本实用新型专利技术公开了一种具有热管的氢燃料电池端板和燃料电池，包括端板本体和至少一个热管，端板本体具有氢气入口、氢气出口、冷却液入口、冷却液出口、空气入口和空气出口，氢气入口位于冷却液出口和空气出口中的至少一者的上方，热管的蒸发段位于热管的冷凝段的下方，热管的蒸发段位于冷却液出口和/或空气出口处以与冷却液和/或空气接触，热管的冷凝段位于氢气入口处以与氢气接触，实现对进入电堆的氢气进行加热，从而有效降低阳极氢气中冷凝水对电堆的影响，结构简单，降低了氢气加热结构的复杂程度，并且热管的集成设计大大减少了氢气加热结构的占用空间和制造成本，提高了氢燃料发动机的集成度、体积功率和质量功率。体积功率和质量功率。体积功率和质量功率。
【技术实现步骤摘要】
具有热管的氢燃料电池端板和燃料电池
[0001]本技术设计燃料电池领域，尤其是涉及一种具有热管的氢燃料电池端板以及具有这种电池短板的燃料电池。
技术介绍
[0002]氢燃料电池是一种将化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，向氢燃料电池的阳极侧和阴极侧不断供给氢气和氧气，发生氧化还原反应不断地对外输出电能。氢燃料电池在运行时，需要向其连续提供一定压力和流量的高纯度氢气，以保证的电化学反应的正常进行。来自于储氢系统的干态氢气温度接近环境温度，当其与来自氢燃料电池氢循环系统的温度较高的饱和湿氢气混合时，将产生冷凝水，冷凝水进入电堆阳极双极板流道会堵塞氢气运输，导致氢饥渴现象，进而造成电堆衰减加速或损坏。
[0003]相关技术中一般采用外部独立的翅片式换热器或者板式换热器配合冷却液支路对氢气进行加热，以减少冷凝水的产生，但是将会导致增加成本、结构复杂且占用空间过大，降低了燃料电池的体积功率和质量功率，而且冷却液支路增加了水泵的流量和扬程损失，增加了燃料电池的散热系统的散热能力需求；此外相关技术中还有采用电加热氢气的方式，但是存在氢电安全问题，在密闭的空间中极易造成危险。
技术实现思路
[0004]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的实施例提出一种具有热管的氢燃料电池端板。
[0005]本技术实施例的具有热管的氢燃料电池端板，包括：端板本体，所述端板本体具有氢气入口、氢气出口、冷却液入口、冷却液出口、空气入口和空气出口，所述氢气入口位于所述冷却液出口和所述空气出口中的至少一者的上方；至少一个热管，所述热管的蒸发段位于所述热管的冷凝段的下方，所述热管的蒸发段位于所述冷却液出口和/或所述空气出口处以与冷却液和/或空气接触，所述热管的冷凝段位于所述氢气入口处以与氢气接触。
[0006]本技术实施例提供的具有热管的氢燃料电池端板包括集成于端板本体中的热管，热管的蒸发段位于冷却液出口处和/或空气出口处，热管的冷凝段位于氢气入口处，实现对进入电堆的氢气进行加热，从而有效降低阳极氢气中冷凝水对电堆的影响。本技术实施例提供的氢气加热方案结构简单，取消了独立的氢气换热器和相关的管路，降低了氢气加热结构的复杂程度，并且热管的集成设计大大减少了氢气加热结构的占用空间和制造成本，提高了氢燃料发动机的集成度、体积功率和质量功率。此外，由于取消独立氢气换热器的冷却液支路，还有益于降低水泵流量和扬程的损失，缓解了氢燃料发动机的散热能力的压力。
[0007]在一些实施例中，所述氢气入口位于所述冷却液出口的上方，所述热管包括第一热管，所述第一热管的蒸发段位于所述冷却液出口处，所述第一热管的冷凝段位于所述氢气入口处。
[0008]在一些实施例中，所述冷却液出口处的冷却液温度为70℃
‑
90℃。
[0009]在一些实施例中，所述氢气入口位于所述空气出口的上方，所述热管包括第二热管，所述第二热管的蒸发段位于所述空气出口处，所述第二热管的冷凝段位于所述氢气入口处。
[0010]在一些实施例中，所述氢气入口、所述冷却液出口和所述空气出口设在所述端板本体的一侧且从上之下间隔设置，所述冷却液入口、所述空气入口和所述氢气出口设在所述端板本体的另一侧且从上之下间隔设置。
[0011]在一些实施例中，所述热管沿竖直方向设置。
[0012]在一些实施例中，所述热管为6
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10个。
[0013]在一些实施例中，所述端板本体注塑成型，所述热管预先安装在注塑模具内并经注塑镶嵌在所述端板本体内。
[0014]在一些实施例中，所述热管的外周包覆绝缘导热陶瓷层。
[0015]本技术的另一方面实施例提供了一种燃料电池，包括：第一端板和第二端板，所述第一端板为上述任一项实施例所述的端板；燃料电池堆，所述第一端板设在所述燃料电池堆的一侧并与其相连，所述得第二端板设在所述燃料电池堆的相对的另一侧并与其相连。
附图说明
[0016]图1是本技术实施例提供的具有热管的氢燃料电池端板的正视图。
[0017]图2是本技术实施例提供的具有热管的氢燃料电池端板剖面图。
[0018]图3是本技术实施例提供的具有热管的氢燃料电池端板剖面图。
[0019]图4是本技术实施例提供的热管的剖面图。
[0020]附图标记：
[0021]端板本体1、氢气入口11、氢气出口12、冷却液入口13、冷却液出口14、空气入口15、空气出口16、热管2、蒸发段21、冷凝段22、绝缘导热陶瓷层3。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0023]下面根据图1
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图4描述本技术实施例提供的具有热管的氢燃料电池端板，其包括端板本体1和至少一个热管2。端板本体1具有氢气入口11、氢气出口12、冷却液入口13、冷却液出口14、空气入口15和空气出口16。氢气入口11位于冷却液出口14和空气出口16中的至少一者的上方。热管2的蒸发段21位于热管2的冷凝段22的下方，热管2的蒸发段21位于冷却液出口14和/或空气出口16处以与冷却液和/或空气接触，热管2的冷凝段22位于氢气入口11处以与氢气接触。
[0024]冷却液出口14处的冷却液温度较高，空气出口16处的空气温度同样具有较高的温度。为了加热氢气入口11处的氢气，使热管2的蒸发段21与冷却液和/或空气接触，热管2的蒸发段21内的液态工作介质被加热后相变气化，气态工作介质沿着热管2上升到冷凝段22，
在冷凝段22，气态工作介质加热氢气入口11处的氢气，气态工作介质被冷凝液化后在重力作用下(或毛细作用力下)降到蒸发段21继续吸热。如此形成往复循环，进入电堆的含有液态水的氢气被加热，液态水被蒸发，水汽随氢气进入电堆的阳极则不会造成堵塞阳极双极板流道影响氢气运输，从而有效地避免了氢饥渴现象，避免电堆的加速衰减。
[0025]本技术实施例提供的具有热管的氢燃料电池端板包括集成于端板本体中的热管，热管的蒸发段位于冷却液出口处和/或空气出口处，热管的冷凝段位于氢气入口处，实现对进入电堆的氢气进行加热，从而有效降低阳极氢气中冷凝水对电堆的影响。本技术实施例提供的氢气加热方案结构简单，取消了独立的氢气换热器和相关的管路，降低了氢气加热结构的复杂程度，并且热管的集成设计大大减少了氢气加热结构的占用空间和制造成本，提高了氢燃料发动机的集成度、体积功率和质量功率。此外，由于取消独立氢气换热器的冷却液支路，还有益于降低水泵流量和扬程的损失，缓解了氢燃料发动机的散热能力的压力。
[0026]在一些实施例中，如图1所示，氢气入口11位于冷却液出口14的上方，热管2的蒸发段21位于冷却液出口14处，热管2的冷凝段22位于氢气入口11处。当燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有热管的氢燃料电池端板，其特征在于，包括：端板本体，所述端板本体具有氢气入口、氢气出口、冷却液入口、冷却液出口、空气入口和空气出口，所述氢气入口位于所述冷却液出口和所述空气出口中的至少一者的上方；至少一个热管，所述热管的蒸发段位于所述热管的冷凝段的下方，所述热管的蒸发段位于所述冷却液出口和/或所述空气出口处以与冷却液和/或空气接触，所述热管的冷凝段位于所述氢气入口处以与氢气接触。2.根据权利要求1所述的具有热管的氢燃料电池端板，其特征在于，所述氢气入口位于所述冷却液出口的上方，所述热管包括第一热管，所述第一热管的蒸发段位于所述冷却液出口处，所述第一热管的冷凝段位于所述氢气入口处。3.根据权利要求2所述的具有热管的氢燃料电池端板，其特征在于，所述冷却液出口处的冷却液温度为70℃
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90℃。4.根据权利要求1所述的具有热管的氢燃料电池端板，其特征在于，所述氢气入口位于所述空气出口的上方，所述热管包括第二热管，所述第二热管的蒸发段位于所述空气出口处，所述第二热管的冷凝段位于所述氢气入口处。5.根据权利要求1<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王黎明，印博，黄皓伟，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
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