一种燃料电池及其供氢系统加热结构技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池及其供氢系统加热结构，该燃料电池供氢系统加热结构包括电堆金属端板，电堆金属端板设置有换热流道，换热流道在电堆金属端板的表面上形成有入口及出口；通过在电堆金属端板设置换热流道，使供氢气体流过该换热流道与电堆金属端板进行换热以利用电堆废热对供氢气体的加热，不需要增加加热电阻丝这种加热设备，在降低成本及功耗的同时，保证了供氢的安全性，且电堆金属端板由金属制成，一般为铝合金，具有良好的导热性，相对于与冷却液管路换热的方式，换热效率更高，且避免了冷却液管路流阻增加，综上所述，本专利的换热结构简单、易实施，换热效果好、换热速度快，可靠性高，特别适用于使用引射器的燃料电池阳极循环系统。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池及其供氢系统加热结构
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种燃料电池及其供氢系统加热结构。
技术介绍
在燃料电池系统中，引射器的工作流体为从高压氢瓶减压之后的氢气，引射流体为电堆阳极出口的高温高湿混合气体。由于从氢瓶供给的工作流体温度较低，与高温高湿的引射流体混合后容易冷凝产生液态水，从而容易造成电堆水淹，导致电堆一致性差、寿命降低，尤其在低温环境下，影响更为突出。目前的燃料电池供氢加热方式有两种：一种为减压器或者中压供氢管上增加加热电阻丝，通过电能给供氢气体加热，此加热方式一方面会增加辅助系统功耗，另一方面可能存在氢安全风险，同时会增加零部件的成本；另一种为通过电堆出口的高温冷却液管路给供氢气体加热，由于需要考虑系统绝缘，冷却液管路一般采用绝缘的橡胶管或者塑料管，而橡胶管或者塑料管的导热系数比较低，导致此加热方式效率较低，同时还会增加冷却液路流阻，导致冷却水泵功耗增加。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种燃料电池供氢系统加热结构，以改善供氢加热方式，消除上述两种供氢加热方式的缺点。本专利技术的第二目的在于提供一种基于上述燃料电池供氢系统加热结构的燃料电池。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种燃料电池供氢系统加热结构，包括电堆金属端板，所述电堆金属端板设置有换热流道，所述换热流道在所述电堆金属端板的表面上形成有入口以及出口。优选地，所述电堆金属端板包括端板本体以及盖板，所述端板本体设置有开放槽，所述盖板与所述端板本体密封配合连接封盖所述开放槽形成所述换热流道，所述入口以及所述出口开设于所述端板本体或所述盖板。优选地，所述端板本体与所述盖板焊接连接且所述端板本体与所述盖板之间夹持有密封圈。优选地，所述端板本体的周向边缘设置有第一凹凸配合结构，所述盖板的周向边缘设置有第二凹凸配合结构，所述第一凹凸配合结构与所述第二凹凸配合结构配合对所述盖板与端板本体的连接位置进行限位，所述第一凹凸配合结构与所述第二凹凸配合结构两者中的一个为环形隔离槽，所述第一凹凸配合结构与所述第二凹凸配合结构两者中的另一个为环形隔离筋。优选地，所述端板本体以及所述盖板设置有所述环形隔离筋的一个在所述环形隔离筋内侧的周向表面与所述环形隔离槽的内侧壁顶端面之间夹持有所述密封圈，所述端板本体以及所述盖板设置有所述环形隔离筋的一个在所述环形隔离筋外侧的周向表面与所述环形隔离槽的外侧壁顶端面之间形成有焊接空间。优选地，所述端板本体以及所述盖板设置有所述环形隔离筋的一个在所述环形隔离筋外侧的周向表面以及所述环形隔离槽的外侧壁顶端面分别设置有倒角斜面，两个所述倒角斜面构成V形的所述焊接空间。优选地，所述换热流道内设置有换热翅片结构。优选地，所述换热翅片结构包括多个波浪形翅片，各所述波浪形翅片平行并排设置，且所述波浪形翅片的长度方向沿所述换热流道内的气体流动方向设置。优选地，所述换热翅片结构包括多个直翅片，各个所述直翅片的长度方向与所述换热流道内的气体流动方向垂直，各个所述直翅片沿所述换热流道内的气体流动方向上下交错且相互间隔设置。优选地，各所述直翅片与所述换热流道的内壁之间圆角过渡。一种燃料电池，包括如上任意一项所述的燃料电池供氢系统加热结构。由以上技术方案可以看出，本专利技术中公开了一种燃料电池供氢系统加热结构，该燃料电池供氢系统加热结构包括电堆金属端板，电堆金属端板设置有换热流道，换热流道在电堆金属端板的表面上形成有入口以及出口；电堆金属端板是燃料电池的一部分，在燃料电池运行过程中，受电堆内部废热的影响，电堆金属端板温度为60℃～95℃，而供氢气体加热温度目标为≥25℃，完全可以满足供氢气体加热需求，因此通过在电堆金属端板上设置换热流道，使供氢气体流过该换热流道与电堆金属端板进行换热以利用电堆废热对供氢气体的加热，不需要增加加热电阻丝这种加热设备，在降低成本及功耗的同时，保证了供氢的安全性，且电堆金属端板由金属制成，一般为铝合金，具有良好的导热性，相对于与冷却液管路换热的方式，换热效率更高，且避免了冷却液管路流阻增加，综上所述，本专利的换热结构简单、易实施，换热效果好、换热速度快，可靠性高，特别适用于使用引射器的燃料电池阳极循环系统。本专利技术还公开了一种燃料电池，该燃料电池包括上述的燃料电池供氢系统加热结构，由于该燃料电池供氢系统加热结构具有上述有益效果，则采用该燃料电池供氢系统加热结构的燃料电池理应具有相同的有益效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种实施例提供的燃料电池供氢系统加热结构的结构示意图；图2为图1中A处的局部结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的燃料电池供氢系统加热结构的盖板的结构示意图；图4为本专利技术一种实施例提供的燃料电池供氢系统加热结构的端板本体的结构示意图；图5为本专利技术另一种实施例提供的燃料电池供氢系统加热结构的端板本体的结构示意图。其中：1为端板本体；2为入口；3为换热流道；4为波浪形翅片；4’为直翅片；5为出口；6为盖板；7为环形隔离槽；8为环形隔离槽的内侧壁；9为环形隔离槽的外侧壁；10为环形隔离筋。具体实施方式本专利技术的核心之一是提供一种燃料电池供氢系统加热结构，以达到改善供氢加热方式，消除现有两种供氢加热方式的缺点的目的。本专利技术的另一核心是提供一种基于上述燃料电池供氢系统加热结构的燃料电池。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1为本专利技术一种实施例提供的燃料电池供氢系统加热结构的结构示意图。本专利技术实施例中公开了一种燃料电池供氢系统加热结构，该燃料电池供氢系统加热结构包括电堆金属端板，电堆金属端板设置有换热流道3，换热流道3在电堆金属端板的表面上形成有入口2以及出口5；上述电堆金属端板是燃料电池的一部分，在燃料电池运行过程中，受电堆内部废热的影响，电堆金属端板温度为60℃～95℃，而供氢气体加热温度目标为≥25℃，完全可以满足供氢气体加热需求；在应用时，入口2与出口5分别采用双径向密封法兰底座与供氢管双径向密封法兰相接。综上所述，与现有技术相比，本专利技术实施例提供的燃料电池供氢系统加热结构通过在电堆金属端板上设置换热流道3，使供氢气体流过该换热流道3与电堆金属端板进行换热以利用电堆废热对供氢气体的加热，不需要增加加热电阻丝这种加热设备，在降低成本及功耗的同时，保证了供氢的安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池供氢系统加热结构，其特征在于，包括电堆金属端板，所述电堆金属端板设置有换热流道，所述换热流道在所述电堆金属端板的表面上形成有入口以及出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池供氢系统加热结构，其特征在于，包括电堆金属端板，所述电堆金属端板设置有换热流道，所述换热流道在所述电堆金属端板的表面上形成有入口以及出口。


2.根据权利要求1所述的燃料电池供氢系统加热结构，其特征在于，所述电堆金属端板包括端板本体以及盖板，所述端板本体设置有开放槽，所述盖板与所述端板本体密封配合连接封盖所述开放槽形成所述换热流道，所述入口以及所述出口开设于所述端板本体或所述盖板。


3.根据权利要求2所述的燃料电池供氢系统加热结构，其特征在于，所述端板本体与所述盖板焊接连接且所述端板本体与所述盖板之间夹持有密封圈。


4.根据权利要求3所述的燃料电池供氢系统加热结构，其特征在于，所述端板本体的周向边缘设置有第一凹凸配合结构，所述盖板的周向边缘设置有第二凹凸配合结构，所述第一凹凸配合结构与所述第二凹凸配合结构配合对所述盖板与端板本体的连接位置进行限位，所述第一凹凸配合结构与所述第二凹凸配合结构两者中的一个为环形隔离槽，所述第一凹凸配合结构与所述第二凹凸配合结构两者中的另一个为环形隔离筋。


5.根据权利要求4所述的燃料电池供氢系统加热结构，其特征在于，所述端板本体以及所述盖板设置有所述环形隔离筋的一个在所述环形隔离筋内侧的周向表面与所述环形隔离槽的内侧壁顶端面之间夹持有所述密封圈，所述端板本体以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄争，王鸿鹄，尚鹏飞，齐同仑，
申请(专利权)人：上海捷氢科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31