一种新型燃料电池用集成式集流板的制作方法

1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体为一种新型燃料电池用集成式集流板。


背景技术：

2.燃料电池中设置有集流板，集流板不仅要求具有良好的导电性和灵活性，还要求具有优良的耐电化学腐蚀性能，目前其材质主要是钢板，纯铜基板以及石墨板等，它们组成的燃料电池系统应用在不同的领域和场合。
3.目前的集流板通常利用在其内部设置加热板，来实现对燃料电池堆芯提供热量，从而对燃料电池低温冷启动提供辅助加热帮助，但这种设置在燃料电池堆芯启动后，由于燃料电池堆芯自身会散发热量且同时需要进行散热，加热板上的残余热量以及加热板贴合集流板内腔内壁设置，则会严重影响到燃料电池堆芯的散热效果，使用不便。
4.针对以上问题，提出了一种新型燃料电池用集成式集流板。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种新型燃料电池用集成式集流板，采用本装置进行工作，从而解决了上述背景中集流板内部设置加热板，用于对燃料电池堆芯提供热量，从而进行低温冷启动，但在燃料电池堆芯启动后，由于燃料电池堆芯自身会散发热量且同时需要进行散热，加热板上的残余热量以及加热板贴合集流板内腔内壁设置，则会严重影响到燃料电池堆芯的散热效果的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型燃料电池用集成式集流板，包括集流板和安装在集流板底部处的支撑板，且集流板和支撑板之间的四角处分别通过螺钉进行固定连接，集流板和支撑板中分别设置有冷却液通道、空气通道和氢气通道，所述集流板和支撑板之间嵌入安装有加热板，集流板的两端及两侧内腔中分别固定安装有小型电磁铁，集流板的两端及两侧内腔中分别安装有第一三角伸缩架，第一三角伸缩架分别设置在小型电磁铁的内侧处，支撑板的两端及两侧内腔中分别安装有第二三角伸缩架，支撑板的两端及两侧内腔中分别安装有连接带动架，且连接带动架分别设置在小型电磁铁的外侧处集流板的两端及两侧上端内腔中分别设置有封堵块，且封堵块分别设置在第一三角伸缩架的内侧处；
7.所述集流板的底面中部处设置有加热底槽，支撑板的顶面中部处设置有加热顶槽，加热板嵌入安装在设置在加热底槽和加热顶槽内，第一三角伸缩架和第二三角伸缩架的输出末端分别设置在加热底槽和加热顶槽内腔中，小型电磁铁分别设置在加热底槽上端的两端及两侧处。
8.进一步地，集流板表面设置有导电镀层，支撑板的材质为sus304不锈钢，且支撑板中设置有若干凸起，用于避免因装推力过大损坏加热板，加热板的材质为硅胶加热片。
9.进一步地，集流板底面的两端和两侧底面上分别设置有l型底槽，l型底槽分别设置在小型电磁铁的外侧处，且l型底槽的上端部与小型电磁铁相连通，加热底槽内腔的两端
和两侧顶面上分别设置有l型内槽，且l型内槽的上端外侧处分别与小型电磁铁相连通，集流板顶面的两端和两侧处分别设置有连通孔，连通孔分别设置在l型内槽的内侧处，连通孔分别与加热底槽和l型内槽相连通。
10.进一步地，l型内槽内腔外侧上端的两端内壁上分别设置有第一t型滑槽，连通孔内腔上端的外侧内壁上设置有侧壁凹槽，且侧壁凹槽内腔的外侧内壁上设置有横向连通孔，横向连通孔的外侧端与l型内槽相连通。
11.进一步地，支撑板顶面的两端和两侧处分别设置有l型对应槽，且l型对应槽的上端开口与l型底槽的下端开口处相对应，加热顶槽内腔的两端和两侧底面上分别设置有安装底槽，l型对应槽的下端部与安装底槽相连通，安装底槽外侧下端的两端内壁上分别设置有第二t型滑槽。
12.进一步地，第一三角伸缩架分别安装在l型内槽内腔中，第二三角伸缩架分别安装在安装底槽内腔中，第一三角伸缩架包括三角伸缩架主体和活动安装在三角伸缩架主体输出端外侧端的滑动磁块，滑动磁块通过复位弹簧弹性安装在小型电磁铁上，且滑动磁块的两端外壁上分别固定安装有t型滑块，且t型滑块分别滑动设置在第一t型滑槽中，三角伸缩架主体输出端的内侧端分别活动安装在l型内槽的内腔内壁上，第二三角伸缩架在安装底槽内腔中的连接方式与第一三角伸缩架在l型内槽内腔中的连接方式相同，且第二三角伸缩架中各结构的组成和连接方式与第一三角伸缩架中各结构的组成和连接方式相同。
13.进一步地，连接带动架的上端部和下端部分别滑动设置在l型底槽和l型对应槽中，连接带动架包括l型磁吸架和滑动安装在l型对应槽内腔中的l型带动架，l型磁吸架滑动设置在l型底槽中。
14.进一步地，l型磁吸架包括磁性滑板和固定安装在磁性滑板外侧底面上的底部凸块，底部凸块的底面中部处固定安装有插入卡块。
15.进一步地，l型带动架包括带动滑板和固定安装在带动滑板顶面外侧处的顶部凸块，且顶部凸块的顶面中部处设置有插入凹槽，且插入卡块插入设置在插入凹槽中，带动滑板固定安装在第二三角伸缩架输入端的外侧端上。
16.进一步地，封堵块包括封堵块主体和固定安装在封堵块主体外侧中部外壁上的带动杆，且带动杆的外侧端分别固定安装在滑动磁块上，封堵块主体滑动设置在侧壁凹槽中。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：当燃料电池堆芯需要进行低温冷启动时，则可启动集流板，此时加热板和小型电磁铁则可被同时启动，第一三角伸缩架和第二三角伸缩架则会被带动，推动加热板进入到集流板内腔中，从而通过集流板对堆芯进行加热，同理当小型电磁铁断电后，第一三角伸缩架和第二三角伸缩架复位，此时通过加热板与集流板之间分离，以及与集流板之间具有一定的间隔距离，在保证加热板上余热不会传导到堆芯上的同时，也可通过加热板与集流板之间的间隔距离，提升了集流板与堆芯贴合面的散热效果，全程自动，保证堆芯冷启动效果的同时，也提升了堆芯的散热效果。
附图说明
18.图1为本发明的整体立体结构示意图；
19.图2为本发明的整体拆分结构示意图；
20.图3为本发明的整体剖面示意图；
21.图4为本发明的集流板部分剖面图；
22.图5为本发明的支撑板部分剖面图；
23.图6为本发明的第一三角伸缩架平面结构示意图；
24.图7为本发明的封堵块平面结构示意图；
25.图8为本发明的封堵块立体结构示意图；
26.图9为本发明的连接带动架部分剖面示意图；
27.图10为本发明的l型带动架立体结构示意图；
28.图11为本发明的l型磁吸架立体结构示意图。
29.图中：1、集流板；11、加热底槽；12、l型内槽；121、第一t型滑槽；13、l型底槽；14、连通孔；141、侧壁凹槽；142、横向连通孔；2、支撑板；21、加热顶槽；22、安装底槽；221、第二t型滑槽；23、l型对应槽；3、加热板；4、小型电磁铁；5、第一三角伸缩架；51、三角伸缩架主体；52、滑动磁块；53、t型滑块；6、第二三角伸缩架；7、连接带动架；71、l型磁吸架；711、磁性滑板；712、底部凸块；713、插入卡块；72、l型带动架；721、带动滑板；722、顶部凸块；723、插入凹槽；8、封堵块；81、封堵块主体；82、带动杆；9、冷却液通道；10、空气通道；20、氢气通道；30、螺钉；40、复位弹簧。
具体实施方式
30.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。
31.为了解决集流板1内部设置加热板3，用于对燃料电池堆芯提供热量，从而进行低温冷启动，但在燃料电池堆芯启动后，由于燃料电池堆芯自身会散发热量且同时需要进行散热，加热板3上的残余热量以及加热板3贴合集流板1内腔内壁设置，则会严重影响到燃料电池堆芯的散热效果的技术问题，如图1-图6和图9-图11所示，提供以下优选技术方案：
32.一种新型燃料电池用集成式集流板，包括集流板1和安装在集流板1底部处的支撑板2，且集流板1和支撑板2之间的四角处分别通过螺钉30进行固定连接，集流板1和支撑板2中分别设置有冷却液通道9、空气通道10和氢气通道20，集流板1和支撑板2之间嵌入安装有加热板3，集流板1的两端及两侧内腔中分别固定安装有小型电磁铁4，集流板1的两端及两侧内腔中分别安装有第一三角伸缩架5，第一三角伸缩架5分别设置在小型电磁铁4的内侧处，支撑板2的两端及两侧内腔中分别安装有第二三角伸缩架6，支撑板2的两端及两侧内腔中分别安装有连接带动架7，且连接带动架7分别设置在小型电磁铁4的外侧处集流板1的两端及两侧上端内腔中分别设置有封堵块8，且封堵块8分别设置在第一三角伸缩架5的内侧处。
33.集流板1的底面中部处设置有加热底槽11，支撑板2的顶面中部处设置有加热顶槽21，加热板3嵌入安装在设置在加热底槽11和加热顶槽21内，第一三角伸缩架5和第二三角伸缩架6的输出末端分别设置在加热底槽11和加热顶槽21内腔中，小型电磁铁4分别设置在加热底槽11上端的两端及两侧处。
34.集流板1为导电部分，集流板1表面设置有导电镀层，集流板1上设置有与其他导电
部分连接的过孔结构，支撑板2的材质为sus304不锈钢，且支撑板2上设置有密封结构，且支撑板2中设置有若干凸起，用于避免因装推力过大损坏加热板3，加热板3的材质为硅胶加热片，加热板3的末端设置有连接线。
35.具体的，通过启动加热板3，即可通过集流板1的导热实现对燃料电池堆芯进行加热，结构设计合理、成本低、集成度高、安全可靠、能快速给堆芯提供热量，保证了燃料电池的低温冷启动效果。
36.集流板1底面的两端和两侧底面上分别设置有l型底槽13，l型底槽13分别设置在小型电磁铁4的外侧处，且l型底槽13的上端部与小型电磁铁4相连通，加热底槽11内腔的两端和两侧顶面上分别设置有l型内槽12，且l型内槽12的上端外侧处分别与小型电磁铁4相连通，集流板1顶面的两端和两侧处分别设置有连通孔14，连通孔14分别设置在l型内槽12的内侧处，连通孔14分别与加热底槽11和l型内槽12相连通，l型内槽12内腔外侧上端的两端内壁上分别设置有第一t型滑槽121。
37.支撑板2顶面的两端和两侧处分别设置有l型对应槽23，且l型对应槽23的上端开口与l型底槽13的下端开口处相对应，加热顶槽21内腔的两端和两侧底面上分别设置有安装底槽22，l型对应槽23的下端部与安装底槽22相连通，安装底槽22外侧下端的两端内壁上分别设置有第二t型滑槽221。
38.第一三角伸缩架5分别安装在l型内槽12内腔中，第二三角伸缩架6分别安装在安装底槽22内腔中，第一三角伸缩架5包括三角伸缩架主体51和活动安装在三角伸缩架主体51输出端外侧端的滑动磁块52，滑动磁块52通过复位弹簧40弹性安装在小型电磁铁4上，且滑动磁块52的两端外壁上分别固定安装有t型滑块53，且t型滑块53分别滑动设置在第一t型滑槽121中，三角伸缩架主体51输出端的内侧端分别活动安装在l型内槽12的内腔内壁上，第二三角伸缩架6在安装底槽22内腔中的连接方式与第一三角伸缩架5在l型内槽12内腔中的连接方式相同，且第二三角伸缩架6中各结构的组成和连接方式与第一三角伸缩架5中各结构的组成和连接方式相同。
39.连接带动架7的上端部和下端部分别滑动设置在l型底槽13和l型对应槽23中，连接带动架7包括l型磁吸架71和滑动安装在l型对应槽23内腔中的l型带动架72，l型磁吸架71滑动设置在l型底槽13中，l型磁吸架71包括磁性滑板711和固定安装在磁性滑板711外侧底面上的底部凸块712，底部凸块712的底面中部处固定安装有插入卡块713，l型带动架72包括带动滑板721和固定安装在带动滑板721顶面外侧处的顶部凸块722，且顶部凸块722的顶面中部处设置有插入凹槽723，且插入卡块713插入设置在插入凹槽723中，带动滑板721固定安装在第二三角伸缩架6输入端的外侧端上。
40.具体的，当燃料电池堆芯需要进行低温冷启动时，则可启动集流板1，此时加热板3和小型电磁铁4则可被同时启动，小型电磁铁4则会产生磁性，分别对滑动磁块52和磁性滑板711产生磁吸力，从而可带动三角伸缩架主体51的输入端的两端部进行距离越来越远的相对移动，此时三角伸缩架主体51的输出端则会回收到l型内槽12中，且在连接带动架7的带动下，即可同时带动第二三角伸缩架6输入端的两端部进行距离越来越近的相对移动，从而使得第二三角伸缩架6整体进行伸长，推动加热板3进入到集流板1内腔中，从而通过集流板1对堆芯进行加热，同理当小型电磁铁4断电后，在复位弹簧40的弹力作用下，即可带动第一三角伸缩架5复位，此时加热板3则会被推入到支撑板2中，第二三角伸缩架6复位，此时通
过加热板3与集流板1之间分离，以及与集流板1之间具有一定的间隔距离，在保证加热板3上余热不会传导到堆芯上的同时，也可通过加热板3与集流板1之间的间隔距离，提升了集流板1与堆芯贴合面的散热效果，全程自动，保证堆芯冷启动效果的同时，也提升了堆芯的散热效果。
41.进一步的，当集流板1与支撑板2之间进行贴合固定安装时，插入卡块713则会插入到插入凹槽723中，即可使得小型电磁铁4可通过连接带动架7分别带动第一三角伸缩架5和第二三角伸缩架6进行运动，结构设置巧妙，一个小型电磁铁4的设置，即可同时完成多种效果，减少使用和生产成本。
42.为了解决如何提升加热板3在堆芯低温冷启动时对堆芯的加热效果，以及防止加热板3的余热影响到堆芯的散热效果的技术问题，如图3、图4、图7和图8所示，提供以下优选技术方案：
43.连通孔14内腔上端的外侧内壁上设置有侧壁凹槽141，且侧壁凹槽141内腔的外侧内壁上设置有横向连通孔142，横向连通孔142的外侧端与l型内槽12相连通。
44.封堵块8包括封堵块主体81和固定安装在封堵块主体81外侧中部外壁上的带动杆82，且带动杆82的外侧端分别固定安装在滑动磁块52上，封堵块主体81滑动设置在侧壁凹槽141中。
45.具体的，当小型电磁铁4不启动时，第一三角伸缩架5上的滑动磁块52则会在复位弹簧40的弹力作用下，移动至第一t型滑槽121的内侧端处，此时在带动杆82的传动作用下，封堵块主体81则会对连通孔14进行封堵，从而减少加热板3的余热对堆芯的影响，当小型电磁铁4启动后，滑动磁块52则会通过带动杆82带动封堵块主体81从连通孔14中移动至侧壁凹槽141内，即可实现连通孔14的连通，此时则可提升集流板1的透热性能，提升了加热板3的加热效果，全程自动，方便使用。
46.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。