【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，具体而言，涉及一种电堆公共通道进气结构及燃料电池电堆。
技术介绍
1、燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，电堆是燃料电池的核心部件，其堆栈由多个单电池堆叠而成。单电池包括双极板和膜电极，双极板具有反应气体的进气口，多个进气口堆叠形成了电堆的进气公共通道，反应气体会沿着公共通道进入每个单电池的进气口，然后被分配到单电池的流场区进行反应。
2、在理想状况下每个单电池分配到的气体均匀，这样各单电池输出电压稳定，燃料电池的整体性能好。然而实际情况是单电池在生产和装配过程中总会产生制造和装配误差，各单电池的进气口边缘存在不齐平的现象，即各单电池的片间一致性不佳，不齐平的进气口边缘会对反应气体流动产生干涉，导致各单电池进气量出现波动，进气量少的单电池对应的输出电压低，出现了“单低”的问题，这会对电堆整体性能产生不利影响。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是如何提高燃料电池电堆中各单电池进气的均匀性，避免出现单低现象。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种电堆公共通道进气结构，包括多个堆叠设置的单电池的进气口和设置在所述进气口部位的活动片，所述单电池包括第一极板、膜电极和第二极板，所述膜电极包括边框，所述第一极板上设有反应气体流道，在所述进气口附近位置，所述边框与所述第一极板具有空隙，靠近所述反应气体流道的空隙构成进气区，所述边框与所述第二极板密封连接，所述活动片包括限位部和挡气部，所述限
3、本专利技术在单电池进气口部位设置活动片，由堆叠设置的活动片的通气孔形成进气公共通道，活动片在进气口内的位置可以调整，相应的通气孔位置也会发生变化，气体进入公共通道时对挡气部产生冲击力，会推动活动片朝进气区平移，在进气冲击力作用下各通气孔的边缘趋于齐平，各活动片的通气孔自动对齐，从而使各单电池的进气量均匀分配，避免出现单低问题。
4、优选地，所述活动片沿所述单电池长度方向的可移动距离为0.2~1mm。活动片具有一定的平移空间，可以补偿单电池的制造和装配误差，活动空间不宜过大，避免限位部从安装空间脱出。
5、优选地，所述限位部在所述边框与所述第一极板之间的装配间隙为0.02~0.3mm。限位部在安装空间内具有一定的装配间隙，使其不会受到过大的摩擦力，能够在进气冲击力下活动；装配间隙也不宜过大，保证边框和第一极板对活动片具有限位作用。
6、优选地，所述挡气部的厚度大于所述限位部的厚度，且所述挡气部的厚度大于与所述边框与所述第一极板之间空隙的距离。挡气部具有一定的厚度，避免挡气部进入到进气区影响进气量。
7、优选地，所述挡气部与所述限位部的厚度差为0.3~0.7mm。挡气部具有一定厚度，有利于增加受力面积，但其厚度不能过大，否则会干涉单电池装配。
8、优选地，所述挡气部靠近所述通气孔一侧的侧壁具有导向斜面，所述导向斜面朝向气体进入所述进气口的方向倾斜。斜面设置可以增加气体与挡气部的接触面积，使进气过程中各活动片更加容易实现自动平移对齐。
9、优选地，所述导向斜面相对于气体进气方向的倾斜角度为5°~45°。限定合适的导向斜面倾斜角度，避免因斜面结构对气体流动产生过大干扰。
10、优选地，所述限位部上设有多根所述进气道，所述进气道与所述进气口导通一端至与所述进气区导通一端宽度逐渐增大。该结构的进气道起到气体疏导作用，可以时进入进气区的气流更加稳定，有利于提高气体利用效率。
11、优选地，所述活动片为一体成型结构，所述活动片的材料具有弹性。保证活动片具有一定的结构强度，不易损坏，且便于安装。
12、本专利技术还提供一种燃料电池电堆，包括上述的电堆公共通道进气结构。
13、相对现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
14、本专利技术通过在单电池的进气口部位设置活动片，各活动片组成了模块化设计的进气公共通道结构，活动片在进气冲击力作用下会自动平移，形成均一的进气通道表面，从而使分配到各电池内的气体流量接近，有效解决了燃料电池电堆因气体分配不均引起的单低问题，以比较简单的结构改进解决了影响燃料电池性能的重要技术问题，具有很高的经济效益和应用推广前景。
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1.一种电堆公共通道进气结构，其特征在于，包括多个堆叠设置的单电池(6)的进气口(7)和设置在所述进气口(7)部位的活动片(1)，所述单电池(6)包括第一极板(2)、膜电极和第二极板(3)，所述膜电极包括边框(4)，所述第一极板(2)上设有反应气体流道，在所述进气口(7)附近位置，所述边框(4)与所述第一极板(2)具有空隙，靠近所述反应气体流道的空隙构成进气区(5)，所述边框(4)与所述第二极板(3)密封连接，所述活动片(1)包括限位部(11)和挡气部(12)，所述限位部(11)环绕所述挡气部(12)的边缘设置，所述挡气部(12)的中部镂空形成通气孔(13)，所述限位部(11)至少一部分进入所述进气区(5)，所述挡气部(12)位于所述进气口(7)内且具有活动空间，所述限位部(11)上设有至少一条进气道(14)，所述进气道(14)的两端分别与所述进气口(7)和所述进气区(5)导通。
2.根据权利要求1所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述活动片(1)沿所述单电池(6)长度方向的可移动距离为0.2~1mm。
3.根据权利要求1所述的电堆公共通道进气结构，
4.根据权利要求1所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述挡气部(12)的厚度大于所述限位部(11)的厚度，且所述挡气部(12)的厚度大于与所述边框(4)与所述第一极板(2)之间空隙的距离。
5.根据权利要求4所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述挡气部(12)与所述限位部(11)的厚度差为0.3~0.7mm。
6.根据权利要求4所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述挡气部(12)靠近所述通气孔(13)一侧的侧壁具有导向斜面(15)，所述导向斜面(15)朝向气体进入所述进气口(7)的方向倾斜。
7.根据权利要求6所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述导向斜面(15)相对于气体进气方向的倾斜角度为5°~45°。
8.根据权利要求1所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述限位部(11)上设有多根所述进气道(14)，所述进气道(14)与所述进气口(7)导通一端至与所述进气区(5)导通一端宽度逐渐增大。
9.根据权利要求1-8任一所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述活动片(1)为一体成型结构，所述活动片(1)的材料具有弹性。
10.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的电堆公共通道进气结构。
...【技术特征摘要】
1.一种电堆公共通道进气结构，其特征在于，包括多个堆叠设置的单电池(6)的进气口(7)和设置在所述进气口(7)部位的活动片(1)，所述单电池(6)包括第一极板(2)、膜电极和第二极板(3)，所述膜电极包括边框(4)，所述第一极板(2)上设有反应气体流道，在所述进气口(7)附近位置，所述边框(4)与所述第一极板(2)具有空隙，靠近所述反应气体流道的空隙构成进气区(5)，所述边框(4)与所述第二极板(3)密封连接，所述活动片(1)包括限位部(11)和挡气部(12)，所述限位部(11)环绕所述挡气部(12)的边缘设置，所述挡气部(12)的中部镂空形成通气孔(13)，所述限位部(11)至少一部分进入所述进气区(5)，所述挡气部(12)位于所述进气口(7)内且具有活动空间，所述限位部(11)上设有至少一条进气道(14)，所述进气道(14)的两端分别与所述进气口(7)和所述进气区(5)导通。
2.根据权利要求1所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述活动片(1)沿所述单电池(6)长度方向的可移动距离为0.2~1mm。
3.根据权利要求1所述的电堆公共通道进气结构，其特征在于，所述限位部(11)在所述边框(4)与所述第一极板(2)之间的装配间隙为0.02~0.3mm。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李桦，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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