CN216084949U - 燃料电池电堆汇流板及燃料电池电堆测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池电堆汇流板及燃料电池电堆测试系统，属于燃料电池技术领域。燃料电池电堆汇流板用于与燃料电池电堆连接，包括冷却液出口，所述冷却液出口的一端用于与所述燃料电池电堆连接，另一端用于与测试台连接，以使所述燃料电池电堆中的冷却液流出至所述测试台；所述燃料电池电堆汇流板还包括排气流道，所述排气流道包括第一端和第二端，所述第一端连通所述冷却液出口，所述第二端向上延伸至所述燃料电池电堆汇流板的表面。本实用新型的燃料电池电堆汇流板设置了排气流道，能及时排出冷却液中的气泡，避免气泡聚集导致冷却腔产生局部热点，烧蚀双极板及单电池，甚至烧蚀整个电堆。

Description

燃料电池电堆汇流板及燃料电池电堆测试系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池电堆汇流板及燃料电池电堆测试系统。

背景技术

燃料电池电堆是氢能设备动力单元的主体部分，由双极板及膜电极组成基本的发电单元，也就是单电池，若干单电池组成燃料电池电堆。氢气及空气在单电池中发生电化学反应，产生电和热。整个燃料电池电堆由几百片单体电池组成，产生的热量可达百千瓦级。为保证单电池在适宜的温度下运行，需在电堆冷却腔中通入冷却液，进行强制散热。

冷却液在通入电堆及循环的过程中，会产生气泡。气泡一旦产生聚集，会在冷却腔中产生局部热点，烧蚀双极板及单电池，甚至烧蚀整个电池电堆。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能将冷却液中的气泡排出，避免气泡聚集产生局部热点的燃料电池电堆汇流板及燃料电池电堆测试系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种燃料电池电堆汇流板，用于与燃料电池电堆连接，包括冷却液出口，所述冷却液出口的一端用于与所述燃料电池电堆连接，另一端用于与测试台连接，以使所述燃料电池电堆中的冷却液流出至所述测试台；所述燃料电池电堆汇流板还包括排气流道，所述排气流道包括第一端和第二端，所述第一端连通所述冷却液出口，所述第二端向上延伸至所述燃料电池电堆汇流板的表面。

作为上述燃料电池电堆汇流板的可选方案，所述排气流道沿竖直方向延伸。

作为上述燃料电池电堆汇流板的可选方案，所述第二端延伸至所述燃料电池电堆汇流板的顶部。

作为上述燃料电池电堆汇流板的可选方案，所述燃料电池电堆汇流板还包括：

排气阀，设于所述第二端，以控制所述排气流道的通断。

作为上述燃料电池电堆汇流板的可选方案，所述第二端的内壁设有内螺纹，所述排气阀的一端设有外螺纹，所述排气阀与所述第二端通过螺纹连接。

作为上述燃料电池电堆汇流板的可选方案，所述冷却液出口的高度低于所述第二端的高度。

作为上述燃料电池电堆汇流板的可选方案，所述的燃料电池电堆汇流板还包括：

空气出口，将所述燃料电池电堆中的空气排出；

氢气进口，用于向所述燃料电池电堆中通入氢气。

一种燃料电池电堆测试系统，包括：

测试台；

燃料电池电堆，设于所述测试台上；

冷却液供应装置，设于所述测试台上且位于所述燃料电池电堆下方；

还包括上述燃料电池电堆汇流板，所述燃料电池电堆汇流板设于所述燃料电池电堆的一端，所述燃料电池电堆的另一端设置有另一端电堆汇流板，所述燃料电池电堆汇流板的所述冷却液出口的一端通过冷却管道连接至所述冷却液供应装置，所述燃料电池电堆汇流板的所述冷却液出口的另一端连接至所述燃料电池电堆。

作为上述燃料电池电堆测试系统的可选方案，所述排气流道沿竖直方向延伸。

作为上述燃料电池电堆测试系统的可选方案，所述燃料电池电堆汇流板还包括：

排气阀，设于所述第二端，以控制所述排气流道的通断。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型的燃料电池电堆汇流板设置了排气流道，排气流道与冷却液出口连通且向上延伸，能将冷却液中的气泡排出，避免气泡聚集导致冷却腔产生局部热点，烧蚀双极板及单电池，甚至烧蚀整个电堆，能保护燃料电池电堆，延长其使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型中燃料电池电堆汇流板实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型中燃料电池电堆汇流板实施例的后视结构示意图；

图3是图2所示结构A-A截面的结构示意图；

图4是本实用新型中燃料电池电堆汇流板实施例的前视结构示意图；

图5是本实用新型中燃料电池电堆测试系统实施例的结构示意图。

图中：

100、燃料电池电堆汇流板；101、另一端电堆汇流板；200、测试台；300、燃料电池电堆；400、冷却液供应装置；

132、空气进口；112、空气出口；

121、冷却液进口；122、冷却液出口；123、冷却管道；

131、氢气进口；111、氢气出口；

140、排气流道；

150、排气阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

一般的，燃料电池电堆的两端都设置有汇流板，如图5所示，燃料电池电堆300的两端分别设置有燃料电池电堆汇流板100和另一端电堆汇流板101。冷却液和空气从另一端电堆汇流板101进入燃料电池电堆300，再从燃料电池电堆汇流板100流出，而氢气则从燃料电池电堆汇流板100进入燃料电池电堆300，再从另一端电堆汇流板101流出。

本实用新型提供了一种燃料电池电堆汇流板。请参考图1至图4，燃料电池电堆汇流板100上设置有空气出口112、冷却液出口122及氢气进口131，空气出口112、冷却液出口122及氢气进口131在燃料电池电堆汇流板100内部形成空气流道、冷却液流道1和氢气流道。

空气和冷却液从燃料电池电堆300出来后分别通过空气出口112和冷却液出口122流出。氢气进口131则用于向燃料电池电堆300中通入氢气。

如背景技术中介绍，冷却液在通入电堆及循环的过程中，会产生气泡，气泡一旦产生聚集，会在冷却腔中产生局部热点，烧蚀双极板及单电池，甚至烧蚀整个电池电堆。为解决此问题，本实用新型中，如图3所示，燃料电池电堆汇流板100还包括排气流道140，排气流道140包括第一端a和第二端b，排气流道140的第一端a连通冷却液出口122，排气流道140的第二端b向上延伸至燃料电池电堆汇流板100的表面，使得冷却液中的气泡从排气流道140排出至外部，避免气泡聚集导致冷却腔中产生局部热点，烧蚀双极板及单电池，甚至烧蚀整个电池电堆，因此，本发明能保护燃料电池电堆300，延长其使用寿命。排气流道140的第二端b向上延伸使得第二端b高于冷却液出口122，这样可以避免冷却液出口122中的冷却液从排气流道140流出，确保只有气泡从排气流道140排出。

排气流道140的延伸方向可以是倾斜向上延伸，也可以是竖直向上延伸。另外，排气流道140可以是直线向上延伸，也可以是弯曲向上延伸，在此不作限制，只要能实现排气即可。本实用新型实施例中，排气流道140沿竖直方向直线向上延伸，这样可以使排气效果最佳。

较佳的，排气流道140的第二端b延伸至燃料电池电堆汇流板100的顶部。将排气流道140的第二端b延伸至燃料电池电堆汇流板100顶部的最高点，可充分利用燃料电池电堆汇流板100的高度来使排气流道140的第二端b位于一个较高的位置，使冷却液完全没有从排气流道140流出的可能性。

较佳的，如图3所示，冷却液出口122的高度低于排气流道140的第二端b的高度，避免冷却液流道120中的冷却液从排气流道140流出。

如图3所示，冷却液出口122和空气出口112均呈一端大一端小的喇叭形。如图3，冷却液出口122的一端的尺寸小于冷却液出口122另一端的尺寸，且冷却液出口122一端的高度低于冷却液出口122另一端的高度。空气出口112的一端的尺寸小于空气出口112另一端的尺寸，且空气出口112一端的高度低于于空气出口112另一端的高度。冷却液出口122和空气出口112的尺寸较小的一端用于连接测试台200。

参考图4，另一端电堆汇流板101上则设置有空气进口132、冷却液进口121及氢气出口111。空气从另一端电堆汇流板101上的空气进口132进入燃料电池电堆，再从燃料电池电堆汇流板100上的空气出口112流出。冷却液从另一端电堆汇流板101上的冷却液进口121进入燃料电池电堆，再从燃料电池电堆汇流板100上的冷却液出口122流出。而氢气的流向则相反，氢气从燃料电池电堆汇流板100上的氢气进口131进入燃料电池电堆，再从另一端电堆汇流板101上的氢气出口111流出。

本实用新型中，空气进口132、空气出口112、冷却液进口121、冷却液出口122、氢气进口131及氢气出口111均设置为圆形，在其它实施例中，也可以设置为其它形状，在此不作限制。

于一实施例中，如图1和图3所示，燃料电池电堆汇流板100还包括排气阀150，以控制排气流道140的通断。如图3所示，排气阀150设置在排气流道140的第二端b，也就是排气流道140的顶端。

可以理解的是，排气阀150也可以不直接设置在排气流道140上，可以在排气流道140的第二端b接一条管道，将排气阀150设置在该管道上。只是直接将排气阀150设置在排气流道140上使得整体结构更简洁，减少零件数量，降低成本。

如图3所示，本实用新型中，优选将排气阀150直接安装在排气流道140的第二端b。排气阀150可过盈装配在排气流道140的第二端b，也可以通过螺纹连接在排气流道140的第二端b。排气阀150通过螺纹连接在排气流道140的第二端b时，在第二端b的内壁设有内螺纹，排气阀150与第二端b连接的一端设有外螺纹，将排气阀150的外螺纹拧入第二端b的内螺纹中，即可将排气阀150与第二端b通过螺纹连接。

本实用新型还提供一种燃料电池电堆测试系统。请参考图5，燃料电池电堆测试系统包括测试台200、燃料电池电堆300、冷却液供应装置400及上述燃料电池电堆汇流板100。测试台200作为整个测试系统的主要支撑和安装平台。燃料电池电堆300设置在测试台200上。冷却液供应装置400设置在测试台200上位于燃料电池电堆300下方处，冷却液供应装置400一般采用膨胀水箱，当然也可以采用其它冷却液供应装置，在此不作限制。由于测试台200的空间限制，膨胀水箱集成于测试台200较低的位置。而燃料电池电堆300空间位置高于膨胀水箱，因此，不利于气泡的排出。本实用新型中，在燃料电池电堆汇流板100上设置排气流道140来解决此问题。如图5所示，燃料电池电堆300的两端分别设置有燃料电池电堆汇流板100和另一端电堆汇流板101。燃料电池电堆汇流板100的冷却液出口122的一端通过冷却管道123连接至膨胀水箱(冷却液供应装置400)，燃料电池电堆汇流板100的冷却液出口122的另一端连接至燃料电池电堆300。膨胀水箱中的冷却液通过另一端电堆汇流板101上的冷却液进口121流入燃料电池电堆300中，对燃料电池电堆300进行冷却后，再从燃料电池电堆汇流板100上的冷却液出口122流回至膨胀水箱中。本实用新型的燃料电池电堆测试系统由于包括了上述燃料电池电堆汇流板100，因此至少具有上述燃料电池电堆汇流板100所具有的有益效果，在此不再重复赘述。

本实用新型还提供一种燃料电池电堆冷却液的排气方法。燃料电池电堆冷却液的排气方法包括如下步骤：

在燃料电池电堆汇流板100中设置排气流道140，排气流道140的一端与燃料电池电堆汇流板100的冷却液出口122连通，另一端向上延伸至燃料电池电堆汇流板100的表面，以使气泡从排气流道140排出。

进一步的，上述燃料电池电堆冷却液的排气方法中，排气流道140上设置有排气阀150，以控制排气流道140的通断，进行排气操作。

本实用新型的燃料电池电堆冷却液的排气方法在燃料电池电堆汇流板100中设置了排气流道140，排气流道140与冷却液出口122连通且向上延伸，能将冷却液中的气泡排出，避免气泡聚集导致冷却腔产生局部热点，烧蚀双极板及单电池，甚至烧蚀整个电堆，能保护燃料电池电堆300，延长其使用寿命。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池电堆汇流板，用于与燃料电池电堆连接，其特征在于，包括冷却液出口(122)，所述冷却液出口(122)的一端用于与所述燃料电池电堆连接，另一端用于与测试台(200)连接，以使所述燃料电池电堆中的冷却液流出至所述测试台(200)；所述燃料电池电堆汇流板还包括排气流道(140)，所述排气流道(140)包括第一端和第二端，所述第一端连通所述冷却液出口(122)，所述第二端向上延伸至所述燃料电池电堆汇流板的表面。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆汇流板，其特征在于，所述排气流道(140)沿竖直方向延伸。

3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆汇流板，其特征在于，所述第二端延伸至所述燃料电池电堆汇流板的顶部。

4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆汇流板，其特征在于，还包括：

排气阀(150)，设于所述第二端，以控制所述排气流道(140)的通断。

5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆汇流板，其特征在于，所述第二端的内壁设有内螺纹，所述排气阀(150)的一端设有外螺纹，所述排气阀(150)与所述第二端通过螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆汇流板，其特征在于，所述冷却液出口(122)的高度低于所述第二端的高度。

7.根据权利要求1至6任一项所述的燃料电池电堆汇流板，其特征在于，还包括：

空气出口(112)，用于将所述燃料电池电堆中的空气排出；

氢气进口(131)，用于向所述燃料电池电堆中通入氢气。

8.一种燃料电池电堆测试系统，其特征在于，包括：

测试台(200)；

燃料电池电堆(300)，设于所述测试台(200)上；

冷却液供应装置(400)，设于所述测试台(200)上且位于所述燃料电池电堆(300)下方；

还包括如权利要求1至7任一项所述的燃料电池电堆汇流板，所述燃料电池电堆汇流板设于所述燃料电池电堆(300)的一端，所述燃料电池电堆(300)的另一端设置有另一端电堆汇流板(101)，所述燃料电池电堆汇流板的所述冷却液出口(122)的一端通过冷却管道(123)连接至所述冷却液供应装置(400)，所述燃料电池电堆汇流板的所述冷却液出口(122)的另一端连接至所述燃料电池电堆(300)。

9.根据权利要求8所述的燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述排气流道(140)沿竖直方向延伸。

10.根据权利要求8所述的燃料电池电堆测试系统，其特征在于，所述燃料电池电堆汇流板还包括：

排气阀(150)，设于所述第二端，以控制所述排气流道(140)的通断。

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