CN113594490A - 一种燃料电池单元体氢板框架 - Google Patents

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岳喜军
陈嘉怡
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Abstract

本发明提供了一种燃料电池单元体氢板框架，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术氢板框架空间利用率低的问题。本发明包括框架本体，所述的框架本体采用绝缘材料制成，且所述的框架本体两面均设有凹槽，所述的凹槽内设有流场板。本发明通过采用绝缘材料制成的框架本体，可以双面设置流场板，流场板之间不会产生干涉，代替了现有技术依靠单面叠加的方案，提高了框架本体空间的利用率；通过设置两种流场板的排列布局，可以有三种氢气走向路线。

Description

一种燃料电池单元体氢板框架
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池单元体氢板框架。
背景技术
燃料电池通过电池堆中的电化学反应将燃料的化学能转换成电能，产生用于诸如便携式装置的小型电子产品的电力，并且产生用于工业、家庭和车辆的驱动电力。近年来，作为高效的清洁能源，燃料电池的使用范围正在逐渐扩大。特别地，具有诸如相对低的工作温度、快速的启动和响应特性的优点的聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)主要用于为车辆供应驱动力。
近年来，为了提高燃料电池堆的制造便利性，已经研发了用于燃料电池的电池单元氢板框架。而现有技术的燃料电池氢板框架仅在单面设置流场板，使用时通过将多个单面进行叠加，背面无法被利用，但若在背面也设置流场板，流场板之间会产生一定的干涉，无法满足使用需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种可双面设置流场板的燃料电池单元体氢板框架。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种燃料电池单元体氢板框架，包括框架本体，所述的框架本体采用绝缘材料制成，且所述的框架本体两面均设有凹槽，所述的凹槽内设有流场板。
通过采用绝缘材料制成的框架本体，可以双面设置流场板，流场板之间不会产生干涉，代替了现有技术依靠单面叠加的方案，提高了框架本体空间的利用率。
在上述的一种燃料电池单元体氢板框架中，所述的框架本体单面上设有多个流场板，且所述的流场板之间设有气体通道。通过在框架本体单面设置多个流场板，可间接提高燃料电池电堆电压。
在上述的一种燃料电池单元体氢板框架中，所述的框架本体一面设有6个凹槽，另一面也设有6个凹槽，每个所述的凹槽内均设有流场板。共计12个凹槽和12个流场板，框架本体两面各设置一半凹槽和流场板。
在上述的一种燃料电池单元体氢板框架中，所述的流场板为双排排列设置于框架本体上，框架本体单面首排从左至右依次设有第一流场板、第二流场板、第三流场板，次排从左至右依次设有第四流场板、第五流场板、第六流场板，框架本体两面的流场板为镜像设置。
流场板的具体布局可以影响到气体的整体走向，双排排列可以有两种气体走向。
在上述的一种燃料电池单元体氢板框架中，所述的第一流场板与第二流场板之间设有第一通道，所述的第二流场板与第三流场板之间设有第二通道，所述的第三流场板与第六流场板之间设有第三通道，所述的第六流场板与第五流场板之间设有第四通道，所述的第五流场板与第四流场板之间设有第五通道，所述的框架本体上靠近第一流场板的一侧设有氢气进口，所述的框架本体上靠近第四流场板的一侧设有氢气出口，所述的氢气进口与第一流场板相通，所述的氢气出口与第四流场板相通。
氢气从氢气进口进入，然后流通至第一流场板，通过第一通道进入第二流场板，通过第二通道进入第三流场板，通过第三通道进入第六流场板，通过第四通道进入第五流场板，通过第五通道进入第四流场板，最终从氢气出口流出，气体走向整体呈U型。
在上述的一种燃料电池单元体氢板框架中，作为双排布局的另一种方案，所述的第一流场板与第四流场板之间设有第一通道，所述的第四流场板与第五流场板之间设有第二通道，所述的第五流场板与第二流场板之间设有第三通道，所述的第二流场板与第三流场板之间设有第四通道，所述的第三流场板与第六流场板之间设有第五通道，所述的框架本体上靠近第一流场板的一侧设有氢气进口，所述的框架本体上靠近第六流场板的一侧设有氢气出口，所述的氢气进口与第一流场板相通，所述的氢气出口与第六流场板相通。
氢气从氢气进口进入，然后流通至第一流场板，通过第一通道进入第四流场板，通过第二通道进入第五流场板，通过第三通道进入第二流场板，通过第四通道进入第三流场板，通过第五通道进入第六流场板，最终从氢气出口流出，气体走向整体呈S型。
在上述的一种燃料电池单元体氢板框架中，作为另一种方案，所述的流场板为单列设置于框架本体上，框架本体单面自上而下依次设有第一流场板、第二流场板、第三流场板、第四流场板、第五流场板、第六流场板，框架本体另一面的流场板为镜像设置。可将多个流场板设置成单列布局，单列布局的氢气走向路线单一。
在上述的一种燃料电池单元体氢板框架中，所述的第一流场板与第二流场板之间设有第一通道，所述的第二流场板与第三流场板之间设有第二通道，第三流场板与第四流场板之间设有第三通道，所述的第四流场板与第五流场板之间设有第四通道，所述的第五流场板与第六流场板之间设有第五通道，所述的框架本体上靠近第一流场板的一侧设有氢气进口，所述的框架本体上靠近第六流场板的一侧设有氢气出口，所述的氢气进口与第一流场板相通，所述的氢气出口与第六流场板相通。
氢气从氢气进口进入第一流场板，再通过第一通道进入第二流场板，通过第二通道进入第三流场板，通过第三通道进入第四流场板，通过第四通道进入第五流场板，通过第五通道进入第六流场板，最终从氢气出口流出，氢气走向也呈一字型。
与现有技术相比，本发明通过采用绝缘材料制成的框架本体，可以双面设置流场板，流场板之间不会产生干涉，代替了现有技术依靠单面叠加的方案，提高了框架本体空间的利用率；通过设置两种流场板的排列布局，可以有三种氢气走向路线。
附图说明
图1是本发明实施例1的简易结构示意图；
图2是图1的侧视图和剖视图；
图3是本发明实施例2的简易结构示意图；
图4是图2的左视图、右视图和剖视图；
图5是本发明实施例3的简易结构示意图；
图6是图5的侧视图、俯视图和剖视图；
图7是本发明的电路示意图；
图中，1、框架本体；2、凹槽；3、第一流场板；4、第二流场板；5、第三流场板；6、第四流场板；7、第五流场板；8、第六流场板；9、第一通道；10、第二通道；11、第三通道；12、第四通道；13、第五通道；14、氢气进口；15、氢气出口。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2和图7所示，本实施例包括框架本体1，所述的框架本体1采用绝缘材料制成，且所述的框架本体1两面均设有凹槽2，所述的凹槽2内设有流场板。
通过采用绝缘材料制成的框架本体1，可以双面设置流场板，流场板之间不会产生干涉，代替了现有技术依靠单面叠加的方案，提高了框架本体1空间的利用率。
所述的框架本体1单面上设有多个流场板，且所述的流场板之间设有气体通道。通过在框架本体1单面设置多个流场板，可间接提高燃料电池电堆电压。所述的框架本体1一面设有6个凹槽2，另一面也设有6个凹槽2，每个所述的凹槽2内均设有流场板。共计12个凹槽2和12个流场板，框架本体1两面各设置一半凹槽2和流场板。
所述的流场板为双排排列设置于框架本体1上，框架本体1单面首排从左至右依次设有第一流场板3、第二流场板4、第三流场板5，次排从左至右依次设有第四流场板6、第五流场板7、第六流场板8，框架本体1两面的流场板为镜像设置。流场板的具体布局可以影响到气体的整体走向。
所述的第一流场板3与第二流场板4之间设有第一通道9，所述的第二流场板4与第三流场板5之间设有第二通道10，所述的第三流场板5与第六流场板8之间设有第三通道11，所述的第六流场板8与第五流场板7之间设有第四通道12，所述的第五流场板7与第四流场板6之间设有第五通道13，所述的框架本体1上靠近第一流场板3的一侧设有氢气进口14，所述的框架本体1上靠近第四流场板6的一侧设有氢气出口15，所述的氢气进口14与第一流场板3相通，所述的氢气出口15与第四流场板6相通。氢气从氢气进口14进入，然后流通至第一流场板3，通过第一通道9进入第二流场板4，通过第二通道10进入第三流场板5，通过第三通道11进入第六流场板8，通过第四通道12进入第五流场板7，通过第五通道13进入第四流场板6，最终从氢气出口15流出，气体走向整体呈U型。
实施例2
如图3和图4所示，本实施例与实施例1的结构及原理基本相同，不同的地方在于，所述的第一流场板3与第四流场板6之间设有第一通道9，所述的第四流场板6与第五流场板7之间设有第二通道10，所述的第五流场板7与第二流场板4之间设有第三通道11，所述的第二流场板4与第三流场板5之间设有第四通道12，所述的第三流场板5与第六流场板8之间设有第五通道13，所述的框架本体1上靠近第一流场板3的一侧设有氢气进口14，所述的框架本体1上靠近第六流场板8的一侧设有氢气出口15，所述的氢气进口14与第一流场板3相通，所述的氢气出口15与第六流场板8相通。氢气从氢气进口14进入，然后流通至第一流场板3，通过第一通道9进入第四流场板6，通过第二通道10进入第五流场板7，通过第三通道11进入第二流场板4，通过第四通道12进入第三流场板5，通过第五通道13进入第六流场板8，最终从氢气出口15流出，气体走向整体呈S型。
实施例3
如图5和图6所示，本实施例与实施例1的结构及原理基本相同，不同的地方在于，所述的流场板为单列设置于框架本体1上，框架本体1单面自上而下依次设有第一流场板3、第二流场板4、第三流场板5、第四流场板6、第五流场板7、第六流场板8，框架本体1另一面的流场板为镜像设置。可将多个流场板设置成单列布局，单列布局的氢气走向路线单一。
所述的第一流场板3与第二流场板4之间设有第一通道9，所述的第二流场板4与第三流场板5之间设有第二通道10，第三流场板5与第四流场板6之间设有第三通道11，所述的第四流场板6与第五流场板7之间设有第四通道12，所述的第五流场板7与第六流场板8之间设有第五通道13，所述的框架本体1上靠近第一流场板3的一侧设有氢气进口14，所述的框架本体1上靠近第六流场板8的一侧设有氢气出口15，所述的氢气进口14与第一流场板3相通，所述的氢气出口15与第六流场板8相通。氢气从氢气进口14进入第一流场板3，再通过第一通道9进入第二流场板4，通过第二通道10进入第三流场板5，通过第三通道11进入第四流场板6，通过第四通道12进入第五流场板7，通过第五通道13进入第六流场板8，最终从氢气出口15流出，氢气走向也呈一字型。
本发明采用绝缘材料制成的框架本体1，可以双面设置流场板，流场板之间不会产生干涉，代替了现有技术依靠单面叠加的方案，提高了框架本体1空间的利用率；通过设置两种流场板的排列布局，可以有三种氢气走向路线。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种燃料电池单元体氢板框架，包括框架本体(1)，其特征在于：所述的框架本体(1)采用绝缘材料制成，且所述的框架本体(1)两面均设有凹槽(2)，所述的凹槽(2)内设有流场板。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池单元体氢板框架，其特征在于：所述的框架本体(1)单面上设有多个流场板，且所述的流场板之间设有气体通道。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池单元体氢板框架，其特征在于：所述的框架本体(1)一面设有6个凹槽(2)，另一面也设有6个凹槽(2)，每个所述的凹槽(2)内均设有流场板。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池单元体氢板框架，其特征在于：所述的流场板为双排排列设置于框架本体(1)上，框架本体(1)单面首排从左至右依次设有第一流场板(3)、第二流场板(4)、第三流场板(5)，次排从左至右依次设有第四流场板(6)、第五流场板(7)、第六流场板(8)，框架本体(1)两面的流场板为镜像设置。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池单元体氢板框架，其特征在于：所述的第一流场板(3)与第二流场板(4)之间设有第一通道(9)，所述的第二流场板(4)与第三流场板(5)之间设有第二通道(10)，所述的第三流场板(5)与第六流场板(8)之间设有第三通道(11)，所述的第六流场板(8)与第五流场板(7)之间设有第四通道(12)，所述的第五流场板(7)与第四流场板(6)之间设有第五通道(13)，所述的框架本体(1)上靠近第一流场板(3)的一侧设有氢气进口(14)，所述的框架本体(1)上靠近第四流场板(6)的一侧设有氢气出口(15)，所述的氢气进口(14)与第一流场板(3)相通，所述的氢气出口(15)与第四流场板(6)相通。
6.根据权利要求4所述的一种燃料电池单元体氢板框架，其特征在于：所述的第一流场板(3)与第四流场板(6)之间设有第一通道(9)，所述的第四流场板(6)与第五流场板(7)之间设有第二通道(10)，所述的第五流场板(7)与第二流场板(4)之间设有第三通道(11)，所述的第二流场板(4)与第三流场板(5)之间设有第四通道(12)，所述的第三流场板(5)与第六流场板(8)之间设有第五通道(13)，所述的框架本体(1)上靠近第一流场板(3)的一侧设有氢气进口(14)，所述的框架本体(1)上靠近第六流场板(8)的一侧设有氢气出口(15)，所述的氢气进口(14)与第一流场板(3)相通，所述的氢气出口(15)与第六流场板(8)相通。
7.根据权利要求3所述的一种燃料电池单元体氢板框架，其特征在于：所述的流场板为单列设置于框架本体(1)上，框架本体(1)单面自上而下依次设有第一流场板(3)、第二流场板(4)、第三流场板(5)、第四流场板(6)、第五流场板(7)、第六流场板(8)，框架本体(1)另一面的流场板为镜像设置。
8.根据权利要求7所述的一种燃料电池单元体氢板框架，其特征在于：所述的第一流场板(3)与第二流场板(4)之间设有第一通道(9)，所述的第二流场板(4)与第三流场板(5)之间设有第二通道(10)，第三流场板(5)与第四流场板(6)之间设有第三通道(11)，所述的第四流场板(6)与第五流场板(7)之间设有第四通道(12)，所述的第五流场板(7)与第六流场板(8)之间设有第五通道(13)，所述的框架本体(1)上靠近第一流场板(3)的一侧设有氢气进口(14)，所述的框架本体(1)上靠近第六流场板(8)的一侧设有氢气出口(15)，所述的氢气进口(14)与第一流场板(3)相通，所述的氢气出口(15)与第六流场板(8)相通。
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