质子交换膜燃料电池及燃料电池堆栈

本发明涉新能源，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池及燃料电池堆栈。

背景技术：

1、随着燃料电池堆栈技术的成熟，其在汽车上的运用也逐渐普及，但燃料电池在工作时会产生较大热量，目前，汽车上的燃料电池主要以液体冷却为主，冷却液依靠燃料电池内部的冷却液流道进行换热。

2、现有的燃料电池由于体积较小，为保证功率密度，冷却液流道体积也较小，因此这种尺寸下冷却液的流动状态一般为层流，换热能力较差。因此，如何提升燃料电池的换热能力是一个亟待解决的问题。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种质子交换膜燃料电池及燃料电池堆栈，旨在解决如何提升燃料电池的换热能力的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种质子交换膜燃料电池，包括：双极板，所述双极板之间紧贴有膜电极，所述双极板靠近所述膜电极的一侧壁向远离所述膜电极的方向凹陷有气体流道，所述双极板远离所述膜电极的一侧壁向靠近所述膜电极的方向凹陷有冷却液流道，所述冷却液流道内部设置有挡块。

3、可选地，所述挡块沿所述冷却液流道方向设置，且相邻所述挡块之间距离相等。

4、可选地，所述冷却液流道两侧侧壁向所述冷却液流道内部延伸有凸块。

5、可选地，所述凸块在所述冷却液流道内上下交错设置。

6、可选地，所述凸块与相邻所述挡块之间距离相等。

7、可选地，所述挡块的形状为正方体。

8、可选地，所述凸块的形状为正方体。

9、可选地，所述冷却液流道为毛细管。

10、可选地，所述冷却液流道的数量为多个，且所述冷却液流道的长度方向相互平行，相邻所述冷却液流道之间距离相等。

11、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种燃料电池堆栈，包括如上文所述的质子交换膜燃料电池，所述质子交换膜燃料电池的数量为多个，所述质子交换膜燃料电池之间紧贴。

12、本发明通过在冷却液流道内部设置挡块，在冷却液流经冷却流道时减小了冷却流截面积，增加了冷却液的流速，同时使得冷却液出现紊乱的流动特征，各流体层之间发生流体质点交换，促进了冷却液流道内热量交换，进而在相同流速下提升了换热能力和换热效率。

技术特征：

1.一种质子交换膜燃料电池，其特征在于，包括：双极板，所述双极板之间紧贴有膜电极，所述双极板靠近所述膜电极的一侧壁向远离所述膜电极的方向凹陷有气体流道，所述双极板远离所述膜电极的一侧壁向靠近所述膜电极的方向凹陷有冷却液流道，所述冷却液流道内部设置有挡块。

2.如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述挡块沿所述冷却液流道方向设置，且相邻所述挡块之间距离相等。

3.如权利要求2所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述冷却液流道两侧侧壁向所述冷却液流道内部延伸有凸块。

4.如权利要求3所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述凸块在所述冷却液流道内上下交错设置。

5.如权利要求4所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述凸块与相邻所述挡块之间距离相等。

6.如权利要求5所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述挡块的形状为正方体。

7.如权利要求6所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述凸块的形状为正方体。

8.如权利要求1～7中任一项所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述冷却液流道为毛细管。

9.如权利要求8所述的质子交换膜燃料电池，其特征在于，所述冷却液流道的数量为多个，且所述冷却液流道的长度方向相互平行，相邻所述冷却液流道之间距离相等。

10.一种燃料电池堆栈，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述质子交换膜燃料电池，所述质子交换膜燃料电池的数量为多个，所述质子交换膜燃料电池之间紧贴。

技术总结
本发明涉及新能源技术领域，公开了一种质子交换膜燃料电池及燃料电池堆栈，该电池包括：双极板，双极板之间紧贴有膜电极，双极板靠近膜电极的一侧壁向远离膜电极的方向凹陷有气体流道，双极板远离膜电极的一侧壁向靠近膜电极的方向凹陷有冷却液流道，冷却液流道内部设置有挡块，本发明通过在冷却液流道内部设置挡块，在冷却液流经冷却流道时减小了冷却流截面积，增加了冷却液的流速，同时使得冷却液出现紊乱的流动特征，各流体层之间发生流体质点交换，促进了冷却液流道内热量交换，进而在相同流速下提升了换热能力和换热效率。

技术研发人员：刘祯,刘增鹏,李正,吴华伟,万锐
受保护的技术使用者：湖北文理学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12