CN113328126B - 用于解决部件容差差异的燃料电池板结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，具体为用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，包括第一燃料电池板和第二燃料电池板，所述第一燃料电池板与第二燃料电池板堆叠成燃料电池堆，所述第一燃料电池板由基板和第一阳极板组成，且基板上开设有供给区域和流场区域，所述基板的外表面开设有通孔，所述第二燃料电池板包括由阴极板和第二阳极板叠合而成，所述阴极板的外表面开设有第一导流槽，且第一导流槽内均匀分布有导流块，所述第二阳极板的侧面开设有第二容差连接槽，所述第一燃料电池板的外表面设置有容差接线箱。本发明结构简单，加工方便，容差调节迅速，且具有环形降温机构，保证燃料电池长时间工作。

Description

用于解决部件容差差异的燃料电池板结构

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体为用于解决部件容差差异的燃料电池板结构。

背景技术

燃料电池类型是聚合物电解质膜（PEM）燃料电池。PEM燃料电池包括三个基础部件：电解质膜；以及包括阴极和阳极的一对电极。电解质膜被夹在电极之间以便形成膜电极组件（MEA）。

各种燃料电池部件在批量加工时，其尺寸偏差以及外部设备的尺寸偏都会存在，导致难以在燃料电池电堆和外部设备之间产生合适的电连接。

公开号为CN102468491A的中国发明专利公开了用于解决部件容差差异的燃料电池板特征。用于燃料电池的双极板具有第一端、第二端、第一侧和第二侧。该双极板还具有活性区域、供给区域、周边区域、密封区域和铰接区域。所述密封区域被置于所述活性区域和所述供给区域中的每个区域与所述周边区域之间。多个外延调整片被设置成在所述双极板的所述第一端和所述第二端中的每端处与所述周边区域相邻。所述铰接区域被置于所述周边区域和所述外延调整片之间。所述铰接区域从所述板的所述第一侧延伸到所述双极板的所述第二侧。所述铰接区域允许所述外延调整片弯曲从而连接外部电气装置而不会使得所述密封区域不理想地弯曲。

其针对容差性做出了结构设计，但是结构设计存在一些问题，其一，其通过在双极板上交错开槽，并将多个外延调整片设置成在所述双极板的所述第一端和所述第二端中的每端处与所述周边区域相邻，这样就导致了，双极板表面积增加，需要给槽预留空间，导致大面积浪费。

其二，在每块双极板上都开设留给衔接槽的设备，这样单一片燃料电池，需要多道工序来处理这些槽口，增加了使用成本。

因此亟需设计用于解决部件容差差异的燃料电池板结构来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，以解决上述背景技术中提出的浪费面积，需要多道工序处理这些槽口，增加了使用成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，包括第一燃料电池板和第二燃料电池板，燃料电池堆包括所述第一燃料电池板与第二燃料电池板，所述第一燃料电池板由基板和第一阳极板组成，且基板上开设有供给区域和流场区域，其特征在于：所述基板上开设有通孔，所述第二燃料电池板由阴极板和第二阳极板叠合而成，所述阴极板上开设有第一导流槽，且第一导流槽内均匀分布有导流块，所述第二阳极板的侧面开设有第二容差连接槽，所述第一燃料电池板的外表面设置有容差接线箱，所述容差接线箱包括箱体，所述箱体的外表面一体化连接有调整箱，所述调整箱的内部均匀分布有调节片，相邻两个所述调节片之间设有调整件，所述第一阳极板的侧面开设有第一容差连接槽；所述调整件由衔接簧片、限位簧片和接线端子组成，衔接簧片的一端呈半球形，每个衔接簧片的一端均与对应的第一容差连接槽或第二容差连接槽卡合，所述第一容差连接槽的内部均匀分布有卡齿；所述衔接簧片的一侧固定有限位簧片，所述限位簧片呈半弧形，所述限位簧片的外表面夹持有接线端子，所述接线端子由线鼻和夹片组成，夹片夹持在限位簧片的中心处，所述限位簧片与调节片滑动连接。

优选的，所述第一阳极板与第二阳极板的整体结构相同，所述第一阳极板上开设有第二导流槽，所述通孔贯穿基板并与第二导流槽连通。

优选的，第二导流槽与第一导流槽相连通，所述导流块呈梯形，且导流块上均匀开设有腰圆通孔，第二导流槽与第一导流槽通过腰圆通孔相连通。

优选的，所述调整箱的外表面通过螺丝固定有箱盖，所述箱体的后端内嵌有密封垫，且密封垫与基板相抵。

优选的，所述箱体的左侧内腔为空心结构，且箱体的顶部与通孔连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于解决部件容差差异的燃料电池板结构简单，加工方便，容差调节迅速，且具有环形降温机构，保证燃料电池长时间工作。

通过在第一阳极板和第二阳极板的侧面分别开设有第一容差连接槽和第二容差连接槽，并且第一容差连接槽和第二容差连接槽内皆呈锯齿状的结构设计，通过调整件能抵住第一容差连接槽，使第一容差连接槽与衔接簧片电连接，且限位簧片的底端是半弧形，能在调节片上左右滑动，而第一容差连接槽内的锯齿结构能与衔接簧片相抵，即使加工时，第一燃料电池板和第二燃料电池板有尺寸差距，都能通过调整调整件来电连接，结构紧凑，调整方便，且加工难度低。

通过在基板上开设有通孔，在基板底部的第一阳极板和第二燃料电池板上都开设有第一导流槽，并在第一导流槽内均匀固定有导流块，导流块上有用于上下连通的孔洞，箱体的左侧又与通孔连通，使冷却液能通过通孔进入到每层的第一导流槽内，并呈波浪状流过导流块，增加流体接触面积，提高散热效果，最重要的是，通过冷却液是上下流通供给，不存在容差的问题，只需确定好顶部尺寸，冷却液即可顺流而下，对整个燃料电池堆进行冷却。

附图说明

图1为本发明的结构整体示意图；

图2为本发明图1中第一燃料电池板的结构整体示意图；

图3为本发明图1中第二燃料电池板的结构整体示意图；

图4为本发明图1中容差接线箱和第一燃料电池板的结构局部俯视剖视示意图；

图5为本发明图1中调整箱的结构正视剖视示意图；

图6为本发明图3中A处结构放大示意图；

图7为本发明图6中导流块的结构整体示意图。

图中：1、第一燃料电池板；11、基板；12、第一阳极板；13、供给区域；14、流场区域；15、第一容差连接槽；2、第二燃料电池板；21、阴极板；22、第二阳极板；23、第一导流槽；24、导流块；25、第二容差连接槽；3、容差接线箱；31、箱体；32、调整箱；33、箱盖；34、调节片；35、调整件；351、衔接簧片；352、限位簧片；353、接线端子；36、密封垫；16、通孔。

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做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。

请参阅图1-图7，本发明提供的一种实施例：包括第一燃料电池板1和第二燃料电池板2，第一燃料电池板1与第二燃料电池板2堆叠成燃料电池堆，第一燃料电池板1由基板11和第一阳极板12组成，且基板11上开设有供给区域13和流场区域14，基板11的外表面开设有通孔16，第二燃料电池板2包括由阴极板21和第二阳极板22叠合而成，阴极板21的外表面开设有第一导流槽23，且第一导流槽23内均匀分布有导流块24，所述第二阳极板22的侧面开设有第二容差连接槽25，第一燃料电池板1的外表面设置有容差接线箱3，容差接线箱3包括箱体31，箱体31的外表面一体化连接有调整箱32，调整箱32的内部均匀分布有调节片34，相邻两个调节片34之间设有调整件35，第一阳极板12的侧面开设有第一容差连接槽15。

进一步的，如图1-图3所示，第一阳极板12与第二阳极板22的整体结构相同，第一阳极板12的外表面开设有第二导流槽，通孔16贯穿基板11的外表面并与第二导流槽连通，使整个燃料电池堆都能同步进行散热。

进一步的，如图3和图7所示，第二导流槽与第一导流槽23相连通，导流块24呈梯形，且导流块24的外表面均匀开设有腰圆通孔，相邻阴极板21和第二阳极板22表面第一导流槽23通过腰圆通孔连通，使冷却液能从上流到下，导流块24梯形结构设计，使冷却液能在第一导流槽23呈波浪形流动，提高接触面积的同时，更利于蓄压流通。

进一步的，如图4所示，调整件35有衔接簧片351、限位簧片352和接线端子353组成，衔接簧片351的一端呈半球形并与第一容差连接槽15卡合，第一容差连接槽15的内部均匀分布有卡齿，这样衔接簧片351就能调整到不同位置，都能与第一容差连接槽15紧紧抵触，弥补加工带来的尺寸差的问题。

进一步的，如图1和图4所示，调整箱32的外表面通过螺丝固定有箱盖33，方便拆装，箱体31的后端内嵌有密封垫36，且密封垫36与基板11相抵，提高箱体31与第一燃料电池板1和第二燃料电池板2之间的密封性。

进一步的，如图4所示，箱体31的左侧内腔为空心结构，且箱体31的顶部与通孔16连通，箱体31表面装有用于连接外部冷却泵循环管道的冷却液接口（未示出），使冷却液能通过箱体31流入通孔16内。

进一步的，如图5所示，衔接簧片351的底部均匀固定有限位簧片352，限位簧片352呈半弧形，限位簧片352的外表面夹持有接线端子353，接线端子353由线鼻和夹片组成，夹片夹持在限位簧片352的中心处，限位簧片352为铜材质，均有一定的弹性，通过弯曲弧形处理，能向两端释放弹力，使限位簧片352紧紧的卡在调节片34上，调节片34表面锯齿状，而接线端子353质地硬，通过接线端子353与限位簧片352中心处连接，提高限位簧片352的整体强度。

工作原理：燃料电池堆由两片的第一燃料电池板1和若干片第二燃料电池板2叠合组成，第二燃料电池板2的数量取决于电池容量，第二燃料电池板2叠合在中部，两片第一燃料电池板1分别叠合在第二燃料电池板2的两端，第一燃料电池板1是正负极的输出。

电池堆组合完成后，需要安装监测模块对每块燃料电池进行监测，此时再装上箱体31，由于批量生产会导致尺寸误差，针对这些误差调整调整件35，将箱盖33拆下，通过推动限位簧片352在调节片34之间滑动，调整衔接簧片351对准第一容差连接槽15，确保衔接簧片351与第一容差连接槽15衔接紧密，通过通孔16卡合限位簧片352，能保持衔接簧片351连接固定，最后再将监测单元导线与接线端子353电连接。

接着接通外部冷却液供给管，通过外部循环泵抽送冷却液，使冷却液通过箱体31流入通孔16内，使冷却液通过通孔16进入到每层的第一导流槽23内，并呈波浪状流过导流块24，增加流体接触面积，加速散热。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨再将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，包括第一燃料电池板（1）和第二燃料电池板（2），燃料电池堆包括所述第一燃料电池板（1）与第二燃料电池板（2），所述第一燃料电池板（1）由基板（11）和第一阳极板（12）组成，且基板（11）上开设有供给区域（13）和流场区域（14），其特征在于：所述基板（11）的一侧边缘开设有通孔（16），所述第二燃料电池板（2）由阴极板（21）和第二阳极板（22）叠合而成，所述阴极板（21）周边上开设有第一导流槽（23），且第一导流槽（23）内均匀分布有导流块（24），所述第二阳极板（22）的侧面开设有第二容差连接槽（25），所述第一燃料电池板（1）的侧面设置有容差接线箱（3），容差接线箱（3）沿第一燃料电池板（1）的侧面延伸，所述容差接线箱（3）包括箱体（31），所述箱体（31）的外表面一体化连接有调整箱（32），所述调整箱（32）的内部均匀分布有调节片（34），相邻两个所述调节片（34）之间设有调整件（35），所述第一阳极板（12）的侧面开设有第一容差连接槽（15）；所述调整件（35）由衔接簧片（351）、限位簧片（352）和接线端子（353）组成，衔接簧片（351）的一端呈半球形，每个衔接簧片（351）的一端均与对应的第一容差连接槽（15）或第二容差连接槽（25）卡合，所述第一容差连接槽（15）的内部均匀分布有卡齿；所述衔接簧片（351）的另一端固定有限位簧片（352），所述限位簧片（352）呈半弧形，所述限位簧片（352）的外表面夹持有接线端子（353），所述接线端子（353）由线鼻和夹片组成，夹片夹持在限位簧片（352）的中心处，所述限位簧片（352）与调节片（34）卡合且限位簧片（352）可以在调节片（34）上左右滑动。

2.根据权利要求1所述的用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，其特征在于：所述第一阳极板（12）与第二阳极板（22）的整体结构相同，所述第一阳极板（12）上开设有第二导流槽，所述通孔（16）贯穿基板（11）并与第二导流槽连通。

3.根据权利要求2所述的用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，其特征在于：第二导流槽与第一导流槽（23）相连通，所述导流块（24）呈梯形，且导流块（24）上均匀开设有腰圆通孔，第二导流槽与第一导流槽（23）通过腰圆通孔相连通。

4.根据权利要求1所述的用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，其特征在于：所述调整箱（32）的外表面通过螺丝固定有箱盖（33），所述箱体（31）的后端内嵌有密封垫（36），且密封垫（36）与基板（11）相抵。

5.根据权利要求1所述的用于解决部件容差差异的燃料电池板结构，其特征在于：所述箱体（31）的左侧内腔为空心结构，且箱体（31）的顶部与通孔（16）连通。

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