一种燃料电池双极板结构的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池双极板结构。


背景技术：

2.燃料电池是一种能量转换装置，它直接将化学能转化为电能。根据实际应用中对燃料电池的功率要求，通常燃料电池由几十片到几百片单电池串联组成，在燃料电池运行过程中，单片电池的异常会影响整个燃料电池的性能与安全。为了确保燃料电池的正常工作并评估其性能，需要对运行参数进行实时监控。而单片电池电压是电池发生性能的最直接反映，因此，应对其进行实时监测，将采集到的单片电池电压数据发送给燃料电池主控制器，并将其显示、存储，方便相关人员监测、分析研究，以维护燃料电池安全运行。
3.目前，使用燃料电池单电池巡检片对单片电池电压进行监测，而燃料电池单电池巡检片的安装存在一定难度，尤其是使用石墨双极板的燃料电池堆上。目前，将巡检片通过粘结剂/胶片直接粘接在双极板上，这种方式操作复杂，难以保证巡检片粘接的一致性，且巡检片更易脱落，导致对单片电池电压的监测结果有误。


技术实现要素：

4.鉴于以上问题，本实用新型的目的是提供一种燃料电池双极板结构，以解决现有巡检片通过粘结剂/胶片直接粘接在双极板上，操作复杂，难以保证巡检片粘接的一致性，且巡检片易脱落，导致对单片电池电压的监测结果有误的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型所述燃料电池双极板结构，包括第一单极板、第二单极板和巡检片，所述第一单极板和所述第二单极板中的其中一个单极板的一侧边缘处设置有凹槽，所述凹槽设置有第一槽口和第二槽口，所述第一槽口与所述第一单极板和所述第二单极板中的另一个单极板相对布置，所述第二槽口与设置有所述凹槽的所述第一单极板或所述第二单极板的边缘贯穿布置；所述第一单极板与所述第二单极板盖合密封连接，所述第一单极板和所述第二单极板中的另一个单极板盖合在所述凹槽的所述第一槽口上，使得所述第一单极板和所述第二单极板中的另一个单极板与所述凹槽之间形成巡检片安装槽，所述巡检片安装在所述巡检片安装槽内。
7.优选地，所述凹槽的槽底设置支撑柱，所述巡检片设置有与所述支撑柱相匹配的通孔，所述巡检片套设在所述支撑柱上。
8.优选地，所述支撑柱与设置有所述凹槽的所述第一单极板或所述第二单极板一体成型布置。
9.优选地，所述凹槽的槽底截面形状与所述巡检片插入所述巡检片安装槽内的截面形状相同。
10.优选地，所述凹槽自所述第一槽口至槽底的槽深小于所述第一单极板或所述第二单极板的厚度。
11.优选地，所述凹槽设置于所述第一单极板的长度方向或宽度方向的一侧边缘处，或所述凹槽设置于所述第二单极板的长度方向或宽度方向的一侧边缘处。
12.优选地，所述第一单极板和所述第二单极板之间设置有密封结构。
13.优选地，所述密封结构包括密封槽和密封条，所述密封槽沿设置有所述凹槽的所述第一单极板或所述第二单极板的圆周方向布置，所述密封条填充设置在所述密封槽内。
14.优选地，所述密封槽与所述凹槽的相对位置处，所述密封槽向远离所述凹槽的一侧凸起设置。
15.本实用新型实施例一种燃料电池双极板结构与现有技术相比，其有益效果在于：
16.本实用新型实施例的燃料电池双极板结构，在第一单极板和第二单极板中的其中一个单极板的一侧边缘处设置有凹槽，凹槽的第一槽口与第一单极板和第二单极板中的另一个单极板相对布置，第二槽口与设置凹槽处的单极板相应的边缘处贯穿布置，第一单极板与第二单极板盖合密封连接。以凹槽设置在第一单极板上为例，当第一单极板与第二单极板盖合时，第二单极板盖合在凹槽的第一槽口上，在第二单极板与凹槽之间的空腔形成巡检片安装槽，巡检片可自第二槽口安装至巡检片安装槽内，由于第二单极板盖合在第一槽口上，第二单极板可对巡检片起到遮挡作用，避免巡检片自巡检片安装槽内掉出，从而形成了带有巡检片的双极板结构，无需使用粘结剂粘接巡检片，且安装简单、牢固。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例所述燃料电池双极板结构的组装示意图；
18.图2是本实用新型实施例中第一单极板和巡检片的安装结构示意图；
19.图3是图2中的a－a向视图；
20.图4是图2中的b部分的局部放大示意图；
21.图5是本实用新型实施例中密封结构的安装示意图；
22.图中，1、第一单极板；11、空气出口；12、冷却液出口；13、氢气出口；14、空气入口；15、冷却液入口；16、氢气入口；2、第二单极板；3、巡检片；4、凹槽；41、支撑柱；5、密封结构。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
24.如图1－图4所示，本实用新型实施例的一种燃料电池双极板结构，包括第一单极板1、第二单极板2和巡检片3，所述第一单极板1和所述第二单极板2中的其中一个单极板的一侧边缘处设置有凹槽4，所述凹槽4设置有第一槽口和第二槽口，所述第一槽口与所述第一单极板1和所述第二单极板2中的另一个单极板相对布置，所述第二槽口与设置有所述凹槽4的所述第一单极板1或所述第二单极板2的边缘贯穿布置；所述第一单极板1与所述第二单极板2盖合密封连接，所述第一单极板1和所述第二单极板2中的另一个单极板盖合在所述凹槽4的所述第一槽口上，使得所述第一单极板1和所述第二单极板2中的另一个单极板与所述凹槽4之间形成巡检片安装槽，所述巡检片3可自第二槽口安装在所述巡检片安装槽内。
25.本实用新型所述燃料电池双极板结构为带有巡检片3的双极板结构，在其中一个
单极板上设置凹槽4，利用另一个单极板盖合在凹槽4上形成巡检片安装槽，将巡检片3安装在巡检片安装槽内时，由于单极板的遮挡作用，使得巡检片3无法自巡检片安装槽内掉出，无需粘接固定，安装简单。
26.需要说明的是，本实用新型中，第一单极板1可以是氢极板，也可以是氧极板。当第一单极板1是氢极板时，则第二单极板2是氧极板；当第一单极板1是氧极板时，则第二单极板2是氢极板。第一单极板1和第二单极板2中，仅有其中一个单极板上设置有凹槽4，利用另一个单极板盖合在凹槽4的第一槽口处，可起到遮挡作用。凹槽4可以设置于第一单极板1和第二单极板2中的任意一个单极板上。凹槽4在第一单极板1和第二单极板2上的设置方式基本相同，以下仅以凹槽4设置在第一单极板1上为例进行说明。
27.本实施例中，所述凹槽4的槽底设置支撑柱41，所述巡检片3设置有与所述支撑柱41相匹配的通孔，所述巡检片3套设在所述支撑柱41上，其中，该槽底为自第一槽口向下延伸的槽底。支撑柱41的中心轴线沿第一单极板1的厚度方向延伸设置。支撑柱41的截面形状与通孔的截面形状相同，当巡检片3利用通孔套设在支撑柱41上时，支撑柱41可以对巡检片3进行定位，且可以进一步限制巡检片3在第一单极板1的长度方向或宽度方向上的位移，使得巡检片3更加牢固地位于巡检片安装槽内。本实施例中，支撑柱41为方柱。
28.进一步地，优选地，所述支撑柱41与设置有所述凹槽4的所述第一单极板1或所述第二单极板2一体成型布置。本实施例中，凹槽4设置在第一单极板1上，则支撑柱41与第一单极板1一体成型布置。支撑柱41的顶部与第一单极板1的表面平齐。
29.本实施例中，所述凹槽4的槽底截面形状与所述巡检片3插入所述巡检片安装槽内的截面形状相同，其中，该槽底包括自第一槽口延伸的槽底，也包括自第二槽口延伸的槽底，使得巡检片安装槽与巡检片3的结构形状相适配，避免巡检片3在巡检片安装槽内晃动。
30.本实施例中，所述凹槽4自所述第一槽口至槽底的槽深小于所述第一单极板1或所述第二单极板2的厚度。当凹槽4设置于第一单极板1上时，则相应的槽深小于第一单极板1的厚度；当凹槽4设置于第二单极板2上时，则相应的槽深小于第二单极板2的厚度。
31.本实施例中，所述凹槽4设置于所述第一单极板1的长度方向或宽度方向的一侧边缘处，或所述凹槽4设置于所述第二单极板2的长度方向或宽度方向的一侧边缘处。凹槽4在第一单极板1和第二单极板2上的设置位置可以根据燃料电池双极板结构、燃料电池堆的结构设计要求确定。以凹槽4设置于第一单极板1的长度方向的一侧边缘处为例，凹槽4既可以设置于该侧的端部位置，也可以设置于该侧的中间区域。凹槽4的具体结构形式可以根据巡检片3的具体结构确定。因此，本实用新型中凹槽4在第一单极板1或第二单极板2上的设置位置和凹槽4的结构形式可根据实际应用情况具体设定，扩大适用范围。
32.如图5所示，所述第一单极板1和所述第二单极板2之间设置有密封结构5，通过密封结构5使得第一单极板1和第二单极板2密封盖合，避免燃料电池的冷却液泄露。
33.本实施例中，所述密封结构5包括密封槽和密封条，所述密封槽沿设置有所述凹槽4的所述第一单极板1的圆周方向布置，所述密封条填充设置在所述密封槽内。当凹槽4设置在第二单极板2上时，则相应的密封槽沿第二单极板2的圆周方向布置。进一步地，在第一单极板1的空气出口11与冷却液出口12之间的间隔、冷却液出口12与氢气出口13之间的间隔、空气入口14与冷却液入口15之间的间隔、冷却液入口15和氢气入口16之间的间隔均设置有密封槽，且密封槽内填充有密封条，以提高第一单极板1和第二单极板2之间的密封性，避免
冷却液流出。
34.为了密封槽和凹槽4的设置位置互不干涉，优选地，所述密封槽与所述凹槽4的相对位置处，所述密封槽向远离所述凹槽4的一侧凸起设置，从而使得密封槽的设置避开凹槽4的设置位置，且凹槽4不会截断密封槽而影响到密封性，保证密封槽的连续性。
35.需要指出的是，第一单极板1和第二单极板2的接合方式具有多种，例如，第一单极板1和第二单极板2可以适用粘合剂粘合固定；第一单极板1和第二单极板2为金属极板时，第一单极板1和第二单极板2也可以采用焊接的方式固定。
36.本实用新型的制作过程为：
37.在第一单极板1上设置凹槽4，将巡检片3套设在凹槽4内的支撑柱41上；然后在密封槽内填充密封条，将第二单极板2盖合在第一单极板1上，形成带有巡检片3的双极板结构。
38.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。