一种用于氢燃料电池的二次分配板及氢燃料电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于氢燃料电池的二次分配板及其氢燃料电池，该二次分配板包含：板体，其包含第一侧面和第二侧面，第一侧面与氢燃料电池的辅助系统连接，所述第二侧面朝向氢燃料电池的燃料电池堆，所述板体上开设有贯通第一侧面和第二侧面的氢气入口、空气入口、换热介质入口、氢气出口、空气出口和换热介质出口，以使氢气、空气和换热介质分别通过氢气入口、空气入口、换热介质入口进入燃料电池堆，以及分别通过氢气出口、空气出口、换热介质出口流出。其优点是：其通过在二次分配板上集成各扩散腔和汇流腔，简化了管路结构并降低了装配难度，同时其解决了进入燃料电池堆的介质压差过大和气流紊乱的问题，有助于提升单电池的输出性能。的输出性能。的输出性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氢燃料电池的二次分配板及氢燃料电池


[0001]本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种二次分配板以及氢燃料电池。

技术介绍

[0002]氢燃料电池是按电化学原理把贮存在富氢燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的能量转换装置，质子交换膜氢燃料电池是氢燃料电池里的主要技术路线。质子交换膜氢燃料电池的原理主要是依靠氢气和空气(氧气)在催化状态下发生氧化还原反应，并产生电子的定向移动，从而将反应气体蕴含的化学能直接转换为电能。
[0003]质子交换膜氢燃料电池的燃料电池堆的基本单元为单电池，所述单电池由膜电极、膜电极两侧的扩散层以及与扩散层相邻的双极板构成，所述燃料电池堆一般是由多个单电池在电流上串连、在气路上并联组成。外部的氢气、空气和冷却水一般通过燃料电池的辅助系统(BOP)输送，所述燃料电池堆一般通过相互独立的管道(流道)连接所述辅助系统以分别接入氢气、空气和冷却水等，以保证进入和流出燃料电池堆的反应物之间互不干扰，不会混合在一起。但是现有的各类介质(空气、氢气等)进入燃料电池堆的分配管和汇流管分布杂乱，造成装配管路困难的问题。另一方面，现有的燃料电池中，进入燃料电池堆内部的氢气、空气等压力损失较大，且其流速通常会降低很多，容易造成气流紊乱的问题，导致进入单电池内部的氢气、空气不稳定，进而影响燃料电池中单电池的输出性能以及各单电池的电压一致性。因此，迫切需要对现有的燃料电池进行改进以提高燃料电池的性能。
[0004]可以理解的是，上述陈述仅提供与本专利技术有关的
技术介绍
，而并不必然地构成现有技术。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种用于氢燃料电池的二次分配板及氢燃料电池，通过在二次分配板上集成各扩散腔和汇流腔，替代原本杂乱分布的分配管和汇流管，简化了管路结构并降低了装配难度。进一步的，该二次分配板及其氢燃料电池，解决了进入燃料电池堆的氢气、空气、冷却液压差过大以及氢气和空气的气流紊乱问题，有助于稳定介质流场减小压差，进而提升燃料电池堆及其单电池的输出性能。
[0006]为了达到上述目的，本技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种用于氢燃料电池的二次分配板，包含：
[0008]板体，其包含第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与氢燃料电池的辅助系统连接，所述第二侧面朝向氢燃料电池的燃料电池堆，所述板体上开设有贯通第一侧面和第二侧面的氢气入口、空气入口、换热介质入口、氢气出口、空气出口和换热介质出口，以使氢气、空气和换热介质分别通过氢气入口、空气入口、换热介质入口进入燃料电池堆，以及分别通过氢气出口、空气出口、换热介质出口流出。
[0009]可选的，所述板体的第二侧面在氢气入口、空气入口、换热介质入口、氢气出口、空气出口和换热介质出口处分别形成氢气入口扩散腔、空气入口扩散腔、换热介质入口扩散
腔、氢气出口汇流腔、空气出口汇流腔、换热介质出口汇流腔，以使氢气、空气和换热介质分别通过氢气入口和氢气入口扩散腔、空气入口和空气入口扩散腔、换热介质入口和换热介质入口扩散腔进入燃料电池堆，以及分别通过氢气出口汇流腔和氢气出口、空气出口汇流腔和空气出口、换热介质出口汇流腔和换热介质出口流出。
[0010]可选的，所述氢气入口位于所述氢气出口的上方。
[0011]可选的，所述换热介质入口位于所述氢气入口和/或所述空气入口的下方。
[0012]可选的，所述板体上设置有若干个传感器安装孔，以安装若干个传感器。
[0013]可选的，所述传感器为温度传感器和/或压力传感器；
[0014]所述传感器对应氢气入口扩散腔、空气入口扩散腔、换热介质入口扩散腔、氢气出口汇流腔、空气出口汇流腔或换热介质出口汇流腔设置。
[0015]可选的，所述板体的第二侧面设置有密封槽。
[0016]可选的，所述板体为PA9T材料制备的板体。
[0017]可选的，一种氢燃料电池，包含：
[0018]燃料电池堆；
[0019]前述二次分配板，其板体的第一侧面与氢燃料电池的辅助系统连接，其板体的第二侧面朝向所述燃料电池堆。
[0020]可选的，所述二次分配板的氢气入口、空气入口、换热介质入口、氢气出口、空气出口、换热介质出口分别通过各个导流区与燃料电池堆中的单电池连通，各个导流区之间互不干涉。
[0021]本技术与现有技术相比具有以下优点：
[0022]本技术的一种用于氢燃料电池的二次分配板及氢燃料电池中，通过在二次分配板上集成各扩散腔和汇流腔，替代原本杂乱分布的分配管和汇流管，简化了管路结构并降低了装配难度。进一步的，该二次分配板及其氢燃料电池，解决了进入燃料电池堆的氢气、空气、冷却液压差过大以及氢气和空气的气流紊乱问题，有助于稳定介质流场减小压差，进而提升燃料电池堆及其单电池的输出性能。
附图说明
[0023]图1为本技术的一种氢燃料电池立体结构示意图；
[0024]图2为本技术的一种二次分配板的立体结构示意图的正面；
[0025]图3为本技术的一种二次分配板的立体结构示意图的背面；
[0026]图4为本技术的一种二次分配板的第一侧面示意图；
[0027]图5为本技术的一种二次分配板的第二侧面示意图；
[0028]图6为本技术的一种燃料电池堆立体结构示意图；
[0029]图7为本技术的一种燃料电池堆的端板示意图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本技术做进一步阐述。
[0031]如图1至图5结合所示，为本技术的一种氢燃料电池，该氢燃料电池包含燃料
电池堆200、辅助系统(BOP)和二次分配板。所述燃料电池堆200包含多个单电池，所述辅助系统包含氢气供给系统、空气供给系统和水热管理系统等，所述二次分配板包含板体100，所述板体100包含第一侧面110(即正面)和第二侧面120(即反面)，所述第一侧面110与氢燃料电池的辅助系统连接，所述第二侧面120朝向氢燃料电池的燃料电池堆200并与所述燃料电池堆200通过机械紧固装置(例如螺栓组件)连接。外部供应的氢气、空气和冷却介质等通过辅助系统的氢气供给系统、空气供给系统和水热管理系统等分别向燃料电池堆200中单电池的电池堆内部反应区输送。其中，氢气、空气和冷却水经过辅助系统后，再通过二次分配板的进、出口以及相应的流道流入、流出氢燃料电池堆200内部反应区；所述二次分配板为氢气、空气和换热介质进、出燃料电池堆200内部反应区的唯一途径。
[0032]如图2至图5结合所示，为本技术的一种二次分配板示意图，该气体分配板的板体100包含第一侧面110和第二侧面120，所述板体100上开设有贯通第一侧面110和第二侧面120的氢气入口1、空气入口2、换热介质入口3、氢气出口4、空气出口5和换热介质出口6，以使氢气、空气和换热介质分别通过氢气入口1、空气入口2、换热介质入口3进入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氢燃料电池的二次分配板，其特征在于，包含：板体，其包含第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与氢燃料电池的辅助系统连接，所述第二侧面朝向氢燃料电池的燃料电池堆，所述板体上开设有贯通第一侧面和第二侧面的氢气入口、空气入口、换热介质入口、氢气出口、空气出口和换热介质出口，以使氢气、空气和换热介质分别通过氢气入口、空气入口、换热介质入口进入燃料电池堆，以及分别通过氢气出口、空气出口、换热介质出口流出。2.如权利要求1所述的用于氢燃料电池的二次分配板，其特征在于，所述板体的第二侧面在氢气入口、空气入口、换热介质入口、氢气出口、空气出口和换热介质出口处分别形成氢气入口扩散腔、空气入口扩散腔、换热介质入口扩散腔、氢气出口汇流腔、空气出口汇流腔、换热介质出口汇流腔，以使氢气、空气和换热介质分别通过氢气入口和氢气入口扩散腔、空气入口和空气入口扩散腔、换热介质入口和换热介质入口扩散腔进入燃料电池堆，以及分别通过氢气出口汇流腔和氢气出口、空气出口汇流腔和空气出口、换热介质出口汇流腔和换热介质出口流出。3.如权利要求1所述的用于氢燃料电池的二次分配板，其特征在于，所述氢气入口位于所述氢气出口的上方。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜远坤，蒋永伟，王燊，钮赛，吴海龙，
申请(专利权)人：航天氢能上海科技有限公司，
类型：新型
国别省市：