【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及修复燃料电池领域，具体地涉及修复飞行器上的燃料电池以提供推进力和非推进力。
技术介绍
1、燃料电池使得可以通过不同流体之间的电化学反应产生电能。通常，燃料电池被供应有氢气和氧气，氢气与氧气在燃料电池中发生反应以产生电能。燃料电池包括电池堆，该电池堆包括沿电池堆轴线布设的多个电池。电池堆使得流体能够发生电化学反应。
2、每个电池由离子导电电解质组成，离子导电电解质周围有两个电极，该两个电极又被相互连接的板包围。例如，对于被称为“质子交换膜燃料电池”(缩写为pemfc)的质子交换膜类型的燃料电池，电解质呈质子传导聚合物膜的形式，电极则呈带有诸如铂等催化剂的多孔介质形式。电解质和电极组件被称为膜电极组件，缩写为mea。每个mea在其两个相对侧上通过相互连接的板与反应气体(例如可能存在于空气中的氢气和氧气)接触以形成电池。
3、已知地，属于两个相邻电池的两个相互连接的板组件被称为双极板。因此，双极板被插入在mea的阴极与相邻mea的阳极之间。一方面，双极板在阳极侧为第一mea提供燃料(氢气)，另一方面，在阴极侧为第二mea提供氧化剂(氧气)。通常，每个双极板包括内部冷却回路，导热流体在内部冷却回路环流以提供热量或提取由放热反应产生的热量。
4、由电池产生的电流在电池堆的两端通过所谓的集流板重新获得。由燃料电池输送的电力与电池的数量(输送的电压容量)、电池的活性表面积(输送的电流容量)以及反应流体的流速(产生电流的电化学反应的重要性)呈函数关系。
5、整个电池堆被压缩在两个所谓
6、反应物和导热流体在端板处引入和排出，端板将反应物和导热流体分布在穿过电池堆的流道中。该流道由电池中形成的堆叠开口形成。例如，三个通道将流体(两种反应流体和一种导热流体，如有必要)从电池堆的一侧引入以将其传输至电池中，而另外三个通道将流体从电池堆的另一侧排出。
7、已知地，燃料电池包括电池堆，该电池堆包括沿着电池堆轴线布设的多个电池。连接杆周向连接端板的外部，以便在电池堆上施加恒定的压缩力。端板包括通向电池堆的流道的流动管路。
8、在燃料电池的电化学反应期间，反应流体中会有痕量的酸，这些酸构成mea的组分的一部分。这些痕量的磷酸存在于与两个燃料流体回路的出口对应的流道中，具体地，在高温燃料电池的情况下以水蒸气的形式存在。该酸可能会结晶，尤其是在燃料电池启动/停止期间，在此期间温度低于正常运行温度，这可能会封堵流道。该封堵可能会造成损伤，从而产生高热点，导致mea有穿孔的风险。除了会降低燃料电池的效率外，还会增加起火和泄漏的风险。
9、如果一个或多个电池被损伤，则必须将这些电池与反应流体的流动隔离，以使其不再产生电力也不允许反应物之间的流体连通。从电气角度来说，必须对这些电池进行分流，以免中断电池堆中的发电。
10、为了接近故障电池，需沿着每个通道下降，以对故障电池的每个流动开口进行单独干预。鉴于通道的高度(高达300mm)及其截面(300–1000mm2)，该干预是非常复杂的。
11、现有技术中已知一种用于修复故障电池的方法，在修复时对故障电池施加电击以将膜刺穿。通过涂覆树脂来单独密封各流动开口。
12、尽管理论上很有吸引力，但此解决方案实现起来很复杂。本专利技术的一个目的是以实用、快速的方式将故障电池与电池堆隔离。
技术实现思路
1、本专利技术涉及一种隔离装置，所述隔离装置被配置为安装在包括电池堆的燃料电池的流体流道中，所述电池堆包括沿着电池堆轴线布设的多个电池和位于所述电池堆中的多个流体流道。
2、所述隔离装置的显著之处在于其包括周缘带，所述周缘带被配置为阻断所述流道和至少一个电池的流动开口之间的流体连通，该电池需与所述电池堆隔离，所述周缘带能够在被称为放松状态的第一构型与被称为收缩状态的第二构型之间形变，所述第二构型的截面比所述第一构型的截面小。
3、优选地，该隔离装置能够方便地定位在所述流道中的期望位置处，以将电池与所述电池堆隔离。周缘带提供局部密封，同时使得流体能够通过所述周缘带环流以供应其他电池。所述周缘带的可形变特性使得能够方便快捷地定位，而不会损伤所述流道的所述内表面。所述周缘带使得可以方便地同时密封电池的多个流动开口。
4、优选地，在所述第一构型中，所述周缘带的截面大致与用于安装隔离装置的所述流道的截面类似。因此，在没有过度应力或形变的情况下，所述周缘带自然地贴合所述流道的所述内表面，这使得可以方便地密封所述电池且没有对周围造成损伤的风险。
5、根据一个方面，所述隔离装置包括被配置为将所述周缘带保持所述第一构型的弹性件。因此，当操作者未约束所述周缘带时，所述周缘带自动展开。当所述待隔离电池远离所述流道的入口且需轻松操作所述隔离装置时，这是特别有利的。
6、优选地，所述弹性件呈设计简单的弹簧片的形式。所述弹簧片可定位在所述周缘带的所述内表面上以避免与所述通道的所述内表面接触。
7、优选地，所述隔离装置包括定位件，所述定位件被配置为确保所述隔离装置在所述流道中的精确位置，具体地所述精确位置与所述待隔离电池的一个或多个流动开口的开口相对。优选地，所述电池包括位于所述流动开口的任一侧上的两个密封件，所述定位件被配置为与所述密封件配合。
8、当所述待隔离电池远离所述流道的所述入口时，对于提供精确位置是特别有利的。优选地，所述定位件呈从所述周缘带的所述外表面凸伸的周缘舌状物的形式。因此，所述定位件使得可以通过形状配合来实现与所述密封件的配合。
9、优选地，所述隔离装置包括被配置为与所述流道的内表面配合的多个导向件。优选地，所述流道的截面限定出多个拐角，所述导向件被配置为与所述流道的所述拐角配合。因此，所述周缘带在所述通道中成角度地精确定位，从而确保最佳密封。
10、本专利技术还涉及一种燃料电池组件，包括电池堆和如前呈现的隔离装置，所述电池堆包括沿着电池堆轴线布设的多个电池和位于所述电池堆中的多个流体流道，所述隔离装置位于所述流道中以阻断所述流道和至少一个需与所述电池堆隔离的电池之间的流体连通。
11、优选地，所述电池堆包括限定出所述电池堆的电池呈交替设置的双极板与膜电极组件。所述隔离装置位于所述流道中以阻断所述流道与待隔离双极板之间的流体连通。因此，停止为所述双极板供应所述流体。
12、优选地，所述隔离装置的厚度根据安装位置中的所述电池堆轴线进行限定，所述厚度大于所述双极板的厚度，以便阻止所述双极板中的任何流体流动。
13、根据优选方面，密封件被插入在所述双极板之间，所述密封件凸伸至所述流道中，以参与所述双极板的紧密密封。
14、优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隔离装置(9)，被配置为安装在包括电池堆(2)的燃料电池(1)的流体流道(20)中，所述电池堆(2)包括沿着电池堆轴线(X)布设的多个电池和位于所述电池堆(2)中的多个流体流道(20)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括周缘带(90)，所述周缘带(90)位于外周并被配置为阻断所述流道(20)和至少一个电池的流动开口之间的流体连通，该电池需要与所述电池堆(2)隔离，所述周缘带(90)的截面被定义为由所述周缘带(90)的外周界定出的表面，所述周缘带(90)能够在第一构型和第二构型之间形变：
2.如权利要求1所述的隔离装置(9)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括被配置为将所述周缘带(90)保持在所述第一构型的弹性件(91)。
3.如权利要求1或2所述的隔离装置(9)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括定位件(92)，所述定位件(92)被配置为提供所述隔离装置(9)在所述流道(20)中的精确位置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的隔离装置(9)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括多个被配置为与所述流道(20)的内表面配合的导向件(93)。<...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种隔离装置(9)，被配置为安装在包括电池堆(2)的燃料电池(1)的流体流道(20)中，所述电池堆(2)包括沿着电池堆轴线(x)布设的多个电池和位于所述电池堆(2)中的多个流体流道(20)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括周缘带(90)，所述周缘带(90)位于外周并被配置为阻断所述流道(20)和至少一个电池的流动开口之间的流体连通，该电池需要与所述电池堆(2)隔离，所述周缘带(90)的截面被定义为由所述周缘带(90)的外周界定出的表面，所述周缘带(90)能够在第一构型和第二构型之间形变：
2.如权利要求1所述的隔离装置(9)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括被配置为将所述周缘带(90)保持在所述第一构型的弹性件(91)。
3.如权利要求1或2所述的隔离装置(9)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括定位件(92)，所述定位件(92)被配置为提供所述隔离装置(9)在所述流道(20)中的精确位置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的隔离装置(9)，其特征在于，所述隔离装置(9)包括多个被配置为与所述流道(20)的内表面配合的导向件(93)。
5.如权利要求4所述的隔离装置(9)，其特征在于，所述流道(20)的截面限定出多个拐角，所述导向件(93)被配置为与所述流道(20)的所述拐角配合。
6.一种燃料电池组件(1)，其特征在于，包括电池堆(2)和如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼·昆顿，索菲安·阿布，帕特里斯·丹尼尔·克劳德·布索，
申请(专利权)人：赛峰动力设备公司，
类型：发明
国别省市：
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