燃料电池电堆并联结构制造技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池电堆并联结构，包括：第一燃料电池电堆和第二燃料电池电堆；所述第一燃料电池电堆的堆芯和所述第二燃料电池电堆的堆芯堆叠。本申请在不增大电堆压降的情况下，可将电堆功率增大一倍；第一燃料电池电堆和第二燃料电池的两个堆芯直接链接，无需采用盲端的端板和集流板，提高了集成度与功率密度；第一燃料电池电堆和第二燃料电池电堆共用进出口公共管道，消除了两部分间的压力差，从而保证了两部分之间的一致性。从而保证了两部分之间的一致性。从而保证了两部分之间的一致性。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池电堆并联结构


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，具体地，涉及燃料电池电堆并联结构。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种新型能源转化装置，具有将燃料中储存的化学能通过电化学反应直接转化为电能的能力。由于其具有效率高、无污染、噪音低等特点，被认为是未来终极能源。
[0003]常规的燃料电池电堆，其氢气、空气及冷却液的进出口均布置在同一侧的端板上，另一侧的端板则设计为盲端。当需要更大功率的电堆时，一种方法是增加电池的节数。但是由于极板公共管道面积是一定的，增加节数后会增加公共管道流阻，最终导致电堆的一致性变差；还有一种方式是将两个电堆进行并联处理，进口通过一根管道并联，出口也通过一根管道并联。但是这样的并联形式难以保证两个电堆之间的流体分布一致性，对电堆性能、寿命均会出现不利影响。
[0004]例如专利文献CN115295841A公开了一种多堆并联的燃料电池系统，包括用于连接氢源的氢源接口、若干并联设置的燃料供电组件和集线器，各燃料供电组件并联设置于氢源接口与集线器之间；由其中一燃料供电组件作为主燃料供电组件，根据负载输出功率确定各燃料供电组件的输出电流，并由集线器将各燃料供电组件的输出电流合并输出给负载；其它燃料供电组件将其实际输出的电流值反馈给主燃料供电组件，并根据主燃料供电组件发送的电流调整指令相应调整输出电流，从而达到扩增燃料电池发电系统功率的目的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种燃料电池电堆并联结构。
[0006]根据本专利技术提供的一种燃料电池电堆并联结构，包括：第一燃料电池电堆和第二燃料电池电堆；
[0007]所述第一燃料电池电堆的堆芯和所述第二燃料电池电堆的堆芯堆叠。
[0008]优选地，所述第一燃料电池电堆包括：第一进口接头、第一开口端板、第一开口绝缘板、第一开口集流板以及第一出口接头；
[0009]所述第一进口接头和所述第一出口接头设置在所述第一开口端板一侧，所述第一开口端板另一侧连接所述第一开口绝缘板一侧，所述第一开口绝缘板另一侧连接所述第一开口集流板一侧，所述第一开口集流板另一侧连接所述第一燃料电池电堆的堆芯。
[0010]优选地，所述第二燃料电池电堆包括：第二进口接头、第二出口接头、第二开口端板、第二开口绝缘板以及第二开口集流板；
[0011]所述第二进口接头和所述第二出口接头连接所述第二开口端板一侧，所述第二开口端板另一侧连接所述第二开口绝缘板一侧，所述第二开口绝缘板另一侧连接所述第二开口集流板一侧，所述第二开口集流板另一侧连接所述第二燃料电池电堆的堆芯。
[0012]优选地，所述第一进口接头和所述第二进口接头连接到空气、氢气以及冷却液供给端；
[0013]所述第一出口接头和所述第二出口接头连接到空气、氢气以及冷却液尾排端。
[0014]优选地，所述第一燃料电池电堆和所述第二燃料电池电堆的堆芯由极板和膜电极间隔堆叠构成。
[0015]优选地，所述极板主体上设置有极板氢气入口歧管口、极板冷却液出口歧管口、极板空气出口歧管口、极板空气入口歧管口、极板冷却液入口歧管口、极板氢气出口歧管口以及极板中间流道区；
[0016]所述极板氢气入口歧管口、极板冷却液出口歧管口、极板空气出口歧管口、极板空气入口歧管口、极板冷却液入口歧管口以及极板氢气出口歧管口连通所述极板中间流道区。
[0017]优选地，所述膜电极主体上设置有膜电极氢气入口歧管口、膜电极冷却液出口歧管口、膜电极空气出口歧管口、膜电极空气入口歧管口、膜电极冷却液入口歧管口、膜电极氢气出口歧管口以及膜电极中间活性区；
[0018]所述膜电极主体上设置有膜电极氢气入口歧管口、膜电极冷却液出口歧管口、膜电极空气出口歧管口、膜电极空气入口歧管口、膜电极冷却液入口歧管口以及膜电极氢气出口歧管口连通所述膜电极中间活性区。
[0019]优选地，所述极板氢气入口歧管口和所述膜电极氢气入口歧管口重合形成氢气入口公共管道，氢气从氢气入口公共管道进入所述第一燃料电池电堆和第二燃料电池电堆内；
[0020]所述板氢气出口歧管口和所述膜电极氢气出口歧管口重合形成氢气出口公共管道，氢气从氢气出口公共管道排出所述第一燃料电池电堆和第二燃料电池电堆；
[0021]所述极板空气入口歧管口和所述膜电极空气入口歧管口重合形成空气入口公共管道，空气从空气入口公共管道进入所述第一燃料电池电堆和所述第二燃料电池电堆内；
[0022]所述极板空气出口歧管口和所述膜电极空气出口歧管口重合形成空气出口公共管道，空气从空气出口公共管道排出所述第一燃料电池电堆和所述第二燃料电池电堆；
[0023]所述极板冷却液入口歧管口和所述膜电极冷却液入口歧管口重合形成冷却液入口公共管道，冷却液从冷却液入口公共管道进入所述第一燃料电池电堆和所述第二燃料电池电堆内；
[0024]所述极板冷却液出口歧管口和膜电极冷却液出口歧管口重合形成冷却液出口公共管道，冷却液从冷却液出口公共管道排出所述第一燃料电池电堆和所述第二燃料电池电堆。
[0025]优选地，所述第一进口接头和所述第二进口接头均连通所述氢气入口公共管道、所述空气入口公共管道以及冷却液入口公共管道；
[0026]所述第一出口接头和所述第二出口接头均连通所述氢气出口公共管道、所述空气出口公共管道以及冷却液出口公共管道；
[0027]极板中间流道区包括：氢气流道、冷却液流道以及空气流道；
[0028]所述冷却液流道两侧设置所述氢气流道和所述空气流道；
[0029]所述氢气入口公共管道与所述氢气出口公共管道通过所述氢气流道连通，所述空
气入口公共管道与所述空气出口公共管道通过所述空气流道连通，所述冷却液入口公共管道与所述冷却液出口公共管道通过所述冷却液流道连通。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0031]1、本申请在不增大电堆压降的情况下，可将电堆功率增大一倍；
[0032]2、第一燃料电池电堆和第二燃料电池的两个堆芯直接链接，无需采用盲端的端板和集流板，提高了集成度与功率密度；
[0033]3、第一燃料电池电堆和第二燃料电池电堆共用进出口公共管道，消除了两部分间的压力差，从而保证了两部分之间的一致性；
[0034]4、当两侧进气口存在压力波动时，电堆内部压力平衡点具有自主补偿能力，解决在拉载/降载等动态变化过程中的分布不均匀问题。
附图说明
[0035]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0036]图1为本申请燃料电池电堆并联结构示意图；
[0037]图2为极板结构示意图；
[0038]图3为膜电极结构示意图；
[0039]图4为传统燃料电池电堆结构；
[0040]图5为传统燃料电池电堆联结构；
[0041]图6为传统燃料电池电堆联结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆并联结构，其特征在于，包括：第一燃料电池电堆和第二燃料电池电堆；所述第一燃料电池电堆的堆芯和所述第二燃料电池电堆的堆芯堆叠。2.根据权利要求1所述燃料电池电堆并联结构，其特征在于，所述第一燃料电池电堆包括：第一进口接头(1)、第一开口端板(2)、第一开口绝缘板(3)、第一开口集流板(4)以及第一出口接头(12)；所述第一进口接头(1)和所述第一出口接头(12)设置在所述第一开口端板(2)一侧，所述第一开口端板(2)另一侧连接所述第一开口绝缘板(3)一侧，所述第一开口绝缘板(3)另一侧连接所述第一开口集流板(4)一侧，所述第一开口集流板(4)另一侧连接所述第一燃料电池电堆的堆芯。3.根据权利要求2所述燃料电池电堆并联结构，其特征在于，所述第二燃料电池电堆包括：第二进口接头(7)、第二出口接头(8)、第二开口端板(9)、第二开口绝缘板(10)以及第二开口集流板(11)；所述第二进口接头(7)和所述第二出口接头(8)连接所述第二开口端板(9)一侧，所述第二开口端板(9)另一侧连接所述第二开口绝缘板(10)一侧，所述第二开口绝缘板(10)另一侧连接所述第二开口集流板(11)一侧，所述第二开口集流板(11)另一侧连接所述第二燃料电池电堆的堆芯。4.根据权利要求3所述燃料电池电堆并联结构，其特征在于：所述第一进口接头(1)和所述第二进口接头(7)连接到空气、氢气以及冷却液供给端；所述第一出口接头(12)和所述第二出口接头(8)连接到空气、氢气以及冷却液尾排端。5.根据权利要求3所述燃料电池电堆并联结构，其特征在于：所述第一燃料电池电堆和所述第二燃料电池电堆的堆芯由极板(5)和膜电极(6)间隔堆叠构成。6.根据权利要求5所述燃料电池电堆并联结构，其特征在于：所述极板(5)主体上设置有极板氢气入口歧管口(501)、极板冷却液出口歧管口(502)、极板空气出口歧管口(503)、极板空气入口歧管口(504)、极板冷却液入口歧管口(505)、极板氢气出口歧管口(506)以及极板中间流道区(507)；所述极板氢气入口歧管口(501)、极板冷却液出口歧管口(502)、极板空气出口歧管口(503)、极板空气入口歧管口(504)、极板冷却液入口歧管口(505)以及极板氢气出口歧管口(506)连通所述极板中间流道区(507)。7.根据权利要求6所述燃料电池电堆并联结构，其特征在于：所述膜电极(6)主体上设置有膜电极氢气入口歧管口(601)、膜电极冷却液出口歧管口(602)、膜电极空气出口歧管口(603)、膜电极空气入口歧管口(604)、膜电极冷却液入口歧管口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳斌，
申请(专利权)人：上海文景能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：