一种燃料电池水腔分配结构及燃料电池的制作方法

本发明涉及电池，尤其是涉及一种燃料电池水腔分配结构及燃料电池。

背景技术：

1、燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的将化学能直接转化为电能的发电装置。

2、在典型的质子交换膜燃料电池中，膜电极一般放在两块导电的极板之间，两块极板上均开设有导流槽。双极板上导流槽的作用是将燃料及氧化剂分别导入膜电极两侧的阳极和阴极区。双极板外侧的导流槽既是燃料及氧化剂进入阳极和阴极表面的通道，也是将电池运行中生成水的排水通道。燃料电池电化学反应时产生会产生热量，双极板内侧导流槽循环的冷却液将产生的热量从双极板及膜电极表面带走，使燃料电池的温度控制在合理的范围内。然而现有的燃料电池双极板结构由于导流槽的结构不合理，会出现导流槽内的冷却液分布不均匀，从而不能有效控制电堆堆芯温度等缺陷。

3、专利cn210467991u公开了一种燃料电池流体分配集块及其应用的燃料电池，该专利主要介绍了一种三腔流体分配的结构，为了结构的紧凑性，对流道的分配没有进行很好的设计，同时结构过于复杂，加工难度较大，各腔体之间的气密性无法得到有效保障不具有实际使用效果。

4、专利cn216288540u公开了流体分配结构、另一流体分配结构及其燃料电池系统，该专利主要介绍了一种三腔流体分配的结构，流体分配小型化设计，对水腔流道的分配没有进行进一步说明。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池水腔分配结构及燃料电池。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的技术方案之一为提供一种燃料电池水腔分配结构，包括依次连接的绝缘板、固定端板、第一接口端板和第二接口端板、以及设于所述固定端板内的若干个绝缘歧管，所述绝缘板上开设有若干个第一孔洞，每个所述绝缘歧管与所述绝缘板上的两个所述第一孔洞相匹配贯通，所述第一接口端板上还设有若干与每个所述绝缘歧管相贯通的第二孔洞，所述第二接口端板上还开设一与所述第一接口端板上所有所述第二孔洞统一贯通的第三孔洞。

4、固定端板用于增加电堆的结构强度，绝缘歧管一方面用于增强固定端板的结构强度，确保电堆的绝缘性，另一方面用于流体的分配一致性。

5、更进一步地，所述绝缘气管的个数为所述第一孔洞个数的1/2，以实现所有所述第一孔洞均能通过所述绝缘气管进行汇流。

6、进一步地，所述绝缘歧管的两端开口处均设有分别与所述绝缘板和所述第一接口端板密封的歧管密封圈。歧管密封圈用于防止冷却液的泄漏。

7、进一步地，所述绝缘歧管上设有若干用于固定所述绝缘歧管与所述固定端板的歧管固定螺钉。

8、进一步地，所述第二接口端板上所述第三孔洞的开口处设有与所述第一接口端板密封的接口端板密封圈。接口端板密封圈也是用于防止冷却液的泄漏。

9、进一步地，所述第二接口端板上设有若干用于固定所述第二接口端板和所述第一接口端板的第一接口端板固定螺钉。

10、进一步地，所述第二接口端板上还设有若干用于固定所述第二接口端板、所述第一接口端板和所述固定端板的第二接口端板固定螺钉。

11、进一步地，所述绝缘板上设有六个第一孔洞，所述固定端板上设有三个绝缘歧管，所述第一接口端板上设有与所述绝缘歧管贯通的3个第二孔洞。

12、进一步地，所述第一接口端板为绝缘端板。

13、进一步地，所述第二接口端板为绝缘端板。

14、本发明的技术方案之二为提供一种燃料电池，包括如上述技术方案之一所述的燃料电池水腔分配结构、双极板以及堆芯，所述双极板与所述绝缘板连接，所述双极板上开设有若干与所述绝缘板上所述第一孔洞贯穿的第四孔洞，所述堆芯设于所述双极板一侧。

15、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

16、(1)本发明通过优化双极板单侧均布的冷却液进出口进行结构整合，采用二合一、三合一等多次的合并汇流，提高了燃料电池内部的冷却液的分布一致性及换热效率，进而有效控制了电堆堆芯的温度。

17、(2)本发明采用的绝缘歧管提高了固定端板的结构强度，也避免了对绝缘板强度的影响。

技术特征：

1.一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，包括依次连接的绝缘板(2)、固定端板(4)、第一接口端板(5)和第二接口端板(6)、以及设于所述固定端板(4)内的若干个绝缘歧管(3)，所述绝缘板(2)上开设有若干个第一孔洞，每个所述绝缘歧管(3)与所述绝缘板(2)上的两个所述第一孔洞相匹配贯通，所述第一接口端板(5)上还设有若干与每个所述绝缘歧管(3)相贯通的第二孔洞，所述第二接口端板(6)上还开设一与所述第一接口端板(5)上所有所述第二孔洞统一贯通的第三孔洞。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述绝缘歧管(3)的两端开口处均设有分别与所述绝缘板(2)和所述第一接口端板(5)密封的歧管密封圈(8)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述绝缘歧管(3)上设有若干用于固定所述绝缘歧管(3)与所述固定端板(4)的歧管固定螺钉(7)。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述第二接口端板(6)上所述第三孔洞的开口处设有与所述第一接口端板(5)密封的接口端板密封圈(9)。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述第二接口端板(6)上设有若干用于固定所述第二接口端板(6)和所述第一接口端板(5)的第一接口端板固定螺钉(10)。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述第二接口端板(6)上还设有若干用于固定所述第二接口端板(6)、所述第一接口端板(5)和所述固定端板(4)的第二接口端板固定螺钉(11)。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述绝缘板(2)上设有六个第一孔洞，所述固定端板(4)上设有三个绝缘歧管(3)，所述第一接口端板(5)上设有与所述绝缘歧管(3)贯通的3个第二孔洞。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述第一接口端板(5)为绝缘端板。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池水腔分配结构，其特征在于，所述第二接口端板(6)为绝缘端板。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的燃料电池水腔分配结构、双极板(1)以及堆芯，所述双极板(1)与所述绝缘板(2)连接，所述双极板(1)上开设有若干与所述绝缘板(2)上所述第一孔洞贯穿的第四孔洞，所述堆芯设于所述双极板(1)一侧。

技术总结
本发明涉及一种燃料电池水腔分配结构及燃料电池，包括依次连接的绝缘板、固定端板、第一接口端板和第二接口端板、以及设于所述固定端板内的若干个绝缘歧管，所述绝缘板开设有若干个第一孔洞，每个所述绝缘歧管与所述绝缘板上的两个所述第一孔洞相匹配贯通，所述第一接口端板上还设有若干与每个所述绝缘歧管相贯通的第二孔洞，所述第二接口端板上还开设一与所述第一接口端板上所有所述第二孔洞统一贯通的第三孔洞。与现有技术相比，本发明通过优化双极板单侧均布的冷却液进出口进行结构整合，采用二合一、三合一等多次的合并汇流，提高了燃料电池内部的冷却液的分布一致性及换热效率，进而有效控制了电堆堆芯的温度。

技术研发人员：张亮亮,甘全全,戴威
受保护的技术使用者：上海神力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13