一种安装有高效率钛合金双极板的氢燃料电堆的制作方法

1.本实用新型涉及机械技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种安装有高效率钛合金双极板的氢燃料电堆。


背景技术：

2.氢燃料电堆是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置，氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，氢燃料电池整个运行过程中，除了消耗氧气和空气之外，没有其他的能源消耗，没有加油也没有充电，节能性能较强。
3.但是在实际使用时，氢燃料电堆由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成，在使用过程中双极板外围缺少防护措施，易导致障碍物进入影响双极板的使用过程。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种安装有高效率钛合金双极板的氢燃料电堆，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种安装有高效率钛合金双极板的氢燃料电堆，包括氢燃料电堆主体，所述氢燃料电堆主体的外表面设置有防护侧板，且所述防护侧板的中部固定连接有通风漏板，所述通风漏板的表面固定连接有散热风扇，所述氢燃料电堆主体和防护侧板的角边处均开设有紧固连接套槽，所述紧固连接套槽内设置有紧固连接套件，所述紧固连接套件通过紧固连接套槽套设于氢燃料电堆主体和防护侧板的角边贴合处。
6.优选地，所述氢燃料电堆主体由后端板、设置有3d流道的钛合金双极板堆叠体、前端板和紧固螺杆组成。
7.优选地，所述钛合金双极板堆叠体设置于后端板和前端板之间，所述后端板和前端板之间通过紧固螺杆螺纹连接。
8.优选地，所述钛合金双极板堆叠体由若干个钛合金双极板、气体扩散层垫片和催化剂涂层膜组成，若干个所述钛合金双极板、气体扩散层垫片和催化剂涂层膜之间交错叠合连接。
9.优选地，所述紧固连接套件由紧固连接套环和收缩螺纹套组成，所述收缩螺纹套两端内部设置有分别与紧固连接套环两端螺纹连接的一对相反向内螺纹。
10.本实用新型的技术效果和优点：
11.1、与现有技术相比，通过设置防护侧板和散热风扇，通过防护侧板对钛合金双极板堆叠体外部进行遮挡，以实现防护遮蔽障碍物的作用，且通过启动散热风扇使得散热风扇扇叶转动带动气流冲向钛合金双极板堆叠表面，以实现促进散热的作用。
12.2、与现有技术相比，通过设置紧固连接套件，通过转动收缩螺纹套处，使得紧固连
接套环两端之间的距离缩短，这样使得与通过紧固连接套环内侧所围范围缩小，并对氢燃料电堆主体和防护侧板之间的贴合处实现挤压，以此实现防护侧板与氢燃料电堆主体保持位置上的固定作用。
附图说明
13.图1为本实用新型的整体结构示意图。
14.图2为本实用新型紧固连接套件结构示意图。
15.图3为本实用新型氢燃料电堆主体结构示意图。
16.图4为本实用新型钛合金双极板堆叠体结构示意图。
17.图5为本实用新型钛合金双极板结构示意图。
18.图6为本实用新型钛合金双极板堆叠体局部剖切结构示意图。
19.附图标记为：1、氢燃料电堆主体；2、防护侧板；3、通风漏板；4、散热风扇；5、紧固连接套槽；6、紧固连接套件；7、3d流道；101、后端板；102、钛合金双极板堆叠体；103、前端板；104、紧固螺杆；1021、钛合金双极板；1022、气体扩散层垫片；1023、催化剂涂层膜；601、紧固连接套环；602、收缩螺纹套。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
21.如附图1-6所示的一种安装有高效率钛合金双极板的氢燃料电堆，包括氢燃料电堆主体1，氢燃料电堆主体1的外表面设置有防护侧板2，且防护侧板2的中部固定连接有通风漏板3，通风漏板3的表面固定连接有散热风扇4，氢燃料电堆主体1和防护侧板2的角边处均开设有紧固连接套槽5，紧固连接套槽5内设置有紧固连接套件6，紧固连接套件6通过紧固连接套槽5套设于氢燃料电堆主体1和防护侧板2的角边贴合处，紧固连接套件6由紧固连接套环601和收缩螺纹套602组成，收缩螺纹套602两端内部设置有分别与紧固连接套环601两端螺纹连接的一对相反向内螺纹，以便于通过防护侧板2对钛合金双极板堆叠体102外部进行遮挡，且防护侧板2安装通过与氢燃料电堆主体1外表面对应后套接紧固连接套件6，而后通过转动收缩螺纹套602处，使得紧固连接套环601两端之间的距离缩短，这样使得与通过紧固连接套环601内侧所围范围缩小，并对氢燃料电堆主体1和防护侧板2之间的贴合处实现挤压，依次实现防护侧板2与氢燃料电堆主体1保持位置上的固定作用，且防护侧板2上设置有散热风扇4，通过启动散热风扇4使得散热风扇4扇叶转动带动气流冲向钛合金双极板堆叠102表面，以实现促进散热的作用。
22.在一个优选地实施方式中，如附图1、附图3、附图4和附图5所示，氢燃料电堆主体1由后端板101、设置有3d流道7的钛合金双极板堆叠体102、前端板103和紧固螺杆104组成，钛合金双极板堆叠体102设置于后端板101和前端板103之间，后端板101和前端板103之间通过紧固螺杆104螺纹连接，钛合金双极板堆叠体102由若干个钛合金双极板1021、气体扩散层垫片1022和催化剂涂层膜1023组成，若干个钛合金双极板1021、气体扩散层垫片1022和催化剂涂层膜1023之间交错叠合连接，以便于本装置中氢燃料电堆主体1发生电化学反
应场所，为燃料电池系统核心部分，电堆工作时，氢气和氧气分别经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应，且该处为现有技术在此不做过多赘述。
23.其中如附图5所示，本装置中钛合金双极板1021两端的孔槽是共用腔室，共用腔室和流道之间是导流部分。
24.其中如附图5所示，本装置中钛合金双极板1021作为本装置运作中的核心构件，对燃料电池输出功率、成本控制和使用寿命有十分重要的作用，金属材质的是较为理想的质子交换膜燃料电池双极板材料，具有强度高、延展性好、加工工艺成熟、导电导热性能好等特点，能够有效地减少电堆的厚度和质量，大幅度提高质子交换膜燃料电池的能量密度，而金属材料中钛合金低密度、高强度，在质子交换膜燃料电池中具有良好的耐蚀性能，而且服役过程产生的腐蚀产物对质子交换膜和催化剂的毒性较小，可保证质子交换膜燃料电池的运行稳定性和长使用寿命。
25.其中如附图6所示，本装置中的钛合金双极板堆叠体102内采用3d流道，相较于2d流道，2d流道的气体均匀流动被流道限制，3d流道为气体均匀分布提供了更大的可能性，每一束气体不会被限制在单一的流道内，相邻流道内气体的交互更加自由，更多的湍流，且在传统沟脊式流道中，反应气由流道流场向膜电极输运基本依靠浓差扩散，效率低下；3d流道类似喷嘴，强制对流，通过节流加大流速，可以更好促进气体进入到扩散层。
26.本实用新型工作原理：本装置中氢燃料电堆主体1发生电化学反应场所，为燃料电池系统核心部分，电堆工作时，氢气和氧气分别经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应，且该处为现有技术在此不做过多赘述；通过在氢燃料电堆主体1外围设置防护侧板2，通过防护侧板2对钛合金双极板堆叠体102外部进行遮挡，且防护侧板2安装通过与氢燃料电堆主体1外表面对应后套接紧固连接套件6，而后通过转动收缩螺纹套602处，使得紧固连接套环601两端之间的距离缩短，这样使得与通过紧固连接套环601内侧所围范围缩小，并对氢燃料电堆主体1和防护侧板2之间的贴合处实现挤压，依次实现防护侧板2与氢燃料电堆主体1保持位置上的固定作用，且防护侧板2上设置有散热风扇4，通过启动散热风扇4使得散热风扇4扇叶转动带动气流冲向钛合金双极板堆叠102表面，以实现促进散热的作用。
27.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。
28.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。