CN211980787U - 燃料电池和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池和车辆，其中燃料电池包括：电堆芯体和壳体外板。所述电堆芯体的端部具有电堆端板；所述壳体外板与所述电堆端板相连接，从而使所述壳体外板与所述电堆端板共同构成所述燃料电池的外部壳体。该燃料电池通过将电堆芯体的电堆端板构造为外部壳体的一部分，以有效增大了电堆芯体占燃料电池整体体积的比例，进而提升了燃料电池的能量密度，并且可降低燃料电池的整体重量，以实现燃料电池轻量化的目的。

Description

燃料电池和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池和车辆。

背景技术

传统的燃料电池的电堆芯体和外部壳体为分体式设置，电堆芯体负责发电，外部壳体负责支撑及密封，即将整个外部壳体设置在电堆芯体的外部，以组成燃料电池，但外部壳体占燃料电池整体体积的比例较大，导致燃料电池的能量密度较低，存在改进空间。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种燃料电池，该燃料电池的能量密度更高。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种燃料电池，包括：电堆芯体，所述电堆芯体的端部具有电堆端板；壳体外板，所述壳体外板与所述电堆端板相连接，从而使所述壳体外板与所述电堆端板共同构成所述燃料电池的外部壳体。

进一步，所述电堆端板包括：第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板沿所述电堆芯体内的极板的堆叠方向分别设置在最外侧的所述极板的外侧。

进一步，所述壳体外板包括：壳体侧板以及壳体端板，所述壳体侧板和所述壳体端板分别与所述第一端板和所述第二端板连接。

进一步，所述电堆端板包括：端板本体以及设置在所述端板本体上的密封结构，所述密封结构与所述壳体外板相连接。

进一步，所述密封结构设置在所述端板本体的外侧且紧贴所述端板本体。

进一步，所述密封结构的长度不小于所述端板本体最长处的长度，所述密封结构的宽度不小于所述端板本体最宽处的宽度。

进一步，所述密封结构与所述端板本体螺接固定；或者，所述密封结构与所述端板本体胶粘固定。

进一步，所述密封结构的周壁上具有密封胶，所述壳体外板通过所述密封胶与所述密封结构连接。

相对于现有技术，本实用新型所述的燃料电池具有以下优势：

本实用新型所述的燃料电池，该燃料电池通过将电堆芯体的电堆端板构造为外部壳体的一部分，以有效增大了电堆芯体占燃料电池整体体积的比例，进而提升了燃料电池的能量密度，并且可降低燃料电池的整体重量，以实现燃料电池轻量化的目的。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，包括上述的燃料电池，该车辆的燃料电池的能量密度更高，车辆的续航里程更长。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的燃料电池的局部爆炸图；

图2是根据本实用新型实施例的电堆端板的结构示意图。

附图标记说明：

100-燃料电池，1-电堆芯体，11-电堆端板，12-极板，2-壳体外板，21-壳体侧板，22-壳体端板，111-端板本体，112-密封结构，113-密封胶。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的燃料电池100。

根据本实用新型实施例的燃料电池100可以包括：电堆芯体1和壳体外板2。

如图1所示，电堆芯体1的端部具有电堆端板11，电堆端板11具有保护电堆芯体1内极板12的作用，以起到有效的防护效果。

由于传统的燃料电池的电堆芯体和外部壳体为分体设置的，即将整个外部壳体设置在电堆芯体的外部，以组成燃料电池，但外部壳体占燃料电池整体体积的比例较大，导致电堆芯体占燃料电池整体体积的比例较小，因而导致燃料电池的能量密度较低。

为此，本实用新型实施例将独立的壳体外板2与电堆芯体1的电堆端板11相连接，从而使壳体外板2与电堆端板11共同构成燃料电池100的外部壳体。换言之，电堆端板11构造为燃料电池100整体外部壳体的一部分，以代替传统外部壳体的一部分实行对燃料电池100的防护作用。

由此，可使电堆芯体1占燃料电池100整体体积的比例更大，因此，有效的提升了燃料电池100的能量密度，并且，有效的增大了空间利用率，减少了燃料电池100的零部件数量及燃料电池100的整体体积，以降低了燃料电池100的整体重量，还有效降低了燃料电池100的制造成本。

根据本实用新型实施例的燃料电池100，该燃料电池100通过将电堆芯体1的电堆端板11构造为外部壳体的一部分，以有效增大了电堆芯体1占燃料电池100整体体积的比例，进而提升了燃料电池100的能量密度，并且可降低燃料电池100的整体重量，以实现燃料电池100轻量化的目的。

如图1所示，电堆端板11包括：第一端板和第二端板，第一端板和第二端板可设置的大小相等，并且第一端板和第二端板沿极板12的堆叠方向分别设置在最外侧的极板12的外侧。具体地，电堆芯体1由膜电极和双极板的重复单元(多个堆叠的极板12)、两侧的流场单极板、两侧的集电板和两侧的电堆端板11(第一端板和第二端板)组成，上述所有部件均设置在第一端板与第二端板之间，以使电堆端板11能够更好的保护电堆芯体1内部的极板12等部件，以保证燃料电池100的安全性。

其中，第一端板和第二端板可构造为外部壳体的前后端板(参照图1)或者上下端板，可根据燃料电池100的具体布置情况合理的设置。

进一步，壳体外板2包括：壳体侧板21以及壳体端板22，壳体侧板21和壳体端板22分别与第一端板和第二端板连接。其中，壳体端板22可设置在电堆芯体1的上下两端(参照图1)或者前后两端，可根据电堆端板11的具体布置情况合理设置。

由于传统整体式外部壳体需要预留装配公差间隙空间，因此，在燃料电池组装完成之后，电堆芯体与外部壳体之间会不可避免的具有间隔空间，导致燃料电池的能量密度较低。

而本实用新型实施例由于直接将第一端板和第二端板分别与独立的壳体侧板21以及壳体端板22连接，因此，可避免在电堆芯体1与壳体外板2之间产生间隔空间，以进一步保证了燃料电池100的空间利用率，从而有效提高燃料电池100的能量密度。

并且，相较于传统外部壳体的安装，本实用新型实施例的燃料电池100的整体组装方式有效的降低了装配工艺的复杂程度，可使组装过程更简单，以有效降低燃料电池100的组装成本。

结合图1和图2所示实施例，电堆端板11包括：端板本体111以及设置在端板本体111上的密封结构112，密封结构112可实现有效的密封作用，以有效提升燃料电池100的整体密封效果，以及有效的保护电堆芯体1，其中，密封结构112与壳体外板2相连接。由此，更便于电堆端板11与外部壳体的连接。

由于燃料电池100的叠堆极片数量较多，因此会采用外定位的方式辅助极片堆叠装配过程，即端板本体111的定位面需与极板12的定位面尺寸保持一致，因此会在端板本体111的四周开定位槽，导致端板本体111的外周面并非平面，而传统的燃料电池需要在外部壳体上做出与电堆端板11相对应的凹陷或凸起的结构，不仅使密封较为困难，而且还提升了外部壳体的加工制造成本。

而本实用新型实施例为保证电堆端板11与壳体外板2的有效密封，且保证壳体外板2的结构简单化，以将密封结构112设置在端板本体111上并且与壳体外板2进行连接，进而实现与电堆端板11的连接固定，因此，壳体外板2将不用直接与端板本体111连接，也就不用在壳体外板2上加工凹槽或凸起等结构，因此可有效降低壳体外板2的加工难度以及加工成本，并且密封结构112既具有密封燃料电池100的作用，又具有连接壳体外板2的作用，因此可使一个结构件集成了不同的作用，进而可使燃料电池100的整体结构更紧凑，密封性更好。

进一步，密封结构112设置在端板本体111的外侧且紧贴端板本体111。由此，不仅可起到更好的密封作用，而且还可减小燃料电池100的整体体积，以有效提升燃料电池100的能量密度。

再进一步，参照图1和图2，密封结构112的长度不小于端板本体111最长处的长度，密封结构112的宽度不小于端板本体111最宽处的宽度。也就是说，密封结构112将端板本体111完全覆盖住，以保证与壳体外板2的连接效果。

优选的，密封结构112的长度与端板本体111最长处的长度相等，密封结构112的宽度与端板本体111最宽处的宽度相等，以使燃料电池100的整体结构更紧凑，以避免不必要装配间隙的产生。

根据本实用新型的一些实施例，密封结构112与端板本体111螺接固定(参照图1和图2)。具体地，密封结构112上具有连接过孔，端板本体111上具有与连接过孔正对配合的紧固孔，紧固件适于穿过连接过孔以与紧固孔紧固连接，从而将密封结构112紧固连接在端板本体111上。

或者，密封结构112与端板本体111胶粘固定，即密封结构112与端板本体111之间适于涂抹有防水粘胶，以通过防水粘胶将密封结构112与端板本体111稳定的连接在一起。

又或者，密封结构112与端板本体111卡接固定。

如图1和图2所示，密封结构112的周壁上具有密封胶113，壳体外板2通过密封胶113与密封结构112连接。由此，不仅可实现壳体外板2与电堆端板11稳定的连接固定，并且还可避免不必要紧固件的使用，可有效降低燃料电池100的整体重量，从而实现燃料电池100轻量化的目的。

根据本实用新型另一方面实施例的车辆，包括上述实施例中描述的燃料电池100。对于车辆的其它构造例如变速器、制动系统、转向系统等均已为现有技术且为本领域的技术人员所熟知，因此这里对于车辆的其它构造不做详细说明。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种燃料电池(100)，其特征在于，包括：

电堆芯体(1)，所述电堆芯体(1)的端部具有电堆端板(11)；

壳体外板(2)，所述壳体外板(2)与所述电堆端板(11)相连接，从而使所述壳体外板(2)与所述电堆端板(11)共同构成所述燃料电池(100)的外部壳体。

2.根据权利要求1所述的燃料电池(100)，其特征在于，所述电堆端板(11)包括：第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板沿所述电堆芯体(1)内的极板(12)的堆叠方向分别设置在最外侧的所述极板(12)的外侧。

3.根据权利要求2所述的燃料电池(100)，其特征在于，所述壳体外板(2)包括：壳体侧板(21)以及壳体端板(22)，所述壳体侧板(21)和所述壳体端板(22)分别与所述第一端板和所述第二端板连接。

4.根据权利要求1所述的燃料电池(100)，其特征在于，所述电堆端板(11)包括：端板本体(111)以及设置在所述端板本体(111)上的密封结构(112)，所述密封结构(112)与所述壳体外板(2)相连接。

5.根据权利要求4所述的燃料电池(100)，其特征在于，所述密封结构(112)设置在所述端板本体(111)的外侧且紧贴所述端板本体(111)。

6.根据权利要求5所述的燃料电池(100)，其特征在于，所述密封结构(112)的长度不小于所述端板本体(111)最长处的长度，所述密封结构(112)的宽度不小于所述端板本体(111)最宽处的宽度。

7.根据权利要求4所述的燃料电池(100)，其特征在于，所述密封结构(112)与所述端板本体(111)螺接固定；

或者，所述密封结构(112)与所述端板本体(111)胶粘固定。

8.根据权利要求4所述的燃料电池(100)，其特征在于，所述密封结构(112)的周壁上具有密封胶(113)，所述壳体外板(2)通过所述密封胶(113)与所述密封结构(112)连接。

9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的燃料电池(100)。

Images