本技术涉及燃料电池,尤其涉及一种燃料电池堆用封装结构及燃料电池堆结构。
背景技术:
1、质子交换膜燃料电池(pemfc)电堆是由多节单电池组成,pemfc单电池由质子交换膜、阴阳两极催化层、扩散层、双极板以及冷却通道等部件组成。燃料通过燃料电池堆的燃料进口分配腔进入每节单电池,经过电池内的流道并参与反应,剩余气体从燃料电池堆的燃料出口汇集腔流出燃料电池堆。在燃料电池堆的测试和运行中,会通过巡检模块来实时监测每节或几节单电池电压的大小及一致性,以此来判断各节单电池的运行状况。
2、而在实际工况中,经常出现首节或末节单电池电压单低的情况,导致该情况的主要因素有三个:第一是燃料电池堆进口分配腔和出口汇集腔的结构引起的燃料分配不均;第二是运行中的燃料电池堆首末两端单电池的温度小于堆芯处的温度;第三是在大长堆的封装紧固中两端单电池的受力分布比堆芯处单电池的更不均匀。以上三种因素都会引起电堆两端单电池性能的降低,进而导致电堆整体性能和耐久性能的降低等一系列的问题。
3、为解决燃料电池堆性能单低现象,现今很多技术方案已经被开发和应用,如优化进出堆歧管、添加ptc加热片、端板处添加隔热材料等。这些技术方案是从结构和温度两个影响因素来着手优化解决,然而这些解决方案仅能在一定程度上提升燃料电池堆结构得整体性能和耐久性能,并不能实际解决燃料电池堆结构整体性能和耐久性能均降低的问题。
技术实现思路
1、本实用新型所要解决的一个技术问题是:现有燃料电池堆结构中首末两端应力分布不均从而导致单电池性能的降低进而导致整体性能和耐久性能均降低的技术问题。
2、为解决上述技术问题,本实用新型实施例提供一种燃料电池堆用封装结构及燃料电池堆结构。具体内容如下:
3、第一方面,本公开实施例提供了一种燃料电池堆用封装结构。所述封装结构包括:后端板组件、连接件以及前端板组件;其中,所述后端板组件为腔室结构;
4、所述连接件用于连接所述后端板组件和所述前端板组件;所述后端板组件和所述前端板组件分别安装于燃料电池堆的两端。
5、在一些实施例中,所述后端板组件上设置气孔,用于向所述后端板组件内通气。
6、在一些实施例中,所述后端板组件包括:盖体、u型腔体和密封组件;所述盖体盖扣在所述u型腔体上,所述密封组件设置于所述盖体与所述u型腔体之间的结合处。
7、在一些实施例中,所述气孔设置在所述盖体上。
8、在一些实施例中,所述连接件包括拉杆组,所述拉杆组分布在燃料电池堆四周。
9、在一些实施例中,所述前端板组件为腔室结构或实心结构。
10、在一些实施例中,所述封装结构还包括:后绝缘板;所述后绝缘板设置在所述后端板组件与燃料电池堆之间。
11、第二方面,本公开实施例提供了一种燃料电池堆结构。所述结构包括:燃料电池堆和上述第一方面所述的封装结构。
12、在一些实施例中,所述燃料电池堆安装于所述后端板组件与所述前端板组件之间。
13、在一些实施例中,所述结构还包括:前集流板和后集流板。
14、本实用新型提供的封装结构通过将后板端组件设计成腔室结构,利用腔室结构中的密封气压作缓冲层,有效削弱电池堆堆芯受外部作用力的冲击,使燃料电池堆结构中首末两端单电池所受应力分布均匀,从而解决了现有由于首末两端应力分布不均从而导致单电池性能的降低进而导致燃料电池堆结构整体性能和耐久性能均降低的问题。
15、同时,本实用新型提供的封装结构还可以有效地阻隔电池堆堆芯的热量向端板方向传递,并通过气压来缓冲电池堆堆芯受外部冲击力的影响、弥补长时间运行后胶线应力松弛所带来的封装力衰减以及可能的密封失效等情况。
1.一种燃料电池堆用封装结构,其特征在于,所述封装结构包括:后端板组件(1)、连接件(2)以及前端板组件(3);其中,所述后端板组件(1)为腔室结构;
2.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述后端板组件(1)上设置气孔(1-1),用于向所述后端板组件(1)内通气。
3.根据权利要求2所述的封装结构,其特征在于,所述后端板组件(1)包括:盖体(1-2)、u型腔体(1-3)和密封组件(1-4);所述盖体(1-2)盖扣在所述u型腔体(1-3)上,所述密封组件(1-4)设置于所述盖体(1-2)与所述u型腔体(1-3)之间的结合处。
4.根据权利要求3所述的封装结构,其特征在于,所述气孔(1-1)设置在所述盖体(1-2)上。
5.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述连接件(2)包括拉杆组,所述拉杆组分布在燃料电池堆四周。
6.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述前端板组件(3)为腔室结构或实心结构。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的封装结构,其特征在于,所述封装结构还包括:后绝缘板(4);所述后绝缘板(4)设置在所述后端板组件(1)与燃料电池堆之间。
8.一种燃料电池堆结构,其特征在于,所述结构包括:燃料电池堆(5)和权利要求1-7任意一项所述的封装结构。
9.根据权利要求8所述的燃料电池堆结构,其特征在于,所述燃料电池堆(5)安装于所述后端板组件(1)与所述前端板组件(3)之间。
10.根据权利要求9所述的燃料电池堆结构,其特征在于,所述结构还包括:前集流板(6)和后集流板(7)。