本实用新型专利技术提供一种改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构，具体包括：设置在电堆一侧的三腔歧管和气口端板，所述气口端板上设有与双极板三腔口相匹配的三腔开口，每路三腔歧管与所述气口端板上的三腔开口一一对应且独立连接；所述电堆的另一侧为与外界不导通的绝缘端板和盲端端板，所述绝缘端板在与所述双极板三腔口对应位置处设置有内弧形挡块。本实用新型专利技术通过对两侧端板和外侧歧管进行改进，能有效改善电堆内部三腔流体流量分配一致性差缺陷，提升电堆内各节电池电化学反应均一性，稳定电压输出，具有结构合理，可操作性强，延长电堆寿命等优点。延长电堆寿命等优点。延长电堆寿命等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构
[0001]本技术涉及燃料电池
，具体而言，尤其涉及一种改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构。
技术介绍
[0002]燃料电池是一种利用催化反应将化学能直接转化为电能的发电装置，具有高效、零碳排放、污染低等特点。燃料电池反应器，即电堆由多组双极板和膜电极通过密封结构堆叠组装而成。为确保每单节电池组具有足够反应气和冷却液通入量，需结合电堆整体功率、产热情况以及使用工况对双极板三腔口进行周密设计，保证电堆三腔口具有足够公共通道截面积。随着大功率电堆需求提升，电堆节数随之增加，横截面积较大且长度较长的公共通道所产生的流体涡流现象将极大程度影响堆内流体的实际流量分配，继而诱发电堆出现个别节电压单低等问题，影响燃料电池实际使用效果。
[0003]现有技术中，电堆气口端板、盲端端板和三腔口歧管设计多以配合燃料电池系统部件组装为主，以满足高集成度匹配需求，功能性较为单一。为满足堆内各节电池气体和冷却液流体流量分配一致性，可借助流体仿真等手段对气口端版、盲端端板和三腔口歧管结构进行优化设计，实现电堆组成部件功能性提升。
[0004]因此，在设计初需结合流体仿真，对电堆两侧端板和三腔口歧管结构进行系统优化设计的前提下，提出一种用以消除涡流现象影响，提升电堆内部各节电池间反应气体和冷却液流体分配一致性的总成结构成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]根据上述提出现有技术中存在涡流现象，电堆内部气体或液体分配均匀性差的技术问题，而提供一种改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构。本技术主要通过对电堆两侧的端板和歧管进行改进，通过在导入歧管侧设置先渐扩
‑
后渐缩的组合形式以及导出歧管侧设置渐扩形式，配合绝缘端板处设置的内弧形挡块的设计，实现改善电堆内部三腔流体流量分配一致性差的问题，提升电堆内各节电池电化学反应均一性。
[0006]本技术采用的技术手段如下：
[0007]一种改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构，其特征在于，包括：设置在电堆一侧的三腔歧管和气口端板，所述气口端板上设有与双极板三腔口相匹配的三腔开口，每路三腔歧管与所述气口端板上的三腔开口一一对应且独立连接；所述电堆的另一侧为与外界不导通的绝缘端板和盲端端板，所述绝缘端板在与所述双极板三腔口对应位置处设置有内弧形挡块。
[0008]进一步地，所述气口端板上的三腔开口包括氢气进口、空气进口、冷却液进口、氢气出口、空气出口和冷却液出口，所述气口端板上各通道腔口开口的截面积大于等于所述双极板板面对应三腔口处截面积。
[0009]进一步地，所述三腔歧管包括三腔导入歧管和三腔导出歧管，其中，三腔导入歧管
中每个歧管的截面积按气体或冷却液流入电堆内方向呈先渐扩
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后渐缩的组合形式，三腔导出歧管中每个歧管的截面积按气体或冷却液流出电堆内方向呈渐扩形式。
[0010]进一步地，所述内弧形挡块的底面形状与所述双极板三腔口形状相同，并与绝缘端板固定，所述内弧形挡块的内弧面对准每节电堆进/出口，所述内弧形挡块与所述绝缘端板的底面垂直侧的接触面同公共通道的内侧壁靠紧接触。
[0011]进一步地，所述内弧形挡块的内弧面半径和高度可根据电堆节数，即公共通道的长度进行有效调节。
[0012]进一步地，所述三腔导入歧管与所述气口端板连接处的末端截面积大于所述气口端板上各通道腔口开口的截面积。
[0013]进一步地，所述三腔导出歧管与所述气口端板连接处的末端截面积大于所述气口端板上各通道腔口开口的截面积。
[0014]进一步地，所述三腔导入歧管中的空气入口歧管在先渐扩
‑
后渐缩的组合形式构成的中部截面积放大区域设有弧状涡流缓冲结构。
[0015]进一步地，所述弧状涡流缓冲结构的区域上设有用于开启和关闭的单向阀。
[0016]较现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0017]1、本技术无需更改原有双极板板型结构，仅对两侧端板和外侧歧管进行更改，将三腔导入歧管中每个歧管的截面积按气体或冷却液流入电堆内方向设置呈先渐扩
‑
后渐缩的组合形式，三腔导出歧管中每个歧管的截面积按气体或冷却液流出电堆内方向设置呈渐扩形式，同时对腔口截面积进行限定可操作性强。
[0018]2、本技术还通过在与外界不导通的绝缘端板上，与双极板三腔口对应位置处设置有内弧形挡块，利用渐变式空间填充作用，沿气口端板至绝缘端板方向逐渐降低公共通道横截面积，消除反应气体和冷却液位于公共通道盲端侧涡流现象，提升反应气体和冷却液向各节电池内部分配一致性及由堆内向外部排出能力。
[0019]3、本技术还通过在空气入口歧管上设置弧状涡流缓冲结构，有助于防止堆内引入固体颗粒物杂质，延长电堆寿命。
[0020]综上，通过本技术的改进，可以有效改善电堆内部三腔流体流量分配一致性差缺陷，提升电堆内各节电池电化学反应均一性，稳定电压输出。
[0021]基于上述理由本技术可在燃料电池
广泛推广。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本技术的燃料电池电堆歧管和端板总成的结构示意图。
[0024]图2为本技术的三腔导入歧管的结构示意图。
[0025]图3为本技术的三腔导出歧管的结构示意图。
[0026]图4为本技术的内弧形挡块不同角度的结构示意图。
[0027]图中：1、三腔歧管；11、氢气导入歧管；12、空气导入歧管；13、冷却液导入歧管；14、
氢气导出歧管；15、空气导出歧管；16、冷却液导入歧管；2、气口端板；21、氢气进口；22、空气进口；23、冷却液进口；24、氢气出口；25、空气出口；26、冷却液出口；3、绝缘端板；4、内弧形挡块；5、盲端端板；6、双极板；7、集流板。
具体实施方式
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0029]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。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。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构，其特征在于，包括：设置在电堆一侧的三腔歧管和气口端板，所述气口端板上设有与双极板三腔口相匹配的三腔开口，每路三腔歧管与所述气口端板上的三腔开口一一对应且独立连接；所述电堆的另一侧为与外界不导通的绝缘端板和盲端端板，所述绝缘端板在与所述双极板三腔口对应位置处设置有内弧形挡块。2.根据权利要求1所述的改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构，其特征在于，所述气口端板上的三腔开口包括氢气进口、空气进口、冷却液进口、氢气出口、空气出口和冷却液出口，所述气口端板上各通道腔口开口的截面积大于等于所述双极板板面对应三腔口处截面积。3.根据权利要求1所述的改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构，其特征在于，所述三腔歧管包括三腔导入歧管和三腔导出歧管，其中，三腔导入歧管中每个歧管的截面积按气体或冷却液流入电堆内方向呈先渐扩
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后渐缩的组合形式，三腔导出歧管中每个歧管的截面积按气体或冷却液流出电堆内方向呈渐扩形式。4.根据权利要求1所述的改善燃料电池内部流体分配的歧管和端板总成结构，其特征在于，所述内弧形挡块的底面形状与所述双极板三腔...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘振，王舒婷，彭斌，韩冰峰，李光伟，刘雪婷，邢丹敏，蒋建良，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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