CN113921845A - 用于燃料电池的双极板和具有其的燃料电池、车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于燃料电池的双极板和具有其的燃料电池、车辆，所述双极板包括：对应布置的两个单极板，两个所述单极板均包括主反应区和位于所述主反应区的相对两侧的分配区，在所述分配区，所述单极板上设有朝外凸出的分配凸起，所述分配凸起为多个且间隔设置以限定出气体流道，两个所述单极板中的一个上设有朝内凹陷的加强凹槽，所述加强凹槽的底壁与另一个所述单极板的内底壁抵接。本发明的用于燃料电池的双极板，抗压能力强，可靠性高。同时可以有效地降低设计难度和制造难度，缩短设计周期，降低加工成本。

Description

用于燃料电池的双极板和具有其的燃料电池、车辆
技术领域
本发明涉及燃料电池的技术领域，尤其是涉及一种用于燃料电池的双极板和具有其的燃料电池、车辆。
背景技术
在相关技术的用于燃料电池的双极板中，两个单极板(分别为阴极板和阳极板)上均设有加强凹槽，并且两个双极板上的加强凹槽的设置位置、形状以及尺寸大小均相同，且一一对应设置(即两个单极板上的加强凹槽的底壁相互抵接)，从而使得双极板的设计难度相对较大，设计周期较长。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于燃料电池的双极板，抗压能力强，可靠性高。同时可以有效地降低设计难度和制造难度，缩短设计周期，降低加工成本。
本发明还提出一种燃料电池，包括上述的双极板。
本发明又提出一种包括上述燃料电池的车辆。
根据本发明实施例的用于燃料电池的双极板，包括：对应布置的两个单极板，两个所述单极板均包括主反应区和位于所述主反应区的相对两侧的分配区，在所述分配区，所述单极板上设有朝外凸出的分配凸起，所述分配凸起为多个且间隔设置以限定出气体流道，两个所述单极板中的一个上设有朝内凹陷的加强凹槽，所述加强凹槽的底壁与另一个所述单极板的内底壁抵接。
根据本发明实施例的用于燃料电池的双极板，通过在两个单极板中的一个上设有朝内凹陷的加强凹槽，加强凹槽的底壁与另一个单极板的内底壁抵接。从而能够在一定程度上提高单极板的结构强度，使两个单极板的抗压能力增强，在一定程度上避免两个单极板外侧流动的气体压力过大而挤压冷却液流道，保证冷却液可以顺利流动，进而可以提高双极板的可靠性。同时可以有效地降低双极板的设计难度和制造难度，缩短双极板的设计周期，降低双极板的加工成本。
根据本发明的一些实施例，所述加强凹槽的底壁与另一个所述单极板的未设置所述分配凸起的部分的内底壁抵接。
根据本发明的一些实施例，所述加强凹槽的底壁与另一个所述单极板上的所述分配凸起的内底壁抵接。
根据本发明的一些实施例，所述加强凹槽为多个且间隔设置在对应的所述单极板上。
根据本发明的一些实施例，同一个所述单极板上的所述分配凸起与所述加强凹槽间隔设置。
根据本发明的一些实施例于，所述加强凹槽由所述分配凸起的底壁一部分朝内凹陷而限定出。
根据本发明的一些实施例，在由一个所述单极板到另一个所述单极板的方向上，每个所述单极板上的多个所述分配凸起中的至少两个的横截面积不同。
根据本发明的一些实施例，在由一个所述单极板到另一个所述单极板的方向上，所述加强凹槽的横截面形成为圆形、菱形、矩形、梯形和长条形中的一个。
根据本发明实施例的燃料电池，包括根据本发明上述实施例的用于燃料电池的双极板。
根据本发明实施例的燃料电池，通过设置根据本发明上述实施例的用于燃料电池的双极板，从而能够在一定程度上提高单极板的结构强度，使两个单极板的抗压能力增强，在一定程度上避免两个单极板外侧流动的气体压力过大而挤压冷却液流道，保证冷却液可以顺利流动，进而可以提高燃料电池的可靠性。同时可以有效地降低燃料电池的设计难度，缩短燃料电池的设计周期，降低燃料电池的加工成本。
根据本发明实施例的车辆，包括根据本发明上述实施例的燃料电池。
根据本发明实施例的车辆，通过设置根据本发明上述实施例的燃料电池，从而能够在一定程度上提高单极板的结构强度，使两个单极板的抗压能力增强，在一定程度上避免两个单极板外侧流动的气体压力过大而挤压冷却液流道，保证冷却液可以顺利流动，进而可以提高燃料电池的可靠性，提高车辆的可靠性。同时可以有效地降低燃料电池的设计难度和制造难度，缩短燃料电池的设计周期，降低燃料电池的加工成本，进而降低车辆的加工成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一些实施例的双极板的局部结构的示意图；
图2是根据本发明的一些实施例的双极板的局部结构的剖视图；
图3是根据本发明的另一些实施例的双极板的局部结构的剖视图。
附图标记：
100、双极板；
1、单极板；11、分配区；12、分配凸起；13、加强凹槽；14、进气孔；
15、主反应区流道；16、密封槽。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，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发明中的具体含义。
下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的用于燃料电池的双极板100。燃料电池可以用于车辆、船、飞行器上等。
如图1-图3所示，根据本发明实施例的用于燃料电池的双极板100，包括：对应布置的两个单极板1。可以理解的是，两个单极板1中的一个为阴极板，另一个为阳极板，进而可以保证双极板100的可靠性。
具体而言，两个单极板1均包括主反应区和位于主反应区的相对两侧的分配区11。在分配区11，单极板1上设有朝外凸出的分配凸起12，分配凸起12为多个且间隔设置以限定出气体流道，两个单极板1中的一个上设有朝内凹陷的加强凹槽13，加强凹槽13的底壁与另一个单极板1的内底壁抵接。需要说明的是，在本发明实施例中，朝外指的是朝向远离另一个单极板1的方向，朝内指的是靠近另一个单极板1的方向。例如在图2和图3中的单极板1，对于位于上方的单极板1而言，朝外指的是朝上，朝内指的是朝下，而对于位于下方的单极板1而言，朝外指的是朝下，朝内指的是朝上。
可以理解的是，由于每个单极板1上的多个分配凸起12是间隔设置的，从而为了保证冷却液可以顺利地流过分配区11，进而两个单极板1的分配区11处间隔设置以限定出冷却液的流动通道，即在两个单极板1中，每个单极板1中气体流道(图2和图3中同一个单极板1上相邻的两个分配凸起12之间的结构为气体流道)的底壁朝向远离彼此的方向抬高(即移动)以具有间隙，进而可以限定出冷却液的流动通道。
在单极板1的分配区11设置加强凹槽13，能够在一定程度上提高单极板1的结构强度。同时由于加强凹槽13的底壁(如图2中加强凹槽13的下端面)与另一个单极板1的内底壁(如图2中位于下侧的单极板1的上端面)抵接，从而使两个单极板1的抗压能力增强，在一定程度上避免两个单极板1外侧流动的气体压力过大而挤压冷却液流道，保证冷却液可以顺利流动，进而提高双极板100的可靠性。
同时，与现有技术中两个单极板上均设置加强凹槽、且两个加强凹槽的底壁相互抵接相比，在本发明实施例的双极板100中，由于加强凹槽13的底壁与另一个单极板1的内底壁抵接，并且在两个单极板1中仅在一个上设置加强凹槽13。从而在另一个单极板1上无需设置加强凹槽13。由此可以有效地降低双极板100的设计难度和制造难度，缩短双极板100的设计周期，降低双极板100的加工成本。并且可知，双极板100的结构简单。
根据本发明实施例的用于燃料电池的双极板100，通过在两个单极板1中的一个上设有朝内凹陷的加强凹槽13，加强凹槽13的底壁与另一个单极板1的内底壁抵接。从而能够在一定程度上提高单极板1的结构强度，使两个单极板1的抗压能力增强，在一定程度上避免两个单极板1外侧流动的气体压力过大而挤压冷却液流道，保证冷却液可以顺利流动，进而可以提高双极板100的可靠性。同时可以有效地降低双极板100的设计难度和制造难度，缩短双极板100的设计周期，降低双极板100的加工成本。
如图2所示，根据本发明的一些实施例，加强凹槽13的底壁与另一个单极板1的未设置分配凸起12的部分的内底壁抵接。从而能够进一步降低双极板100的设计难度，缩短双极板100的设计周期，降低双极板100的加工成本。同时保证冷却液可以顺利流动，进而提高双极板100的可靠性。
如图3所示，根据本发明的另一些实施例，加强凹槽13的底壁与另一个单极板1上的分配凸起12的内底壁抵接。从而可以进一步提高设置加强凹槽13的单极板1的结构强度，同时可以降低双极板100的设计难度，缩短双极板100的设计周期，降低双极板100的加工成本。同时保证冷却液可以顺利流动，进而提高双极板100的可靠性。可以理解的是，在本发明的具体示例中，加强凹槽13的至少一部分位于分配凸起12内，即在由一个单极板1到另一个单极板1的方向上，加强凹槽13的正投影位于对应的分配凸起12的正投影内，加强凹槽13的与分配凸起12配合处的尺寸小于分配凸起12的尺寸。
根据本发明的一些实施例，加强凹槽13为多个且间隔设置在对应的单极板1上。从而可以进一步提高设置加强凹槽13的单极板1的结构强度，同时提高两个单极板1的抗压强度，保证冷却液可以顺利流动，进而提高双极板100的可靠性。
如图2和图3所示，根据本发明的一些实施例，同一个单极板1上的分配凸起12与加强凹槽13间隔设置。从而可知，分配凸起12和加强凹槽13相互独立，便于分配凸起12和加强凹槽13的设计和加工，降低双极板100的设计难度。
根据本发明的一些实施例于，加强凹槽13由分配凸起12的底壁一部分朝内凹陷而限定出。由此可以保证设置加强凹槽13的分配凸起12对气流的分配效果。同时，在本发明的具体实施例中，不会因为加强凹槽13的设置而占用单极板1的用于设置分配凸起12的空间，有利于增加每个单极板1上的分配凸起12的数量，进而提高分配区11对气体的分配效果，有利于提高分配区11气体流动的均匀性。
如图3所示，根据本发明的一些实施例，在由一个单极板1到另一个单极板1的方向上，每个单极板1上的多个所述分配凸起12中的至少两个的横截面积不同。从而使得每个单极板1上的分配凸起12的设置更加自由、灵活，便于制造和生产。本领域的技术人员可根据试验结果分析出的不同位置处的气体流动均匀性的不同，而设置不同横截面积的分配凸起12。
根据本发明的一些实施例，在由一个单极板1到另一个单极板1的方向上，加强凹槽13的横截面形成为圆形、菱形、矩形、梯形和长条形中的一个。由此使得加强凹槽13的结构简单，制造方便。当然需要说明的是，加强凹槽13的横截面的形状不限于此，还可以形成为其他形状，只要保证双极板100的可靠性即可。
可选地，每个单极板1为金属板。由此可以保证双极板100的结构强度和可靠性。
具体地，如图1-图3所示，每个单极板1上还设有进气孔14、主反应区流道15和密封槽16。由此可以保证应用本发明实施例的双极板100的燃料电池工作的可靠性。
根据本发明实施例的燃料电池，包括根据本发明上述实施例的用于燃料电池的双极板100。
根据本发明实施例的燃料电池，通过设置根据本发明上述实施例的用于燃料电池的双极板100，从而能够在一定程度上提高单极板1的结构强度，使两个单极板1的抗压能力增强，在一定程度上避免两个单极板1外侧流动的气体压力过大而挤压冷却液流道，保证冷却液可以顺利流动，进而可以提高燃料电池的可靠性。同时可以有效地降低燃料电池的设计难度，缩短燃料电池的设计周期，降低燃料电池的加工成本。
根据本发明实施例的车辆，包括根据本发明上述实施例的燃料电池。
根据本发明实施例的车辆，通过设置根据本发明上述实施例的燃料电池，从而能够在一定程度上提高单极板1的结构强度，使两个单极板1的抗压能力增强，在一定程度上避免两个单极板1外侧流动的气体压力过大而挤压冷却液流道，保证冷却液可以顺利流动，进而可以提高燃料电池的可靠性，提高车辆的可靠性。同时可以有效地降低燃料电池的设计难度和制造难度，缩短燃料电池的设计周期，降低燃料电池的加工成本，进而降低车辆的加工成本。
根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，包括：对应布置的两个单极板(1)，两个所述单极板(1)均包括主反应区和位于所述主反应区的相对两侧的分配区(11)，
在所述分配区(11)，所述单极板(1)上设有朝外凸出的分配凸起(12)，所述分配凸起(12)为多个且间隔设置以限定出气体流道，两个所述单极板(1)中一个上设有朝内凹陷的加强凹槽(13)，所述加强凹槽(13)的底壁与另一个所述单极板(1)的内底壁抵接。
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，所述加强凹槽(13)的底壁与另一个所述单极板(1)的未设置所述分配凸起(12)的部分的内底壁抵接。
3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，所述加强凹槽(13)的底壁与另一个所述单极板(1)上的所述分配凸起(12)的内底壁抵接。
4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，所述加强凹槽(13)为多个且间隔设置在对应的所述单极板(1)上。
5.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，同一个所述单极板(1)上的所述分配凸起(12)与所述加强凹槽(13)间隔设置。
6.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，所述加强凹槽(13)由所述分配凸起(12)的底壁一部分朝内凹陷而限定出。
7.根据权利要求1所述的用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，在由一个所述单极板(1)到另一个所述单极板(1)的方向上，每个所述单极板(1)上的多个所述分配凸起(12)中的至少两个的横截面积不同。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于燃料电池的双极板(100)，其特征在于，在由一个所述单极板(1)到另一个所述单极板(1)的方向上，所述加强凹槽(13)的横截面形成为圆形、菱形、矩形、梯形和长条形中的一个。
9.一种燃料电池，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的用于燃料电池的双极板(100)。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的燃料电池。
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