一种盲端板、燃料电池以及车辆制造技术

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种盲端板、燃料电池以及车辆，所述盲端板包括本体，所述本体的一侧面上开设有流道部以及尾氢进板口，所述本体上还开设有尾氢出板口以及尾氢水出板口；所述尾氢进板口、尾氢出板口、尾氢水出板口三者分别与流道部连通；所述尾氢进板口为通孔或盲孔，所述尾氢出板口以及尾氢水出板口均为通孔；所述尾氢出板口所在水平面高度高于尾氢水出板口；通过盲端板，利用尾氢的热量来加热燃料电池堆末端，缩小燃料电池堆末端单电池温度与中间位置单电池温度的差距，从而消除因温度低而引起的性能单低情况，提高燃料电池堆的整体性能。提高燃料电池堆的整体性能。提高燃料电池堆的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种盲端板、燃料电池以及车辆


[0001]本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种盲端板、燃料电池以及车辆。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆是由多节单电池组成，PEMFC单电池由质子交换膜、阴阳两极催化层、扩散层、双极板以及冷却通道等部件组成。燃料电池堆由多节单电池叠加组成，燃料通过燃料电池堆的燃料进口分配腔进入每节单电池，经过电池内的流道并参与反应，剩余气体从燃料电池堆的燃料出口汇集腔流出燃料电池堆。在燃料电池堆的测试和运行中，会通过巡检模块来实时监测每节单电池电压的大小及一致性，以此来判断各节单电池的运行状况。而在实际工况中，经常出现首节或者末节单电池电压单低的情况，导致该情况的其中一个主要因素是结构引起的燃料分配不均；另一个主要因素是运行中的燃料电池堆首末两端的换热系数大，中间位置的换热系数小，燃料电池堆的温度分布会呈现两端低中间高，即首端和末端位置几片单电池的温度相比于燃料电池堆中间位置的单电池的温度较低，进而影响首端和末端单电池的性能。有研究表明，该温差最高可达6～8℃，这很大程度上会导致首末端单电池的性能偏低，拉低燃料电池堆的整体性能。
[0003]根据上述因温差引起的首末端单电池单低的情况，现今大多数燃料电池堆厂家，针对首末端单电池单低的情况，一般仅认为是内部流道结构的原因导致，而不考虑首末端单电池温度偏低的原因，这就导致很多燃料电池堆在实际运行工况中仍存在首末端单电池电压偏低的现象，这势必会影响燃料电池堆的整体性能，以及燃料电池堆的使用寿命等。
[0004]一些燃料电池堆厂家通过在首末端位置处增加加热片(PTC)等辅助加热的设备，来维持首末端位置单电池的温度。但该措施会增加燃料电池堆的额外功耗，减小了燃料电池堆的净输出功率；此外，采用该加热措施，还需要精确的温控系统来控制首末端位置处的温度与整个燃料电池堆温度持平，这势必会增加整个系统的复杂性和成本。
[0005]另有燃料电池堆厂家(丰田)通过改善首端端板结构，利用尾排空气的余热来加热首端位置的温度，该结构不需要额外的辅助加热，可以取得很好的效果。但该结构仅适用于首端端板的加热，而对末端位置的温度没有效果。

技术实现思路

[0006]本技术所要解决的技术问题是：提供一种无需额外能量对燃料电池末端进行加热的盲端板、燃料电池以及车辆。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术采用的第一种技术方案为：
[0008]一种盲端板，包括本体，所述本体的一侧面上开设有流道部以及尾氢进板口，所述本体上还开设有尾氢出板口以及尾氢水出板口；
[0009]所述尾氢进板口、尾氢出板口、尾氢水出板口三者分别与流道部连通；
[0010]所述尾氢进板口为通孔或盲孔，所述尾氢出板口以及尾氢水出板口均为通孔；
[0011]所述尾氢出板口所在水平面高度高于尾氢水出板口。
[0012]为了解决上述技术问题，本技术采用的第二种技术方案为：
[0013]一种燃料电池，包括电堆，所述电堆包括末节板、后端板以及若干上述的盲端板；
[0014]所述盲端板夹持于末节板与后端板之间，所述盲端板具有流道部的一侧面朝向末节板；
[0015]所述末节板开设有氢气出板口，所述氢气出板口为通孔，所述氢气出板口与盲端板的尾氢进板口相对应；
[0016]若盲端板有多片，则最靠近后端板的盲端板的尾氢进板口为盲孔，其他盲端板的尾氢进板口为通孔；若盲端板为一片，则该盲端板的尾氢进板口为盲孔。
[0017]为了解决上述技术问题，本技术采用的第三种技术方案为：
[0018]一种车辆，包括上述的燃料电池。
[0019]本技术的有益效果在于：通过盲端板，利用尾氢的热量来加热燃料电池堆末端，缩小燃料电池堆末端单电池温度与中间位置单电池温度的差距，从而消除因温度低而引起的性能单低情况，提高燃料电池堆的整体性能；此外，该结构通过盲端板的流道设计，能够实现尾氢的气液分离，替代燃料电池堆系统中气液分离器的设备，这不仅降低了成本，而且可使得整个燃料电池堆系统结构更加紧凑；该盲端板的加工工艺简单，与中间正常板一致，装配工艺也与燃料电池堆的其它板一致，且因该板的厚度很小，几乎不增加燃料电池堆的体积。
附图说明
[0020]图1为本技术具体实施方式的一种盲端板的正视图；
[0021]图2为本技术具体实施方式的一种燃料电池的爆炸图；
[0022]图3为本技术具体实施方式的一种燃料电池的首节板的背视图；
[0023]图4为本技术具体实施方式的一种燃料电池的正常板的正视图；
[0024]图5为本技术具体实施方式的一种燃料电池的末节板的正视图；
[0025]图6为本技术具体实施方式的一种燃料电池的空气、冷却液流路的示意图；
[0026]图7为本技术具体实施方式的一种燃料电池的氢气流路的示意图。
具体实施方式
[0027]为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0028]请参照图1至图7，一种盲端板，包括本体，所述本体的一侧面上开设有流道部以及尾氢进板口，所述本体上还开设有尾氢出板口以及尾氢水出板口；
[0029]所述尾氢进板口、尾氢出板口、尾氢水出板口三者分别与流道部连通；
[0030]所述尾氢进板口为通孔或盲孔，所述尾氢出板口以及尾氢水出板口均为通孔；
[0031]所述尾氢出板口所在水平面高度高于尾氢水出板口。
[0032]从上述描述可知，通过尾氢进板口，使得反应后的混合气体可以进入流道部内，通过流道部与混合气体的接触，吸收反应后混合气体带出的热量，进行末端板的加热，即利用尾氢的余热，降低或避免末端单电池单低的情况发生；同时所述尾氢出板口所在水平面高度高于尾氢水出板口，由于混合气体放热冷凝，一部分冷凝水在重力的作用下从尾氢水出
板口排出，而剩下的混合气体从尾氢出板口排出，可以将尾氢进行气液分离，分离的氢气通过盲端板上侧的尾氢出板口流出电堆，分离出的液体水由盲端板下侧的尾氢水出板口流出电堆，实现燃料电池堆系统中气液分离器的作用。
[0033]进一步的，所述流道部包括多个分配区和多个流道区；
[0034]所述分配区和流道区交错设置。
[0035]进一步的，所述流道部包括三个分配区和二个流道区，三个所述分配区和二个所述流道区交错设置。
[0036]进一步的，所述分配区为多个柱状体呈多排多列设置在本体上。
[0037]从上述描述可知，通过分配区，使得混合气体能够走向不同的通道，使得受热更加均匀。
[0038]进一步的，所述流道区包括多条平行的流道。
[0039]一种燃料电池，包括电堆，所述电堆包括末节板、后端板以及若干上述的盲端板；
[0040]所述盲端板夹持于末节板与后端板之间，所述盲端板具有流道部的一侧面朝向末节板；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盲端板，其特征在于，包括本体，所述本体的一侧面上开设有流道部以及尾氢进板口，所述本体上还开设有尾氢出板口以及尾氢水出板口；所述尾氢进板口、尾氢出板口、尾氢水出板口三者分别与流道部连通；所述尾氢进板口为通孔或盲孔，所述尾氢出板口以及尾氢水出板口均为通孔；所述尾氢出板口所在水平面高度高于尾氢水出板口。2.根据权利要求1所述的盲端板，其特征在于，所述流道部包括多个分配区和多个流道区；所述分配区和流道区交错设置。3.根据权利要求2所述的盲端板，其特征在于，所述流道部包括三个分配区和二个流道区，三个所述分配区和二个所述流道区交错设置。4.根据权利要求2所述的盲端板，其特征在于，所述分配区为多个柱状体呈多排多列设置在本体上。5.根据权利要求2所述的盲端板，其特征在于，所述流道区包括多条平行的流道。6.一种燃料电池，其特征在于，包括电堆，所述电堆包括末节板、后端板以及若干权利要求1
‑
5任意一项所述的盲端板；所述盲端板夹持于末节板与后端板之间，所述盲端板具有流道部的一侧面朝向末节板；所述末节板开设有氢气出板口，所述氢气出板口为通孔，所述氢气出板口与盲端板的尾氢进板口相对应；若盲端板有多片，则最靠近后端板的盲端板的尾氢进板口为盲孔，其他盲端板的尾氢进板口为通孔；若盲端板为一片，则该盲端板的尾氢进板口为盲孔。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯金亮，丁铁新，高云庆，李飞强，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：