CN220086113U - 端板、燃料电池堆及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃料电池技术领域，公开了一种端板、燃料电池堆及燃料电池系统，该端板包括固定件和更换件，固定件包括密封连接的第一金属件和第一绝缘件；第一金属件开设有歧管通孔，第一绝缘件包覆于歧管通孔孔壁的一部分；更换件可拆卸设置于歧管通孔内，更换件的外周壁面抵接于歧管通孔孔壁，更换件包括密封连接的第二金属件和第二绝缘件；第二金属件开设有若干个歧管口，歧管口和对应的歧管通孔形成歧管通道，歧管通道用于气体或冷却液的进出；第二绝缘件包覆于歧管口的内周壁面。该燃料电池堆通过将端板模块化设计，适用范围广，并且在进行设计、优化变更和试验时，提高了效率，减少了材料的浪费，提高了空间利用率。

Description

端板、燃料电池堆及燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种端板、燃料电池堆及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池是一种发电设备，其通过将燃料的化学能通过电化学反应直接转换成电能，其能量转换效率较高；且因为环保、低噪声、热效率高等优点，目前已经应用在汽车、供电、航空等领域。

目前，燃料电池堆包括壳体以及设置于壳体内的端板、绝缘板、集流板和多个单电池；其中，燃料电池的端板安装于多个单电池的两侧，其用于压紧单电池，在端板上开设有歧管口，歧管口用于与歧管连接，以对在各个单电池的气体进行分配。

现有的燃料电池堆在设计制造以及产品优化变更的过程中，为了保证燃料电池整体具有优良的发电性能和使用寿命，需确保每一片单电池的输出电压不应该出现较大的偏差。这不仅需要对单电池进行设计，还需要通过在设计实验过程中不断地对端板和单体电池的歧管口的形状进行改变，以增强气体分配的均一性。并且，已经生产的产品在使用过程中进行优化变更新产品时，也需对端板和单体电池的歧管口的形状进行改变。但是，端板的歧管口的更改需要重新进行设计、开模和加工，这会造成已有物料的浪费和端板设计加工成本的增加。

因此，亟需设计一种端板，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种端板，能够将端板通用化设计，适用范围广，并且在进行优化变更时，减少了材料的浪费。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

端板，包括：

固定件，上述固定件包括密封连接的第一金属件和第一绝缘件；上述第一金属件开设有歧管通孔，上述第一绝缘件包覆于上述歧管通孔的孔壁的一部分；

更换件，上述更换件可拆卸设置于上述歧管通孔内，且上述更换件的外周壁面抵接于上述歧管通孔的孔壁，上述更换件包括密封连接的第二金属件和第二绝缘件；上述第二金属件开设有若干个歧管口，上述歧管口和对应的上述歧管通孔形成歧管通道，上述歧管通道用于气体或冷却液的进出；上述第二绝缘件包覆于上述歧管口的内周壁面。

可选地，上述歧管通孔的孔壁设有第一阶梯部，上述更换件设有第二阶梯部，上述第二阶梯部搭接于上述第一阶梯部。

可选地，上述第一金属件包括顶板和绕设于上述顶板外周的侧板，上述歧管通孔开设于上述顶板，上述第一绝缘件密封设置于上述顶板的一侧并能将上述第一金属件绝缘设置。

可选地，上述第一绝缘件包括底板和凸设于上述底板的环状结构，上述环状结构与上述歧管通孔一一对应设置，上述底板密封设置于上述顶板)的一侧，上述环状结构的外周壁面包覆于上述歧管通孔的孔壁，上述环状结构远离上述底板的一侧与上述第一阶梯部平齐。

可选地，上述第二金属件为T形结构，上述第二金属件包括相连接的第一板和第二板，上述第一板的面积大于上述第二板的面积，上述第一板和上述第二板之间形成上述第二阶梯部。

可选地，上述第二绝缘件包括顶部、底部和若干个连接部，上述连接部设置于上述顶部和上述底部之间，上述连接部与上述歧管口一一对应设置，上述顶部设置于上述第一板远离上述第二板的一侧，上述底部设置于上述第二板远离上述第一板的一侧，上述连接部的外周壁面包覆于上述歧管口的内壁。

可选地，上述更换件和上述固定件之间螺纹连接或胶接。

可选地，上述第一金属件和上述第一绝缘件之间，以及上述第二金属件和上述第二绝缘件之间均通过注塑成型。

本实用新型的另一个目的在于提供一种燃料电池堆，包括电池组、若干个歧管和上述的端板，上述端板设置于上述电池组的一端，上述歧管连通设置于上述歧管通道。该燃料电池堆能够将端板模块化设计，减少了材料的浪费，提高了空间利用率。

本实用新型的又一个目的在于提供一种燃料电池系统，包括上述的燃料电池堆。该燃料电池堆能够将端板模块化设计，减少了材料的浪费，提高了空间利用率；且该燃料电池系统便于对燃料电池堆端板的更换维修。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种端板、燃料电池堆及燃料电池系统，通过将端板分成密封连接的固定件和更换件，在进行气道更新时，可以直接调节更换件上的歧管口的形状、位置和大小，直接对更换件重新设计、开模，避免了端板由于大规模重新设计而产生巨大的变更成本，降低了变更成本，减少了材料的浪费，同时更换件和固定件之间可拆卸连接，便于更换件的更换；两者密封连接使得固定件10和更换件20之间不存在缝隙，气体和冷却液不会进入两者之间；并且该端板可直接应用于多种燃料电池堆内，仅需改变更换件的歧管口即可，使得该端板更为模块化、通用化，使用范围广；并且，在对该燃料电池进行试验时，可直接采用形状不同、位置不同和/或大小不同的更换件组装至固定件中进行试验，无需再更换电池组等其他结构，提高了便捷性。且固定件和更换件之间均为金属件和绝缘件组合结构，有效地将端板与电池组之间绝缘设置，避免出现漏电现象，同时绝缘件的设置将歧管通道内部绝缘设置，保证气体或冷却液进出时不会与金属接触。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的端板的轴测图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的固定件的轴测图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的固定件的爆炸图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的固定件的剖视图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的更换件的轴测图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的更换件的爆炸图。

图中：

10、固定件；11、第一金属件；111、顶板；1111、歧管通孔；1112、第一阶梯部；1113、安装孔；112、侧板；12、第一绝缘件；121、底板；122、环状结构；

20、更换件；21、第二金属件；211、第一板；212、第二板；213、第二阶梯部；214、歧管口；22、第二绝缘件；221、顶部；222、底部；223、连接部。

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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种燃料电池堆，该燃料电池堆包括电池组、若干个歧管和端板，端板设置于电池组的一端，歧管连通设置于本实施例中端板的歧管通道。该燃料电池堆将端板模块化设计，减少了材料的浪费，提高了空间利用率。

具体地，端板为气端端板，其与歧管连通并向电池组内循环提供反应气体和冷却液。

可选地，上述电池组包括若干个沿预设方向堆叠设置的单体电池，形成电池组，保证该燃料电池堆的发电量。

本实施例还提供了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括上述的燃料电池堆，其包括上述燃料电池堆的所有的效果，在此不再赘述，且该燃料电池系统便于对燃料电池堆端板的更换维修。

可以理解的是，该燃料电池系统还包括储气结构、尾排处理系统等结构，均为本领域燃料电池系统常用的结构，在此不作具体限定。

为了使得端板更模块化，本实施例提供了一种端板，该端板通用化设计，适用范围广，并且在进行优化变更时，减少了材料的浪费。

具体而言，请参照图1至图6，该端板包括固定件10和更换件20；固定件10包括密封连接的第一金属件11和第一绝缘件12，第一金属件11开设有歧管通孔1111，第一绝缘件12包覆于歧管通孔1111的孔壁的一部分，第一金属件11提高了固定件10的结构强度，第一绝缘件12使得第一金属件11和电池组之间绝缘设置，避免出现漏电现象，且将用于气体进出的歧管通孔1111绝缘设置，避免了气体或冷却液进出时与金属接触。

进一步地，上述更换件20可拆卸设置于歧管通孔1111内，且更换件20的外周壁面抵接于歧管通孔1111的孔壁，更换件20包括密封连接的第二金属件21和第二绝缘件22，第二金属件21上开设有若干个歧管口214，歧管口214和对应的歧管通孔1111形成歧管通道，歧管通道用于气体或冷却液的进出；第二绝缘件22包覆于歧管口214的内周壁面。第二金属件21提高了更换件20的结构强度，第二绝缘件22使得第二金属件21和电池组之间绝缘设置，避免出现漏电现象，且将用于气体或冷却液进出的歧管口214通过第二绝缘件22绝缘设置，避免了气体或冷却液进出时与金属接触。

本实施例的端板通过分成密封连接固定件10和更换件20，在进行气道更新时，可以直接调节更换件20上的歧管口214的形状、位置和大小，直接对更换件20重新设计、开模，避免了由于端板大规模重新设计而产生的巨大的变更成本，降低了变更成本，减少了材料的浪费，同时更换件20和固定件10之间可拆卸连接，便于更换件20的更换；两者密封连接使得固定件10和更换件20之间不存在缝隙，气体和冷却液不会进入两者之间；并且该端板可直接应用于多种燃料电池堆内，仅需改变更换件20的歧管口214即可，使得该端板更为模块化、通用化，使用范围广；并且，在对该燃料电池进行试验时，可直接采用形状不同、位置不同和/或大小不同的更换件20组装至固定件10中进行试验，无需再更换电池组等其他结构，提高了便捷性。而且，固定件10和更换件20之间均为金属件和绝缘件组合结构，有效地将端板与电池组之间绝缘设置，避免出现漏电现象，同时绝缘件的设置将歧管通道内部绝缘设置，保证气体进出时不会与金属接触。

可选地，上述第一金属件11和第一绝缘件12之间，以及上述第二金属件21和第二绝缘件22之间均为可拆卸连接或固定连接，仅需满足第一金属件11和第一绝缘件12之间密封设置，以及上述第二金属件21和第二绝缘件22之间密封设置即可，在此不作具体限定。

在本实施例中，上述第一金属件11和第一绝缘件12之间，以及上述第二金属件21和第二绝缘件22之间均通过注塑成型，使得第一金属件11和第一绝缘件12之间，以及上述第二金属件21和第二绝缘件22之间密封连接。

可以理解的是，上述更换件20的具体数量可根据实际需求进行一个或两个的设计调整，在此不做具体限定。在其他实施例中，若更换件20设置有一个，则该固定件10远离更换件20的一侧还设有若干个歧管连通口，形成另一个歧管通道，以保证该端板的气体或冷却液的从一个歧管通道进，再从另一个歧管通道出。

在本实施例中，该更换件20设有两个，下文均以更换件20均设有两个来进行描述。

可选地，两个更换件20为一组型号，该型号可设计多组，每个型号的更换件20之间的区别为歧管口214的形状、位置和/或大小不同，在使用时，可根据实际需求选择一组型号的更换件20进行使用；在进行变更时，可直接更换更换件20的型号；在进行试验时，可直接采用多种型号的更换件20直接进行试验，大大地提高了该燃料电池堆在设计、生产和试验过程中的便捷性。

为了实现歧管通孔1111和更换件20之间更好地安装，请参照图2和图5，进一步地，歧管通孔1111的孔壁设有第一阶梯部1112，更换件20设有第二阶梯部213，第二阶梯部213搭接于第一阶梯部1112，便于固定件10对更换件20的定位，将更换件20的第二阶梯部213直接搭接于第一阶梯部1112，即可对两者进行可拆卸连接。

可选地，上述更换件20和固定件10之间螺纹连接或胶接，可以实现两者的可拆卸连接，具体的可拆卸连接形式还可选用其他方式，在此不作具体限定。

在本实施例中，请参照图2至图4，第一金属件11包括顶板111和绕设于顶板111外周的侧板112，歧管通孔1111开设于顶板111，第一绝缘件12密封设置于顶板111的一侧并能将第一金属件11绝缘设置，即第一绝缘件12密封设置于顶板111朝向电池组的一侧，以将该端板与电池组绝缘设置。

进一步地，第一绝缘件12包括底板121和凸设于底板121的环状结构122，环状结构122与歧管通孔1111一一对应设置，底板121密封设置于顶板111的一侧，即底板121密封设置于顶板111朝向电池组的一侧，环状结构122的外周壁面包覆于歧管通孔1111的孔壁的一部分，环状结构122远离底板121的一侧与第一阶梯部1112平齐，即环状结构122将歧管通孔1111的内壁绝缘设置，底板121保证了第一绝缘件12朝向电池组的一侧绝缘设置，更好地保证了端板与电池组的绝缘设置。

可以理解的是，在本实施例中，该环状结构122设有两个；在其他实施例中，若更换件20设有一个，则该环状结构122设有一个，该第一绝缘件12的另一侧设有若干个包覆结构，包覆结构与上述更换件20设有一个时的歧管连通口一一对应设置，以保证该包覆结构与歧管连通口的内壁的包覆，进而保证每个歧管通道的绝缘设置。

可选地，上述第一金属件11还包括安装孔1113，安装孔1113开设于顶板111上，安装孔1113用于将该端板安装至电池组或其它外部结构上。

进一步地，请参照图5和图6，第二金属件21为T形结构，第二金属件21包括相连接的第一板211和第二板212，第一板211的面积大于第二板212的面积，第一板211和第二板212之间形成第二阶梯部213，在固定件10和更换件20进行组装时，第一板211设置于第一阶梯部1112的上方大面积区域，第二板212设置于第一阶梯部1112的下方小面积区域，且被第一绝缘件12将歧管通孔1111的孔壁与第二板212之间绝缘，使得该歧管口214和歧管通孔1111均与金属绝缘设置，保证了气体或冷却液进出歧管通道的绝缘性。

又进一步地，第二绝缘件22包括顶部221、底部222和若干个连接部223，连接部223设置于顶部221和底部222之间，连接部223与歧管口214一一对应设置，顶部221设置于第一板211远离第二板212的一侧，底部222设置于第二板212远离第一板211的一侧，连接部223的外周壁面包覆于歧管口214的内周壁面，即顶部221将第一板211与外界绝缘设置，底部222件第二板212与电池组绝缘设置，连接部223将歧管口214绝缘设置，使得上述第二金属件21与外部结构绝缘设置。

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.端板，其特征在于，包括：

固定件(10)，所述固定件(10)包括密封连接的第一金属件(11)和第一绝缘件(12)；所述第一金属件(11)开设有歧管通孔(1111)，所述第一绝缘件(12)包覆于所述歧管通孔(1111)的孔壁的一部分；

更换件(20)，所述更换件(20)可拆卸设置于所述歧管通孔(1111)内，且所述更换件(20)的外周壁面抵接于所述歧管通孔(1111)的孔壁，所述更换件(20)包括密封连接的第二金属件(21)和第二绝缘件(22)；所述第二金属件(21)开设有若干个歧管口(214)，所述歧管口(214)和对应的所述歧管通孔(1111)形成歧管通道，所述歧管通道用于气体或冷却液的进出；所述第二绝缘件(22)包覆于所述歧管口(214)的内周壁面。

2.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述歧管通孔(1111)的孔壁设有第一阶梯部(1112)，所述更换件(20)设有第二阶梯部(213)，所述第二阶梯部(213)搭接于所述第一阶梯部(1112)。

3.根据权利要求2所述的端板，其特征在于，所述第一金属件(11)包括顶板(111)和绕设于所述顶板(111)外周的侧板(112)，所述歧管通孔(1111)开设于所述顶板(111)，所述第一绝缘件(12)密封设置于所述顶板(111)的一侧并能将所述第一金属件(11)绝缘设置。

4.根据权利要求3所述的端板，其特征在于，所述第一绝缘件(12)包括底板(121)和凸设于所述底板(121)的环状结构(122)，所述环状结构(122)与所述歧管通孔(1111)一一对应设置，所述底板(121)密封设置于所述顶板(111)的一侧，所述环状结构(122)的外周壁面包覆于所述歧管通孔(1111)的孔壁的一部分，所述环状结构(122)远离所述底板(121)的一侧与所述第一阶梯部(1112)平齐。

5.根据权利要求2所述的端板，其特征在于，所述第二金属件(21)为T形结构，所述第二金属件(21)包括相连接的第一板(211)和第二板(212)，所述第一板(211)的面积大于所述第二板(212)的面积，所述第一板(211)和所述第二板(212)之间形成所述第二阶梯部(213)。

6.根据权利要求5所述的端板，其特征在于，所述第二绝缘件(22)包括顶部(221)、底部(222)和若干个连接部(223)，所述连接部(223)设置于所述顶部(221)和所述底部(222)之间，所述连接部(223)与所述歧管口(214)一一对应设置，所述顶部(221)设置于所述第一板(211)远离所述第二板(212)的一侧，所述底部(222)设置于所述第二板(212)远离所述第一板(211)的一侧，所述连接部(223)的外周壁面包覆于所述歧管口(214)的内周壁面。

7.根据权利要求1-6任一项所述的端板，其特征在于，所述更换件(20)和所述固定件(10)之间螺纹连接或胶接。

8.根据权利要求1-6任一项所述的端板，其特征在于，所述第一金属件(11)和所述第一绝缘件(12)之间，以及所述第二金属件(21)和所述第二绝缘件(22)之间均通过注塑成型。

9.燃料电池堆，其特征在于，包括电池组、若干个歧管和如权利要求1-8任一项所述的端板，所述端板设置于所述电池组的一端，所述歧管连通设置于所述歧管通道。

10.燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的燃料电池堆。