通道流路公用化式燃料电池分离板、燃料电池分离板组装体及燃料电池堆制造技术

本发明专利技术的一实施例提供一种通道流路公用化式燃料电池分离板、燃料电池分离板组装体及燃料电池堆。所述通道流路公用化式燃料电池分离板包括通道流路，所述通道流路连接到形成各个氢气、空气及冷却水的出入口的歧管，且使所述氢气、所述空气及所述冷却水的各个流动相互不干涉。

【技术实现步骤摘要】
通道流路公用化式燃料电池分离板、燃料电池分离板组装体及燃料电池堆
本专利技术涉及一种通道流路公用化式燃料电池分离板、燃料电池分离板组装体及燃料电池堆，尤其，涉及由应用通道流路(FlowField)的公用化设计的燃料电池分离板和在由于叠层的压紧状态下也不降低通道流路的性能的双重垫片式燃料电池分离板组装体构成的燃料电池堆。
技术介绍
通常，燃料电池堆安装在燃料电池车辆上，并且所述燃料电池堆使氢气和氧气产生电化学反应来产生水以发电，从而产生车辆的动力。为此，所述燃料电池堆包括由电极膜连接体(Membrane-ElectrodeAssembly)、气体扩散层(GasDiffusionLayer)及分离板构成的单元电池作为主要部件。具体而言，所述电极膜连接体位于燃料电池堆的最中心部分，且具有在聚合物电解质膜的两侧涂布催化剂层而成的形式。所述气体扩散层位于电极膜连接体的外侧部分。所述分离板堆叠在气体扩散层的外侧部分，并且形成用于空气极/氢气极的气体通道和用于冷却水的水通道的双重通道流路(FlowField)，以便供应空气极/氢气极分离板和冷却水，从而，供应燃料并排出由反应产生的水。所述垫片以位于分离板和气体扩散层之间的方式连接到分离板。所述单元电池由一张电极膜连接体、两张气体扩散层及两张分离板构成，并且通过层叠几十到几百个单元电池来能够确保燃料电池堆所需的规模的输出功率。尤其，在层叠几十到几百个单元电池的过程中，所述垫片对于分离板形成气密，从而，通过对于分离板的气密性能可以防止流过分离板的通道流路的氢气、空气及冷却水的泄漏。并且，所述分隔板由空气极/氢气极分离板和用于供应冷却水的分隔板组成，且通过形成对于用于空气极/氢气极的气体通道和用于冷却水的水通道的双重通道流路(FlowField)来供应燃料并排出由反应产生的水。专利技术的内容专利技术要解决的问题然而，所述分离板被分为用于气体/水通道的空气极/氢气极分离板和冷却水分离板，从而增加模具的设计和数量。作为一例，为了开发具有一个规格的燃料电池堆，不可避免地需要开发一套空气极/氢气极分离板和一套用于冷却水的分离板即共有两套或更多的分离板模具，而这些分离板模具开发数量增加带来成本增加。鉴于上述情况，本专利技术的目的在于，提供一种通道流路公用化式燃料电池分离板和燃料电池堆，其反映了在歧管供应气体和冷却水，使得通过通道流路各个流体不会彼此干涉的结构，从而，在一个分离板上以公用化的模具和形状实现通道流路设计，从而金属分离板被制成通过公用化的通道流路具有相同的形状的一套模具，由此，与双重通道流路相比，降低成本。而且，所述垫片通过在层叠几十到几百个单元电池的单元电池连接过程中由于分离板和电极膜连接体的压紧现象和在连接电池之后由于分离板和气体扩散层的结合的压紧现状被压缩，从而不可避免使通道流路变窄。结果，分离板的通道流路变窄，因此，在确保气密性能的反面，引起氢气、空气及冷却水的流动性能降低。通常，由于垫片的过渡压紧引起的通道流路缩小可以通过将额外的支撑构件位于分离板和气体扩散层之间来解决，但在这种方式由于支撑构件的插入而需要以在气体扩散层上通过支撑线的方式构成，因此，通道流路变得复杂，尤其，不可避免地造成通道流路的压力损失。因此，需要制造没有使通道流路变窄或引起压力损失的通道流路复杂化的分离板。因此，鉴于上述情况，本专利技术提供一种双重垫片式燃料电池分离板组装体，其通过包括双重垫片来使得，即使在单元电池连接过程中和在连接之后产生的压紧现象下，通道流路也不会变窄，尤其，不采用额外的支撑构件也能够确保通道流路的气密性能，由此，可以防止由于流路形状的复杂化引起的通道流路的压力损失。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术的燃料电池分离板包括通道流路，所述通道流路与歧管连接，所述歧管形成各个氢气、空气及冷却水的出入口，所述通道流路使所述氢气、所述空气及所述冷却水的各个流动相互不干涉，从而以通道流路公用化形式构成。作为一优选实施例，所述通道流路被分为氢气通道、空气通道及冷却水通道，所述氢气通道通过连接所述氢气的出入口来形成所述氢气的流动，所述空气通道通过连接所述空气的出入口来形成所述空气的流动，所述冷却水通道通过连接所述冷却水的出入口来形成所述冷却水的流动，各个所述氢气通道、所述空气通道及所述冷却水通道互不连接。作为一优选实施例，所述氢气的入口、所述空气的出口及所述冷却水的入口布置在一起，所述冷却水的入口将所述氢气的出口和所述空气的入口分为上方和下方，且所述氢气的出口、所述空气的入口及所述冷却水的出口布置在一起，所述冷却水的出口将所述氢气的入口和所述空气的出口分为上方和下方，所述歧管被分为左歧管和右歧管，所述氢气的出口、所述空气的入口及所述冷却水的出口位于所述左歧管，且所述氢气的入口、所述空气的出口及所述冷却水的入口位于右歧管，所述氢气通道、所述空气通道及所述冷却水通道分别连接在所述左歧管与所述右歧管之间。作为一优选实施例，所述氢气的出口在所述冷却水的出口上方与所述氢气通道的一侧连接，而所述氢气的入口在所述冷却水的入口下方与所述氢气通道的另一侧连接，所述空气的出口在所述冷却水的入口上方与所述空气通道的一侧连接，而所述空气的入口在所述冷却水的出口下方与所述空气通道的另一侧连接，所述冷却水的入口和所述冷却水的出口在相同的位置与所述冷却水通道连接。作为一优选实施例，所述氢气的入口在所述歧管包括氢气重返通道部和氢气重返路径部，所述氢气进入所述氢气重返通道部中，且从所述氢气通道出来的所述氢气通过所述氢气重返路径部，所述氢气的出口在所述歧管包括氢气排出通道部和氢气排出路径部，所述氢气从所述氢气排出通道部出来，且所述氢气通过所述氢气通道进入所述氢气排出路径部中。作为一优选实施例，所述氢气排出路径部和所述氢气重返路径部分别由相互隔开的前方裂缝和后方裂缝构成，所述氢气在所述歧管进入所述前方裂缝，而所述氢气在所述歧管从所述后方裂缝出来。所述空气的入口在所述歧管包括空气重返通道部和空气重返路径部，所述空气进入所述空气重返通道部，且从所述空气通道出来的所述空气通过所述空气重返路径部。所述空气的出口在所述歧管包括空气排出通道部和空气排出路径部，所述空气从所述空气排出通道部出来，而进入所述空气通道的所述空气通过空气排出路径部。作为一优选实施例，所述空气排出路径部和所述空气重返路径部分别由相互隔开的前方裂缝和后方裂缝构成，所述空气在所述歧管进入所述前方裂缝，而所述空气通过所述歧管从所述后方裂缝出来。作为一优选实施例，所述冷却水的入口在所述歧管包括冷却水重返通道部和冷却水路径部，所述冷却水进入所述却水重返通道部中，且从所述冷却水通道出来的所述冷却水在冷却水路径部流动，所述冷却水的出口在所述歧管包括冷却水排出通道部和冷却水排出路径部，所述冷却水从冷却水排出通道部出来，且进入所述冷却水通道的所述冷却水在冷却水排出路径部流动。作为一优选实施例，所述歧管和所述通道流路由垫片法兰包围。并且，为了达到如上所述的目的，本专利技术的燃料电池分离板包括：左歧管，形成氢气通过氢气排出通道部和氢气排出路径部出来的流动，还形成空气进入空气重返通道部和空气重返路径部的流动，还形成冷却水通过冷却水排出通道部和冷却水路径部出来的流动；右歧管，形成氢气进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通道流路公用化式燃料电池分离板，其特征在于，包括通道流路，所述通道流路与歧管连接，所述歧管形成各个氢气、空气及冷却水的出入口，且所述通道流路使所述氢气、所述空气及所述冷却水的各个流动相互不干涉。

【技术特征摘要】
2017.03.24 KR 10-2017-0037767;2017.03.24 KR 10-2011.一种通道流路公用化式燃料电池分离板，其特征在于，包括通道流路，所述通道流路与歧管连接，所述歧管形成各个氢气、空气及冷却水的出入口，且所述通道流路使所述氢气、所述空气及所述冷却水的各个流动相互不干涉。2.根据权利要求1所述的通道流路公用化式燃料电池分离板，其特征在于，所述通道流路被分为氢气通道、空气通道及冷却水通道，所述氢气通道通过连接所述氢气的出入口来形成所述氢气的流动，所述空气通道通过连接所述空气的出入口来形成所述空气的流动，所述冷却水通道通过连接所述冷却水的出入口来形成所述冷却水的流动，各个所述氢气通道、所述空气通道及所述冷却水通道互不连接。3.根据权利要求2所述的通道流路公用化式燃料电池分离板，其特征在于，所述氢气的入口、所述空气的出口及所述冷却水的入口布置在一起，且所述氢气的出口、所述空气的入口及所述冷却水的出口布置在一起，所述歧管被分为左歧管和右歧管，所述氢气的出口、所述空气的入口及所述冷却水的出口位于所述左歧管，且所述氢气的入口、所述空气的出口及所述冷却水的入口位于右歧管，所述氢气通道、所述空气通道及所述冷却水通道分别连接在所述左歧管与所述右歧管之间。4.根据权利要求2所述的通道流路公用化式燃料电池分离板，其特征在于，所述冷却水的入口在所述歧管进入包括冷却水重返通道部和冷却水路径部，所述冷却水进入所述却水重返通道部中，且从所述冷却水通道出来的所述冷却水在冷却水路径部流动，所述冷却水的出口在所述歧管包括冷却水排出通道部和冷却水排出路径部，所述冷却水从冷却水排出通道部出来，且进入所述冷却水通...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢炯澈，徐昊彻，具永模，金明焕，
申请(专利权)人：世钟工业株式会社，韩国机动车技术研究所，
类型：发明
国别省市：韩国,KR