本发明涉及一种质子交换膜燃料电池的金属双极板。
背景技术
金属双极板因为其厚度小、重量轻，易于批量生产，并可大幅度提高燃料电池堆的体积比功率和重量比功率而受到广泛关注。真正意义上的全金属双极板是指：利用金属薄板，通过模压或挤压等成型技术加工成氢、氧单极板，两片单极板仅通过粘接或者焊接即可构成双极板；同时该全金属双极板既能提供气体进出口与流通通道，又能利用两板直接结合而形成的独立腔作为冷剂进出口和流通通道。全金属双极板的上述功能要求提高了对结构设计的难度，因此，目前，真正意义上的全金属双极板并不是很多。
技术实现要素：
本发明提出一种质子交换膜电池金属双极板，该质子交换膜燃料电池金属双极板厚度薄，加工成本低，气腔阻力分配均匀性和冷却水腔阻力分配均匀性好，可以满足不同电池换热量需要。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种质子交换膜燃料电池的金属双极板，包括阴极单极板和阳极单极板，阴极单极板和阳极单极板的正面分别是阴、阳极腔，阴、阳极单板的背面相对，够成冷却水腔，阴、阳极单极板由中部凹凸沟槽构成的流场流道，流场流道两端的分配流道和与分配流道连通的进出口通道组成，分配流道的一端与流场流道连通，另一端分别与氢气进出口通道、空气进出口通道和水流进出口通道连通，
所述冷却腔的冷却液进出口流道为蛇形流道；
所述平行直型沟槽流场流道两端的分配流道是点状流道，所述点状流道是由向阴极单极板和阳极单极板正面凸起的相互不连接的凸台形成的流道，凸台的背面是凹坑，凸台的上平面与平行直型沟槽流场流道的凸起的上平面处于同一个平面上，凸台的下平面与平行直型沟槽流场流道的下平面处于同一个平面上，既阴、阳极单极板凸台的下平面的背面相互支撑，所述相互不连接的凸台在单极板的分配流道呈垂直和水平两个方向平行排列或者呈一个方向平行排列，另一个方向交错排列；
所述中间直流场流道由平行的凸起和沟槽组成，流道高度为凸起顶端到凹槽底的距离；
所述冷却腔分别位于上下两端，空气腔和氢气腔分别分布在两侧。
可选的，所述中间直流场流道与空气和氢气分配流道高度不同，所述中间直流场流道低于空气和氢气分配流道，空气和氢气分配流道的导流岛的上平面与中间直流场流道凸起的上平面处于同一个平面上，空气和氢气分配流道支撑点的下平面与中间直流场流道沟槽的下平面不在同一个平面上，支撑点的下平面低于中间直流场流道沟槽的下平面。
可选的，所示点状流道的凸台形状为圆形、方形、椭圆形和菱形中的一种。
可选的，所述阴、阳极单极板的四个顶角处均设有外定位拐角，所述外定位拐角上还设有内定位孔；每个所述外定位拐角上还设有两个巡检插孔；所述巡检插孔是由分别设在阴、阳极单极板外定位拐角上的、由直接冲压成型的凸起部两两方向相对并沿凸起部的长度方向焊接固定构成。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：
该质子交换膜燃料电池双极板由金属薄板冲压成型，阴、阳极单极板对应连接构成，空气腔、氢气腔和冷却腔三腔面积分配均匀，此种分配可增强双极板边缘强度，在两极板焊接固定时不易变形；阴极单极板向正面凸起的支撑点主要起分配气体的作用，向反面凸起的导流岛主要起支撑冷却腔流道的作用；相反地，阳极单极板中正面凸起的导流岛起分配气体的作用，反面凸起的支撑点起支撑冷却腔流道的作用，阴极单极板上的导流岛在两极板扣合后起到主要支撑接触面的作用，可以增强支撑强度。
该双极板厚度薄、流体相互严格分隔、流体分配好、重量轻、加工简单、加工成本低；提高了双极板的有效使用面积，气腔阻力分配均匀性和冷却水腔阻力分配均匀性好，冷却水腔水流阻力通过调整阴阳极腔流场形状和密封凹槽深度来改变，可以满足不同电池换热量需要。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明所提供的质子交换膜燃料电池双极板的阴极板结构示意图；
图2为本发明所提供的质子交换膜燃料电池双极板的阳极板结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种质子交换膜燃料电池的金属双极板，包括阴极单极板和阳极单极板，阴极单极板和阳极单极板的正面分别是阴、阳极腔，阴、阳极单板的背面相对，够成冷却水腔，阴、阳极单极板由中部凹凸沟槽构成的流场流道，流场流道两端的分配流道和与分配流道连通的进出口通道组成，分配流道的一端与流场流道连通，另一端分别与氢气进出口通道、空气进出口通道和水流进出口通道连通，
所述冷却腔的冷却液进出口流道为蛇形流道；
所述平行直型沟槽流场流道两端的分配流道是点状流道，所述点状流道是由向阴极单极板和阳极单极板正面凸起的相互不连接的凸台形成的流道，凸台的背面是凹坑，凸台的上平面与平行直型沟槽流场流道的凸起的上平面处于同一个平面上，凸台的下平面与平行直型沟槽流场流道的下平面处于同一个平面上，既阴、阳极单极板凸台的下平面的背面相互支撑，所述相互不连接的凸台在单极板的分配流道呈垂直和水平两个方向平行排列或者呈一个方向平行排列，另一个方向交错排列；
所述中间直流场流道由平行的凸起和沟槽组成，流道高度为凸起顶端到凹槽底的距离；
所述冷却腔分别位于上下两端，空气腔和氢气腔分别分布在两侧。
该质子交换膜燃料电池双极板由金属薄板冲压成型，阴、阳极单极板对应连接构成，空气腔、氢气腔和冷却腔三腔面积分配均匀，此种分配可增强双极板边缘强度，在两极板焊接固定时不易变形；阴极单极板向正面凸起的支撑点主要起分配气体的作用，向反面凸起的导流岛主要起支撑冷却腔流道的作用；相反地，阳极单极板中正面凸起的导流岛起分配气体的作用，反面凸起的支撑点起支撑冷却腔流道的作用，阴极单极板上的导流岛在两极板扣合后起到主要支撑接触面的作用，可以增强支撑强度。
该双极板厚度薄、流体相互严格分隔、流体分配好、重量轻、加工简单、加工成本低；提高了双极板的有效使用面积，气腔阻力分配均匀性和冷却水腔阻力分配均匀性好，冷却水腔水流阻力通过调整阴阳极腔流场形状和密封凹槽深度来改变，可以满足不同电池换热量需要。
具体的，所述中间直流场流道与空气和氢气分配流道高度不同，所述中间直流场流道低于空气和氢气分配流道，空气和氢气分配流道的导流岛的上平面与中间直流场流道凸起的上平面处于同一个平面上，空气和氢气分配流道支撑点的下平面与中间直流场流道沟槽的下平面不在同一个平面上，支撑点的下平面低于中间直流场流道沟槽的下平面。
其中，所示点状流道的凸台形状为圆形、方形、椭圆形和菱形中的一种。
一种优选的实施方式中，所述阴、阳极单极板的四个顶角处均设有外定位拐角，所述外定位拐角上还设有内定位孔；每个所述外定位拐角上还设有两个巡检插孔；所述巡检插孔是由分别设在阴、阳极单极板外定位拐角上的、由直接冲压成型的凸起部两两方向相对并沿凸起部的长度方向焊接固定构成。
如附图1和图2所示，阴阳极单极板上设有空气腔公用通道1、5，氢气腔公用通道2、4，冷却腔公用通道3、6，阴极流场流道7、9，阳极流场流道10、11，阴阳极中间直流场流道8。
空气走向：空气腔公用通道1,阴极流场流道7，阴极中间直流场流道8，阴极流场流道9，空气腔公用通道5；如图1所示；
氢气走向：氢气腔公用通道2，阳极流场流道10，阳极中间直流场流道8，阳极流场流道11，氢气腔公用通道4；如图2所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。