燃料电池堆的制作方法

1.本实用新型涉及一种电池结构，尤其涉及一种燃料电池堆。


背景技术：

2.近年来，为了可确保对于更多的人负担得起、可靠、可持续且先进的能源的存取，正在进行与对能源的效率化作贡献的燃料电池有关的研究开发。可是，在与燃料电池有关的技术中，因入口连通通道的从燃料气体供给连通孔到燃料气体流动路径的长度彼此不同，较长的入口连通通道的流阻较高。故燃料气体在较长的入口连通通道的流量较低，导致燃料气体的流量分布不均。因此，有必要对燃料电池堆进行改良以克服所述问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种燃料电池堆，可使燃料气体的流量分布均匀。
4.本实用新型提供一种燃料电池堆，包括：发电电池，包括电化学结构及隔板结构，其中所述电化学结构包括电解质及两电极，所述两电极分别配置于所述电解质的两侧，所述隔板结构配置于所述电化学结构的两侧；燃料气体流动路径，配置于所述隔板结构的面对所述两电极的表面，其中燃料气体沿所述两电极流动；燃料气体供给连通孔，配置于所述发电电池的至少一个角部，其中所述燃料气体通过所述燃料气体供给连通孔而沿层叠方向流动并被供给到所述燃料气体流动路径；以及多个入口连通通道，连通于所述燃料气体供给连通孔与所述燃料气体流动路径的在流动方向上的上游端之间，其中所述多个入口连通通道的从所述燃料气体供给连通孔到所述燃料气体流动路径的长度彼此不同，所述多个入口连通通道中的具有最大长度的至少一个入口连通通道的在所述流动方向上的流动截面积大于所述多个入口连通通道中的其他入口连通通道的在所述流动方向上的流动截面积。
5.在本实用新型的一实施例中，所述的燃料电池堆还包括：燃料气体排出连通孔，配置于所述发电电池的位于所述至少一个角部的对角位置的另一角部，其中所述燃料气体通过所述燃料气体排出连通孔而从所述燃料气体流动路径被排出并沿所述层叠方向流动；以及多个出口连通通道，连通于所述燃料气体流动路径的在所述流动方向上的下游端与所述燃料气体排出连通孔之间，其中所述多个出口连通通道的从所述燃料气体流动路径到所述燃料气体排出连通孔的长度彼此不同，所述多个出口连通通道中的具有最大长度的至少一个出口连通通道的在所述流动方向上的流动截面积大于所述多个出口连通通道中的其他出口连通通道的在所述流动方向上的流动截面积。
6.在本实用新型的一实施例中，所述至少一个入口连通通道具有连接部分，所述连接部分连接所述燃料气体流动路径，所述连接部分的在所述流动方向上的流动截面积大于所述至少一个入口连通通道的其他部分的在所述流动方向上的流动截面积，所述连接部分具有肋。
7.在本实用新型的一实施例中，所述燃料气体流动路径具有旁路部分，所述旁路部分连接于所述多个入口连通通道中的具有最小长度的一个入口连通通道，所述旁路部分不
面对所述两电极。
8.基于上述，在本实用新型的燃料电池堆中，将具有较大长度的入口连通通道设置为具有较大的流动截面积以降低其流阻。据此，可适度提升燃料气体在具有较大长度的入口连通通道的流量，以避免燃料气体在具有较大长度的入口连通通道的流量过小而导致流量分布不均。从而，本实用新型的燃料电池堆可使燃料气体的流量分布均匀。
9.为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
10.图1是本实用新型一实施例的燃料电池堆的局部结构的前视图；
11.图2是图1的燃料电池堆的局部结构的侧视示意图；
12.图3是图1的燃料电池堆在燃料气体供给连通孔及入口连通通道处的局部放大图；
13.图4是图1的燃料电池堆在燃料气体排出连通孔及出口连通通道处的局部放大图；
14.图5是本实用新型另一实施例的燃料电池堆的局部结构的放大图；
15.图6是本实用新型另一实施例的燃料电池堆的局部结构的放大图。
16.附图标记说明：
17.100：燃料电池堆；
18.110：发电电池；
19.112：电化学结构；
20.1121：电解质；
21.1122：电极；
22.114：隔板结构；
23.1141：隔板；
24.1141a：表面；
25.120：燃料气体流动路径；
26.120a：上游端；
27.120b：下游端；
28.130：燃料气体供给连通孔；
29.140、140a、140b：入口连通通道；
30.1401a：连接部分；
31.150：燃料气体排出连通孔；
32.160、160a：出口连通通道；
33.c1、c2：角部；
34.d1、d2、d3：流动方向；
35.p1：发电部分；
36.p2：旁路部分；
37.r：肋；
38.x、y、z：轴向。
具体实施方式
39.图1是本实用新型一实施例的燃料电池堆的局部结构的前视图，其绘示出轴向x、y、z。图2是图1的燃料电池堆的局部结构的侧视示意图。请参考图1及图2，本实施例的燃料电池堆100包括发电电池110、燃料气体流动路径120、燃料气体供给连通孔130、多个入口连通通道140、燃料气体排出连通孔150及多个出口连通通道160。
40.发电电池110包括电化学结构112及隔板结构114。电化学结构112包括电解质1121及两电极1122，两电极1122例如分别是阳极及阴极且分别配置于电解质1121在燃料电池堆100的层叠方向(即平行于轴向y的方向)上的两侧。隔板结构114配置于电化学结构112在层叠方向(即平行于轴向y的方向)上的两侧。具体而言，隔板结构114例如包括两隔板1141，两隔板1141分别对应于两两电极1122，每一隔板1141的表面1141a面对其所对应的电极1122。
41.燃料气体流动路径120配置于隔板结构114的面对电极1122的表面1141a而位于隔板1141与对应的电极1122之间，燃料气体沿两电极1122流动，所述燃料气体例如是氢气。燃料气体供给连通孔130配置于发电电池110的角部c1，燃料气体排出连通孔150配置于发电电池110的位于角部c1的对角位置的另一角部c2。所述燃料气体通过燃料气体供给连通孔130而沿层叠方向(即平行于轴向y的方向)流动并被供给到燃料气体流动路径120，且所述燃料气体通过燃料气体排出连通孔150而从燃料气体流动路径120被排出并沿层叠方向(即平行于轴向y的方向)流动。燃料气体流动路径120在层叠方向(即平行于轴向y的方向)上重叠于电极1122而面向电极1122，使流经燃料气体流动路径120的燃料气体可用以发电。燃料电池堆的详细发电原理是本领域已知，于此不加以赘述。
42.入口连通通道140连通于燃料气体供给连通孔130与燃料气体流动路径120的在流动方向d1上的上游端120a之间。出口连通通道160连通于燃料气体流动路径120的在流动方向d1上的下游端120b与燃料气体排出连通孔150之间。从而，所述燃料气体可从燃料气体供给连通孔130通过入口连通通道140而流动至燃料气体流动路径120，且可从燃料气体流动路径120通过出口连通通道160而流动至燃料气体排出连通孔150。在本实施例中，多个入口连通通道140的从燃料气体供给连通孔130到燃料气体流动路径120的长度彼此不同，且多个出口连通通道160的从燃料气体流动路径120到燃料气体排出连通孔150的长度彼此不同。
43.图3是图1的燃料电池堆在燃料气体供给连通孔及入口连通通道处的局部放大图。图4是图1的燃料电池堆在燃料气体排出连通孔及出口连通通道处的局部放大图。如图3所示，具有最大长度的入口连通通道(标示为入口连通通道140a)的在流动方向d2上的流动截面积大于其他入口连通通道140的在流动方向d2上的流动截面积。类似地，如图4所示，具有最大长度的出口连通通道(标示为出口连通通道160a)的在流动方向d3上的流动截面积大于其他出口连通通道160的在流动方向d3上的流动截面积。
44.如上所述，在本实施例的燃料电池堆100中，将具有较大长度的入口连通通道140设置为具有较大的流动截面积以降低其流阻，且将具有较大长度的出口连通通道160设置为具有较大的流动截面积以降低其流阻。据此，可适度提升燃料气体在具有较大长度的入口连通通道140的流量并适度提升燃料气体在具有较大长度的出口连通通道160的流量，以避免燃料气体在具有较大长度的入口连通通道140及具有较大长度的出口连通通道160的流量过小而导致流量分布不均。从而，本实施例的燃料电池堆100可使燃料气体的流量分布
均匀。
45.图5是本实用新型另一实施例的燃料电池堆的局部结构的放大图。图5所示实施例与前述实施例的大部分配置相同或相似，其入口连通通道140a具有用以连接燃料气体流动路径120的连接部分1401a，连接部分1401a的在流动方向d2上的流动截面积大于入口连通通道140a的其他部分的在流动方向d2上的流动截面积。图5所示实施例与前述实施例的主要不同处在于，图5中的连接部分1401a具有肋r，肋r可增加连接部分1401a处的结构刚性以抑制结构挠曲。据此，即使连接部分1401a的流动截面积大，连接部分1401a仍有足够的结构刚性，以避免结构挠曲而导致流量不均。并且，由于连接部分1401a的流动截面积往下扩张，故连接部分1401a的下半部的流量有增大的倾向。如图5所示般在连接部分1401a的下半部处增设肋r，则流经连接部分1401a的下半部的燃料气体受到肋r阻挡并分散而使流量适度降低，此亦有助于使连接部分1401a中的燃料气体的流量均匀。
46.图6是本实用新型另一实施例的燃料电池堆的局部结构的放大图。图6所示实施例与前述实施例的大部分配置相同或相似，其燃料气体流动路径120具有发电部分p1及旁路部分p2，发电部分p1在层叠方向(即平行于轴向y的方向)上重叠于电极(如图2所示的电极1122)而面对电极，旁路部分p2在层叠方向(即平行于轴向y的方向)上不重叠于电极(如图2所示的电极1122)而不面对电极。从而，燃料气体流动路径120在发电部分p1进行发电而在旁路部分p2不进行发电。图6所示实施例与前述实施例的主要不同处在于，图6中的旁路部分p2连接于具有最小长度的一个入口连通通道(标示为入口连通通道140b)，发电部分p1连接于其他入口连通通道140。据此，因具有最小长度的入口连通通道140b所连接的旁路部分p2不进行发电，故即使入口连通通道140b位于最边缘处而流量较小，其不会导致发电不均。
47.综上所述，在本实用新型的燃料电池堆中，将具有较大长度的入口连通通道设置为具有较大的流动截面积以降低其流阻。据此，可适度提升燃料气体在具有较大长度的入口连通通道的流量，以避免燃料气体在具有较大长度的入口连通通道的流量过小而导致流量分布不均。从而，本实用新型的燃料电池堆可使燃料气体的流量分布均匀。
48.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的实施例的技术方案的范围。