一种液冷叠加电池组件及氢燃料电池电堆制造技术

本发明专利技术属于氢燃料电池技术领域，具体为一种液冷叠加电池组件及氢燃料电池电堆，液冷叠加电池组件，包括：依次串联叠合的单电池和用于进出冷却液的冷却区；所述液冷叠加电池组件分为靠近液冷源头的快速冷却A区和远离液冷源头的慢速冷却B区；在所述快速冷却A区内每隔两个单电池设置一个冷却区；在所述慢速冷却B区内每隔一个单电池设置一个冷却区。氢燃料电池电堆，包括：外壳体，所述外壳体为中空且两端开口的形状，所述液冷叠加电池组件置于外壳体的内部，在所述外壳体的两端开口处封闭。本发明专利技术的燃料电池属于金属板液冷电堆，具有结构简单、易装配、发电效率高、体积小、功率密度高的单电池一致性等优点。单电池一致性等优点。单电池一致性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种液冷叠加电池组件及氢燃料电池电堆


[0001]本专利技术涉及氢燃料电池
，具体为一种液冷叠加电池组件及氢燃料电池电堆。

技术介绍

[0002]氢燃料电池是以氢气为燃料，通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的发电装置，具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点。积极发展氢能，是能源革新发展，实现碳达峰、碳中和的重要举措。
[0003]电堆由多个单体电池层叠组合构成。电堆是发生电化学反应场所，燃料电池动力系统核心部分。电堆工作时， 氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。
[0004]现有电堆的单电池散热不均匀，容易造成一些单电池过热的情况，且电堆的组合安装不方便。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种液冷叠加电池组件及氢燃料电池电堆，以解决上述
技术介绍
中提出的现有电堆的单电池散热不均匀，容易造成一些单电池过热的情况，且电堆的组合安装不方便的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种液冷叠加电池组件，包括：依次串联叠合的单电池和用于进出冷却液的冷却区；所述液冷叠加电池组件分为靠近液冷源头的快速冷却A区和远离液冷源头的慢速冷却B区；在所述快速冷却A区内每隔两个单电池设置一个冷却区；在所述慢速冷却B区内每隔一个单电池设置一个冷却区。
[0007]进一步地，所述快速冷却A区内设置二十个单电池，所述慢速冷却B区内设置三百八十个单电池。进一步地，所述单电池包括两个相邻的双极板和设置在两个双极板之间的膜电极，所述膜电极将两个双极板之间的区域分隔为空气反应区和氢气反应区，所述双极板包括正极单板和负极单板，所述正极单板与膜电极之间为空气反应区，所述负极单板与膜电极之间为氢气反应区。进一步地，所述双极板设置为波浪形状，所述空气反应区、氢气反应区、冷却区分别形成在两个双极板相对应的波谷或波峰之间。进一步地，在所述液冷叠加电池组件的外侧设置有用于对单电池固定的外框架。
[0008]一种具有液冷叠加电池组件的氢燃料电池电堆，包括：外壳体，所述外壳体为中空且两端开口的形状，所述液冷叠加电池组件置于外壳
体的内部；在所述外壳体的两端开口处封闭，且在封闭处留有导线孔、空气管孔、氢气管孔和冷却液管孔；设置在外壳体上且用于对液冷叠加电池组件电压检测的电压巡检模块。
[0009]进一步地，所述外壳体的两端从内向外依次设置集流板和绝缘板，在两侧的所述绝缘板外侧分别设置有与外壳体端部开口连接的盲端板和入口端板，所述导线孔、空气管孔、氢气管孔和冷却液管孔设置在入口端板上。
[0010]进一步地，所述电压巡检模块对液冷叠加电池组件的前20节单电池和后20节单电池的每节单电池均做电压巡检，位于前后20节单电池之间的单电池为每两节做一个电压巡检。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的燃料电池属于金属板液冷电堆，具有结构简单、易装配、发电效率高、体积小、功率密度高的单电池一致性等优点。
[0012]本专利技术采用一片一冷和两片一冷组合的方式组装电堆，由于前部靠近液冷源头的冷却液口处冷却液温度偏低，所以可以采用两片一冷的结构，当冷却液流动到一定位置，冷却液温度会有所增加，所以采用一片一冷的结构进行组装，减小了电堆的整体尺寸，提高了电堆的体积功率密度。
[0013]氢燃料电池是使用氢进行电化学反应，实现化学能向电能的转化，主要应用在重卡、乘用车、商用车、叉车、公交车等多个领域。作为汽车动力源，氢燃料电池相较于锂电池具有环保、能量密度更高、续航里程长、加氢时间短、性能提升空间大等诸多优点。
附图说明
[0014]图1为本专利技术氢燃料电池电堆的结构示意图；图2为本专利技术液冷叠加电池组件的单电池与冷却区排布的示意图；图3为本专利技术图2中快速冷却A区的排布原理示意图；图4为本专利技术图2中慢速冷却B区的排布原理示意图。
[0015]图中：1液冷叠加电池组件、101双极板、102膜电极、103空气反应区、104氢气反应区、105冷却区、2外壳体、3集流板、4绝缘板、5盲端板、6入口端板、7电压巡检模块。
具体实施方式
[0016]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。
[0017]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0018]实施例：
请参阅图1
‑
4，本专利技术提供一种技术方案：一种液冷叠加电池组件1，包括：利用组装辅助定位装置作用依次串联叠合的单电池和用于进出冷却液的冷却区105，冷却区105为密封且设置进出液口的空间，相邻冷却区105的进出液口之间串联，使得冷却区105内的冷却液单向流动。
[0019]所述液冷叠加电池组件1分为靠近液冷源头的快速冷却A区和远离液冷源头的慢速冷却B区；如图2所示，其中排布的矩形板状视为单电池，嵌入在单电池之间的部件为冷却区105，且液冷叠加电池组件1的左侧（靠近液冷源头）为快速冷却A区、右侧（远离液冷源头）为慢速冷却B区。
[0020]在所述快速冷却A区内每隔两个单电池设置一个冷却区105；在所述慢速冷却B区内每隔一个单电池设置一个冷却区105。
[0021]由于前部靠近液冷源头的快速冷却A区冷却液口处冷却液温度偏低，所以可以采用两片一冷的结构，当冷却液流动到一定位置，冷却液温度会有所增加，所以在慢速冷却B区采用一片一冷的结构进行组装。
[0022]如图2所示，快速冷却A区中每隔两个单电池其中形成一个用于冷却液流动的冷却区105，慢速冷却B区内，每隔一个的单电池其中形成一个用于冷却液流动的冷却区105。
[0023]所述单电池包括两个相邻的双极板101和设置在两个双极板101之间的膜电极102，所述膜电极102将两个双极板101之间的区域分隔为空气反应区103和氢气反应区104，所述双极板101包括正极单板和负极单板，所述正极单板与膜电极102之间为空气反应区103，所述负极单板与膜电极102之间为氢气反应区104。所述双极板101设置为波浪形状，所述空气反应区103、氢气反应区104、冷却区105分别形成在两个双极板101相对应的波谷或波峰之间。
[0024]为了方便理解，在附图3、4中标记三角形的区域为空气反应区103、标记圆形的区域为氢气反应区104、标记正方形的区域为冷却区105。
[0025]如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液冷叠加电池组件，其特征在于，包括：依次串联叠合的单电池和用于进出冷却液的冷却区（105）；所述液冷叠加电池组件分为靠近液冷源头的快速冷却A区和远离液冷源头的慢速冷却B区；在所述快速冷却A区内每隔两个单电池设置一个冷却区（105）；在所述慢速冷却B区内每隔一个单电池设置一个冷却区（105）。2.根据权利要求1所述的一种液冷叠加电池组件，其特征在于：所述快速冷却A区内设置二十个单电池，所述慢速冷却B区内设置三百八十个单电池。3.根据权利要求1所述的一种液冷叠加电池组件，其特征在于：所述单电池包括两个相邻的双极板（101）和设置在两个双极板（101）之间的膜电极（102），所述膜电极（102）将两个双极板（101）之间的区域分隔为空气反应区（103）和氢气反应区（104），所述双极板（101）包括正极单板和负极单板，所述正极单板与膜电极（102）之间为空气反应区（103），所述负极单板与膜电极（102）之间为氢气反应区（104）。4.根据权利要求3所述的一种液冷叠加电池组件，其特征在于：所述双极板（101）设置为波浪形状，所述空气反应区（103）、氢气反应区（104）、冷却区（105）分别形成在两个双极板（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，孙一焱，赵书飞，段红玉，
申请(专利权)人：苏州氢澜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：