一种燃料电池模组及燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池模组及燃料电池系统，属于燃料电池技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池模组及燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池模组及燃料电池系统
。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种可以把在燃料和氧化剂中储存的化学能直接转化成电能的电化学装置
。
自
20
世纪
40
年代起，发展至今已有四代燃料电池，第一代燃料电池为碱性燃料电池
(AFC)
和磷酸燃料电池
(PAFC)
，第二代燃料电池为熔融碳酸盐燃料电池
(MCFC)
，第三代燃料电池为固体氧化物燃料电池
(SOFC)
，第四代燃料电池为质子交换膜燃料电池
(PEMFC)
和直接甲醇燃料电池
。
[0003]其中
SOFC
具有较高的工作温度，通常在
800
～
1000℃
范围内，所以在发电的同时可以利用它的余热来实现热电联供，能量利用效率可高达
90
％，此外该发电过程高效
、
清洁，是一种极具前景的发电方式
。
为了提高发电效率，可将固体氧化物燃料电池堆模块化集成来构建大型的分布式发电站，燃料电池反应所需的天然气由现有的天然气管网来提供，发出来的电可就近供应楼宇
、
社区
、
厂房等的用电，还能够向电网输电，因此，
SOFC
发电系统具有很广阔的商业前景
。
[0004]目前，现有的
SOFC
系统的燃料电池模组通常通过导电部件将燃料电池所产生的电能传导到外界
。
但是，现有燃料电池模组中导电部件的结构设计不合理，工作时导电效果较差
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种燃料电池模组及燃料电池系统，本专利技术提供的燃料电池模组的结构设计合理；导电部件的结构简单，实用性强，本专利技术通过导电板的第二表面与燃料电池堆的电输出面接触，从而使燃料电池堆工作所产生的电能通过导电部件传导，导电效果好
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供的一种燃料电池模组，包括导电部件及燃料电池堆；所述导电部件包括导电板及导电杆，所述导电板具有第一表面及第二表面，所述第一表面与第二表面相对，所述导电杆的一端与所述导电板连接，所述导电杆的另一端向远离所述第一表面的方向延伸；所述燃料电池堆具有电输出面，所述燃料电池堆的电输出面与所述导电板的第二表面接触
。
[0008]与现有的燃料电池模组中的导电部件
(
如含引线的集电板或单一的导电杆
)
相比，本专利技术提供的燃料电池模组的结构设计合理；导电部件的结构简单，实用性强，本专利技术通过导电板的第二表面与燃料电池堆的电输出面接触，从而使燃料电池堆工作所产生的电能通过导电部件传导，导电效果好
。
[0009]本专利技术通过控制导电板与燃料电池堆之间的接触面积，从而有效保证两者之间的导电效果；本专利技术通过优化导电杆的长度，可以实现长距离导电
。
[0010]在本专利技术中，所述燃料电池堆由若干燃料电池堆单元依次层叠而成
。
[0011]作为本专利技术的优选实施方式，所述导电杆的直径为2～
30mm。
在下述参数固定不变的情况下：导电板的形状
、
体积
、
第一表面的面积及第二表面的面积，若所述导电杆的直径小于
2mm
，所述导电部件的整体电阻较大，导电效果较差；若所述导电杆的直径大于
30mm
，所述导电部件的导电效果没有明显提升，影响了导电部件与其他零部件之间的装配效果，增加了不必要的成本
。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述导电杆上设置有外螺纹，以便燃料电池系统的其它部件
(
如接线端子
)
可套设在导电杆上，通过螺母及螺纹锁紧配合
。
[0013]作为本专利技术的优选实施方式，所述导电板的外表面设置有导电涂层，所述导电涂层为尖晶石涂层
。
在所述导电板的外表面施加导电涂层可以进一步提升所述导电部件的导电性能，还可以防止所述导电板在高温工作环境下氧化；而所述导电杆的表面不设置导电涂层，可避免因导电涂层而影响导电杆上螺母的锁紧效果，从而避免影响其它部件在导电杆上的固定效果
。
[0014]作为本专利技术的优选实施方式，所述导电板与燃料电池堆通过定位销连接，所述导电板及燃料电池堆均设置有与所述定位销适配的定位销孔，所述定位销插设于所述定位销孔内，可以保证导电板与燃料电池堆之间的装配准确性
。
[0015]作为本专利技术的优选实施方式，所述第二表面的面积为
s
，所述电输出面的面积为
S
，
s
及
S
满足：
s/S
＝1～
4。
经研究发现，本专利技术将
s/S
控制在1～4，在不影响燃料电池模组的各部件装配效果的同时，提高了燃料电池模组的导电效果
。
若
s/S
大于4，所述第二表面的面积相对过大，会影响所述燃料电池模组的装配效果，成本增加；若
s/S
小于1，所述第二表面的面积相对过小，第二表面与电输出面之间容易产生缝隙，气体在缝隙中流通，会显著降低燃料电池模组的导电效果
。
[0016]作为本专利技术的优选实施方式，所述导电杆的材质包括镍基合金
。
这类材质的导电杆在高温下仍然能保持高强度特性，有利于压重机构通过导电杆向其它部件传导压力
。
[0017]作为本专利技术的优选实施方式，所述导电板的材质包括铁素体不锈钢和镍基合金中的任意一种
。
所述导电板的材质与电输出面的材质相同
。
由于导电板与电输出面直接接触，两者材质相同，使高温下导电板与电输出面之间的热膨胀匹配性好
。
[0018]作为本专利技术的优选实施方式，所述燃料电池模组还包括绝缘套筒，所述绝缘套筒套设于所述导电杆上，所述绝缘套筒的一端与所述导电板接触，所述绝缘套筒的另一端沿着所述导电杆的长度方向延伸
。
在本专利技术中，绝缘套筒的设置，可以提高燃料电池系统高温运行的安全性，避免漏电
。
[0019]进一步的，所述导电杆的长度为
L
，所述绝缘套筒的长度为
l
，
L
及
l
满足：
l/L
＝
0.4
～
0.8。
经研究发现，若不设置绝缘套筒，在实际应用过程中，随着导电杆的长度增加，使燃料电池系统在工作时存在安全隐患，甚至发生漏电现象本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池模组，其特征在于，包括导电部件及燃料电池堆；所述导电部件包括导电板及导电杆，所述导电板具有第一表面及第二表面，所述第一表面与第二表面相对，所述导电杆的一端与所述导电板连接，所述导电杆的另一端向远离所述第一表面的方向延伸；所述燃料电池堆具有电输出面，所述燃料电池堆的电输出面与所述导电板的第二表面接触
。2.
如权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述导电部件中导电板的第二表面的面积为
s
，所述电输出面的面积为
S
，
s
及
S
满足：
s/S
＝1～
4。3.
如权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，还包括绝缘套筒，所述绝缘套筒套设于所述导电杆上，所述绝缘套筒的一端与所述导电板接触，所述绝缘套筒的另一端沿着所述导电杆的长度方向延伸
。4.
如权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，还包括模组外框；所述燃料电池堆及导电板位于所述模组外框内，所述导电杆远离所述导电板的一端延伸至所述模组外框的外部
。5.
如权利要求4所述的燃料电池模组，其特征在于，还包括第一压重机构，所述第一压重机构包括第一压板
、
第一螺栓
、
第一弹性部及第一卡止部，所述模组外框及第一压板均设置有与所述第一螺栓适配的第一螺孔，所述第一弹性部的一端与第一压板抵接，所述第一弹性部的另一端与第一卡止部抵接，所述第一卡止部与所述导电杆适配
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烁烁，张东羽，
申请(专利权)人：潮州三环集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：