CN115706241A - 具有能量衰减凸缘的燃料电池 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池系统，包括多个堆叠的双极板组件。多个堆叠的双极板组件中的每一个包括第一子垫片，该第一子垫片包括第一外围边缘。第一子垫片支撑第一膜电极组件MEA。第二子垫片包括第二外围边缘。第二子垫片支撑第二MEA。双极板设置在第一子垫片和第二子垫片之间。双极板具有限定接收阴极流体的第一多个通道的第一侧，限定接收阳极流体的第二多个通道的第二侧，以及限定在第一子垫片和第二子垫片之间的多个冷却剂通道。密封凸缘围绕双极板延伸。密封凸缘抵靠密封第一子垫片和第二子垫片。能量衰减凸缘围绕双极板延伸并与密封凸缘隔开。

Description

具有能量衰减凸缘的燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，更具体地，涉及一种具有能量衰减凸缘的燃料电池。
背景技术
燃料电池被用于在各种车辆中产生电能。电能可以存储在电池中和/或被引导至电动机以向车辆提供动力。在典型的燃料电池中，如聚合物电解质膜燃料电池，离子传输膜夹在一对催化电极之间，其进一步夹在两个气体扩散层之间以形成膜电极组件(MEA)。当气体还原剂(如氢气)形式的第一反应物通过第一气体扩散层被引入阳极电极并被离子化时，发生电化学反应。然后，第一反应物通过离子传输材料。在通过离子传输材料后，第一反应物与气体氧化剂形式的第二反应物结合，第二反应物例如通过第二气体扩散层引入阴极的氧气。反应物结合形成水。离子化中释放的电子以DC电流的形式经由外部电路行进到阴极，该外部电路通常包括诸如电动机的负载。
MEA通常形成堆叠以形成燃料电池。相邻的MEA被一系列反应物通道相互分隔开，其通常为不透气双极板的形式。双极板(bipolar plate)除了促进反应物的流动之外，还为堆叠提供支撑。每个双极板包括一个或多个防止反应物离开MEA的密封凸缘。在碰撞事件中，最靠近碰撞点的前侧电池单元受到有效的正加速力，而最远离碰撞点的后侧电池单元受到有效的负加速力。因此，前侧电池单元趋向于经受增大的密封力，而后侧电池单元趋向于经受减小的密封力。
随着前侧电池单元上的密封力增加，超过密封上限的风险也增加。类似地，随着后侧电池单元上的密封力减小，低于最小密封力的风险也减小。超过密封力的上限或低于密封力的下限会导致密封凸缘变形。密封凸缘变形会影响每个电池的完整性，并可能导致第一反应物、第二反应物和/或冷却剂的泄漏。因此，希望提供一种具有能量衰减密封凸缘的燃料电池，以提高结构完整性和抗冲击性。
发明内容
本发明公开了一种包括多个堆叠的双极板组件的燃料电池系统。多个堆叠的双极板组件中的每一个包括第一子垫片，该第一子垫片包括第一外围边缘。第一子垫片支撑第一膜电极组件(MEA)。第二子垫片包括第二外围边缘。第二子垫片支撑第二MEA。双极板设置在第一子垫片和第二子垫片之间。双极板具有限定接收阴极流体的第一多个通道的第一侧，限定接收阳极流体的第二多个通道的第二侧，以及限定在第一子垫片和第二子垫片之间的多个冷却剂通道。密封凸缘围绕双极板延伸。密封凸缘抵靠密封第一子垫片和第二子垫片。能量衰减凸缘围绕双极板延伸并与密封凸缘隔开。
除了这里描述的一个或多个特征之外，能量衰减凸缘包括围绕双极板的第一部分延伸的第一部分和围绕双极板的第二部分延伸的第二部分。
除了这里描述的一个或多个特征之外，第一部分不连接到第二部分。
除了这里描述的一个或多个特征之外，密封凸缘是围绕双极板而连续的。
除了本文所述的一个或多个特征之外，密封凸缘包括第一刚度，能量衰减密封凸缘包括不同于第一刚度的第二刚度。
除了这里描述的一个或多个特征之外，第二刚度在比第一刚度大约第一刚度的一半至约5倍之间。
除了这里描述的一个或多个特征之外，双极板由金属形成。
除了这里描述的一个或多个特征之外，双极板由非金属形成。
本发明还公开了一种动力系统，包括电动机和具有多个堆叠的双极板组件的燃料电池系统。多个堆叠的双极板组件中的每一个包括第一子垫片，该第一子垫片包括第一外围边缘。第一子垫片支撑第一膜电极组件(MEA)。第二子垫片包括第二外围边缘。第二子垫片支撑第二MEA。双极板设置在第一子垫片和第二子垫片之间。双极板具有限定接收阴极流体的第一多个通道的第一侧，限定接收阳极流体的第二多个通道的第二侧，以及限定在第一子垫片和第二子垫片之间的多个冷却剂通道。密封凸缘围绕双极板延伸。密封凸缘抵靠密封第一子垫片和第二子垫片。能量衰减凸缘围绕双极板延伸并与密封凸缘隔开。
除了这里描述的一个或多个特征之外，能量衰减凸缘包括围绕双极板的第一部分延伸的第一部分和围绕双极板的第二部分延伸的第二部分。
除了这里描述的一个或多个特征之外，第一部分不连接到第二部分。
除了本文所述的一个或多个特征之外，密封凸缘包括第一刚度，能量衰减密封凸缘包括不同于第一刚度的第二刚度。
除了这里描述的一个或多个特征之外，第二刚度在比第一刚度大约第一刚度的一半至约5倍之间。
除了这里描述的一个或多个特征，双极板由金属形成。
本发明还公开了一种包括车身和布置在车身中的动力系统的车辆。该动力系统包括电动机和燃料电池系统，该燃料电池系统包括多个堆叠的双极板组件。多个堆叠的双极板组件中的每一个包括第一子垫片，该第一子垫片包括第一外围边缘。第一子垫片支撑第一膜电极组件(MEA)。第二子垫片包括第二外围边缘。第二子垫片支撑第二MEA。双极板设置在第一子垫片和第二子垫片之间。双极板具有限定接收阴极流体的第一多个通道的第一侧，限定接收阳极流体的第二多个通道的第二侧，以及限定在第一子垫片和第二子垫片之间的多个冷却剂通道。密封凸缘围绕双极板延伸。密封凸缘抵靠密封第一子垫片和第二子垫片。能量衰减凸缘围绕双极板延伸并与密封凸缘隔开。
除了这里描述的一个或多个特征，能量衰减凸缘包括围绕双极板的第一部分延伸的第一部分和围绕双极板的第二部分延伸的第二部分。
除了这里描述的一个或多个特征之外，第一部分不连接到第二部分。
除了本文所述的一个或多个特征之外，密封凸缘包括第一刚度，能量衰减密封凸缘包括不同于第一刚度的第二刚度。
除了这里描述的一个或多个特征之外，第二刚度在比第一刚度大约第一刚度的一半至约5倍之间。
除了这里描述的一个或多个特征之外，双极板由金属形成。
当结合附图时，从以下详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
其他特征、优点和细节仅通过示例的方式出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中：
图1示出了根据非限制性示例的包括具有燃料电池系统的动力系统的车辆，燃料电池系统具有多个堆叠的双极板组件，每个双极板组件具有能量衰减凸缘；
图2是示出根据非限制性示例的图1的动力系统的框图；
图3示出了根据非限制性示例的图1的燃料电池系统的堆叠双极板组件；
图4是图3中堆叠的双极板组件之一的部分的分解视图；
图5示出了根据非限制性示例的沿线4-4截取的图3的双极板组件的局部的俯视截面图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
根据非限制性示例，车辆在图1中总体上以10表示。车辆10包括位于多个车轮上的车身12，其中一个车轮用14表示。车辆10包括乘客车厢16。动力系统20可操作地连接到多个车轮14中的一个或多个。参考图2，动力系统20包括连接到燃料电池系统30的电动机24。燃料电池系统30基于驾驶员输入提供电力来操作电动机24。也就是说，坐在乘客车厢16中的驾驶员(未示出)可以请求从电动机24向车轮14输送动力。在这一点上，应该理解，虽然车辆10被描述为汽车，但是根据非限制性示例，燃料电池系统30可以用于各种车辆，包括机车、飞机、轮船等。
现在将参照图3和图4描述根据非限制性示例的燃料电池系统30。燃料电池系统30由多个堆叠和互连的双极板组件形成，包括第一双极板组件34、第二双极板组件36和第三双极板组件38。双极板组件的数量和排列可以变化。将参照图5并继续参照图3和4描述第一双极板组件34，第二双极板组件36和第三双极板组件38包括类似的结构。
第一双极板组件34包括第一子垫片41，其具有第一外围边缘43和第一膜电极组件(MEA)45。第一双极板组件34还包括第二子垫片48，其具有第二外围边缘50。第二子垫片48包括第二MEA 52。如图4所示，第二子垫片48可以限定第二双极板组件36的表面，也可以限定第一双极板组件34的表面。双极板56位于第一子垫片41和第二子垫片48之间。双极板56包括限定阴极侧(未单独标出)的第一侧58和限定阳极侧(也未单独标出)的第二侧60。在非限制性示例中，双极板56可以由金属形成。在另一个非限制性示例中，双极板56可以由非金属形成。
双极板56包括在第一侧58上形成第一多个通道62的多个波纹(未单独标出)。第一多个通道62可以包含将与第一MEA 45的表面(未单独标出)接触的第一反应物或阴极流体(未示出)。波纹还在第二侧60形成第二多个通道64。第二多个通道64可以包含与第二MEA52的表面(也没有单独标出)接触的第二反应物或阳极流体(未示出)。双极板56还包括多个冷却剂通道69，其可以包含从燃料电池系统30吸收热量的冷却剂。
进一步根据非限制性示例，双极板56包括多个汇集部70，汇集部70与第一多个通道62、第二多个通道64和冷却剂通道69流体连通。更具体地，所述多个汇集部70包括第一反应物入口72和第一反应物出口74。所述多个汇集部70还包括第二反应物入口76和第二反应物出口78。此外，所述多个汇集部可以包括冷却剂入口80和冷却剂出口82。
双极板56还显示为包括完全围绕第一MEA 45、第二MEA 52以及第一多个通道62、第二多个通道64和冷却剂通道69延伸的周边密封凸缘90。此外，所述多个汇集部70中的每一个包括与第一反应物入口72、冷却剂入口80和第二反应物入口76相连的相关联的汇集部密封凸缘，如94、96和98所示。例如，密封凸缘94完全围绕第一反应物入口72延伸，密封凸缘96完全围绕冷却剂入口80延伸，密封凸缘98完全围绕第二反应物入口76延伸。密封凸缘90、94、96和98设置在第一子垫片41和第二子垫片48之间。密封凸缘90围绕第一双极板组件34延伸。以这种方式，密封凸缘90将双极板组件34与环境流体地隔离。密封凸缘90、94、96和98确保第一反应物、第二反应物和冷却剂和/或环境之间的流体隔离。
在碰撞事件中，密封凸缘的完整性可能会受到损害。
碰撞事件中密封力的变化可表示为：
方程1：ΔFleading∝(αN m a)/L；和
方程2：ΔFtrailing∝-(αN m a)/L
其中，ΔFleading是前侧电池单元中密封力的变化[N/mm]；
ΔFtrailing是后侧电池单元中密封力的变化[N/mm]；
N是电池堆内的电池单元数量；
m是每个电池单元的质量[g]；
a是碰撞过程中的峰值加速度[mm/s2]；
α是施加在密封区域上的电池单元的质量分数；和
L是总密封长度。
为了减少ΔFtrailing和ΔFleading的绝对值，可以减少乘积(αN m a)或增加L。然而，量(αN m a)通常是由燃料电池堆的功率和功率密度预先确定的固定值，而增加密封长度L将增加密封缺陷的可能性，这不利地增加了泄漏的风险。基于对碰撞事件中密封行为的理解，希望提供一种具有能量衰减密封凸缘的燃料电池，通过具有增加L的相同效果而不会实际改变燃料电池密封件的尺寸和设计，从而提高燃料电池密封件的密封完整性和抗碰撞性能。
因此，根据一个非限制性示例，双极板组件34还包括能量衰减凸缘100，其被设计成吸收加速力，使得密封凸缘90、94、96和98在例如碰撞事件中保持密封完整性。在非限制性实例中，能量衰减凸缘100可包括围绕第一外周边缘43的第一部分(未单独标出)延伸的第一部分108和围绕第一外周边缘43的第二部分(也未单独标出)延伸的第二部分110。在非限制性示例中，第一部分108不连接到第二部分110。然而，应该理解，能量衰减密封凸缘100可以围绕双极板组件34的整个周边延伸。
还应该理解的是，虽然显示为设置在密封凸缘90、94、96和98的外部，但是，能量衰减密封凸缘100的具体位置可以变化。例如，能量衰减凸缘100可以设置在密封凸缘90的内部，或者设置在密封凸缘90、94、96和98中的任何一个之间。还应该理解的是，虽然显示为与双极板56一体形成，但是密封凸缘90、94、96和98可以由不同的材料形成。例如，密封凸缘90、94、96和/或98可以由金属、非金属或其任意组合形成。因此，应当理解，在非限制性示例中，用于形成密封凸缘90、94、96和98的材料可以不同于用于形成双极板56的材料和/或不同于用于形成每个密封凸缘90、94、96和98的材料。
在一个非限制性示例中，密封凸缘90、94、96和98由具有第一刚度的第一材料形成，能量衰减密封凸缘100由具有不同于第一刚度的第二刚度的第二材料形成。刚度应理解为：对于每单位长度[mm]的密封凸缘而言，发生单位长度的位移[nm]所需的竖直施加的压缩力[N]的大小。第二材料可以与第一材料相同，其刚度的差异归因于制造技术、几何形状、厚度等。在非限制性示例中，第二刚度可以比第一刚度大第一刚度的一半至五倍。在非限制性示例中，第二刚度可以比第一刚度大一至两倍。
刚度的大小可以决定能量衰减凸缘100围绕第一双极板组件34延伸的程度。刚度越大，能量衰减凸缘100围绕第一双极板组件34延伸的长度越短。能量衰减凸缘100被设计和定位成在密封凸缘90、94、96和98之前实现加速力。以这种方式，能量衰减凸缘100可以变形和偏转，从而吸收那些加速力，以便保护密封凸缘90、94、96和98，并确保燃料电池系统30的整体完整性。应该理解的是，能量衰减凸缘100被设计成在碰撞事件之前处于压缩力下。压缩力建立了一个卸载力范围和一个加载力范围，卸载力范围适应碰撞事件期间后侧电池单元中密封力的减小，加载力范围适应碰撞事件期间前侧电池单元中密封力的增加。
应当理解，根据一个非限制性示例，密封凸缘90、94、96和98实际上密封第一子垫片41和第二子垫片48，并防止反应物流出。相反，在第一子垫片41和第二子垫片48上施加力的能量衰减凸缘100没有设计成执行密封功能。此外，应该理解的是，在正常操作和碰撞事件期间，能量衰减凸缘100均在第一子垫片41和第二子垫片48上施加力。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变，并且等同物可以替代其要素。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统，包括：
多个堆叠的双极板组件，所述多个堆叠的双极板组件中的每一个包括：
第一子垫片，包括第一外围边缘，该第一子垫片支撑第一膜电极组件MEA；
第二子垫片，包括第二外围边缘，该第二子垫片支撑第二膜电极组件MEA；
双极板，其设置在第一子垫片和第二子垫片之间，该双极板具有限定接收阴极流体的第一多个通道的第一侧、限定接收阳极流体的第二多个通道的第二侧、以及限定在第一子垫片和第二子垫片之间的多个冷却剂通道；
密封凸缘，其围绕所述双极板延伸，所述密封凸缘抵靠密封第一子垫片和第二子垫片；以及
能量衰减凸缘，其围绕所述双极板延伸，并与所述密封凸缘隔开。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述能量衰减凸缘包括围绕双极板第一部分延伸的第一部分和围绕双极板第二部分延伸的第二部分。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述第一部分不连接到所述第二部分。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述密封凸缘是围绕双极板而连续的。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述密封凸缘包括第一刚度，所述能量衰减凸缘包括不同于所述第一刚度的第二刚度。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中，所述第二刚度在比所述第一刚度大所述第一刚度的大约一半至大约五倍之间。
7.根据权利要求1的燃料电池系统，其中，双极板由金属形成。
8.根据权利要求1的燃料电池系统，其中，双极板由非金属形成。
9.一种动力系统，包括：
电动机；和
燃料电池系统，包括多个堆叠的双极板组件，所述多个堆叠的双极板组件中的每一个包括：
第一子垫片，包括第一外围边缘，该第一子垫片支撑第一膜电极组件MEA；
第二子垫片，包括第二外围边缘，该第二子垫片支撑第二膜电极组件MEA；
双极板，其设置在第一子垫片和第二子垫片之间，该双极板具有限定接收阴极流体的第一多个通道的第一侧、限定接收阳极流体的第二多个通道的第二侧、以及限定在第一子垫片和第二子垫片之间的多个冷却剂通道；
密封凸缘，其围绕所述双极板延伸，所述密封凸缘抵靠密封第一子垫片和第二子垫片；以及
能量衰减凸缘，其围绕所述双极板延伸，并与所述密封凸缘隔开。
10.一种车辆，包括：
车身；
动力系统，其布置在车身中，该动力系统包括：
电动机；和
燃料电池系统，包括多个堆叠的双极板组件，所述多个堆叠的双极板组件中的每一个包括：
第一子垫片，包括第一外围边缘，该第一子垫片支撑第一膜电极组件MEA；
第二子垫片，包括第二外围边缘，该第二子垫片支撑第二膜电极组件MEA；
双极板，其设置在第一子垫片和第二子垫片之间，该双极板具有限定接收阴极流体的第一多个通道的第一侧、限定接收阳极流体的第二多个通道的第二侧、以及限定在第一子垫片和第二子垫片之间的多个冷却剂通道；
密封凸缘，其围绕所述双极板延伸，所述密封凸缘抵靠密封第一子垫片和第二子垫片；以及
能量衰减凸缘，其围绕所述双极板延伸，并与所述密封凸缘隔开。
CN202210555966.6A 2021-08-16 2022-05-20 具有能量衰减凸缘的燃料电池 Pending CN115706241A (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3571696B2 (ja) * 2001-01-30 2004-09-29 本田技研工業株式会社 燃料電池及び燃料電池スタック
JP4951974B2 (ja) * 2006-01-10 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP2007193971A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP2007335353A (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP5412804B2 (ja) * 2008-11-19 2014-02-12 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
DE102009039900A1 (de) * 2009-09-03 2011-03-10 Daimler Ag Membran-Baugruppe für einen Brennstoffzellenstapel sowie Brennstoffzellenstapel mit der Membran-Baugruppe
KR101416390B1 (ko) * 2012-12-12 2014-07-08 현대자동차 주식회사 연료 전지용 금속 분리판, 이를 포함하는 연료 전지 스택 및 이에 적용되는 가스켓 어셈블리
CN105144456B (zh) * 2013-04-25 2018-06-08 日产自动车株式会社 绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆
DE102014221351A1 (de) * 2014-10-21 2016-04-21 Volkswagen Ag Brennstoffzelle
JP6500046B2 (ja) * 2017-02-08 2019-04-10 本田技研工業株式会社 燃料電池用金属セパレータ及びその製造方法並びに発電セル
JP7309596B2 (ja) * 2019-12-23 2023-07-18 Nok株式会社 燃料電池用接合セパレータ

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