CN202010075602A CN113161592A CN 113161592 A CN113161592 A CN 113161592A CN 202010075602 A CN202010075602 A CN 202010075602A CN 113161592 A CN113161592 A CN 113161592A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
gas
cell stack
insulating
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010075602.9A
Other languages
English (en)
Inventor
赵树钊
梁鹏
程敬德
邵恒
麦建明
唐厚闻
李红涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai H Rise New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai H Rise New Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai H Rise New Energy Technology Co Ltd filed Critical Shanghai H Rise New Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202010075602.9A priority Critical patent/CN113161592A/zh
Publication of CN113161592A publication Critical patent/CN113161592A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃料电池电堆端板，包括金属部和绝缘部，所述金属部与外壳连接，所述绝缘部与堆芯连接，所述金属部包括金属板体和用于形成容纳绝缘部的腔体的侧板，所述侧板与金属板体固定连接，所述绝缘部包括绝缘板体和凸出于绝缘板体的气/液入口体和气/液出口体，所述气/液入口体和气/液出口体与金属板体对应的通孔配合连接。与现有技术相比，可显著提高端板的集成度，降低了燃料电池电堆的成本，缩小了燃料电池电堆的体积，大大提高了燃料电池电堆的安全性能。

Description

一种燃料电池电堆端板
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种燃料电池电堆端板。
背景技术
燃料电池是通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能的装置，是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术。其中的质子交换膜燃料电池因其具有效率高、能量密度大、反应温度低、无噪音、无污染等显著优点而在地面发电站、电动车和便携式电源等方面具有广泛的应用前景。燃料电池电堆包括多个燃料电池单片、集流板和端板，燃料电池单片从外向内主要由双极板、扩散层和质子交换膜组成，可将燃料电池电堆端板以内的结构统称为堆芯。
当燃料电池工作时，其发生下述过程：反应气体由端板进入，进而进入各燃料电池单片，在扩散层内扩散，当反应气体到达质子交换膜时，在质子交换膜被催化剂吸附并发生电催化反应；阳极反应生成的质子通过质子交换膜内传递到阴极侧，电子经外电路到达阴极，同氧分子反应结合成水，同时放出热量。
端板主要起压紧电堆的作用，与电堆外壳连接，目前端板会分为独立的金属端板和绝缘端板两层，集成度较低，体积较大，不利于小空间使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆端板。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种燃料电池电堆端板，包括金属部和绝缘部，所述金属部与外壳连接，所述绝缘部与堆芯连接，所述金属部包括金属板体和用于形成容纳绝缘部的腔体的侧板，所述侧板与金属板体固定连接，所述绝缘部包括绝缘板体和凸出于绝缘板体的气/液入口体和气/液出口体，所述气/液入口体和气/液出口体与金属板体对应的通孔配合连接。
所述的气/液入口体包括空气入口体、氢气入口体、循环氢气入口体和冷却液入口体，所述的气/液出口体包括空气出口体、氢气出口体和冷却液出口体。
所述的冷却液入口体设有一分多的入口导流结构。
所述的冷却液出口体设有一分多的出口导流结构。
所述金属板体的外沿设有用于与外壳连接的孔位，所述金属板体设有用于与外壳密封连接的密封槽位。
所述的侧板设有用于装配堆芯T型拉杆的T形槽。
所述的绝缘板体设有密封气/液入口体和气/液出口体的密封结构。
所述的金属部为铝合金金属部，所述绝缘部为塑料绝缘部。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)金属部包括金属板体和用于形成容纳绝缘部的腔体的侧板，凸出于绝缘板体的气/液入口体和气/液出口体与金属板体对应的通孔配合连接，该结构可显著提高端板的集成度，降低了燃料电池电堆的成本，缩小了燃料电池电堆的体积，大大提高了燃料电池电堆的安全性能。
(2)冷却液入口体设有一分多的入口导流结构，可以控制冷却液的分配，以保证进入堆芯内部的冷却液分配均匀，同时特有的一分多的分配形式也保证了冷却液流体分配的均匀性。
(3)冷却液出口体设有一分多的出口导流结构，有效控制了冷却液出口分配的均匀性，同时更好地调节冷却液出口的压力分配。
(4)金属板体设有用于与外壳密封连接的密封槽位，该结构可使整个燃料电池电堆密封性能更好。
(5)绝缘板体设有密封气/液入口体和气/液出口体的密封结构，可保证各出口和入口之间的隔离性，同时增加与堆芯连接的密封性。
(6)金属部为铝合金金属部，绝缘部为塑料绝缘部，铝合金可以很好地提供强度支撑，塑料可以提供很好的绝缘性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的立体图；
图3为本发明绝缘部的正向立体图；
图4为本发明绝缘部的背向立体图；
图5为本发明的仰视图；
图6为本发明的侧视图；
附图标记：
10为金属部；20为绝缘部；201为空气入口体；202为空气出口体；203为氢气出口体；204为氢气入口体；205为循环氢气入口体；206为冷却液入口体；207为冷却液出口体；208为密封结构；101为孔位；102为密封槽位；103为T形槽；104为侧板；2061为入口挡板；2062为入口导流体；2071为出口挡板；2072为出口导流体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例提供一种燃料电池电堆端板，包括金属部10和绝缘部20，金属部10与外壳连接，绝缘部20与堆芯连接，金属部10包括金属板体和用于形成容纳绝缘部20的腔体的侧板104，侧板104与金属板体固定连接，绝缘部20包括绝缘板体和凸出于绝缘板体的气/液入口体和气/液出口体，气/液入口体和气/液出口体与金属板体对应的通孔配合连接；腔体保证绝缘部与金属部的紧密贴合，腔体可完全包围绝缘部，绝缘部也可比侧板凸出一些，整个结构可显著提高端板的集成度，降低了燃料电池电堆的成本，缩小了燃料电池电堆的体积，大大提高了燃料电池电堆的安全性能。
具体而言：
气/液入口体包括空气入口体201、氢气入口体204、循环氢气入口体205和冷却液入口体206，气/液出口体包括空气出口体202、氢气出口体203和冷却液出口体207，空气入口体201可与外部系统的供气管路以及堆芯连接，氢气入口体204可与外部系统的供氢管路以及堆芯连接，冷却液入口体206可与外部系统的冷却液管路以及堆芯连接，循环氢气入口体205引入氢气循环泵的循环氢气，并与氢气入口体204引入的氢气混合后进入堆芯。
冷却液入口体206设有一分多的入口导流结构，冷却液出口体207设有一分多的出口导流结构，入口导流结构包括入口挡板2061和一分四的入口导流体2062，入口导流体2062通过不同的形状和角度控制冷却液的分配，以保证进入堆芯内部的冷却液分配均匀，同时特有的一分四的分配形式也保证了冷却液流体分配的均匀性；出口导流结构包括出口挡板2071和一分四的出口导流体2072，有效控制了冷却液出口分配的均匀性，同时更好地调节冷却液出口的压力分配。
金属板体的外沿设有用于与外壳连接的孔位101，金属板体设有用于与外壳密封连接的密封槽位102；该结构可使整个燃料电池电堆密封性能更好。
侧板104设有用于装配堆芯T型拉杆的T形槽103，T型拉杆用于拉紧堆芯，T型槽需具有足够高的强度承受来自堆芯的拉力。
绝缘板体设有密封气/液入口体和气/液出口体的密封结构208；可保证各出口和入口之间的隔离性，同时增加与堆芯连接的密封性。
金属部10由铝合金或者具有高比强度的金属机加工形成，绝缘部20由具有绝缘特性及低吸水率的塑料注塑形成，金属部10和绝缘部20需具有足够高的强度连接堆芯及外壳。

Claims (8)

1.一种燃料电池电堆端板，包括金属部(10)和绝缘部(20)，所述金属部(10)与外壳连接，所述绝缘部(20)与堆芯连接，其特征在于，所述金属部(10)包括金属板体和用于形成容纳绝缘部(20)的腔体的侧板(104)，所述侧板(104)与金属板体固定连接，所述绝缘部(20)包括绝缘板体和凸出于绝缘板体的气/液入口体和气/液出口体，所述气/液入口体和气/液出口体与金属板体对应的通孔配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆端板，其特征在于，所述的气/液入口体包括空气入口体(201)、氢气入口体(204)、循环氢气入口体(205)和冷却液入口体(206)，所述的气/液出口体包括空气出口体(202)、氢气出口体(203)和冷却液出口体(207)。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆端板，其特征在于，所述的冷却液入口体(206)设有一分多的入口导流结构。
4.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆端板，其特征在于，所述的冷却液出口体(207)设有一分多的出口导流结构。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆端板，其特征在于，所述金属板体的外沿设有用于与外壳连接的孔位(101)，所述金属板体设有用于与外壳密封连接的密封槽位(102)。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆端板，其特征在于，所述的侧板(104)设有用于装配堆芯T型拉杆的T形槽(103)。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆端板，其特征在于，所述的绝缘板体设有密封气/液入口体和气/液出口体的密封结构(208)。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆端板，其特征在于，所述的金属部(10)为铝合金金属部，所述绝缘部(20)为塑料绝缘部。
CN202010075602.9A 2020-01-22 2020-01-22 一种燃料电池电堆端板 Pending CN113161592A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010075602.9A CN113161592A (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种燃料电池电堆端板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010075602.9A CN113161592A (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种燃料电池电堆端板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113161592A true CN113161592A (zh) 2021-07-23

Family

ID=76881943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010075602.9A Pending CN113161592A (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种燃料电池电堆端板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113161592A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113782772A (zh) * 2021-09-09 2021-12-10 重庆宗申氢能源动力科技有限公司 一种电堆端板的冷却结构及燃料电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113782772A (zh) * 2021-09-09 2021-12-10 重庆宗申氢能源动力科技有限公司 一种电堆端板的冷却结构及燃料电池
CN113782772B (zh) * 2021-09-09 2023-01-31 重庆宗申氢能源动力科技有限公司 一种电堆端板的冷却结构及燃料电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110380077A (zh) 一种组合式流道燃料电池双极板
CN211295283U (zh) 一种燃料电池电堆端板
CN212750936U (zh) 一种燃料电池系统
CN113161592A (zh) 一种燃料电池电堆端板
CN112290052A (zh) 一种燃料电池的冷却加湿集成系统
CN209344232U (zh) 封闭式风冷燃料电池
CN209357835U (zh) 一种燃料电池金属双极板
CN111613809A (zh) 一种基于人体肋骨衍化的仿生学质子交换膜燃料电池结构
CN2768218Y (zh) 一种结构紧凑的燃料电池
JP2008243513A (ja) 集電体、その製造方法及び燃料電池
KR20060108921A (ko) 연료 전지 시스템 및 스택
CN215988854U (zh) 具有氢气加热功能的燃料电池分配歧管
CN114551929A (zh) 一种液冷叠加电池组件及氢燃料电池电堆
CN211208581U (zh) 具有冷却水循环装置的燃料电池系统
CN115064730A (zh) 一种燃料电池全生命周期的增湿方法
CN211829033U (zh) 一种改进的固体氧化物燃料电池装置
CN207587855U (zh) 一种氢燃料便携式动力电源
CN106299422B (zh) 一种电化学尾气回收利用装置
CN2718794Y (zh) 一种可提高氢气利用率的燃料电池
CN212517257U (zh) 一种甲醇重整制氢高温燃料电池电堆的结构
CN219979608U (zh) 一种氢燃料电池装置
CN220233245U (zh) 一种用于燃料电池的全氟磺酸质子交换膜
CN218996784U (zh) 一种一体化集成电堆端板及燃料电池
CN1815794A (zh) 一种结构紧凑的燃料电池
CN1231988C (zh) 燃料电池运行中的去离子系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination