一种燃料电池电堆模组及流体控制方法技术

本发明专利技术属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池电堆模组及流体控制方法，其中，该燃料电池电堆模组包括至少一个电堆组件，电堆组件包括两个沿高度方向依次堆叠的电堆组、进料组件和出料组件，电堆组包括两个沿高度方向依次堆叠的单体电堆，单体电堆沿长度方向的两端对称设置有入口组和出口组；进料组件用于连通各个单体电堆的入口组，出料组件用于连通各个单体电堆的出口组，流体能够通过进料组件同步流入各个单体电堆的入口组，并从各个单体电堆的出口组同步流入出料组件。该燃料电池电堆模组，使得各个单体电堆的输出性能一致，从而有效提高了单体电堆的输出性能，有效提高了燃料电池的使用寿命。电池的使用寿命。电池的使用寿命。

Fuel cell stack module and fluid control method

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆模组及流体控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池电堆模组及流体控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将氧化剂(空气、氧气等)和还原剂(氢气、储氢材料等)通过电化学氧化还原反应发电的装置。现有的燃料电池主要包括燃料电池堆芯和辅助部件，燃料电池堆芯由几十至数百个单体电堆串连堆叠形成，单体电堆包括分配介质流动的双极板和电化学反应的核心结构，即膜电极；辅助部件用于压紧燃料电池堆芯，并向电池堆芯提供氧化剂、还原剂和冷却剂进行电化学氧化还原反应。
[0003]由于单体电堆的进出口数量较多，在将多个单体电堆集成为燃料电池堆芯时，一般采用空间错位的方式布置多个进出口以及连通各个进出口的歧管，难以同时均匀分配氢气、氧化剂和冷却液，导致从各个歧管进口流入的流体的分配一致性差，从而严重影响了各个单体电堆的输出性能，导致各个单体电堆的热管理效率不一致，从而导致燃料电池的输出性能较差，且存在散热不良的风险，从而降低了燃料电池的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池电堆模组及流体控制方法，以解决现有技术中通过空间错位的方式布置多个进出口以及连通各个进出口的歧管，导致从各个歧管进口流入的流体的分配一致性差的问题。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种燃料电池电堆模组，其包括至少一个电堆组件，所述电堆组件包括：
[0007]两个沿高度方向依次堆叠的电堆组，所述电堆组包括两个沿高度方向依次堆叠的单体电堆，所述单体电堆沿长度方向的两端对称设置有入口组和出口组；
[0008]进料组件和出料组件，所述进料组件用于连通各个所述单体电堆的入口组，所述出料组件用于连通各个所述单体电堆的出口组，流体能够通过所述进料组件同步流入各个所述单体电堆的入口组，并从各个所述单体电堆的出口组同步流入所述出料组件。
[0009]作为优选，所述进料组件包括两个入口歧管组，所述出料组件包括两个出口歧管组，两个所述入口歧管组与两个所述电堆组一一对应设置，两个所述出口歧管组与两个所述电堆组一一对应设置；
[0010]所述入口歧管组用于连通所述电堆组的两个所述单体电堆的入口组，所述出口歧管组用于连通所述电堆组的两个所述单体电堆的出口组，流体能够通过所述入口歧管组同步流入所述电堆组的两个所述单体电堆的入口组，并从两个所述单体电堆的出口组同步流入所述出口歧管组。
[0011]作为优选，以所述电堆组沿其高度方向的中心面为第一对称面，所述电堆组的两个所述入口组以所述第一对称面对称分布，所述电堆组的两个所述出口组以所述第一对称
面对称分布。
[0012]作为优选，所述入口歧管组包括多个入口歧管，多个所述入口歧管均设有第一流入口，所述出口歧管组包括多个出口歧管，多个所述出口歧管均设有第一流出口；
[0013]各个所述第一流入口和各个所述第一流出口均分布于第一直线上，且所述第一直线为所述第一对称面上的线。
[0014]作为优选，所述入口歧管为注塑件，所述出口歧管为注塑件。
[0015]作为优选，所述入口歧管呈U形，所述出口歧管呈U形。
[0016]作为优选，所述进料组件还包括进料总管组，所述出料组件还包括出料总管组，所述进料总管组用于连通两个所述入口歧管组，所述出料总管组用于连通两个所述出口歧管组，所述进料总管组内的流体能够同步流入两个所述入口歧管组，两个所述出口歧管组内的流体能够同步流入所述出料总管组。
[0017]作为优选，所述进料总管组包括多个进料总管，多个所述进料总管均设有第二流入口，所述出料总管组包括多个出料总管，多个所述出料总管均设有第二流出口；
[0018]各个所述第二流入口和各个所述第二流出口均分布于第二直线上，所述电堆组件沿其高度方向上的中心面为第二对称面，所述第二直线为所述第二对称面上的线。
[0019]作为优选，所述入口组包括沿所述单体电堆的高度方向间隔设置的第一入口、第二入口和第三入口，所述出口组包括沿所述单体电堆的高度方向间隔设置的第一出口、第二出口和第三出口，所述第一入口与所述第一出口连通，所述第二入口与所述第二出口连通，所述第三入口和所述第三出口连通，所述第一入口的中心轴线和所述第一出口的中心轴线沿所述单体电堆的长度方向对称分布，所述第二入口的中心轴线和所述第二出口的中心轴线沿所述单体电堆的长度方向对称分布，所述第三入口的中心轴线和所述第三出口的中心轴线沿所述单体电堆的长度方向对称分布。
[0020]一种流体控制方法，应用于上述的燃料电池电堆模组，其包括：
[0021]流体从所述进料组件同步流入各个所述单体电堆的入口组，并从各个所述单体电堆的出口组同步流入所述出料组件。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池电堆模，其中，该燃料电池电堆模组包括至少一个电堆组件，电堆组件包括两个沿高度方向依次堆叠的电堆组、进料组件和出料组件，电堆组包括两个沿高度方向依次堆叠的单体电堆，单体电堆沿长度方向的两端对称设置有入口组和出口组；进料组件用于连通各个单体电堆的入口组，出料组件用于连通各个单体电堆的出口组，流体能够通过进料组件同步流入各个单体电堆的入口组，并从各个单体电堆的出口组同步流入出料组件。该燃料电池电堆模组，通过将电堆组件的两个电堆组沿高度方向依次堆叠，且将电堆组的两个单体电堆沿高度方向依次堆叠，可以理解的是，四个单体电堆沿高度方向依次堆叠，进料组件用于连通各个单体电堆的入口组，出料组件用于连通各个单体电堆的出口组，具体地，流体通过进料组件流入各个单体电堆的入口组，并通过各个单体电堆的出口组流出各个单体电堆，从而实现各个单体电堆的内部均发生电化学反应；其中通过设置流体能够通过进料组件同步流入各个单体电堆的入口组，并从各个单体电堆的出口组同步流入出料组件，如此设置，能够使得通过进料组件流入各个单体电堆内的流体的量基本相同，使得流体流入各个单体电堆的流动一致性好，从而使得各个单体电
堆的输出性能一致，且有效提高了各个单体电堆的输出性能，有效提高了燃料电池的使用寿命。
[0024]本专利技术还提供一种流体控制方法，该流体控制方法应用上述的燃料电池电堆模组，使得各个单体电堆的输出性能一致，且有效提高了单体电堆的输出性能，有效提高了燃料电池的使用寿命。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的具体实施例提供的燃料电池电堆模组的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术具体实施例提供的燃料电池电堆模组的部分结构示意图。
[0027]图中：
[0028]1、电堆组；11、单体电堆；111、入口组；112、出口组；
[0029]2、进料组件；21、入口歧管组；211、入口歧管；2111、第一流入口；22、进料总管组；221、进料总管；
[0030]3、出料组件；31、出口歧管组；311、出口歧管；3111、第一流出口；32、出料总管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆模组，其特征在于，包括至少一个电堆组件，所述电堆组件包括：两个沿高度方向依次堆叠的电堆组(1)，所述电堆组(1)包括两个沿高度方向依次堆叠的单体电堆(11)，所述单体电堆(11)沿长度方向的两端对称设置有入口组(111)和出口组(112)；进料组件(2)和出料组件(3)，所述进料组件(2)用于连通各个所述单体电堆(11)的入口组(111)，所述出料组件(3)用于连通各个所述单体电堆(11)的出口组(112)，流体能够通过所述进料组件(2)同步流入各个所述单体电堆(11)的入口组(111)，并从各个所述单体电堆(11)的出口组(112)同步流入所述出料组件(3)。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆模组，其特征在于，所述进料组件(2)包括两个入口歧管组(21)，所述出料组件(3)包括两个出口歧管组(31)，两个所述入口歧管组(21)与两个所述电堆组(1)一一对应设置，两个所述出口歧管组(31)与两个所述电堆组(1)一一对应设置；所述入口歧管组(21)用于连通所述电堆组(1)的两个所述单体电堆(11)的入口组(111)，所述出口歧管组(31)用于连通所述电堆组(1)的两个所述单体电堆(11)的出口组(112)，流体能够通过所述入口歧管组(21)同步流入所述电堆组(1)的两个所述单体电堆(11)的入口组(111)，并从两个所述单体电堆(11)的出口组(112)同步流入所述出口歧管组(31)。3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆模组，其特征在于，以所述电堆组(1)沿其高度方向的中心面为第一对称面，所述电堆组(1)的两个所述入口组(111)以所述第一对称面对称分布，所述电堆组(1)的两个所述出口组(112)以所述第一对称面对称分布。4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆模组，其特征在于，所述入口歧管组(21)包括多个入口歧管(211)，多个所述入口歧管(211)均设有第一流入口(2111)，所述出口歧管组(31)包括多个出口歧管(311)，多个所述出口歧管(311)均设有第一流出口(3111)；各个所述第一流入口(2111)和各个所述第一流出口(3111)均分布于第一直线上，且所述第一直线为所述第一对称面上的线。5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆模组，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓春，柳海涛，柴建平，刘敏，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：