一种车用燃料电池双极板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种车用燃料电池双极板，包括阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板之间的边缘处通过焊接或者粘接的方式连接，由阴极板和阳极板之间形成冷却剂流场，所述阴极板和阳极板之间设有膜电极，所述冷却剂流场的上端设有冷却剂进口，且冷却剂流场的下端设有冷却剂出口，冷却剂的流道通过阳极板上的蛇形流道和阴极板上的波纹流道相对一侧的沟槽重叠构成交错重叠的分布，以此保证了冷却剂流场各区域的均匀分配，避免了因局部冷却剂不流通而引起的局部散热受阻问题，该车用燃料电池双极板结构简单，不但提高电堆体积比功率，而且双极板结构稳定，不易变形，而且解决了局部散热受阻的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种车用燃料电池双极板
本技术涉及燃料电池
，具体为一种车用燃料电池双极板。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelCell，PEMFC)是一种以氢气为燃料，以氧气或空气为氧化剂的电化学发电装置。具有无污染，能量转换率高和响应速度快等优点，被认为是最清洁和高效的新能源发电装置。双极板作为核心零部件之一，在电堆中主要提供支撑膜电极、分配流体、传输电流、传导热量和排出反应产物水等功能，目前应用较多的双极板基本为石墨板、金属石墨复合板及金属板三类；双极板的流体流道形式多种多样，有直流道、蛇形流道、波纹流道、交指流道甚至3D流场结构，而基于应用环境和辅助系统的能力不同，各自采用的流道结构不同。同样双极板流体的进出口的分布也各不相同，上下分布、左右分布或四周分布。现有的双极板设计为了保证气体在各流道间的分配一致性，多数保留了气体分配区域；而且水流场是由空气流场和氢气流场的背面重叠而形成，故在分配区域可能存在水流道间断的情况，可能存在冷却水存在流通不畅，无法均匀分配至整个水流场。如专利CN102306905A提供了一种改善流体分配的金属双极板结构，分配流道改善了反应气体和冷剂的分配情况，可提高电堆性能，优化电堆水管理能力，然而该设计中分配区域占比较大，降低了双极板的面积利用率，阻碍了电堆整体体积比功率的增加。还如CN110429296A中涉及一种燃料电池双极板，通过改变流体进出口的截面积有效改善排水、气体转换效率及避免空气出口处氢气和空气压差过大的问题，但该极板同样在气体进出口处设计了气体分配区域。专利CN102034986中还针对分配区域进行专门设计导流区和分配栅栏两部分组成，有效提高气体的分配均匀性，而该分配区域采用的是凸台分布，对应的水流场无法形成连续的水流道，容易出现流体分配不均匀的情况。专门的分配区的设置，也减少了极板活性区面积的占比，不利于提升电堆的体积比功率密度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种车用燃料电池双极板，结构简单，生产方便，不但提高电堆体积比功率，而且双极板结构稳定，不易变形，而且解决了局部散热受阻的问题，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种车用燃料电池双极板，包括阴极板和阳极板，所述阴极板和阳极板之间的边缘处通过焊接或者粘接的方式连接，由阴极板和阳极板之间形成冷却剂流场，所述阴极板和阳极板之间设有膜电极，所述冷却剂流场的上端设有冷却剂进口，且冷却剂流场的下端设有冷却剂出口。进一步的，所述阴极板包括板体一，板体一与阳极板相背的一侧通过冲压成型方式加工有波纹流道，所述板体一的左侧设有空气进口，并且板体一的右侧设有空气出口，通过空气进口可以将空气导入到波纹流道的内部，通过空气出口可以将空气导出，以此使空气采用左进右出的方式流通。进一步的，所述阳极板包括板体二，板体二与阴极板相背的一侧通过冲压成型方式加工有蛇形流道，所述板体二的上端右侧设有氢气进口，且板体二的下端左侧设有氢气出口，通过蛇形流道可以供氢气流通，氢气采用上进下出的方式流通，通过氢气出口对应空气进口使水分湿润质子交换膜，该分布方式避免了空气进口处质子交换膜过干，有效改善燃料电池膜电极2的水管理，增强电堆自增湿能力和改善了电堆水管理，提高电堆在低加湿甚至不加湿的情况下的适应能力。进一步的，所述板体二和板体一相对的一侧由于冲压自然形成的沟槽构成冷却剂的流道，冷却剂的流道通过阳极板上的蛇形流道和阴极板上的波纹流道相对一侧的沟槽重叠构成交错重叠的分布，以此保证了冷却剂流场各区域的均匀分配，避免了因局部冷却剂不流通而引起的局部散热受阻问题。进一步的，所述阴极板的波纹流道宽度大于或等于空气进口的宽度，通过阴极板的波纹流道宽度大于或等于空气进口的宽度可保证每根流道能流畅通气，可以有效提高了活性面积占比，有利于提高电堆的体积比功率密度。进一步的，所述蛇形流道的单根流道为一分二的岔分结构，通过单根流道为一分二的岔分结构可以有效保证了流体分配的一致性。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本车用燃料电池双极板，具有以下好处：1、本技术上设置了空气进口，通过空气进口可以将空气导入到波纹流道的内部，通过空气出口可以将空气导出，以此使空气采用左进右出的方式流通，通过蛇形流道可以供氢气流通，氢气采用上进下出的方式流通。2、本技术上设置了氢气出口，通过氢气出口对应空气进口使水分湿润质子交换膜，该分布方式避免了空气进口处质子交换膜过干，有效改善燃料电池膜电极的水管理，增强电堆自增湿能力和改善了电堆水管理，提高电堆在低加湿甚至不加湿的情况下的适应能力。3、本技术上设置了冷却剂的流道，冷却剂的流道通过阳极板上的蛇形流道和阴极板上的波纹流道相对一侧的沟槽重叠构成交错重叠的分布，以此保证了冷却剂流场各区域的均匀分配，避免了因局部冷却剂不流通而引起的局部散热受阻问题，该车用燃料电池双极板结构简单，生产方便，不但提高电堆体积比功率，而且双极板结构稳定，不易变形，而且解决了局部散热受阻的问题。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术阴极板结构示意图；图3为本技术阳极板结构示意图；图4为本技术A处放大结构示意图；图5为本技术B处放大结构示意图。图中：1阴极板、11空气进口、12波纹流道、13空气出口、14板体一、2膜电极、3阳极板、31氢气出口、32蛇形流道、33氢气进口、34板体二、4冷却剂出口、5冷却剂进口。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-5，本技术提供一种技术方案：一种车用燃料电池双极板，包括阴极板1和阳极板3，阴极板1和阳极板3之间的边缘处通过焊接或者粘接的方式连接，由阴极板1和阳极板3之间形成冷却剂流场，阴极板1和阳极板3之间设有膜电极2，冷却剂流场的上端设有冷却剂进口5，且冷却剂流场的下端设有冷却剂出口4，阴极板1包括板体一14，板体一14与阳极板3相背的一侧通过冲压成型方式加工有波纹流道12，板体一14的左侧设有空气进口11，并且板体一14的右侧设有空气出口13，通过空气进口11可以将空气导入到波纹流道12的内部，通过空气出口13可以将空气导出，以此使空气采用左进右出的方式流通，阳极板3包括板体二34，板体二34与阴极板1相背的一侧通过冲压成型方式加工有蛇形流道32，板体二34的上端右侧设有氢气进口33，且板体二34的下端左侧设有氢气出口31，通过蛇形流道32可以供氢气流通，氢气采用上进下出的方式流通，通过氢气出口31对应空气进口11使水分湿润质子交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用燃料电池双极板，其特征在于：包括阴极板(1)和阳极板(3)，所述阴极板(1)和阳极板(3)之间的边缘处通过焊接或者粘接的方式连接，由阴极板(1)和阳极板(3)之间形成冷却剂流场，所述阴极板(1)和阳极板(3)之间设有膜电极(2)，所述冷却剂流场的上端设有冷却剂进口(5)，且冷却剂流场的下端设有冷却剂出口(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种车用燃料电池双极板，其特征在于：包括阴极板(1)和阳极板(3)，所述阴极板(1)和阳极板(3)之间的边缘处通过焊接或者粘接的方式连接，由阴极板(1)和阳极板(3)之间形成冷却剂流场，所述阴极板(1)和阳极板(3)之间设有膜电极(2)，所述冷却剂流场的上端设有冷却剂进口(5)，且冷却剂流场的下端设有冷却剂出口(4)。


2.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池双极板，其特征在于：所述阴极板(1)包括板体一(14)，板体一(14)与阳极板(3)相背的一侧通过冲压成型方式加工有波纹流道(12)，所述板体一(14)的左侧设有空气进口(11)，并且板体一(14)的右侧设有空气出口(13)。


3.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池双极板...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡科峰，杨代军，明平文，张存满，李冰，李小龙，谷军，
申请(专利权)人：河南豫氢动力有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41