燃料电池堆制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种燃料电池堆，通过在燃料电池堆设置具有至少一个排水通道，且至少一个排水通道设在盲端板中，每个排水通道的入口端与进口侧公共通道流体连通且出口端与对应的出口侧公共通道流体连通。由此，排水通道可以将进口侧公共通道中的冷凝水引导至对应的出口侧公共通道，并最终排出燃料电池堆，缓解冷凝水在公共通道中、尤其是在进口侧公共通道中堆积难以排出而造成流道堵塞和膜电极水淹的问题，保证了燃料电池堆的电性能和寿命。同时，由于排水通道利用了燃料电池堆本身的盲端板，不需要增加燃料电池堆的部件数量，保证燃料电池堆具有较佳的能量密度和工作稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池堆


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池堆公共通道内液态水排放设计。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池具有能量转换效率高、燃料来源广、无排放污染等优点，具有良好的应用前景。质子交换膜燃料电池的电池堆在工作时对水热管理具有较高的要求。当电池堆过干(缺水)时，膜电极中水润湿不足，造成质子交换膜的质子导通率下降，影响燃料电池堆的电性能，严重时会引起质子交换膜的破裂。而当电池堆过湿(水淹)时，会阻碍电池堆中气体的流动，导致反应不充分或发生其他副反应，影响燃料电池堆的电性能和寿命。因此，质子交换膜燃料电池的良好水热管理要求电池堆在保持质子交换膜的润湿的同时也不能造成水淹。
[0003]为实现对质子交换膜的润湿，相关技术中在燃料电池电堆工作过程中向空气腔或燃料气体腔通入加湿气体。在工作过程中，加湿气体会在遇冷时形成液态的冷凝水留存在电池堆的公共通道中，尤其是在公共通道内靠近进气端和远离进气端处更加容易形成液态水堆积。冷凝水无法排出到电池堆外时会造成流道堵塞和膜电极水淹，降低燃料电池的电性能和寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种燃料电池堆，能够解决或改善现有技术中存在的上述至少部分问题。
[0005]本专利技术实施例公开了一种燃料电池堆，包括电池堆芯、进气端集流板、盲端集流板和两个端板；电池堆芯，包括层叠设置的多个单电池，电池堆芯具有沿单电池的层叠方向相背设置的第一侧和第二侧，电池堆芯具有沿单电池的层叠方向贯穿的多个公共通道，公共通道包括间隔设置的多个进口侧公共通道和与进口侧公共通道一一对应的多个出口侧公共通道，进口侧公共通道包括燃料气体供给通道和氧化剂气体供给通道，出口侧公共通道包括与燃料气体供给通道对应的燃料气体排出通道和与氧化剂气体供给通道对应的氧化剂气体排出通道；进气端集流板设置在电池堆芯的第一侧；盲端集流板设置在电池堆芯的第二侧；两个端板分别为进气端板和盲端板，进气端板设置在进气端集流板背离电池堆芯的一侧，进气端板具有燃料气体进入孔、燃料气体排出孔、氧化剂气体进入孔和氧化剂气体排出孔，燃料气体进入孔与燃料气体供给通道对准并流体连通，燃料气体排出孔与燃料气体排出通道对准并流体连通，氧化剂气体进入孔与氧化剂气体供给通道对准并流体连通，氧化剂气体排出孔与氧化剂气体排出通道对准并流体连通；盲端板设置在盲端集流板背离电池堆芯的一侧；其中，燃料电池堆设有排水通道，排水通道具有入口端和出口端，每个排水通道的入口端与一个进口侧公共通道流体连通且出口端与对应的一个出口侧公共通道流体连通；至少一个排水通道设置在盲端板中。
[0006]在一些实施方式中，盲端板中的至少一个排水通道的入口端与燃料气体供给通道流体连通且出口端与燃料气体排出通道流体连通。
[0007]在一些实施方式中，盲端板还具有燃料气体导流入口腔和燃料气体导流出口腔，盲端板上的至少一个排水通道的入口端设置在燃料气体导流入口腔的内壁上且出口端设置在燃料气体导流出口腔的内壁上，燃料气体导流入口腔具有与燃料气体供给通道对准并流体连通的燃料气体导流入口，燃料气体导流出口腔具有与燃料气体排出通道对准并流体连通的燃料气体导流出口。
[0008]在一些实施方式中，盲端板中的至少一个排水通道的入口端与氧化剂气体供给通道流体连通且出口端与氧化剂气体排出通道流体连通。
[0009]在一些实施方式中，盲端板还具有氧化剂气体导流入口腔和氧化剂气体导流出口腔，盲端板具有多个排水通道，盲端板上的至少一个排水通道的入口端设置在氧化剂气体导流入口腔的内壁上且出口端设置在氧化剂气体导流出口腔的内壁上，氧化剂气体导流入口腔具有与氧化剂气体供给通道对准并流体连通的氧化剂气体导流入口，氧化剂气体导流出口腔具有与氧化剂气体排出通道对准并流体连通的氧化剂气体导流出口。
[0010]在一些实施方式中，至少一个排水通道的底壁的高度位置从入口端向出口端逐渐降低；或者至少一个排水通道的入口端的底壁和出口端的底壁在同一高度上。
[0011]在一些实施方式中，排水通道的横截面面积从入口端向出口端逐渐缩小；或者排水通道的横截面面积从入口端向出口端逐渐增大；或者排水通道的横截面面积从入口端向出口端先逐渐缩小后逐渐增大；其中，排水通道的横截面垂直于排水通道的延伸路径。
[0012]在一些实施方式中，至少一个排水通道具有并联设置的多个子排水流道。
[0013]在一些实施方式中，排水通道的延伸路径的形状包括直线、平面折线、空间折线、平面曲线和空间曲线中的至少一种。
[0014]在一些实施方式中，至少一个排水通道的入口端的底壁与对应的进口侧公共通道的底壁在同一高度上，或者至少一个排水通道的入口端的底壁低于对应的进口侧公共通道的底壁；至少一个排水通道的出口端的底壁与对应的出口侧公共通道的底壁在同一高度上，或者至少一个排水通道的出口端的底壁高于对应的出口侧公共通道的底壁。
[0015]在一些实施方式中，盲端集流板具有流体连通公共通道与盲端板中对应的排水通道的盲端连通孔。
[0016]在一些实施方式中，进气端板也具有至少一个排水通道；进气端板中的至少一个排水通道的入口端设置在燃料气体进入孔的侧壁上且出口端设置在燃料气体排出孔的侧壁上；以及/或者，进气端板中的至少一个排水通道的入口端设置在氧化剂气体进入孔的侧壁上且出口端设置在氧化剂气体排出孔的侧壁上。
[0017]在一些实施方式中，燃料电池堆还包括导流板，设置在电池堆芯的第二侧并位于电池堆芯与盲端集流板之间，导流板具有至少一个排水通道；其中，导流板中的至少一个排水通道的入口端与燃料气体供给通道流体连通且出口端与燃料气体排出通道流体连通；以及/或者，导流板中的至少一个排水通道的入口端与氧化剂气体供给通道流体连通且出口端与氧化剂气体排出通道流体连通。
[0018]在一些实施方式中，进口侧公共通道还包括冷却液供给通道，出口侧公共通道还包括与冷却液供给通道对应的冷却液排出通道；进气端板还具有冷却液进入孔和冷却液排
出孔，冷却液进入孔与冷却液供给通道对准并流体连通，冷却液排出孔与冷却液排出通道对准并流体连通；燃料电池堆具有多个排水通道，至少一个排水通道的入口端与冷却液供给通道流体连通且出口端与冷却液排出通道流体连通。
[0019]本专利技术实施例提供了一种燃料电池堆，通过在燃料电池堆设置具有至少一个排水通道，且至少一个排水通道设在盲端板中，每个排水通道的入口端与一个进口侧公共通道流体连通且出口端与对应的一个出口侧公共通道流体连通。由此，排水通道可以将进口侧公共通道中的冷凝水引导至对应的出口侧公共通道，并最终排出燃料电池堆，缓解冷凝水在公共通道中、尤其是在进口侧公共通道中堆积难以排出而造成流道堵塞和膜电极水淹的问题，保证了燃料电池堆的电性能和寿命。同时，由于排水通道利用了燃料电池堆本身的盲端板，本专利技术实施例的技术方案可以在不对燃料电池堆增加额外的部件的情况下实现，保证燃料电池堆具有较佳的能量密度。
附图说明
[0020]通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池堆，其特征在于，包括：电池堆芯(10)，包括层叠设置的多个单电池(11)，所述电池堆芯(10)具有沿所述单电池(11)的层叠方向相背设置的第一侧(12)和第二侧(13)，所述电池堆芯(10)具有沿所述单电池(11)的层叠方向贯穿的多个公共通道，所述公共通道包括间隔设置的多个进口侧公共通道和与所述进口侧公共通道一一对应的多个出口侧公共通道，所述进口侧公共通道包括燃料气体供给通道(14)和氧化剂气体供给通道(16)，所述出口侧公共通道包括与所述燃料气体供给通道(14)对应的燃料气体排出通道(15)和与所述氧化剂气体供给通道(16)对应的氧化剂气体排出通道(17)；进气端集流板(20)，设置在所述电池堆芯(10)的所述第一侧(12)；盲端集流板(30)，设置在所述电池堆芯(10)的所述第二侧(13)；以及两个端板(40、50)，两个端板(40、50)分别为进气端板(40)和盲端板(50)，所述进气端板(40)设置在所述进气端集流板(20)背离所述电池堆芯(10)的一侧，所述进气端板(40)具有燃料气体进入孔(41)、燃料气体排出孔(42)、氧化剂气体进入孔(43)和氧化剂气体排出孔(44)，所述燃料气体进入孔(41)与所述燃料气体供给通道(14)对准并流体连通，所述燃料气体排出孔(42)与所述燃料气体排出通道(15)对准并流体连通，所述氧化剂气体进入孔(43)与所述氧化剂气体供给通道(16)对准并流体连通，所述氧化剂气体排出孔(44)与所述氧化剂气体排出通道(17)对准并流体连通；所述盲端板(50)设置在所述盲端集流板(30)背离所述电池堆芯(10)的一侧；其中，所述燃料电池堆设有排水通道(60、60a、60b、60c)，所述排水通道(60、60a、60b、60c)具有入口端(61)和出口端(62)，每个所述排水通道(60、60a、60b、60c)的所述入口端(61)与一个所述进口侧公共通道流体连通且出口端(62)与对应的一个所述出口侧公共通道流体连通；至少一个所述排水通道(60、60a、60b、60c)设置在所述盲端板(50)中。2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述盲端板(50)中的至少一个所述排水通道(60、60a、60b、60c)的入口端(61)与所述燃料气体供给通道(14)流体连通且出口端(62)与所述燃料气体排出通道(15)流体连通。3.根据权利要求2所述的燃料电池堆，其特征在于，所述盲端板(50)还具有燃料气体导流入口腔(51)和燃料气体导流出口腔(52)，所述盲端板(50)上的至少一个所述排水通道(60、60a、60b、60c)的入口端(61)设置在所述燃料气体导流入口腔(51)的内壁上且出口端(62)设置在所述燃料气体导流出口腔(52)的内壁上，所述燃料气体导流入口腔(51)具有与所述燃料气体供给通道(14)对准并流体连通的燃料气体导流入口(51a)，所述燃料气体导流出口腔(52)具有与所述燃料气体排出通道(15)对准并流体连通的燃料气体导流出口(52a)。4.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述盲端板(50)中的至少一个所述排水通道(60、60a、60b、60c)的入口端(61)与所述氧化剂气体供给通道(16)流体连通且出口端(62)与所述氧化剂气体排出通道(17)流体连通。5.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其特征在于，所述盲端板(50)还具有氧化剂气体导流入口腔(53)和氧化剂气体导流出口腔(54)，所述盲端板(50)具有多个所述排水通道(60、60a、60b、60c)，所述盲端板(50)上的至少一个所述排水通道(60、60a、60b、60c)的入口
端(61)设置在所述氧化剂气体导流入口腔(53)的内壁上且出口端(62)设置在所述氧化剂气体导流出口腔(54)的内壁上，所述氧化剂气体导流入口腔(53)具有与所述氧化剂气体供给通道(16)对准并流体连通的氧化剂气体导流入口(53a)，所述氧化剂气体导流出口腔(54)具有与所述氧化剂气体排出通道(17)对准并流体连通的氧化剂气体导流出口(54a)。6.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，至少一个所述排水通道(60、60a、60b、60...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：东莞立讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：