【技术实现步骤摘要】
风冷燃料电池发电装置及风冷燃料电池堆
本专利技术属于燃料电池
，涉及一种质子交换膜燃料电池，尤其涉及一种风冷燃料电池发电装置及风冷燃料电池堆。
技术介绍
质子交换膜燃料电池具有清洁环保、高效高能量密度等特点。能被广泛应用于交通、军事、固定电源、便携式电源等领域。质子交换膜燃料电池风冷堆由于具有系统简单、能量密度高、体积可缩放等特点，多被用于无人机、单兵电源、备用电源等领域。但现有的风冷型燃料电池堆基本都为近立方体结构，这存在以下问题：(1)风扇位于燃料电池堆一侧，不利于某些特殊用途的安装；(2)矩形双极板堆叠受力均匀性难管理，需要大的紧固负荷完成密封；(3)配置的氢气存储罐比较占据空间体积，空间利用率相对不高，不利于缩减系统体积；(4)空气流通不均匀，边角和上下侧的燃料电池空气流通速率相比中间部位的空气流通速率小很多。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的燃料电池电堆结构，以便克服现有燃料电池结构存在的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种风冷燃料电池发电装置及风冷燃料电池堆，改变现有质子交换膜燃料电池堆结构和发电系统结构，能有效解决质子交换膜燃料电池风冷堆遇到的空气流通不均问题和发电系统空间利用率不高等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种风冷燃料电池发电装置，包括圆柱形风冷燃料电池堆、氢气储罐，所述氢气储罐设置于圆柱形风冷燃料电池堆的中间，该氢气储罐设有快速接头，能与该圆柱风冷燃料电池堆的供气接头固定；所述圆柱形风冷燃料电池堆包括：第一端板、第一永磁转子、第一绕线定子、正极集流板、发电单元、负极集流板、第二...
【技术保护点】
1.一种风冷燃料电池发电装置，其特征在于，包括圆柱形风冷燃料电池堆、氢气储罐(13)，所述氢气储罐(13)设置于圆柱形风冷燃料电池堆的中间，该氢气储罐设有快速接头，能与该圆柱风冷燃料电池堆的供气接头固定；所述圆柱形风冷燃料电池堆包括：第一端板(1)、第一永磁转子(2)、第一绕线定子(3)、正极集流板(4)、发电单元(5)、负极集流板(6)、第二端板(7)、空轴风机(8)、第二绕线定子(9)、第二永磁转子(10)、轴承套件(11)、空气网套(12)、高强螺栓(14)；所述发电单元(5)由若干个环形燃料电池堆叠组成，环形燃料电池的膜电极通过粘接剂粘接在环形石墨双极板的阳极侧，堆叠好的发电单元(5)与正极集流板(4)、负极集流板(6)，以及第一端板(1)、第二端板(7)组装为一体；每个膜电极均是由质子交换膜、触媒层和气体扩散层组成，膜电极均为环形结构；环形膜电极的内外径通过刚性材料制作边框；膜电极通过粘结剂将膜电极的内外径刚性边框粘结在环形石墨双极板阳极侧边缘形成密封；膜电极的阴极侧气体扩散层的内外径尺寸跟双极板的阴极流场的内外径尺寸相同，而膜电极的阳极侧气体扩散层的内外径尺寸跟膜电极阳极催...
【技术特征摘要】
1.一种风冷燃料电池发电装置，其特征在于，包括圆柱形风冷燃料电池堆、氢气储罐(13)，所述氢气储罐(13)设置于圆柱形风冷燃料电池堆的中间，该氢气储罐设有快速接头，能与该圆柱风冷燃料电池堆的供气接头固定；所述圆柱形风冷燃料电池堆包括：第一端板(1)、第一永磁转子(2)、第一绕线定子(3)、正极集流板(4)、发电单元(5)、负极集流板(6)、第二端板(7)、空轴风机(8)、第二绕线定子(9)、第二永磁转子(10)、轴承套件(11)、空气网套(12)、高强螺栓(14)；所述发电单元(5)由若干个环形燃料电池堆叠组成，环形燃料电池的膜电极通过粘接剂粘接在环形石墨双极板的阳极侧，堆叠好的发电单元(5)与正极集流板(4)、负极集流板(6)，以及第一端板(1)、第二端板(7)组装为一体；每个膜电极均是由质子交换膜、触媒层和气体扩散层组成，膜电极均为环形结构；环形膜电极的内外径通过刚性材料制作边框；膜电极通过粘结剂将膜电极的内外径刚性边框粘结在环形石墨双极板阳极侧边缘形成密封；膜电极的阴极侧气体扩散层的内外径尺寸跟双极板的阴极流场的内外径尺寸相同，而膜电极的阳极侧气体扩散层的内外径尺寸跟膜电极阳极催化层有效面积尺寸相同，确保环形石墨双极板压在膜电极表面各处的压力均匀一致；所述环形石墨双极板的阴极侧呈锯齿状的结构，阴极侧外径的风冷流道的横截面积大于阴极侧内径的风冷流道的横截面积；所述发电单元(5)的第一端分别设置第一端板(1)、正极集流板(4)，第一永磁转子(2)、第一绕线定子(3)设置于中空的发电单元(5)内、靠近发电单元(5)的第一端设置；所述发电单元(5)的第二端依次设置负极集流板(6)、第二端板(7)、空气网套(12)，空轴风机(8)、第二绕线定子(9)、第二永磁转子(10)设置于中空的发电单元(5)内、靠近发电单元(5)的第二端设置；所述空轴风机(8)为涡轮空轴风机；涡轮空轴风机的两个永磁转子安装在圆柱形发电单元(5)的两端，涡旋空轴风机的中心线与圆柱形发电单元(5)的中心线重合；涡轮空轴风机转动把外界气流从圆柱形发电单元(5)侧面四周吸进来，然后再通过圆柱形发电单元(5)的一端流出，或者，空气流从圆柱形发电单元(5)的一端流入从圆柱形发电单元(5)四周流出；所述空轴风机(8)通过第一永磁转子(2)、第二永磁转子(10)、第一绕线定子(3)、第二绕线定子(9)以及轴承套件(11)固定设置于中空的发电单元(5)中间，所述高强螺栓(14)将空气网套(12)与发电单元(5)进行固定；所述涡轮空轴风机为空轴结构，中间用于安装圆柱形氢气储存罐，以提供反应所需的燃料；或者，氢气储存容器设置于安装有永磁电极一端的圆柱形风冷燃料电池堆的一端，该氢气储存容器有快速接头，能与该圆柱风冷燃料电池堆的供气接头固定。2.一种风冷燃料电池发电装置，其特征在于，包括风冷燃料电池堆、氢气储存容器，所述氢气储存容器设有连接接头，所述风冷燃料电池堆设有供气接头，所述连接接头能与所述风冷燃料电池堆的供气接头连接；所述风冷燃料电池堆包括发电单元(5)、风机；所述发电单元(5)为中空结构，风机设置于所述发电单元内；所述发电单元(5)包括若干环形燃料电池堆叠而成。3.根据权利要求2所述的风冷燃料电池发电装置，其特征在于：各环形燃料电池的膜电极固定于双极板的阳极侧。4.根据权利要求3所述的风冷燃料电池发电装置，其特征在于：各环形燃料电池的膜电极包括质子交换膜、触媒层和气体扩散层，所述膜电极均为环形结构；环形膜电极的内外径通过刚性材料制作边框；膜电极通过粘结剂将膜电极的内外径刚性边框粘结在环形石墨双极板阳极侧边缘形成密封，膜电极的阴极侧气体扩散层跟环形石墨双极板的内外径尺寸一致，确保环形石墨双极板压在膜电极表面各处的压力均匀一致；所述环形石墨双极板的阴极侧呈锯齿状的结构，阴极侧外径的风冷流道的横截面积大于阴极侧内径的风冷流道的横截面积。5.根据权利要求2所述的风冷燃料电池发电装置，其特征在于：所述风冷燃料电池堆还包括第一端板(1)、第一永磁转子(2)、第一绕线定子(3)、正极集流板(4)、负极集流板(6)、第二端板(7)、第二绕线定子(9)、第二永磁转子(10)、轴承套件(11)、空气网套(12)、固定机构；所述风机为空轴风机；所述发电单元(5)的第一端分别设置第一端板(1)、正极集流板(4)，第一永磁转子(2)、第一绕线定子(3)设置于中空的发电单元(5)内、靠近发电单元(5)的第一端设置；所述发电单元(5)的第二端依次设置负极集流板(6)、第二端板(7)、空气网套(12)，空轴风机(8)、第二绕线定子(9)、第二永磁转子(10)设置于中空的发电单元(5)内、靠近发电单元(5)的第二端设置；所述空轴风机(8)通过第一永磁转子(2)、第二永磁转子(10)、第一绕线定子(3)、第二绕线定子(9)以及轴承套件(11)固定设置于中空的发电单元(5)中间，所述固定机构将空气网套(12)与发电单元(5)进行固定；所述风机为涡轮空轴风机，所述发电单元(5)为圆柱形发电单元；所述涡轮空轴风机的两个永磁转子安装在圆柱形发电单元(5)的两端，涡旋空轴风机的中心线与圆柱形发电单元(5)的中心线重合；涡轮空轴风机转动把外界气流从圆柱形发电单元(5)侧面四周吸进来，然后再通过圆柱形发电单元(5)的一端流出，或者，空气流从圆柱形...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊子昂，向华，徐玉福，
申请(专利权)人：山东潍氢动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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