用于燃料电池的板结构制造技术

一种板结构包括具有限定基准平面的平面部分的板。板包括远离基准平面突出的凸起压条密封件和沟道。凸起压条密封件沿着放置在基准平面上的中心线延伸。沟道沿着放置在基准平面上的路径延伸。沟道与凸起压条密封件相交。路径和中心线相交以在基准平面上形成第一相交角和相邻的第二相交角。第一相交角和第二相交角为补角。第一相交角为锐角，而第二相交角为钝角。路径和中心线布置为形成第一相交角和第二相交角的特定值，以控制凸起压条密封件的刚度。

Plate structure for fuel cell

A board structure includes a plate having a plane portion defining a reference plane. The plate includes a raised strip pressing seal and a groove which are protruding away from the reference plane. The raised layering seal extends along the centerline on the reference plane. The channel extends along the path placed on the reference plane. The channel intersects with the raised layering seal. The path intersects the centerline to form the first intersection angle and the adjacent second phase angle on the datum plane. The first intersection angle and the second intersection angle are complementary angles. The first intersection angle is the acute angle, while the second intersection angle is obtuse angle. The path and center line are arranged to form a specific value of the first intersection angle and the second intersection angle to control the stiffness of the bump pressure strip seal.

【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池的板结构
技术介绍
本公开总体上涉及一种具有用于密封相邻板的凸起压条密封件的板结构。燃料电池是将诸如氢之类的燃料与诸如氧之类的氧化剂结合在一起以产生电力的电化学装置。术语“燃料电池”通常用于指代单个电池或者多个电池，具体取决于其使用环境。多个电池通常被捆绑在一起并布置为形成电池堆，而该电池堆具有通常以电串联方式布置的多个电池。例如，可以提供不同的燃料电池类型，诸如磷酸燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和质子交换膜(PEM)燃料电池。PEM型燃料电池中的基础部件是被聚合物膜电解质隔开的两个电极。在每个电极的一侧上涂覆有薄薄的催化剂层。电极、催化剂和膜一起形成了膜电极组件(MEA)。在典型的PEM型燃料电池中，MEA被夹在“阳极”与“阴极”扩散介质(下文中缩写为“DM”)或扩散层之间，这些扩散介质或扩散层由弹性、导电且可透气的材料(诸如碳织物或碳纸)形成。DM起到阳极和阴极的初级集流器的作用，并且为MEA提供力学支承。DM和MEA被压制在用作收集来自初级集流器的电流的次级集流器的一对导电板(例如，单极板或双极板)之间。单极板通常包括单个薄金属片，而双极板通常包括两个薄的相对金属片。片材在其一个外表面上限定了流动路径，用于将燃料输送到MEA的阳极，或者将氧化剂输送到MEA的阴极侧。在双极板的情形下，另一片材的外表面限定了流动路径，用于将燃料的其余部分输送到MEA的阳极，或者将氧化剂输送到MEA的阴极侧。在双极板的情况下，当片材接合时，接合表面可以限定出用于介电冷却流体的流动路径。这些板通常由提供合适的强度、导电性和耐腐蚀性的可成型金属制成。为了减少不期望出现的来自板之间的流体泄漏，通常会采用密封件。密封件沿着板的周边边缘和/或围绕延伸穿过板的孔的周边而设置。密封件可以包括弹性密封件，或者替代地，可以将金属板形成来限定出凸起压条密封件。凸起压条密封件可以形成在与片材的外边缘相邻的平面金属片上，或者形成在围绕在片材中形成的孔的边缘附近。凸起压条密封件可以通过冲压操作形成在金属片中，但是也可以使用其他方法。凸起压条密封件可以关于凸起压条密封件的纵向中心线基本上对称。然而，应该理解的是，凸起压条密封件可以关于纵向中心线不对称。凸起压条密封件可以包括垂直于纵向中心线的大致拱形的横截面形状。凸起压条密封件的大致拱形的横截面形状在垂直于平面金属片的方向上提供针对负载的弹性响应。凸起压条密封件被压靠在邻接板上，从而形成对该邻接板的密封。如果凸起压条密封件的一些部分具有高刚度，而其他部分具有低刚度，则凸起压条密封件的高刚度区域可以防止凸起压条密封件的低刚度区域形成紧密密封。因此，凸起压条密封件应该在凸起压条密封件的所有部分中具有均匀的刚度，以便围绕板的整个周边边缘和/或围绕相邻孔的整个周边形成紧密密封。
技术实现思路
提供了一种用于燃料电池的板结构。板结构包括第一板，该第一板具有限定基准平面的平面部分。凸起压条密封件远离基准平面突出，并沿着放置在基准平面上的中心线延伸。沟道远离基准平面突出，并沿着放置在基准平面上的路径延伸。沟道与凸起压条密封件相交。路径和中心线相交以形成基准平面上的第一相交角。第一相交角为非直角。路径和中心线布置为形成第一相交角的特定值，以控制凸起压条密封件的刚度。在板结构的一个方面，沟道的路径可以是线性的。在板结构的另一方面，凸起压条密封件的中心线可以是非线性的。在板结构的一个方面，在中心线和路径的相交处，第一相交角在路径与中心线的切线之间测量。在板结构的另一方面，路径和中心线的相交处在基准平面上形成第二相交角。第一相交角和第二相交角可以是补角。在板结构的另一方面，第一相交角和第二相交角可以是相邻角。在板结构的又一方面，第一相交角和第二相交角中的一个为钝角，而第一相交角和第二相交角中的另一个为锐角。在板结构的一个方面，锐角小于七十五度。在板结构的一个方面，凸起压条密封件表现出随着锐角值的减小而增大并且随着锐角值的增大而减小的刚度。在板结构的另一方面，第一板限定边缘和延伸穿过第一板的端口，其中沟道与在凸起压条密封件的第一侧的第一板的边缘流体连通，并且与在凸起压条密封件的第二侧的端口流体连通。在板结构的另一方面，板结构包括第二板，该第二板具有布置在基准平面上的与第一板的第一平面部分相对的平面部分。第二板附接到第一板并且是第一板的镜像，其中第一板和第二板形成双极板。还提供了一种用于燃料电池的双极板结构。双极板结构包括第一板和第二板，该第一板具有限定基准平面的平面部分，而该第二板具有设置在基准平面上的与第一板的第一平面部分相对的平面部分。凸起压条密封件形成在第一板中并且远离基准平面突出。凸起压条密封件沿着设置在基准平面上的中心线延伸。沟道形成在第一板中并且远离基准平面突出。沟道沿着设置在基准平面上的路径延伸。沟道与凸起压条密封件相交。路径和中心线相交以在基准平面上形成第一相交角和相邻的第二相交角。第一相交角和第二相交角形成补角。第一相交角为锐角，而第二相交角为钝角。在双极板结构的一个方面，沟道的路径是线性的。在双极板结构的另一方面，凸起压条密封件的中心线是非线性的。在双极板结构的另一个方面，在中心线和路径的相交处，第一相交角在路径与中心线的切线之间测量。在双极板结构的另一个方面，锐角小于七十五度。在双极板结构的另一方面，凸起压条密封件表现出刚度。凸起压条密封件的刚度随着锐角值的减小而增大。凸起压条密封件的刚度随着锐角值的增大而减小。在双极板结构的另一方面，第一板和第二板在基准平面上是彼此的镜像。还提供了一种制造用于燃料电池的板结构的方法。该方法包括形成第一板以包括凸起压条密封件。凸起压条密封件远离基准平面突出，并沿着放置在基准平面上的中心线延伸。凸起压条密封件表现出刚度。第一板形成为包括沟道，该沟道远离基准平面突出并沿着放置在基准平面上的路径延伸。沟道与凸起压条密封件相交。路径和中心线相交以在基准平面上形成第一相交角和相邻的第二相交角。第一相交角和第二相交角为补角。第一相交角为锐角，而第二相交角为钝角。对沟道的路径与凸起压条密封件的中心线之间的相对取向进行控制，从而分别控制第一相交角和第二相交角的值。对第一相交角和第二相交角的值进行控制以影响凸起压条密封件的刚度，这样使得凸起压条密封件的刚度随着锐角值的减小而增大，并且凸起压条密封件的刚度随着锐角值的增大而减小。因此，对凸起压条密封件与沟道之间的相对角度进行控制，从而控制凸起压条密封件的刚度。通过这样做，凸起压条密封件的刚度可以被控制为在凸起压条密封件的所有部分上大致是均匀的，由此提供在凸起压条密封件的所有部分上的紧密密封。结合附图，通过以下对用于执行教导的最佳方式的详细描述，本教导的以上特征和优点以及其他特征和优点容易变得明显。附图说明图1是用于燃料电池堆的板结构的示意性平面图。图2是板结构的示意性局部平面图，其示出了与板结构中的孔相邻的沟道和凸起压条密封件。图3是形成双极板结构的两个板结构的示意性局部截面图。具体实施方式本领域普通技术人员将认识到的是，诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语是用于描述附图，并不代表对如所附权利要求所限定的本公开的范围的限制。此外，在此可以根据功能和/或逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃料电池的板结构，所述板结构包括：第一板，所述第一板具有限定基准平面的平面部分；凸起压条密封件，所述凸起压条密封件远离所述基准平面突出，并沿着设置在所述基准平面上的中心线延伸；沟道，所述沟道远离所述基准平面突出，并沿着设置在所述基准平面上的路径延伸，其中所述沟道与所述凸起压条密封件相交；其中所述路径与所述中心线相交以在所述基准平面上形成第一相交角；并且其中所述第一相交角为非直角。

【技术特征摘要】
2017.02.06 US 15/4250741.一种用于燃料电池的板结构，所述板结构包括：第一板，所述第一板具有限定基准平面的平面部分；凸起压条密封件，所述凸起压条密封件远离所述基准平面突出，并沿着设置在所述基准平面上的中心线延伸；沟道，所述沟道远离所述基准平面突出，并沿着设置在所述基准平面上的路径延伸，其中所述沟道与所述凸起压条密封件相交；其中所述路径与所述中心线相交以在所述基准平面上形成第一相交角；并且其中所述第一相交角为非直角。2.根据权利要求1所述的板结构，其中所述沟道的所述路径为线性的。3.根据权利要求2所述的板结构，其中所述凸起压条密封件的所述中心线为非线性的。4.根据权利要求3所述的板结构，其中在所述中心线和所述路径的所述相交处，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·布莱克利，杨曦，席亮，S·徐，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US