多功能端板、多电堆系统及燃料电池技术方案

本发明专利技术公开了一种多功能端板、多电堆系统及燃料电池，多功能端板包括多组子接口和多个第一接口、第二接口、第一管道、第二管道，第一接口与供应装置对应连通，第二接口与回收装置对应连通，子接口与电堆对应设置，且每组子接口中包括多个第一子接口和第二子接口；第一管道的入口与第一接口对应连通，第一管道具有多个出口，每个出口对应连通于不同组的第一子接口，进而不同反应物被输送至每个电堆中；第二管道的出口与第二接口对应连通，第二管道具有多个入口，每个入口对应连通于不同组的第二子接口，进而经利用后的反应物被输送至外部。本发明专利技术具有较高的集成度和资源利用率，保证各个电堆输出的一致性，提高了电堆寿命。提高了电堆寿命。提高了电堆寿命。

【技术实现步骤摘要】
多功能端板、多电堆系统及燃料电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，特别涉及一种多功能端板、多电堆系统及燃料电池。

技术介绍

[0002]随着化石燃料的需求日益增加，人们对于可再生资源越来越重视。氢氧燃料电池作为环境友好资源的一种逐渐进入人们的生活。氢氧燃料电池的工作原理为：氢气在氧化剂的作用下，在阳极分解产生氢质子和电子，氢质子穿过质子交换膜，在阴极与氧气和外电路传输的电子反应，其产物为水，对于环境没有污染。因为氢氧燃料电池采用非燃烧的手段将化学能转化为电能，不受卡诺循环的约束，且氢氧燃料电池的直接发电效率达45％，所以氢氧燃料电池的应用到达了生活的各个方面，例如应用于新能源汽车，无人机，和发电站等。
[0003]燃料电池汽车、发电系统是质子交换膜燃料电池的重要应用，目前已经有多款燃料电池汽车运行，其运行的功率需求在几千瓦至几十千瓦不等。例如额定功率为60kw的燃料电池大巴为例，需要的单个电堆无法满足其功率需求，所以需要双堆串联达到功率需求；再例如，几百千瓦乃至兆瓦级发电系统，需要更高的电堆输出功率，需要更多的电堆进行串并联集成。但目前多电堆的集成结构一般是由单个电堆通过管道的连接，即各个电堆的氢气进气口、出气口，空气进气口、出气口和冷却水的进口和出口是通过管道并联连接，例如申请号为CN202011337633.3的专利，其各个电堆的氢气进出口、空气进出口、冷却水的进出口都是在电堆的端板上，所以两个电堆的端板是相互独立的，这导致成本增加，并且两个电堆通过管道连接会带来许多的问题：
[0004]a.因为反应物和冷却水带有热量，如果经过长的管道，反应物的热量会被传递到环境中，造成热量的损失；
[0005]b.不利于集成封装，以双堆60kw电堆为例，如果将其应用于燃料电池汽车，因为管道具有一定的长度与直径，管道分配装置将占用相当大部分的体积，极大影响汽车或发电系统的内部集成空间。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种具有高集成度的多功能端板、多电堆系统及燃料电池。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种多功能端板，与外部的多个电堆、多个供应装置及多个回收装置配合使用，所述多个供应装置用于提供不同反应物，所述多功能端板上开设有多个第一接口、多个第二接口、多组子接口，其中，所述多个第一接口与所述多个供应装置一一对应连通，所述多个第二接口与所述回收装置一一对应连通，所述多组子接口与所述多个电堆一一对应设置，且每组子接口中包括多个第一子接口和多个第二子接口；
[0009]所述多功能端板内设有多个第一管道，所述多个第一管道的入口与所述多个第一接口一一对应连通，每个第一管道具有多个出口，且每个出口对应连通于不同组中的第一
子接口，进而不同反应物通过所述第一管道被输送至每个电堆中；所述多功能端板内还设有多个第二管道，所述多个第二管道的出口与所述多个第二接口一一对应连通，每个第二管道具有多个入口，且每个入口对应连通于不同组中的第二子接口，进而经每个电堆利用后的反应物通过所述第二管道被输送至外部。
[0010]进一步地，所述多个第一接口包括第一空气接口、第一氢气接口、第一冷却水接口，所述多个第二接口包括第二空气接口、第二氢气接口、第二冷却水接口，其中，所述第一空气接口与外部空气供应装置的出口连通，所述第一氢气接口与外部氢气供应装置的出口连通，所述第一冷却水接口与外部冷却水供应装置的出口连通，所述第二空气接口与外部空气回收装置的入口连通，所述第二氢气接口与外部氢气回收装置的入口连通，所述第二冷却水接口与外部冷却水回收装置的入口连通；
[0011]所述多个第一管道包括第一空气管道、第一氢气管道、第一冷却水管道，所述多个第二管道包括第二空气管道、第二氢气管道、第二冷却水管道，其中，所述第一空气管道的入口与所述第一空气接口连通，所述第一氢气管道的入口与所述第一氢气接口连通，所述第一冷却水管道的入口与所述第一冷却水接口连通，所述第二空气管道的出口与所述第二空气接口连通，所述第二氢气管道的出口与所述第二氢气接口连通，所述第二冷却水管道的出口与所述第二冷却水接口连通。
[0012]进一步地，所述第一空气管道、第一氢气管道、第一冷却水管道分别具有三个出口，第二空气管道、第二氢气管道、第二冷却水管道分别具有三个入口，所述多功能端板上开设有三组子接口，所述三组子接口与外部三个电堆配合设置，每组子接口包括三个第一子接口和三个第二子接口。
[0013]优选地，所述第一氢气管道架设在所述第一冷却水管道上，且所述第一冷却水管道架设在所述第一空气管道上，同时，所述第二氢气管道架设在所述第二冷却水管道上，且所述第二冷却水管道架设在所述第二空气管道上；或者，所述第一氢气管道与所述第一冷却水管道位于同一平面内，且所述第一空气管道架设在所述第一冷却水管道上，同时，所述第二氢气管道与所述第二冷却水管道位于同一平面内，且所述第二空气管道架设在所述第二冷却水管道上。
[0014]进一步优选地，所述第一空气管道与所述第二空气管道位于同一平面内，且所述第一氢气管道与所述第二氢气管道位于同一平面内，且所述第一冷却水管道与所述第二冷却水管道位于同一平面内。
[0015]进一步地，所述多功能端板包括第一板面和第二板面，其中，所述多个第一接口、多个第二接口设置在所述第一板面上，所述多组子接口设置在所述第二板面上。
[0016]进一步地，所述多功能端板上还设有多个通孔，所述通孔用于与外部螺杆、螺帽配合使用；所述多功能端板还包括绝缘板。
[0017]一种多电堆系统，所述多电堆系统包括多个电堆、上文所述的多功能端板、多个供应装置、多个回收装置、氮气吹扫装置及控制器，其中，所述控制器与所述回收装置和氮气吹扫装置分别电连接，所述供应装置、回收装置、氮气吹扫装置分别与所述多功能端板连接，所述多功能端板与所述电堆配合连接；在所述控制器的控制下，所述多个供应装置通过所述多功能端板输送反应物至所述电堆中，并将反应后的反应物输送至所述回收装置。
[0018]进一步地，所述多电堆系统还包括装配底板，其中，所述电堆的一端与所述多功能
端板连接，所述电堆的另一端与所述装配底板连接；所述装配底板的数量为一个或多个。
[0019]一种燃料电池，所述燃料电池包括上文所述的多功能端板。
[0020]本专利技术具有的优点：将输送反应物的管道集成到一个端板内，并能够同时将反应物供给多个电堆反应，不仅具有较高的集成度和资源利用率，保证各个电堆输出的一致性，提高了各个电堆的输出，还能够使端板更好地利用反应物的热量以用于端板的保温，提高了电堆热量利用效率，保障了端部节电池性能，从而提高电堆寿命。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能端板，其特征在于，与外部的多个电堆、多个供应装置及多个回收装置配合使用，所述多个供应装置用于提供不同反应物，所述多功能端板(1)上开设有多个第一接口、多个第二接口、多组子接口，其中，所述多个第一接口与所述多个供应装置一一对应连通，所述多个第二接口与所述回收装置一一对应连通，所述多组子接口与所述多个电堆一一对应设置，且每组子接口中包括多个第一子接口和多个第二子接口；所述多功能端板(1)内设有多个第一管道，所述多个第一管道的入口与所述多个第一接口一一对应连通，每个第一管道具有多个出口，且每个出口对应连通于不同组中的第一子接口，进而不同反应物通过所述第一管道被输送至每个电堆中；所述多功能端板(1)内还设有多个第二管道，所述多个第二管道的出口与所述多个第二接口一一对应连通，每个第二管道具有多个入口，且每个入口对应连通于不同组中的第二子接口，进而经每个电堆利用后的反应物通过所述第二管道被输送至外部。2.如权利要求1所述的多功能端板，其特征在于，所述多个第一接口包括第一空气接口(111)、第一氢气接口(112)、第一冷却水接口(113)，所述多个第二接口包括第二空气接口(121)、第二氢气接口(122)、第二冷却水接口(123)，其中，所述第一空气接口(111)与外部空气供应装置的出口连通，所述第一氢气接口(112)与外部氢气供应装置的出口连通，所述第一冷却水接口(113)与外部冷却水供应装置的出口连通，所述第二空气接口(121)与外部空气回收装置的入口连通，所述第二氢气接口(122)与外部氢气回收装置的入口连通，所述第二冷却水接口(123)与外部冷却水回收装置的入口连通；所述多个第一管道包括第一空气管道(131)、第一氢气管道(132)、第一冷却水管道(133)，所述多个第二管道包括第二空气管道(141)、第二氢气管道(142)、第二冷却水管道(143)，其中，所述第一空气管道(131)的入口与所述第一空气接口(111)连通，所述第一氢气管道(132)的入口与所述第一氢气接口(112)连通，所述第一冷却水管道(133)的入口与所述第一冷却水接口(113)连通，所述第二空气管道(141)的出口与所述第二空气接口(121)连通，所述第二氢气管道(142)的出口与所述第二氢气接口(122)连通，所述第二冷却水管道(143)的出口与所述第二冷却水接口(123)连通。3.如权利要求2所述的多功能端板，其特征在于，所述第一空气管道(131)、第一氢气管道(132)、第一冷却水管道(133)分别具有三个出口，第二空气管道(141)、第二氢气管道(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐煜，殷灏，乔泽敏，
申请(专利权)人：苏州市华昌能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：