CN113991138B - 一种燃料电池双极板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型燃料电池双极板，包括，流道组件，包括第一底板、设置在第一底板上的若干流道条以及与第一底板相对设置的第二底板，所述流道条弯曲设置；所述流道条包括若干个沿第一底板宽度方向排列设置的凸起块，所述凸起块外设置有弧形面，位于同一所述流道条内的凸起块之间设置有导流板，所述；以及，排水组件，所述排水组件设置在第二底板上，操作者利用移动件改变凸起件与凸起件的位置进而起到改变流道形状的目的，使得增加流道的曲度，变相增加了流道的长度，使得液体可以在流道内留存时间加长，并配合排水组件使得液体可以完整清理。

Description

一种燃料电池双极板
技术领域
本发明涉及电池双极板的技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板。
背景技术
燃料电池电堆是燃料电池的最核心部分，其核心部件包括膜电极、气体扩散层和双极板等。其中双极板又称集流板(或称隔板)，是燃料电池重要部件之一，直接影响着电堆的重量和体积，其可以起到收集传导电流、分隔反应气体、阻止气体透过、支撑电池以及冷却等作用，并直接决定了电堆的输出功率大小和使用寿命；双极板主要分为石墨双极板、复合材料双极板和金属双极板。金属薄板具有较高的强度以及良好的导电、导热性能，原材料价格便宜且适合大批量生产方式，是燃料电池产业化的主流选择。金属双极板的主流制造工艺为金属冲压(液压)成形工艺；双极板的流场设计是一大关键，流场的形式和结构对反应物和生成物在电堆内部的流动、分配、扩散等起着关键的作用。流场的设计是否合理将直接影响到电堆能否正常运行；由于双极板在燃料电池电堆的重要地位，对它的流道设计与加工也提出了较高要求，其中双极板排水和气体扩散能力是衡量双极板性能的重要指标。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有燃料电池双极板存在的问题，提出了本发明。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池双极板，包括，流道组件，包括第一底板、设置在第一底板上的若干流道条以及与第一底板相对设置的第二底板，所述流道条弯曲设置；所述流道条包括若干个沿第一底板宽度方向排列设置的凸起块，所述凸起块外设置有弧形面，位于同一所述流道条内的凸起块之间设置有导流板，所述；以及，排水组件，所述排水组件设置在第二底板上。
作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述第二底板上设置有配合流道条，所述配合流道条包括若干等距设置的配合块，所述凸起块与凸起块之间留有空隙，所述配合块与空隙配合，所述配合块侧壁上也设置有弧形面，
所述第一底板与凸起块之间设置有移动件。
作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述移动件包括设置在每个所述凸起块下端的连接板、设置在第一底板内部的驱动板以及设置在驱动板端部的啮合板，每个所述啮合板上设置有啮合齿，且相邻的两个啮合板始终啮合，所述连接板两端分别铰接在两个啮合的啮合板上，所述第一底板上设置有滑槽，所述连接板向下伸出有与滑槽配合燕尾块。
作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述第一底板内设置有驱动件，所述驱动件包括设置在第一底板内的支架、转动连接在支架上的摆动杆以及与摆动杆相连的驱动杆，所述驱动杆的端部也设置有啮合齿，所述驱动杆与相邻的啮合板啮合，
其中，所述摆动杆上开设有纵向槽，所述支架上转动连接有弯折杆，所述弯折杆端部设置有与纵向槽滑移连接的滑移球，所述支架上设置有与弯折杆相连的步进电机。
作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述第一底板上设置有若干滑移杆，所述第二底板上设置有与滑移杆配合的插杆，所述插杆与滑移杆之间设置有弹性件。
作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述排水组件包括设置在第一底板内的加热块、设置在加热块内的加热电阻丝以及设置在加热块表面的加热涂层，所述第一底板上设置有温度感受器。
作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述第二底板上滑移连接有刮板，所述刮板下端设置有抵接板，所述刮板倾斜设置，所述刮板上端设置有移动块，所述移动块后端设置有电动气缸。
作为本发明所述燃料电池双极板的一种优选方案，其中：所述第一底板端部设置有承接口。
本发明的有益效果：操作者利用移动件改变凸起件与凸起件的位置进而起到改变流道形状的目的，使得增加流道的曲度，变相增加了流道的长度，使得液体可以在流道内留存时间加长，并配合排水组件使得液体可以完整清理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明燃料电池双极板的第一底板以及流道结构示意图。
图2为本发明燃料电池双极板的第一底板与第二底板插接结构爆炸示意图。
图3为本发明燃料电池双极板的第二底板底面结构示意图。
图4为本发明燃料电池双极板的移动件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
参照图1-4，为本发明第一个实施例，提供了一种燃料电池双极板，包括，流道组件100，流道组件100作为整个电池双极板的主体结构，在本实施例中，流道组件100包括第一底板101，第一底板101的材质为金属，在第一底板101的上设置有若干流道条102，每两个流道条102之间形成流道，流道前端形成开口，在第一底板101的上方位置设置有与第一底板101相对的第二底板103，第二底板103的材质与第一底板101材质相同。
进一步的，流道条102包括若干个沿第一底板101宽度方向排列设置的凸起块102a，凸起块102a下端为矩形块状，上端为半圆板，并且半圆板的上端设置成平面形状，同时在凸起块102a的外侧面设置弧形面，设置弧形面的目的是为了使得流道内的水分能不受到流道形状的流动，且位于同一流道条102内的凸起块102a之间设置有导流板102b，导流板102b的材质为橡胶或其他具有柔性的材质，起到对流道内液体导向的作用。
进一步的，本发明还包括排水组件400，排水组件400设置在第二底板103上，排水组件400主要是起到对流道内水分进行辅助排出的工作，若流道内有残留水分或水分较多难以实现水分自行流出时，利用排水组件400进行排出。
进一步的，在第二底板103上设置有配合流道条，配合流道条包括若干等距设置的配合块104，而在凸起块102a与凸起块102a之间留有空隙，配合块104与空隙配合，配合块104侧壁上也设置有弧形面，第一底板101与凸起块102a之间设置有移动件200，设置移动件200的目的是通过移动凸起块102a的位置，使流道的形状发生变化，而配合块104则是为了弥补当凸起块102a与凸起块102a之间距离发生变化时保证流道的完型，同时，在第一底板101端部设置有承接口406，用于承接水分。
操作过程：操作者利用移动件200改变凸起件与凸起件的位置进而起到改变流道形状的目的，使得增加流道的曲度，变相增加了流道的长度，使得液体可以在流道内留存时间加长，并配合排水组件400使得液体可以完整清理。
实施例2
参照图1-4，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：在本实施例中，移动件200包括设置在每个凸起块102a下端的连接板201，连接板201的长度方向与凸起块102a的长度方向一致，在第一底板101的内部设置有若干个驱动板202，且在每个驱动板202的两端都设置有啮合板203，在每个啮合板203上设置有啮合齿204，且相邻的两个啮合板203始终啮合，两个驱动齿通过啮合板203的啮合动作实现摆动。
进一步的，连接板201两端分别铰接在两个啮合的啮合板203上，连接板201在初始状态下是处于同一直线上，而当啮合板203啮合时，连接板201会发生错位，在第一底板101上开设有滑槽，连接板201向下伸出有与滑槽配合燕尾块205，燕尾块205和滑槽沿第一底板101的长度方向开设，便于配合连接板201的滑移动作。
进一步的，在第一底板101内设置有驱动件300，在本实施例中，驱动件300包括设置在第一底板101内的支架301，支架301可移动设置在第一底板101内部，支架301移动的范围为弧线，在支架301下端伸出杆，在第一底板101内部设置有弧形槽与杆配合，配合支架301的移动；在支架301上转动连接有摆动杆302，摆动杆302的转动平面为水平平面，但摆动杆302的形状为扇形板，竖直设置；在摆动杆302的端部设置有驱动杆303，驱动杆303的端部也设置有啮合齿，驱动杆303与相邻的啮合板203啮合，且其中一个连接板201也设置在驱动杆303和啮合板203上，但此连接板201不会发生水平方向上的滑移，在摆动杆302上开设有纵向槽304，在支架301上转动连接有弯折杆305，弯折杆305的转动平面竖直设置，并且朝向摆动杆302方向弯折，在弯折杆305端部设置有与纵向槽304滑移连接的滑移球306，使得弯折杆305在转动时，利用滑移球306在纵向槽304内的滑移带动摆动杆302的左右往复摆动，同时在支架301上设置有与弯折杆305相连的步进电机307，作为驱动装置。
进一步的，在第一底板101上表面设置有若干滑移杆308，滑移杆308上开设有槽，在第二底板103下表面上设置有与滑移杆308上的槽配合的插杆309，插杆309与滑移杆308之间设置有弹性件，在本实施例中，弹性件为弹簧，当凸起块102a移动时，因为两个凸起块102a之间的距离缩小，将配合块104顶起，而当凸起块102a复位至一条直线上时，因为两个凸起块102a之间距离增大，为了保证流道完整，配合块104此时下压，弥补凸起块102a与凸起块102a之间的缝隙。
进一步的，在本实施例中，排水组件400包括设置在第一底板101内的加热块401、设置在加热块401内的加热电阻丝以及设置在加热块401表面的加热涂层，利用加热的温度将液体气化，便于液体的挥发排出，在第一底板101上设置有温度感受器402，防止因为温度过高烧毁双极板；在第二底板103下底面滑移连接有刮板403，刮板403下端设置有抵接板，刮板403倾斜设置，刮板403上端设置有移动块404，移动块404后端设置有电动气缸405，利用刮板403可以将液体刮出。
其余结构与实施例1的结构相同。
操作过程：通过电机控制弯折杆305的转动，然后使得摆动杆302摆动带动驱动杆303前端与啮合齿204啮合，进而通过啮合来调整连接板201所在的位置，进而可以调整凸起块102a的位置，改变流道的形状。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种燃料电池双极板，其特征在于：包括，
流道组件(100)，包括第一底板(101)、设置在第一底板(101)上的若干流道条(102)以及与第一底板(101)相对设置的第二底板(103)；
所述流道条(102)包括若干个沿第一底板(101)宽度方向排列设置的凸起块(102a)，所述凸起块(102a)外设置有弧形面，位于同一所述流道条(102)内的凸起块(102a)之间设置有导流板(102b)，所述；以及，
排水组件(400)，所述排水组件(400)设置在第二底板(103)上燃料电池双极板，所述第二底板(103)上设置有配合流道条，所述配合流道条包括若干等距设置的配合块(104)，所述凸起块(102a)与凸起块(102a)之间留有空隙，所述配合块(104)与空隙配合，所述配合块(104)侧壁上也设置有弧形面，
所述第一底板(101)与凸起块(102a)之间设置有移动件(200)燃料电池双极板，所述移动件(200)包括设置在每个所述凸起块(102a)下端的连接板(201)、设置在第一底板(101)内部的驱动板(202)以及设置在驱动板(202)端部的啮合板(203)，每个所述啮合板(203)上设置有啮合齿(204)，且相邻的两个啮合板(203)始终啮合，所述连接板(201)两端分别铰接在两个啮合的啮合板(203)上，所述第一底板(101)上设置有滑槽，所述连接板(201)向下伸出有与滑槽配合燕尾块(205)燃料电池双极板，所述第一底板(101)内设置有驱动件(300)，所述驱动件(300)包括设置在第一底板(101)内的支架(301)、转动连接在支架(301)上的摆动杆(302)以及与摆动杆(302)相连的驱动杆(303)，所述驱动杆(303)的端部也设置有啮合齿，所述驱动杆(303)与相邻的啮合板(203)啮合，
其中，所述摆动杆(302)上开设有纵向槽(304)，所述支架(301)上转动连接有弯折杆(305)，所述弯折杆(305)端部设置有与纵向槽(304)滑移连接的滑移球(306)，所述支架(301)上设置有与弯折杆(305)相连的步进电机(307)，通过步进电机(307)控制弯折杆(305)的转动，然后使得摆动杆(302)摆动带动驱动杆(303)前端与啮合齿(204)啮合，进而通过啮合来调整连接板(201)所在的位置，进而可以调整凸起块(102a)的位置，改变流道的形状。
2.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于：所述第一底板(101)上设置有若干滑移杆(308)，所述第二底板(103)上设置有与滑移杆(308)配合的插杆(309)，所述插杆(309)与滑移杆(308)之间设置有弹性件。
3.如权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于：所述排水组件(400)包括设置在第一底板(101)内的加热块(401)、设置在加热块(401)内的加热电阻丝以及设置在加热块(401)表面的加热涂层，所述第一底板(101)上设置有温度感受器(402)。
4.如权利要求3所述的燃料电池双极板，其特征在于：所述第二底板(103)上滑移连接有刮板(403)，所述刮板(403)下端设置有抵接板，所述刮板(403)倾斜设置，所述刮板(403)上端设置有移动块(404)，所述移动块(404)后端设置有电动气缸(405)。
5.如权利要求4所述的燃料电池双极板，其特征在于：所述第一底板(101)端部设置有承接口(406)。
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