CN219800927U - 一种六边形燃料电池双极板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种六边形燃料电池双极板，双极板本体具有第一面和第二面，第一面设有交指型流场以及与交指型流场相连通的交指型流场入口、交指型流场出口，交指型流场入口和交指型流场出口间隔交指型流场相对布置；第二面设有冷却剂流场以及与冷却剂流场相连通的冷却剂流场入口、冷却剂流场出口，冷却剂流场入口和冷却剂流场出口间隔冷却剂流场相对布置，且冷却剂流场入口和交指型流场入口相邻布置。通过仿蜂巢结构布置，具有紧凑性，空间利用率高，充分利用了电堆空间。且，交指型流场可使得反应气体强制扩散，反应气体易于均匀快速扩散。同时，双极板本体第二面设有冷却剂流场，可及时对反应过程进行冷却降温，冷却效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种六边形燃料电池双极板。
背景技术
氢燃料电池是利用氢氧经催化剂化学反应、产生电与水的一种环保且输出功率可控的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和催化剂发生反应后，放出负电子通过外部的负载到达阴极。作为新型动力源，氢燃料电池具有一般燃料电池所具有的高效率、无污染、无噪声、可连续工作等特点，并且具有功率密度高、工作温度低、启动快、使用寿命长等优点。因此，在固定电站、电动汽车、军事、可移动电源等方面都具有广阔的应用前景。
双极板是燃料电池的关键结构和功能部件之一，通过串联结构实现相邻单电池的导电连接，并让燃料、氧化剂、冷却剂以及反应产物在特定的流场内进行分配和传输。
中国实用新型专利公告号为CN211929621U、名称为叉形叶脉交指型质子交换膜燃料电池双极板的流场的专利，包括双极板本体，双极板本体上设有叉形叶脉状交指型流场，叉形叶脉状交指型流场包括设置在双极板本体中间的叶脉状交指型进气主流道，叶脉状交指型进气主流道的两侧设有叶脉状交指型出气主流道，叶脉状交指型进气主流道的两侧设有向外延伸的进气支流道，叶脉状交指型出气主流道设有向内延伸的出气支流道，出气支流道和进气支流道呈交叉分布，叶脉状交指型进气主流道的外壁上设有进气口，叶脉状交指型出气主流道的外壁上设有出口。该专利虽然通过设置叉形叶脉状交指型流场，使得压降更低，但是，双极板采用的是矩形结构，空间利用率不高。且，该双极板仅提供流场，并没有冷却功能。
实用新型内容
本实用新型提供了一种六边形燃料电池双极板，其克服了背景技术所存在的不足。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种六边形燃料电池双极板，它包括呈六边形的双极板本体，该双极板本体具有第一面和第二面，所述第一面设有交指型流场以及与交指型流场相连通的交指型流场入口、交指型流场出口，所述交指型流场入口和交指型流场出口间隔交指型流场相对布置；所述第二面设有冷却剂流场以及与冷却剂流场相连通的冷却剂流场入口、冷却剂流场出口，所述冷却剂流场入口和冷却剂流场出口间隔冷却剂流场相对布置，且所述冷却剂流场入口和交指型流场入口相邻布置。
一较佳实施例之中：所述交指型流场包括第一组流道和第二组流道，其中：
所述第一组流道包括第一中心直流道以及均匀且对称分布在第一中心直流道左右两侧的第一侧流道，且第一中心直流道和第一侧流道一端开口、另一端封闭，所述第一中心直流道开口端和第一侧流道开口端均与交指型流场入口相连通；
所述第二组流道包括第二中心直流道以及均匀且对称分布在第二中心直流道左右两侧的第二侧流道，且第二中心直流道和第二侧流道一端开口、另一端封闭，所述第二中心直流道开口端和第二侧流道开口端均与交指型流场出口相连通。
一较佳实施例之中：所述第一中心直流道和第二中心直流道上下间隔布置，所述第一侧流道和第二侧流道交错间隔布置。
一较佳实施例之中：所述第一侧流道和第二侧流道呈折弯形，且第一侧流道的折弯处和第二侧流道的折弯处在同一条直线上。
一较佳实施例之中：所述第一中心直流道左右两侧还设有呈折弯型的第一分流道，第一分流道的折弯处与第一侧流道的折弯处在同一直线上；所述第二中心直流道左右两侧还设有呈折弯型的第二分流道，第二分流道的折弯处与第二侧流道的折弯处在同一直线上。
一较佳实施例之中：所述交指型流场入口与交指型流场之间设置有入口过渡区，所述入口过渡区内设置有若干组间隔布置的入口扩散柱；所述交指型流场出口与交指型流场之间设置有出口过渡区，所述出口过渡区内设置有若干组间隔布置的出口扩散柱。
一较佳实施例之中：每组入口扩散柱的直径自交指型流场入口处至交指型流场处依次变小；每组出口扩散柱的直径自交指型流场出口处至交指型流场处依次变小。
一较佳实施例之中：所述冷却剂流场包括两组折弯分流道，两组折弯分流道分别朝向由冷却剂流场入口中心和冷却剂流场出口中心相连的中心线的两侧折弯，且每组折弯分流道的折弯处在同一直线上。
一较佳实施例之中：所述第一面设有六边形的第一密封环孔，该第一密封环孔围绕在交指型流场、交指型流场入口以及交指型流场出口的外围；所述第二面设有六边形的第二密封环孔，该第二密封环孔围绕在冷却剂流场、冷却剂流场入口以及冷却剂流场出口的外围。
一较佳实施例之中：所述双极板本体还设有贯穿第一面和第二面的两个通孔，两个通孔间隔交指型流场相对布置。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1.该双极板本体采用六边形结构，通过仿蜂巢结构布置，具有紧凑性，空间利用率高，充分利用了电堆空间。且，交指型流场可使得反应气体强制扩散，反应气体易于均匀快速扩散。同时，双极板本体第二面设有冷却剂流场，可及时对反应过程进行冷却降温，冷却效果好。
2.入口过渡区内设置有入口扩散柱，出口过渡区内设置有出口扩散柱，使得反应气体经过入口扩散柱或者出口扩散柱后，均匀的扩散。
3.每组入口扩散柱的直径以及每组出口扩散柱的直径依次变小，使得反应气体扩散的更加均匀。
4.可在第一密封环孔和第二密封环孔内设置密封圈，使得该双极板的密封性更好。
5.双极板本体还设有贯穿第一面和第二面的两个通孔，该双极板作为阴极板时，两个通孔可作为氢气的进入通道、出口通道的一部分，分别与交指型流场入口、交指型流场出口相连通；该双极板作为阳极板时，两个通孔可作为氧气或空气的进入通道、出口通道的一部分，分别与交指型流场入口、交指型流场出口相连通。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1绘示了一较佳实施例的该双极板的第一面的结构示意图。
图2绘示了一较佳实施例的该双极板的第二面的结构示意图。
图3绘示了一较佳实施例的该双极板的装配示意图。
具体实施方式
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，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或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”、“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸的固定连接、可拆卸的固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”、以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
请查阅图1至图3，一种六边形燃料电池双极板的一较佳实施例，所述的一种六边形燃料电池双极板，它包括呈六边形的双极板本体100。
该双极板本体100具有第一面10和第二面20。
所述第一面10设有交指型流场30以及与交指型流场30相连通的交指型流场入口31、交指型流场出口32，所述交指型流场入口31和交指型流场出口32间隔交指型流场30相对布置。本实施例中，所述交指型流场入口31和交指型流场出口32均贯穿第一面10和第二面40且呈长条形，同时交指型流场入口31和交指型流场出口32均与双极板本体100的一条边相平行布置。
本实施例中，所述交指型流场30包括第一组流道和第二组流道，具体的，如图1所示：所述第一组流道包括第一中心直流道33以及均匀且对称分布在第一中心直流道33左右两侧的第一侧流道34，且第一中心直流道33和第一侧流道34一端开口、另一端封闭，所述第一中心直流道33开口端和第一侧流道34开口端均与交指型流场入口31相连通。所述第二组流道包括第二中心直流道35以及均匀且对称分布在第二中心直流道35左右两侧的第二侧流道36，且第二中心直流道35和第二侧流道36一端开口、另一端封闭，所述第二中心直流道35开口端和第二侧流道36开口端均与交指型流场出口32相连通。
本实施例中，所述第一中心直流道33和第二中心直流道35均位于交指型流场入口31中心与交指型流场出口32中心的连线上，且上下间隔布置，所述第一侧流道34和第二侧流道36交错间隔布置。
本实施例中，所述第一侧流道34和第二侧流道36呈折弯形，且第一侧流道34的折弯处和第二侧流道36的折弯处在同一条直线上。如图1所示，所述第一侧流道34的折弯处和第二侧流道36的折弯处分别向各自的外侧弯折，位于最左侧的第二侧流道36的折弯处与位于最右侧的第一侧流道34的折弯处所处的宽度最大。如此，该交指型流场30的外形轮廓大体呈灯笼状。
且，所述第一中心直流道33左右两侧还设有呈折弯型的第一分流道331，第一分流道331的折弯处与第一侧流道34的折弯处在同一直线上；所述第二中心直流道35左右两侧还设有呈折弯型的第二分流道351，第二分流道351的折弯处与第二侧流道36的折弯处在同一直线上。
本实施例中，所述交指型流场入口31与交指型流场30之间设置有入口过渡区37，所述入口过渡区37内设置有若干组间隔布置的入口扩散柱371；所述交指型流场出口32与交指型流场30之间设置有出口过渡区38，所述出口过渡区38内设置有若干组间隔布置的出口扩散柱381。
本实施例中，每组入口扩散柱371的直径自交指型流场入口31处至交指型流场30处依次变小；每组出口扩散柱381的直径自交指型流场出口32处至交指型流场30处依次变小。具体的，如图1所示，所述入口扩散柱371设有三组，靠近交指型流场入口31处的一组入口扩散柱371直径为最大，靠近交指型流场30的一组入口扩散柱371直径为最小。所述出口扩散柱381设有三组，靠近交指型流场出口32处的一组出口扩散柱381直径为最大，靠近交指型流场30的一组出口扩散柱381直径为最小。
所述第二面20设有冷却剂流场50以及与冷却剂流场50相连通的冷却剂流场入口51、冷却剂流场出口52，所述冷却剂流场入口51和冷却剂流场出口52间隔冷却剂流场50相对布置，且所述冷却剂流场入口51和交指型流场入口31相邻布置。具体的，如图2所示，所述冷却剂流场入口51和冷却剂流场出口52呈长条形且与双极板本体100的其中一条边相平行布置。
本实施例中，所述冷却剂流场50包括两组折弯分流道53，两组折弯分流道53分别朝向由冷却剂流场入口51中心和冷却剂流场出口52中心相连的中心线的两侧折弯，且每组折弯分流道53的折弯处在同一直线上。
本实施例中，所述双极板本体100还设有贯穿第一面10和第二面20的两个通孔60，两个通孔60间隔交指型流场30相对布置。具体的，两个通孔60均呈长条形且与双极板本体100的其中一条边相平行布置。由此，该双极板本体100的六条边内侧分别设有所述的交指型流场入口31、冷却剂流场入口51、其中一个通孔60、交指型流场出口32、冷却剂流场出口52和另一个通孔60。
本实施例中，所述第一面10设有六边形的第一密封环孔11，该第一密封环孔11围绕在交指型流场30、交指型流场入口31以及交指型流场出口32的外围；所述第二面20设有六边形的第二密封环孔21，该第二密封环孔21围绕在冷却剂流场50、冷却剂流场入口51以及冷却剂流场出口52的外围。由此，可在第一密封环孔11和第二密封环孔21处设置密封圈。
该双极板可采用机加工或者冲压成型。
如图3所示，该双极板的实际应用装配图，其中，以位于左侧的双极板为阳极板200，位于右侧的双极板为阴极板300，两个双极板中间的为膜电极400，两个双极板外侧的分别为左端板500和右端板600。阳极板200中的交指型流场入口通入的介质为氢气，阴极板300中的交指型流场入口通入的介质为氧气或空气，阳极板200和阴极板300的冷却剂流场入口通入的介质为去离子水。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：它包括呈六边形的双极板本体，该双极板本体具有第一面和第二面，所述第一面设有交指型流场以及与交指型流场相连通的交指型流场入口、交指型流场出口，所述交指型流场入口和交指型流场出口间隔交指型流场相对布置；所述第二面设有冷却剂流场以及与冷却剂流场相连通的冷却剂流场入口、冷却剂流场出口，所述冷却剂流场入口和冷却剂流场出口间隔冷却剂流场相对布置，且所述冷却剂流场入口和交指型流场入口相邻布置。
2.根据权利要求1所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述交指型流场包括第一组流道和第二组流道，其中：
所述第一组流道包括第一中心直流道以及均匀且对称分布在第一中心直流道左右两侧的第一侧流道，且第一中心直流道和第一侧流道一端开口、另一端封闭，所述第一中心直流道开口端和第一侧流道开口端均与交指型流场入口相连通；
所述第二组流道包括第二中心直流道以及均匀且对称分布在第二中心直流道左右两侧的第二侧流道，且第二中心直流道和第二侧流道一端开口、另一端封闭，所述第二中心直流道开口端和第二侧流道开口端均与交指型流场出口相连通。
3.根据权利要求2所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述第一中心直流道和第二中心直流道上下间隔布置，所述第一侧流道和第二侧流道交错间隔布置。
4.根据权利要求3所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述第一侧流道和第二侧流道呈折弯形，且第一侧流道的折弯处和第二侧流道的折弯处在同一条直线上。
5.根据权利要求4所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述第一中心直流道左右两侧还设有呈折弯型的第一分流道，第一分流道的折弯处与第一侧流道的折弯处在同一直线上；所述第二中心直流道左右两侧还设有呈折弯型的第二分流道，第二分流道的折弯处与第二侧流道的折弯处在同一直线上。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述交指型流场入口与交指型流场之间设置有入口过渡区，所述入口过渡区内设置有若干组间隔布置的入口扩散柱；所述交指型流场出口与交指型流场之间设置有出口过渡区，所述出口过渡区内设置有若干组间隔布置的出口扩散柱。
7.根据权利要求6所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：每组入口扩散柱的直径自交指型流场入口处至交指型流场处依次变小；每组出口扩散柱的直径自交指型流场出口处至交指型流场处依次变小。
8.根据权利要求1所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述冷却剂流场包括两组折弯分流道，两组折弯分流道分别朝向由冷却剂流场入口中心和冷却剂流场出口中心相连的中心线的两侧折弯，且每组折弯分流道的折弯处在同一直线上。
9.根据权利要求1所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述第一面设有六边形的第一密封环孔，该第一密封环孔围绕在交指型流场、交指型流场入口以及交指型流场出口的外围；所述第二面设有六边形的第二密封环孔，该第二密封环孔围绕在冷却剂流场、冷却剂流场入口以及冷却剂流场出口的外围。
10.根据权利要求1所述的一种六边形燃料电池双极板，其特征在于：所述双极板本体还设有贯穿第一面和第二面的两个通孔，两个通孔间隔交指型流场相对布置。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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