【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池，特别是涉及一种低耗能低成本的燃料电池电堆。
技术介绍
1、燃料电池是通过电化学反应将化学能转换成电能的装置，具有效率高、噪声低、无污染等特点，是一项非常具备发展前景的发电技术。
2、燃料电池系统由燃料电池电堆、氢气供给子系统、空气供给子系统、水热管理子系统及电控子系统组成。氢气供给子系统的主要作用是调节燃料电池电堆入口氢气的流量和压力，在燃料电池电堆中与氧气发生反应产生电能，同时将未参与反应的氢气进行回收，提高氢气利用率，在燃料电池中起作用重要。氢气循环系统主要包括氢气循环泵、氢气引射器两大类产品。氢气循环系统在保证燃料电池稳定运行、提高氢气利用率、提升燃料电池经济性等方面发挥重要作用。从主要产品来看，氢气循环泵与氢气引射器各有优缺点，氢气循环泵易于控制，可实现转速调节、流量调节，且氢气利用率高、适用范围宽，但其噪声较大、功耗大、体积大、成本较高；氢气引射器结构简单、体积小、成本低、无寄生功率，但控制难度较大、怠速时氢气利用率较低、适应性较差、应用范围较窄。对于大功率燃料电池系统，其特点是流量大、压力大和流阻大，这对氢循环系统的设计提出很大的挑战，因此出现了引射器与氢泵并联、引射器与氢泵串联等技术路线。燃料电池电堆是发生电化学反应的场所，也是燃料电池动力系统核心部分，由多个单体电池以串联叠合组合组成。单体由双极板与膜电极组成，气口端板和盲端端板通过封装结构，将串联电池的三腔密闭，从而构成燃料电池电堆。氢气、空气和冷却液分别由进口引入，经过电堆进口的公用管道分配至各单体电池氢腔、空腔和冷却腔，并
3、上述燃料电池系统主要存在以下缺陷：1、当单体电池的数量不断增加时，公用管道的流体分配均匀性变差，一般来说，两端的气量不足，导致电堆的一致性变差。
4、2、氢气的利用率低，需要通过外部循环提高氢气利用率，导致系统成本和体积增大。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种燃料电池电堆，以提高气体分配的均匀性，增强电堆的一致性。
2、为此，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术公开了一种燃料电池电堆，所述燃料电池电堆中的电池按比例分为第一电池模块、第二电池模块和第三电池模块；每个电池模块的燃料进口和出口公用管道位置相同；
4、所述燃料电池电堆包括：依次叠合的燃料进口端板、第一绝缘板、负极集流板、第一电池模块、第一转接板、第二电池模块、第二转接板、第三电池模块、正极集流板、第二绝缘板和燃料出口端板；
5、当气体从所述燃料进口端板进入，从所述第一电池模块的进口公用管道进入所述第一电池模块的单体电池，充分反应后进入所述第一电池模块的出口公用管道；经过所述第一转接板从所述第二电池模块的进口公用管道进入所述第二电池模块的单体电池，充分反应后进入所述第二电池模块的出口公用管道；经过所述第二转接板从所述第三电池模块的进口公用管道进入所述第三电池模块的单体电池，充分反应后进入所述第三电池模块的出口公用管道，从盲端释放气体。
6、进一步地，所述燃料进口端板包括：燃料进口、空气进口、空气出口、冷却液进口和冷却液出口；其中，所述燃料进口、所述冷却液进口位于所述燃料进口端板的一侧，所述空气进口、所述空气出口、所述冷却液出口位于所述燃料进口端板的另一侧，所述燃料进口与所述空气进口呈现对流形式，且进口的高度相对出口更高。
7、进一步地，每个电池模块的单体电池节数成倍数关系。
8、进一步地，所述第一电池模块为所述电堆的一半；所述第二电池模块、所述第三电池模块均为所述电堆的四分之一。
9、进一步地，所述第一转接板内部包括第一分水器结构，外接排水装置；所述第二转接板内部包括第二分水器结构，外接排水装置；所述第一分水器结构不同于所述第二分水器结构。
10、进一步地，所述第一转接板包括：进口转接板和出口转接板，进口转接板将燃料腔进口公用管道封堵，使得上一个模块的燃料腔出口公用管道的燃料通过燃料腔出口进入出口转接板上的燃料管道的通道，进入燃料入口，从而进入下一个模块的燃料公用管道。
11、进一步地，所述第一转接板的材料为不锈钢或钛板，表面需要做防腐蚀和导电涂层；所述第二转接板的材料为不锈钢或钛板，表面需要做防腐蚀和导电涂层。
12、进一步地，所述燃料出口端板上的燃料出口为最终的燃料出口，采取常排。
13、本专利技术的优点和积极效果：
14、(1)每个电池模块的单体电池数量有限，提高了气体分配的均匀性；
15、(2)气体能够在各个模块中充分反应，提高了气体的使用效率；
16、(3)增加了各个电池模块的湿度，有利于单体电池的反应；
17、(4)由于燃料气体实现了充分反应，可以减少燃料电池氢气子系统的部件，不仅节省了空间、成本，还能更加有效的监控氢气路的流量、压力、温度和湿度的监控。
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1.一种燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料电池电堆中的电池按比例分为第一电池模块(2)、第二电池模块(4)和第三电池模块(6)；每个电池模块的燃料进口和出口公用管道位置相同；
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料进口端板(10)包括：燃料进口(20)、空气进口(23)、空气出口(22)、冷却液进口(24)和冷却液出口(21)；其中，所述燃料进口(20)、所述冷却液进口(24)位于所述燃料进口端板(10)的一侧，所述空气进口(23)、所述空气出口(22)、所述冷却液出口(21)位于所述燃料进口端板(10)的另一侧，所述燃料进口(20)与所述空气进口(23)呈现对流形式，且进口的高度相对出口更高。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，每个电池模块的单体电池节数成倍数关系。
4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一电池模块(2)为所述电堆的一半；所述第二电池模块(4)、所述第三电池模块(6)均为所述电堆的四分之一。
5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一转接板(3)
6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一转接板(3)包括：进口转接板(30)和出口转接板(31)，进口转接板(30)将燃料腔进口公用管道封堵，使得上一个模块的燃料腔出口公用管道的燃料通过燃料腔出口(36)进入出口转接板(31)上的燃料管道(43)的通道，进入燃料入口(38)，从而进入下一个模块的燃料公用管道。
7.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一转接板(3)的材料为不锈钢或钛板，表面需要做防腐蚀和导电涂层；所述第二转接板(5)的材料为不锈钢或钛板，表面需要做防腐蚀和导电涂层。
8.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料出口端板(15)上的燃料出口(16)为最终的燃料出口，采取常排。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料电池电堆中的电池按比例分为第一电池模块(2)、第二电池模块(4)和第三电池模块(6)；每个电池模块的燃料进口和出口公用管道位置相同；
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料进口端板(10)包括：燃料进口(20)、空气进口(23)、空气出口(22)、冷却液进口(24)和冷却液出口(21)；其中，所述燃料进口(20)、所述冷却液进口(24)位于所述燃料进口端板(10)的一侧，所述空气进口(23)、所述空气出口(22)、所述冷却液出口(21)位于所述燃料进口端板(10)的另一侧，所述燃料进口(20)与所述空气进口(23)呈现对流形式，且进口的高度相对出口更高。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，每个电池模块的单体电池节数成倍数关系。
4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一电池模块(2)为所述电堆的一半；所述第二电池模块(4)、所述第三电池模块(6)均为所述电堆的四分之一...
【专利技术属性】
技术研发人员：付宇，王锡龙，
申请(专利权)人：上海骥翀氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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