本发明专利技术提供一种具有换热和排气功能的燃料电池结构。本发明专利技术包括：换热组件和电堆端板，所述换热组件包括氢气和水腔隔板，所述氢气和水腔隔板一侧通过设置冷却腔围板形成水腔，所述电堆端板固定安装于所述氢气和水腔隔板的另一侧，所述电堆端板设置的凹腔与所述氢气和水腔隔板形成氢气腔，所述冷却腔围板设置有与所述水腔相连通的换热组件出水口，所述电堆端板设置有电堆排水口，所述氢气和水腔隔板上设置有分别与所述水腔和所述电堆排水口相连通的换热组件进水口，所述电堆端板上设置的外界低温氢气进口和电堆氢气进口均与所述氢气腔连通，本发明专利技术方案解决了现有技术中额外连接换热器对氢气加热、集成化程度不高、降低装配效率和增加成本的问题。率和增加成本的问题。率和增加成本的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种具有换热和排气功能的燃料电池结构
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体而言，尤其涉及一种具有换热和排气功能的燃料电池结构。
技术介绍
[0002]燃料电池的反应原理是电解水的逆过程，直接将燃料中的化学能转化为电能，即氢气和氧气的化学能转化为电能的发电装置，且反应过程中不经过燃烧过程，不受卡诺循环的限制，因而电池的能量转化效率高，燃料电池的能源利用率远高于常规发动机的，可应用于车辆、船舶等运载工具的动力系统。
[0003]燃料电池系统包括电堆(模块)、氢气系统、空气系统、水热管理系统、控制系统等。电堆作为燃料电池的核心组件，由双极板、膜电极、端板和封装件等组装而成，电堆在发生化学反应时产生的大量热量被水热管理系统中的冷却水带走，但排出的冷却水中容易夹杂气体，在管路中产生憋气现象，影响工作效率，同时在燃料电池运行过程中，对进入电堆的氢气有温度要求，需要氢气有相对适合的温度，保持电堆的工作性能。
[0004]由于燃料电池系统结构复杂，应用领域较广，设计集成化燃料电池系统已然成为新的发展趋势，但目前燃料电池系统多采用单独外接板式换热器对氢气加热，或者使用自制的氢气加热器，也未形成集成式电堆排气功能以及氢气路与水路传感器安装座，这不仅增加电堆成本，也降低装配效率和电堆集成度。毋庸置疑，只有将多种功能集成到一个零件上，才能提高工作效率并降低成本，集成化以及一体化是燃料电池的发展目标。
技术实现思路
[0005]根据上述提出的额外连接换热器对氢气进行加热、集成化程度不高、降低装配效率和成本增加等技术问题，而提供一种具有换热和排气功能的燃料电池结构。本专利技术主要利用换热组件通过冷却水的余热对氢气加热，在冷却腔设置排气口，集成冷却液传感器和氢气传感器，从而达到无外接换热器的换热排气的集成系统、节约成本、提高系统集成度的目的。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]本专利技术提供一种具有换热和排气功能的燃料电池结构，包括换热组件和电堆端板；
[0008]所述换热组件包括氢气和水腔隔板，所述氢气和水腔隔板一侧通过设置冷却腔围板形成水腔，所述电堆端板固定安装于所述氢气和水腔隔板的另一侧；
[0009]所述电堆端板设置有凹腔，所述凹腔与所述氢气和水腔隔板形成氢气腔；
[0010]所述冷却腔围板设置有与所述水腔相连通的换热组件出水口；
[0011]所述电堆端板设置有电堆排水口，所述氢气和水腔隔板上设置有分别与所述水腔和所述电堆排水口相连通的换热组件进水口；
[0012]所述电堆端板还设置有与所述氢气腔连通的外界低温氢气进口和电堆氢气进口。
[0013]进一步的，所述氢气和水腔隔板与所述电堆端板之间安装有密封胶线。
[0014]进一步的，所述氢气和水腔隔板上设置有氢气换热隔板，所述氢气换热隔板位于所述氢气腔内。
[0015]进一步的，所述氢气和水腔隔板上设置有换热组件水腔隔板，所述换热组件水腔隔板位于所述水腔内。
[0016]进一步的，所述冷却腔围板上还设置有电堆冷却液排气口，与所述水腔相连通。
[0017]进一步的，所述氢气和水腔隔板上还设置有氢气温度传感器安装座，与所述氢气腔相通。
[0018]进一步的，所述氢气和水腔隔板上还设置有水腔温压传感器安装座，并与水腔相通。
[0019]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0020]1、本专利技术提供的一种具有换热和排气功能的燃料电池结构，通过设置换热组件，实现对氢气加热、电堆排气、冷却液余热利用和传感器等的集成目标，改变了使用传统外界氢气换热器的方式，节约成本，提高电堆系统的集成度。
[0021]2、本专利技术提供的一种具有换热和排气功能的燃料电池结构，通过设置氢气换热隔板与水腔隔板延长了所述氢气与所述冷却液的流动路径，增加了换热时间，提高了换热效率，设置的排气口减少了冷却管路内的气泡，提高工作效率。
[0022]综上，应用本专利技术的技术方案中的换热组件可实现高温冷却液对低温氢气进行加热，以及对排气、传感器等进行系统集成，因此，本专利技术的技术方案解决了现有技术中额外连接换热器对氢气加热、集成化程度不高、降低装配效率和增加成本等技术问题。
[0023]基于上述理由本专利技术可在燃料电池技术等领域广泛推广。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术所述换热组件装配方式轴侧图。
[0026]图2为本专利技术所述换热组件冷却腔侧轴侧图。
[0027]图3为本专利技术所述换热组件氢气腔侧轴侧图。
[0028]图4为本专利技术所述电堆端板正视图。
[0029]图5为本专利技术所述换热组件的氢气腔和水腔示意图。
[0030]图中：1、换热组件；1.1、电堆冷却液排气口；1.2、冷却腔围板；1.3、氢气温度传感器安装座；1.4、氢气和水腔隔板；1.5、水腔温压传感器安装座；1.6、换热组件进水口；1.7、换热组件水腔隔板；1.8、换热组件出水口；1.9、水腔；1.10、氢气换热隔板；1.11、中空圆柱管；2、密封胶线；3、电堆端板；3.1、氢气腔；3.2外界低温氢气进口；3.3电堆氢气进口；3.4、电堆排水口；3.5螺纹孔。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利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专利技术。
[0032]为使本专利技术实施例的目的、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。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，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。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。
[0033]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0034]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有换热和排气功能的燃料电池结构，其特征在于，包括换热组件和电堆端板；所述换热组件包括氢气和水腔隔板，所述氢气和水腔隔板一侧通过设置冷却腔围板形成水腔，所述电堆端板固定安装于所述氢气和水腔隔板的另一侧；所述电堆端板设置有凹腔，所述凹腔与所述氢气和水腔隔板形成氢气腔；所述冷却腔围板设置有与所述水腔相连通的换热组件出水口；所述电堆端板设置有电堆排水口，所述氢气和水腔隔板上设置有分别与所述水腔和所述电堆排水口相连通的换热组件进水口；所述电堆端板还设置有与所述氢气腔连通的外界低温氢气进口和电堆氢气进口。2.根据权利要求1所述的一种具有换热和排气功能的燃料电池结构，其特征在于，所述氢气和水腔隔板与所述电堆端板之间安装有密封胶线。3.根据权利要求1所述的一种具有换热和排气功能的...
【专利技术属性】
技术研发人员：程兆群，李东明，王兴家，赵洋洋，董浩，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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