燃料电池装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及燃料电池装置。提供了一种燃料电池装置，以改善燃料电池中的空气传递性能，并分散作用在气体扩散层上的载荷，从而提高耐久性。对于气体扩散部分，确保了平坦的接触部分，从而防止气体扩散层损坏和变形。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池装置
本专利技术涉及一种燃料电池装置，供给至燃料电池堆的燃料在所述燃料电池装置中循环，并且更具体地，涉及一种防止气体扩散层受损的燃料电池装置。
技术介绍
燃料电池是通过电化学反应将燃料的化学能直接转换成电能的装置。由于燃料电池在理论上不受热机的热力学限制，因此相比于现有技术中的发电机，其具有更高的发电效率，并且减少了污染和噪音。此外，由于可以以各种容量生产燃料电池并且能够将燃料电池安装在电力需求场所中，所以燃料电池可以节省电力传输设备的初始投资成本。使用这样的燃料电池的燃料电池系统包括：燃料电池堆，其用于产生电力；重整器(reformer)，其配置为将诸如液化天然气(LNG)、煤气或甲醇的燃料重整为氢气，以产生包含高比例的氢气的燃料气体；功率转换器，其配置为将生成的直流(DC)功率转换为交流(AC)功率；以及控制器。具体地，燃料电池堆由数百个堆叠的电池组成，并且设计为向各个电池供应水、燃料和空气。基本上，每个电池由阳极和阴极两个电极组成，这两个电极由电解质彼此分隔开，并且各个电池由分隔件(separator)彼此分隔开。近来，为了改善燃料电池堆的性能，将多孔流场应用于阴极流场。然而，在多孔流场中，基于其产品形状可能会出现尖锐的边缘部分，并且这种尖锐的边缘部分可能会导致气体扩散层在固定燃料电池堆的过程中变形或损坏，从而引起质量问题。以上陈述仅仅旨在帮助理解本专利技术的
技术介绍
，而不意味着本专利技术落入本领域技术人员公知的现有技术的范围内。
技术实现思路
本专利技术提供了一种燃料电池装置，其可以在阴极流场中引起顺畅的空气流动，并且可以防止气体扩散层受损。根据本专利技术的一个方面，一种燃料电池装置可以包括：燃料电池的气体扩散层；基板，其与气体扩散层间隔开，并且构造成产生空气循环；以及流场形成部件，其具有多个第一循环部分和多个第二循环部分，所述多个第一循环部分形成为在宽度方向上延伸并且具有形成为允许空气通过的第一开口，多个第一循环部分中的每一个具有第一端部和第二端部，第一端部和第二端部分别形成为朝向气体扩散层和基板延伸，多个第一循环部分沿着长度方向彼此分开布置，所述多个第二循环部分形成为在宽度方向上延伸并具有形成为允许空气通过的第二开口，多个第二循环部分中的每一个沿着长度方向交替地连接第一循环部分中的每一个的第一端部或第二端部。通过第一循环部分和第二循环部分，流场形成部件的侧面的形状可以是重复的多边形图案的形式。多个第一循环部分可以在气体扩散层和基板彼此面对的方向上以倾斜的方式延伸，并且可以重复地布置以沿着长度方向彼此交叉。此外，在第一端部之间的距离与第二端部之间的距离不同的状态下，第一循环部分可以重复地布置以彼此交叉，而第二循环部分可以连接到第一端部之间具有长距离的部分以及第二端部之间具有长距离的部分。流场形成部件的侧面的形状可以是以下形式：顶点朝向气体扩散层的三角形和顶点朝向基板的三角形重复。流场形成部件的第二循环部分可以形成为沿着长度方向延伸，并且可以通过第二循环部分确保平坦部分。可以在第一循环部分中在宽度方向上彼此分开布置多个第一开口，并且一个或更多个第一分隔部分可以延伸以横穿每个第一开口中的空间。第一分隔部分可以延伸以横穿第一开口的中心。在第一端部或第二端部通过第二循环部分彼此连接的第一循环部分中，形成于任意一个第一循环部分的第一开口的第一分隔部分与形成于另一个第一循环部分的第一开口的第一分隔部分可以以不同的方向延伸。第一开口可以形成为矩形形状，并且多个第一分隔部分可以构造成在不同方向上延伸以横穿第一开口的中心。多个第一分隔部分可以延伸以在第一开口的中心正交，并且在第一端部或第二端部通过第二循环部分彼此连接的第一循环部分中，形成于任意一个第一循环部分的第一开口的第一分隔部分与形成于另一个第一循环部分的第一开口的第一分隔部分可以布置为彼此倾斜，从而不相互匹配。可以在第二循环部分中在宽度方向上彼此分开布置多个第二开口，并且一个或更多个第二分隔部分可以延伸以横穿第二开口中的空间。第二分隔部分可以延伸以横穿第二开口的中心。根据具有上述结构的燃料电池装置，燃料电池中的空气传递性能可以得到改善，并且作用在气体扩散层上的载荷可以分散，从而提高耐久性。此外，对于气体扩散部分，可以确保平坦的接触部分，从而可以防止气体扩散层损坏和变形。附图说明通过下文结合附图所呈现的详细描述，将会更为清楚地理解本专利技术的以上和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：图1为示出了根据本专利技术示例性实施方案的燃料电池装置的示意图；图2为示出了根据本专利技术的第一示例性实施方案的燃料电池装置的示意图；图3为说明图2所示的根据本专利技术的第一示例性实施方案的燃料电池装置的前视图；图4为示出了根据本专利技术的第二示例性实施方案的燃料电池装置的示意图；图5为说明根据本专利技术的第二示例性实施方案的燃料电池装置的前视图。具体实施方式应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。虽然示例性的实施方案描述为利用多个单元来执行示例性的过程，但是应当理解，示例性的过程也可以由一个或多个模块执行。此外，应当理解的是，术语控制器/控制单元指代的是包含有存储器和处理器的硬件设备。该存储器配置成存储模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以执行以下进一步描述的一个或更多个过程。本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本专利技术。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项的任何和所有组合。除非特别声明或者从上下文显而易见的，本文所使用的术语“大约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在2个平均值的标准差内。“大约”可被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非通过上下文清楚说明的，本文提供的所有数值通过术语“大约”来进行修改。下面将参考附图对根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池装置进行描述。如图1所示，根据本专利技术的燃料电池装置可以包括燃料电池的气体扩散层100、基板200、流场形成部件300；所述基板200与气体扩散层100分开布置，并且构造成形成空气循环路径；所述流场形成部件3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池装置，其包括：/n燃料电池的气体扩散层；/n基板，其与气体扩散层分开布置，并且构造成形成空气循环路径；以及/n流场形成部件，其具有多个第一循环部分和多个第二循环部分；所述多个第一循环部分形成为在宽度方向上延伸并且具有形成为允许空气通过的第一开口，多个第一循环部分中的每一个具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部分别形成为朝向气体扩散层和基板延伸，多个第一循环部分沿着长度方向彼此分离地排列；所述多个第二循环部分形成为在宽度方向上延伸并具有形成为允许空气通过的第二开口，多个第二循环部分中的每一个沿着长度方向交替地连接第一循环部分中的每一个的第一端部或第二端部，/n其中，通过第一循环部分和第二循环部分，流场形成部件的侧面的形状是重复的多边形图案的形式。/n

【技术特征摘要】
20190510 KR 10-2019-00550231.一种燃料电池装置，其包括：
燃料电池的气体扩散层；
基板，其与气体扩散层分开布置，并且构造成形成空气循环路径；以及
流场形成部件，其具有多个第一循环部分和多个第二循环部分；所述多个第一循环部分形成为在宽度方向上延伸并且具有形成为允许空气通过的第一开口，多个第一循环部分中的每一个具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部分别形成为朝向气体扩散层和基板延伸，多个第一循环部分沿着长度方向彼此分离地排列；所述多个第二循环部分形成为在宽度方向上延伸并具有形成为允许空气通过的第二开口，多个第二循环部分中的每一个沿着长度方向交替地连接第一循环部分中的每一个的第一端部或第二端部，
其中，通过第一循环部分和第二循环部分，流场形成部件的侧面的形状是重复的多边形图案的形式。


2.根据权利要求1所述的燃料电池装置，其中，所述多个第一循环部分在气体扩散层和基板彼此面对的方向上以倾斜的方式延伸，并且重复地布置以沿着长度方向彼此交叉。


3.根据权利要求2所述的燃料电池装置，其中，在第一端部之间的距离与第二端部之间的距离不同的状态下，第一循环部分重复地布置以彼此交叉，第二循环部分连接到第一端部之间具有长距离的部分以及第二端部之间具有长距离的部分。


4.根据权利要求3所述的燃料电池装置，其中，所述流场形成部件的侧面的形状可以是以下形式：顶点朝向气体扩散层的三角形和顶点朝向基板的三角形重复。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：金基贞，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR