燃料电池流场分配装置、燃料电池、发动机及车辆的制作方法

本发明属于燃料电池，尤其是涉及一种燃料电池流场分配装置、燃料电池、发动机及车辆。

背景技术：

1、质子交换膜燃料电池中的双极板具有分配氢、空气、冷却液的作用。为保证电化学反应的正常进行，极板中的流场需要实现将反应物均匀分配到整个反应活性面积中。现有的双极板存在分配不均匀的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种燃料电池流场分配装置、燃料电池、发动机及车辆，至少部分的解决现有技术中存在的分配不均匀的问题。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种燃料电池流场分配装置，包括：入口、出口、分配区和反应区；

3、所述分配器上设置多个岛状物，经入口进入的流体经分配区后进入反应区，然后经出口流出；

4、所述岛状物用于实现流体从入口到反应区的均匀过渡分配。

5、可选的，所述反应区包括均匀细直流道或蜿蜒流道。

6、可选的，所述岛状物为圆柱形或方形。

7、可选的，岛状物之间的间距和岛状物与反应区之间的间距，基于雷诺数re设置，基于雷诺数re设置岛状物之间的间距和岛状物与反应区之间的间距，从而调控分配区尾部旋涡形式，实现流量均匀分布。

8、可选的，当岛状物后端局部细流道流量异常时，首先调节岛状物之间的间距，从而获得相应的雷诺数re，根据雷诺数re对应的尾部绕流形式再调节岛状物与反应区之间的间距，从而避免尾部漩涡发生在反应区入口。

9、可选的，当岛状物后端局部细流道流量偏低时，首先调节岛状物之间的间距，从而获得相应的雷诺数re，根据雷诺数re对应的尾部绕流形式再调节岛状物与反应区之间的间距，提高流量。

10、可选的，当岛状物后端局部细流道流量偏多时，首先调节岛状物之间的间距，从而获得相应的雷诺数re，根据雷诺数re对应的尾部绕流形式再调节岛状物与反应区之间的间距，降低流量。

11、第二方面，本公开实施例还提供了一种燃料电池，包括第一方面任一所述的分配装置。

12、第三方面，本公开实施例还提供了一种发动机，包括第一方面任一所述的分配装置。

13、第四方面，本公开实施例还提供了一种车辆，包括第一方面任一所述的分配装置。

14、本发明提供的燃料电池流场分配装置、燃料电池、发动机及车辆。其中该燃料电池流场分配装置，通过设计分配区岛状物，来设计分配区流速，获得不同的尾流流态，调节反应区流量分布。从而达到提高分配均匀性，减少迭代优化周期的目的。而通过对岛状物关键尺寸设计，使得分配区流速更加均匀。

技术特征：

1.一种燃料电池流场分配装置，其特征在于，包括：入口、出口、分配区和反应区；

2.根据权利要求1所述的燃料电池流场分配装置，其特征在于，所述反应区包括均匀细直流道或蜿蜒流道。

3.根据权利要求1所述的燃料电池流场分配装置，其特征在于，所述岛状物为圆柱形或方形。

4.根据权利要求1所述的燃料电池流场分配装置，其特征在于，岛状物之间的间距和岛状物与反应区之间的间距，基于雷诺数re设置，基于雷诺数re设置岛状物之间的间距和岛状物与反应区之间的间距，从而调控分配区尾部旋涡形式，实现流量均匀分布。

5.根据权利要求4所述的燃料电池流场分配装置，其特征在于，当岛状物后端局部细流道流量异常时，首先调节岛状物之间的间距，从而获得相应的雷诺数re，根据雷诺数re对应的尾部绕流形式再调节岛状物与反应区之间的间距，从而避免尾部漩涡发生在反应区入口。

6.根据权利要求5所述的燃料电池流场分配装置，其特征在于，当岛状物后端局部细流道流量偏低时，首先调节岛状物之间的间距，从而获得相应的雷诺数re，根据雷诺数re对应的尾部绕流形式再调节岛状物与反应区之间的间距，提高流量。

7.根据权利要求5所述的燃料电池流场分配装置，其特征在于，当岛状物后端局部细流道流量偏多时，首先调节岛状物之间的间距，从而获得相应的雷诺数re，根据雷诺数re对应的尾部绕流形式再调节岛状物与反应区之间的间距，降低流量。

8.一种燃料电池，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的分配装置。

9.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的分配装置。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的分配装置。

技术总结
本发明提供了一种燃料电池流场分配装置、燃料电池、发动机及车辆。其中，燃料电池流场分配装置，包括：入口、出口、分配区和反应区；所述分配器上设置多个岛状物，经入口进入的流体经分配区后进入反应区，然后经出口流出；所述岛状物用于实现流体从入口到反应区的均匀过渡分配。通过设计分配区岛状物，来设计分配区流速，获得不同的尾流流态，调节反应区流量分布。从而达到提高分配均匀性，减少迭代优化周期的目的。

技术研发人员：闪念,丁铁新,周宝,李飞强
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13