端板组件及燃料电池堆的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种端板组件及燃料电池堆。


背景技术：

2.燃料电池堆的端板是安装于电堆两侧，用于压紧固定燃料电池电堆、气体和冷却液的密封以及电堆的保温、散热。燃料电池电堆中，电堆的两端散热能力强，两端的温度低于中间部分，导致燃料电池堆两侧的单电池电压明显低于中间温度较高部分的单电池电压，降低了电堆电压的均一性。为了解决上述问题，现有技术大都通过增加加热片加热电堆前后两侧的方式，以提高两侧单电池的运行环境温度。但是采用上述方案需要增加其他原件且消耗能量，增加成本和系统复杂度并降低了燃料电池堆系统效率。


技术实现要素：

3.基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种端板组件及燃料电池堆，成本较低，无需增设耗能设备，燃料电池堆两侧的保温效果较好，电堆电压均一性高，燃料电池堆性能较好。
4.为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种端板组件，包括至少两个端板，所述端板堆叠连接，一个或多个所述端板上开设有至少一个凹槽，至少部分所述凹槽与其相邻的所述端板形成密封气室。
6.作为一种端板组件的优选方案，所述端板包括第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板堆叠连接，所述第二端板上至少开设有一个凹槽，所述第一端板和至少部分所述凹槽形成所述密封气室。
7.作为一种端板组件的优选方案，所述第一端板还用于压紧电堆的一端，所述凹槽均设置于所述第二端板的一侧，所述第一端板与所述凹槽形成所述密封气室。
8.作为一种端板组件的优选方案，所述第一端板还用于压紧电堆的一端，所述第二端板的相对设置的两侧均设有所述凹槽，所述第一端板与所述第二端板的一侧的所述凹槽形成所述密封气室。
9.作为一种端板组件的优选方案，所述端板还包括第三端板，所述第三端板设在所述第二端板背离所述第一端板的一侧，所述第三端板用于压紧电堆的一端。
10.作为一种端板组件的优选方案，所述第二端板的相对设置的两侧均设有所述凹槽，所述第一端板与所述第二端板的一侧的所述凹槽形成一组所述密封气室，所述第三端板与所述第二端板的另一侧的所述凹槽形成另一组所述密封气室。
11.作为一种端板组件的优选方案，所述凹槽设置于所述第二端板的一侧，所述第一端板与所述凹槽形成所述密封气室。
12.作为一种端板组件的优选方案，所述密封气室内呈真空状态或填充有保温气体。
13.作为一种端板组件的优选方案，所述密封气室的内壁设置有保温层。
14.一种燃料电池堆，包括上述任一技术方案所述的端板组件。
15.本实用新型的有益效果为：
16.本实用新型提供一种端板组件及燃料电池堆，端板组件包括至少两个端板，通过在一个或多个端板上开设至少一个凹槽，由于端板堆叠连接，使得至少部分凹槽能够与相邻的端板形成密封气室，其它部分凹槽可以根据重量或空间需求设置。在上述结构下，该端板组件不仅重量较轻，结构强度和稳定性较好，且便于生产，无需增设耗能设置即可对燃料电池堆的两侧保温，减少电堆热量散失，保温效果较高，提高电堆电压的均一性，从而提高燃料电池堆的整体性能。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例一提供的端板组件的结构示意图一(凹槽设置于第二端板的一侧)；
19.图2是本实用新型实施例一提供的端板组件的结构示意图二(凹槽设置于第二端板的两侧)；
20.图3是本实用新型实施例二提供的端板组件的结构示意图一(凹槽设置于第二端板的一侧)；
21.图4是本实用新型实施例二提供的端板组件的结构示意图二(凹槽设置于第二端板的两侧)。
22.图中：
23.1、第一端板；10、凹槽；100、密封气室；2、第二端板；3、第三端板。
具体实施方式
24.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。
25.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。
26.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。
27.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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。
28.实施例一
29.如图1和图2所示，本实施例提供一种端板组件，该端板组件包括至少两个端板，于本实施例中，端板组件包括两个端板时，包括第一端板1和第二端板2，第一端板1和第二端板2堆叠连接，第二端板2上至少开设有一个凹槽10，第一端板1和至少部分凹槽10形成密封气室100。通过在第二端板2上开设凹槽10，由于第一端板1和第二端板2堆叠连接，使得第一端板1能够与第二端板2上的至少部分凹槽10形成密封气室100，其它部分凹槽10可以根据重量或空间需求设置。在上述结构下，该端板组件不仅重量较轻，结构强度和稳定性较好，且便于生产，无需增设耗能设置即可对燃料电池堆的两侧保温，减少电堆热量散失，保温效果较高，提高电堆电压的均一性，从而提高燃料电池堆的整体性能。
30.可选地，密封气室100的截面可以呈梯形、矩形、三角形或其它异性结构等。优选为梯形，便于加工，减少第一端板1和第二端板2的连接面积，增大密封气室100的容积。
31.优选地，密封气室100内呈真空状态或填充有保温气体。使得密封气室100能够更好地对电堆两侧保温，防止热量散失，保证电堆电压的均一性。更为优选地，密封气室100的内壁设置有保温层，进一步提高密封气室100的保温性能，保温层可以采用泡棉等，简单易得，成本低廉。
32.本实施例中，第一端板1还用于压紧电堆的一端。具体可选地，如图1所示，凹槽10均设置在第二端板2的一侧，第一端板1设在所有凹槽10上。即第一端板1的一侧连接电堆的一端，另一侧连接第二端板2，且第二端板2靠近第一端板1的一侧设置有该凹槽10，第一端板1和所有凹槽10形成上述的密封气室100。在上述结构下，加工简单，节省材料，且具有良好的保温效果。优选地，第二端板2上靠近第一端板1的一侧设置有至少两个凹槽10，第一端板1和所有凹槽10形成密封气室100，即每相邻两个凹槽10之间形成一个加强筋，使得第二端板2重量较轻的同时结构强度较高，从而使得该端板组件的稳定性较好。
33.或者如图2所示，第二端板2的相对设置的两侧均设有凹槽10，第一端板1设置于第二端板2的一侧的凹槽10上。即第一端板1的一侧连接电堆的一端，另一侧连接第二端板2，并与该侧的凹槽10形成密封气室100。在上述结构下，第二端板2能够对称加工，使得第二端板2的结构稳定，重量更轻，且未形成密封气室100的一侧凹槽10能够根据燃料电池堆的具体结构避让设置。
34.优选地，第一端板1由绝缘塑胶材料制成，第一端板1与电堆抵接，起到绝缘作用，第二端板2由金属材料制成，强度稳定。更为优选地，第一端板1和第二端板2注塑成型，即在第二端板2上开设注塑孔，第一端板1伸出部分和第二端板2上的注塑孔连接后加热，使得第一端板1和第二端板2连接牢固，且能够避免连接处出现间隙导致密封气室100漏气等。
35.实施例二
36.如图3和图4所示，本实施例提供的端板组件与实施例一提供的端板组件的区别在于，该端板组件还包括第三端板3，第三端板3设在第二端板2背离第一端板1的一侧，第三端
板3用于压紧电堆的一端。在本实施例中，第三端板3的一侧与电堆的一端抵接，另一端连接第二端板2的一侧，第二端板2的另一侧连接第一端板1，且第一端板1和第二端板2上的凹槽10形成密封气室100。优选地，第一端板1的厚度小于第三端板3的厚度，第三端板3压紧电堆，具有一定的厚度的第三端板3能够在压紧电堆时防止破裂，而第一端板1是用于密封凹槽10形成密封气室100，较薄的第一端板1能够减轻端板组件的整体厚度和重量，节省成本，便于加工和安装。
37.具体可选地，如图3所示，凹槽10均设置于第二端板2的一侧，第一端板1设在所有凹槽10上。在上述结构下，便于第二端板2和第三端板3的连接和加工，同时第一端板1和第二端板2形成的密封气室100能够对电堆两端保温。
38.或者，如图4所示，第二端板2的相对设置的两侧均设有凹槽10，第一端板1与第二端板2的一侧的凹槽10形成一组密封气室100，第三端板3与第二端板2的另一侧的凹槽10形成另一组所述密封气室100。在上述结构下，密封气室100数量较多，保温效果更好，且由于第二端板2的两侧均设有凹槽10，重量较轻。
39.优选地，第一端板1和第三端板3均由绝缘塑胶材料制成，起到绝缘作用，且重量较轻，第二端板2采用金属材料制成，提高该端板组件的强度。
40.本实施例中，可以根据实际情况和保温需求选择端板组件的具体形态，实用性和适用性较高。
41.实施例三
42.本实施例还提供一种燃料电池堆，该燃料电池堆包括上述的端板组件。可选地，电堆两端均可采用上述的端板组件，也可以只在一端使用上述的端板组件。进一步可选地，电堆两侧的端板，一侧为盲端板，另一侧为气口端板，气口端板和/或盲端板可以采用上述的端板组件，具体可以根据电堆实际的性能情况进行设置。通过采用上述的端板组件，能够对燃料电池堆的两侧起到良好的隔热保温作用，避免电堆两侧的温度与电堆中间的温差过大，提高电堆电压的均一性，从而提高燃料电池堆的整体性能。且该燃料电池堆结构简单，无需使用耗能设备，节省成本。
43.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域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。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。