集成式燃料电池端板制造技术

本发明专利技术提供一种集成式燃料电池端板，其连接一电堆、一氢泵及一液气分离器，集成式燃料电池端板包含一本体及一热传区域，其中，端板的热传区域与氢泵的转子部的开口连接并密封转子部，电堆则设置于与热传区域对应的端板另一表面上，由于热传区域及本体中的至少其一的材质为良好的热传导材料所构成，使得对应连接于热传区域的转子部可在燃料电池启动状态下，直接且持续地将电堆产生的热能传导至转子部，以避免转子部内部结冰，同时更利用热能将回流至燃料电池的阳极气体加温。本发明专利技术提供的集成式燃料电池端板可在燃料电池启动后，无需额外为加热器供电即可达到融冰的效果，同时也通过维持阳极气体温度以提高电化学反应的效率。维持阳极气体温度以提高电化学反应的效率。维持阳极气体温度以提高电化学反应的效率。

【技术实现步骤摘要】
集成式燃料电池端板


[0001]本专利技术有关于一种燃料电池端板，特别是涉及一种可直接将热传导至氢泵的集成式燃料电池端板。

技术介绍

[0002]燃料电池主要是通过添加燃料并使其进行电化学反应以转换为电能，依据电解质的种类，大致上可将燃料电池分类为质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)、碱性燃料电池(alkaline fuel cell，AFC)、磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell，PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell，MCFC)与固态氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)，其中，质子交换膜燃料电池具有工作温度低、能量转换效率高等诸多优点，在车辆、移动电源等设备都有广阔的应用前景。
[0003]然而，质子交换膜燃料电池在运作时，会不断地从流道向催化剂层供应燃料和氧化剂，同时排出产物水，在低于冰点以下，所产生的水会在质子交换膜燃料电池的多孔层、流道及其他部件内发生结冰的现象。举例来说，为阳极气体回流端发生结冰的问题，现有技术多以额外供电的方式以驱动一加热器来提供足够的热能，以使阳极气体回流端的各部件在启动及后续操作的整个流程中，均可获得足够的热能以避免发生结冰的情形。但如此的操作，不但需要足够空间以设置加热器，且还需额外提供电能予加热器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种集成式燃料电池端板，利用其本身的材质与结构设计，使燃料电池在操作的过程中所产生的热能，能够有效地传导至与其连接的氢泵及液气分离器，因此在燃料电池启动后，则无需再提供额外的电能以驱动加热器，即可达到融冰的效果。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种集成式燃料电池端板，由于氢泵与液气分离器在空间配置上相当邻近于集成式燃料电池端板，因此可提供更多的空间给本体另一侧的电堆使用，进而提升产电的能量密度。
[0006]本专利技术的目的在于提供一种集成式燃料电池端板，其本体为密封氢泵的转子部，使电堆在进行操作时所产生的热能能够直接传导至转子部的内部。
[0007]本专利技术的目的在于提供一种集成式燃料电池端板，其还可在集成式燃料电池端板与氢泵之间额外设置一加热元件以在燃料电池冷启动时，辅助地提供热能，而一旦在燃料电池启动后，该加热元件即可停止作动，改为仅通过集成式燃料电池端板直接且持续地传导来自电堆的热能。
[0008]为了达到上述目的及功效，本专利技术提供一集成式燃料电池端板，其连接一电堆、一氢泵及一液气分离器，其中，氢泵包含一转子部及一马达部，转子部及马达部沿第一方向相邻设置，转子部外包覆有一壳体，壳体具有一开口，而本专利技术的集成式燃料电池端板包含一本体及一热传区域，其中，热传区域位于本体且对应连接于转子部的壳体的开口，利用本体
以密封转子部的开口。
[0009]在所述的集成式燃料电池端板，其中，本体的整体及热传区域的至少其一的材质选自于金属材料、含金属的复合材料、合金材料、含合金的复合材料、碳系材料、含碳的复合材料及上述材料的组合。
[0010]在所述的集成式燃料电池端板，其中，本体选择性地与阳极气体输入部及阳极气体输出部的至少其一为一体成型。
[0011]在所述的集成式燃料电池端板，其中，开口的法线方向实质地平行于第一方向。
[0012]在所述的集成式燃料电池端板，其中，热传区域与转子部的壳体的开口之间设置一板以密封开口，且该板的材质选自于高分子材料、金属材料、合金材料、碳系材料及上述材料的组合。
[0013]在所述的集成式燃料电池端板，其中，转子部的壳体外设置一加热元件。
[0014]在所述的集成式燃料电池端板，其还包含至少一阳极气体输入部以及至少一阳极气体输出部，其中，阳极气体输入部包含一输入开口及一输入管道，输入开口位于本体，输入管道对应位于输入开口并延伸自本体，且输入管道连接氢泵的一阳极气体排出口；阳极气体输出部包含一输出开口及一输出管道，输出开口位于本体，输出管道对应位于输出开口并延伸自本体，且输出管道连接液气分离器。
[0015]在所述的集成式燃料电池端板，其中，热传区域、阳极气体输入部及阳极气体输出部的至少其一位于本体的同一表面。
[0016]在所述的集成式燃料电池端板，其中，热传区域与电堆位于本体的不同表面。
[0017]因此，与现有技术相较，本专利技术提供的集成式燃料电池端板利用其本身的材质与结构设计，使燃料电池在操作的过程中所产生的热能，能够有效地传导至与其连接的氢泵及液气分离器，因此在燃料电池启动后，则无需再提供额外的电能以驱动加热器，另外，为同时解决冷启动的问题，虽可选择性设置加热元件，但一旦在燃料电池启动后，该加热元件即可停止作动，因此，所述的加热元件的规格无需过为严苛，且更无需在燃料电池启动后仍持续地开启，改为仅通过集成式燃料电池端板直接且持续地传导来自电堆的热能。
附图说明
[0018]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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术提供的集成式燃料电池端板的结构示意图；
[0020]图2A为本专利技术提供的集成式燃料电池端板与氢泵、液气分离器的结构示意图；
[0021]图2B为图2A提供的集成式燃料电池端板与氢泵、液气分离器的截面示意图；
[0022]图3为本专利技术提供的集成式燃料电池端板与加热元件、氢泵、液气分离器的截面示意图。
[0023]符号说明：
[0024]1‑
集成式燃料电池端板，11
‑
本体，12
‑
阳极气体输入部，121
‑
输入开口，12a
‑
输入管道，13
‑
阳极气体输出部，131
‑
输出开口，13a
‑
输出管道，14
‑
热传区域，2
‑
电堆，3
‑
氢泵，
31
‑
转子部，311
‑
开口，32
‑
阳极气体排出口，33
‑
壳体，4
‑
液气分离器，5
‑
加热元件。
具体实施方式
[0025]本专利技术所采用的技术手段及其构造，通过附图就本专利技术的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利于完全了解。
[0026]首先，请同时参照图1及图2A所示，其中，图1为本专利技术提供的集成式燃料电池端板的结构示意图，图2A则为本专利技术提供的集成式燃料电池端板与氢泵、液气分离器的结构示意图。
[0027]在本实施例中，本专利技术提供的集成式燃料电池端板1包含一本体11、至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式燃料电池端板，其连接一电堆、一氢泵及一液气分离器，该氢泵包含一转子部及一马达部，该转子部及该马达部沿一第一方向相邻设置，该转子部外包覆有一壳体，该壳体具有一开口，其特征在于，该集成式燃料电池端板包含：一本体；以及一热传区域，位于该本体且对应连接于该转子部的该壳体的该开口，利用该本体以密封该转子部的该壳体的该开口。2.根据权利要求1所述的集成式燃料电池端板，其特征在于，该本体的整体及该热传区域的至少其一的材质选自于金属材料、含金属的复合材料、合金材料、含合金的复合材料、碳系材料、含碳的复合材料及上述材料的组合。3.根据权利要求1所述的集成式燃料电池端板，其特征在于，该开口的法线方向平行于该第一方向。4.根据权利要求1所述的集成式燃料电池端板，其特征在于，该热传区域与该转子部的该壳体的该开口之间还设置一板以密封该开口。5.根据权利要求4所述的集成式燃料电池端板，其特征在于，该板...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄镇江，张峥，
申请(专利权)人：联华动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：