一种燃料电池冷却液进出口结构的制作方法

1.本发明涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种燃料电池冷却液进出口结构。


背景技术：

2.采用绿色能源是能源领域未来发展的主要趋势，也是有效缓解当前传统能源短缺和环境污染问题的重要手段。氢能来源广泛，反应后的产物为水，是一种清洁绿色能源，而不会对环境造成污染，因此以氢为燃料的质子交换膜燃料电池(pemfc)受到了广泛关注，今后也将在清洁能源中发挥重要的作用。
3.燃料电池模块中绝缘板是必不可少的结构件，以往只是起到堆芯和电堆壳体4绝缘的作用，为了确保密封效果，绝缘板上冷却液进口和冷却液出口一般各为一个。在燃料电池实际的使用过程中，由于电堆运行时功率升高，堆内温度升高，冷却液的流量也需要对应变快，这时快速变化的冷却液容易在流入或者流出柔性的绝缘板时出现堵塞，进而导致系统的冷却不良，不利于燃料电池模块的产品性能稳定性。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池冷却液进出口结构。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种燃料电池冷却液进出口结构，包括依次设置的堆芯、绝缘板和端板，所述堆芯上设有冷却液进口和冷却液出口，所述端板上设有进出口通道，所述绝缘板上设有贯通绝缘板两侧面的v型通道，该v型通道包括两个分流口和一个汇流口，两个分流口位于朝向堆芯的一侧面，两个分流口均连通冷却液进口，或者均连通冷却液出口，所述汇流口位于朝向端板的一侧面，所述汇流口连通进出口通道。
7.进一步地，所述v型通道的v角为110
°
～125
°
。
8.进一步地，所述v型通道包括两条通路，每条通路的截面为等腰梯形形状，两条通路的截面短边互相靠拢。
9.进一步地，所述分流口为轴向垂直于绝缘板的管腔。
10.进一步地，所述分流口与冷却液进口的端面形状相同，或者与冷却液出口的形状相同。
11.进一步地，所述汇流口与进出口通道的端面形状相同。
12.进一步地，所述汇流口为轴向垂直于绝缘板的凸管，所述凸管穿入进出口通道。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
14.1、本发明在绝缘板上设计了v型通道替代了传统的直管结构，由此端板上的一个进出口通道可以对应两个堆芯上的冷却液进口或冷却液出口，有助于优化堆芯上的流道设计；同时，v型通道可以在冷却液流量加速变化时对冷却液进行缓冲和分配，避免其直接冲击绝缘板管道内壁导致冷却液堵塞，确保冷却液的稳定流通，使燃料电池能够持续稳定的
工作。
15.2、本发明的v型通道的v角为110
°
～125
°
，经过仿真软件模拟后得到该角度具有最佳的分流防堵效果。
16.3、v型通道包括两条通路，每条通路都采用等腰梯形形状，使冷却液在短边处的流速更快，该区域的冷却液更快冲击v角形成分流，具有更好的稳流效果。
17.4、v型通道的汇流口为穿入进出口通道的凸管，具有更好的绝缘密封效果。
附图说明
18.图1为燃料电池的结构示意图。
19.图2为冷却液进出口结构的侧面剖视示意图。
20.图3为图2中的e-e剖视图。
21.图4为另一实施例的冷却液进出口结构的侧面剖视示意图。
22.附图标记：1、堆芯，11、冷却液进口，12、冷却液出口，2、绝缘板，22、v型通道，221、分流口，222、汇流口，3、端板，31、进出口通道，4、壳体。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
24.本实施例公开了一种燃料电池冷却液进出口结构，如图1所示，燃料电池包括壳体4、堆芯1、绝缘板2和端板3，堆芯1安装在壳体4内，端板3固定在壳体4的一端开口并且连接堆芯1的一端，绝缘板2设置在端板3和堆芯1之间，整体会员即为堆芯1的一端、绝缘板2和端板3依次层叠设置。
25.如图2所示，堆芯1的一端设有冷却液进口11和冷却液出口12，本实施例中以冷却液进口11为例。端板3上设有进出口通道31，用于连接外部的冷却水管。在绝缘板2上设有贯通绝缘板2前后两个侧面的v型通道22。该v型通道22包括两个分流口221和一个汇流口222，两个分流口221均位于朝向堆芯1的一侧面，同时，分流口221为轴向垂直于绝缘板2端面的短管腔。两个分流口221均连通冷却液进口11，并且分流口221的端面形状和冷却液进口11相匹配。汇流口222位于朝向端板3的一侧面，汇流口222连通进出口通道31，并且汇流口222与进出口通道31的端面形状相同。本实施例在绝缘板2上设计了v型通道22替代了传统的直管结构，由此端板3上的一个进出口通道31可以对应两个堆芯1上的冷却液进口11或冷却液出口12，有助于优化堆芯1上的流道设计。同时，v型通道22可以在冷却液流量加速变化时对冷却液进行缓冲和分配，避免其直接冲击绝缘板通道内壁导致冷却液堵塞，确保冷却液的稳定流通，使燃料电池能够持续稳定的工作。v型通道22的v角a一般为110
°
～125
°
，本实施例中采用110
°
。
26.v型通道22包括两条通路，分别为a通路和b通路，每条通路的截面为等腰梯形形状，如图3所示，两条通路截面的短边互相靠拢。该结构使冷却液在靠近短边处的流速更快，该区域的冷却液更快冲击v角形成分流，具有更好的稳流效果。
27.在另一实施例中，如图4所示，汇流口222为轴向垂直于绝缘板2的凸管，凸管穿入
进出口通道31。该结构使汇流口222具有更好的绝缘密封效果。
28.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种燃料电池冷却液进出口结构，其特征在于，包括依次设置的堆芯(1)、绝缘板(2)和端板(3)，所述堆芯(1)上设有冷却液进口(11)和冷却液出口(12)，所述端板(3)上设有进出口通道(31)，所述绝缘板(2)上设有贯通绝缘板(2)两侧面的v型通道(22)，该v型通道(22)包括两个分流口(221)和一个汇流口(222)，两个分流口(221)位于朝向堆芯(1)的一侧面，两个分流口(221)均连通冷却液进口(11)，或者均连通冷却液出口(12)，所述汇流口(222)位于朝向端板(3)的一侧面，所述汇流口(222)连通进出口通道(31)。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却液进出口结构，其特征在于，所述v型通道(22)的v角为110
°
～125
°
。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却液进出口结构，其特征在于，所述v型通道(22)包括两条通路，每条通路的截面为等腰梯形形状，两条通路的截面短边互相靠拢。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却液进出口结构，其特征在于，所述分流口(221)为轴向垂直于绝缘板(2)的管腔。5.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却液进出口结构，其特征在于，所述分流口(221)与冷却液进口(11)的端面形状相同，或者与冷却液出口(12)的形状相同。6.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却液进出口结构，其特征在于，所述汇流口(222)与进出口通道(31)的端面形状相同。7.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却液进出口结构，其特征在于，所述汇流口(222)为轴向垂直于绝缘板(2)的凸管，所述凸管穿入进出口通道(31)。

技术总结
本发明涉及一种燃料电池冷却液进出口结构，包括依次设置的堆芯、绝缘板和端板，堆芯上设有冷却液进口和冷却液出口，端板上设有进出口通道，绝缘板上设有贯通绝缘板两侧面的V型通道，该V型通道包括两个分流口和一个汇流口，两个分流口位于朝向堆芯的一侧面，两个分流口均连通冷却液进口，或者均连通冷却液出口，汇流口位于朝向端板的一侧面，汇流口连通进出口通道。与现有技术相比，本发明可在燃料电机的冷却液流量快速变化时，确保冷却液的稳定流通，使燃料电池能够持续稳定的工作。使燃料电池能够持续稳定的工作。使燃料电池能够持续稳定的工作。


技术研发人员：张俊龙 李国全 王再平 邓菁菁 甘全全 戴威
受保护的技术使用者：上海神力科技有限公司
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2022/8/29