一种圆形极板流道结构及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种圆形极板流道结构及其应用，该圆形极板结构包括圆形板体，所述圆形板体的几何中心处设置有燃料进口；所述圆形板体的一侧面上设置有多个扇形区域，每个所述扇形区域设置有蛇形流道，所述蛇形流道靠近所述燃料进口的一端与所述燃料进口连通设置；所述蛇形流道远离所述燃料进口的一端设置有燃料出口，所述燃料出口独立设置。本发明专利技术通过采用圆形板体，并在圆形板体上设置扇形蛇形流道，能够有效解决解决现有的反应气体在极板流场中分布不均匀、极板的局部流道路径存在差异、极板散热慢以及能量损耗大等问题。本申请结构可调节性好，并且结构简单，可加工性好，经济实用，拆装方便，具有较好的可靠性，可以在燃料电池系统中进行使用。池系统中进行使用。池系统中进行使用。

【技术实现步骤摘要】
一种圆形极板流道结构及其应用


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种圆形极板流道结构及其应用。

技术介绍

[0002]面对当今国内乃至全球日益严格的尾气排放标准及未来的能源危机，各大汽车厂商都在研发低排放的新能源技术，以适应这一发展趋势，其中燃料电池汽车是目前各大车企大力研发的领域之一。燃料电池具有清洁、高效等诸多优点，受到越来越多的人们的关注。
[0003]双极板作为燃料电池的核心部件，在燃料电池中起到分配反应气体、收集并导出电流以及阻隔燃料和氧化剂等重要作用。极板的性能在很大程度上取决于流场结构，双极板流场对燃料电池性能有显著影响。目前，常用的平行流场结构具有较多的互相平行的流场通道，流场距离短，压降较小，但是，反应气体在流场中存留时间短，气体利用率低，易出现水淹现象。蛇形流场由于气路较长，容易导致压降过大，造成寄生能量损失。有的3D流场性能良好，但是结构复杂，制造成本高。而且，常规极板一般整体采用方形板设计，进出口之间的流道路径存在差异(例如走边线的流道路径和走对角线的流道路径存在差异)，从而导致极板局部性能差异，进而影响燃料电池的使用性能。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术实施例提供一种圆形极板流道结构及其应用，旨在解决现有的反应气体在极板流场中分布不均匀、极板的局部流道路径存在差异、极板散热慢以及能量损耗大等问题。本申请结构能够有效解决反应气体流动分配不均的问题，可调节性好(可以根据实际需要做成各种数量的划分区域)，并且结构简单，可加工性好，经济实用，拆装方便，具有较好的可靠性。
[0005]为实现上述目的，一方面，本专利技术实施例提供一种圆形极板流道结构，适用于燃料电池极板，包括圆形板体，所述圆形板体的几何中心处设置有燃料进口；
[0006]所述圆形板体的一侧面上设置有多个扇形区域，每个所述扇形区域设置有蛇形流道，所述蛇形流道靠近所述燃料进口的一端与所述燃料进口连通设置；所述蛇形流道远离所述燃料进口的一端设置有燃料出口，所述燃料出口独立设置。
[0007]作为优选的实施方式，所述燃料进口为圆形燃料进口，且所述圆形燃料进口与所述圆形板体的圆心重叠设置。这样，使得本申请结构形成中心对称结构，能够保证气体等量、等速的从各个方向流入活性区，进而保证反应的均一性。
[0008]作为优选的实施方式，多个所述扇形区域均匀设置于所述圆形板体的侧面上；每个所述扇形区域设置有一根蛇形流道，所述蛇形流道均匀设置于所述扇形区域内。
[0009]作为优选的实施方式，每根所述蛇形流道具有相同的大小和形状，且每根所述蛇形流道独立设置。这样，能够很好的保证圆形板体上的每一个支流的流动形况完全相同，与传统的所有流道汇集到单个出气孔输出的结构不同。
[0010]作为优选的实施方式，所述蛇形流道为扇形蛇形流道。传统蛇形流道较长，流体压降大，能量损耗大；且一旦极板的板面大小固定，蛇形流道总长度基本无法改变。但圆形板体即使大小固定，也可以通过将圆形板体分成16份、32份甚至更多份的方式来减少单个蛇形流道的长度，从而找到一个既能保证压降、能量损失又小的划分方式。
[0011]作为优选的实施方式，所述扇形蛇形流道沿垂直所述圆形板体的半径方向弯曲、平行、且等距设置。实际上，该扇形蛇形流道为多个圆心角相等、半径等差递增的同心圆(以所述圆形板体的圆心为圆心)圆弧。
[0012]作为优选的实施方式，所述圆形板体的另一侧面上设置有多个阴极脊，多个所述阴极脊均匀设置于所述圆形板体的侧面上。在本申请中，阴极脊能够起到支撑和扰流的作用。
[0013]作为优选的实施方式，所述阴极脊为圆形凸起。
[0014]作为优选的实施方式，所述圆形板体一侧面的边缘周向设置有第一胶槽，所述侧面为所述扇形区域所在的侧面。通过设置第一胶槽，可以很好的密封圆形板体的阳极面。
[0015]作为优选的实施方式，所述燃料进口的外周设置有第二胶槽；所述燃料出口的外周设置有第三胶槽，所述第三胶槽与所述第一胶槽相适配设置。通过设置胶槽，能够很好的保证圆形板体的密封性。
[0016]作为优选的实施方式，所述圆形板体的边缘还设置有多个固定孔，多个所述固定孔均匀设置，且所述固定孔与所述扇形区域一一对应设置。圆形板体叠堆后整堆为圆柱体(每一层中间采用一个圆形的膜隔开阴阳极)，难以通过传统的轧带方式固定，一般通过固定孔采用固定柱夹紧进行固定。
[0017]作为优选的实施方式，所述圆形板体的中部相对所述圆形板体的边缘凸起设置。这样，可以使圆形板体的边缘用作阴阳极板气路面贴合的避空区域。
[0018]另一方面，本专利技术实施例还提供所述圆形极板流道结构的应用，所述圆形极板流道结构可以应用于燃料电池的极板。
[0019]本专利技术通过采用圆形板体，并在圆形板体上设置扇形蛇形流道，能够有效解决解决现有的反应气体在极板流场中分布不均匀、极板的局部流道路径存在差异、极板散热慢以及能量损耗大等问题。本申请结构可调节性好(可以根据实际需要做成各种数量的扇形区域)，并且结构简单，可加工性好，经济实用，拆装方便，具有较好的可靠性，可以在燃料电池系统中进行使用。
附图说明
[0020]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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术一实施例的圆形极板流道结构的主视图；
[0022]图2为图1在A处的局部结构放大示意图；
[0023]图3为图1圆形极板流道结构的后视图；
[0024]图4为图1的圆形极板流道结构的立体结构示意图。
[0025]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0026]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的一部分实施例，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作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。
[0027]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0028]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形极板流道结构，其特征在于，适用于燃料电池极板，包括圆形板体，所述圆形板体的几何中心处设置有燃料进口；所述圆形板体的一侧面上设置有多个扇形区域，每个所述扇形区域设置有蛇形流道，所述蛇形流道靠近所述燃料进口的一端与所述燃料进口连通设置；所述蛇形流道远离所述燃料进口的一端设置有燃料出口，所述燃料出口独立设置。2.根据权利要求1所述的圆形极板流道结构，其特征在于，所述燃料进口为圆形燃料进口，且所述圆形燃料进口与所述圆形板体的圆心重叠设置。3.根据权利要求1所述的圆形极板流道结构，其特征在于，多个所述扇形区域均匀设置于所述圆形板体的侧面上；每个所述扇形区域设置有一根蛇形流道，所述蛇形流道均匀设置于所述扇形区域内。4.根据权利要求3所述的圆形极板流道结构，其特征在于，每根所述蛇形流道具有相同的大小和形状，且每根所述蛇形流道独立设置。5.根据权利要求4所述的圆形极板流道结构，其特征在于，所述蛇形流道为扇形蛇形流道。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏，唐涛，高鹏然，胡清辉，徐圣卓，
申请(专利权)人：深圳市雄韬电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：