双极板用流场式散热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了双极板用流场式散热装置，属于燃料电池散热技术领域。本发明专利技术包括位于阴极板和空气扩散层之间的分流板，分流板的两表面均阵列分布有凹陷部，凹陷部和阴极板形成第一空腔以及和空气扩散层之间形成第二空腔，相邻第一空腔和第二空腔相互联通，凹陷部上具有接触部，接触部贴合阴极板或空气扩散层，凹陷部成排布置，相邻两凹陷部凹陷方向相反或相同，凹陷部上具有端口，相邻第一空腔和第二空腔通过端口相互联通，凹陷部上具有引流板，引流板相对空气扩散层倾斜设置，引流板迎液面朝向空气扩散层。本发明专利技术通过在流场的上下端成型接触面，极大的提高了其导电和导热性能。

【技术实现步骤摘要】
双极板用流场式散热装置
本专利技术属于燃料电池散热
，特别是涉及双极板用流场式散热装置。
技术介绍
目前，金属双极板作为燃料电池的核心部件，其作用是膜电极结构支撑，分隔氢气和氧气，收集电子，传导热量，提供氢气和氧气通道，排出反应生成的水，提供冷却液流道等重要作用，其性能很大程度取决于流场结构。通常的金属双极板的流场结构有直通道、蛇形、螺旋形、交指型和网格形等，同时也在不断开发新型流场，如仿生流场、3D流场等，现有的空气侧3D流场与液冷金属双极板和空气扩散层为点或线接触，接触面积不到1％，其导电和导热性能非常差，点或面接触使接触电阻增加，电流流经时发热严重，同时膜电极上的热无法及时传导至液冷金属双极板表面，导致膜电极因局部温度过高而产生破裂，最终报废。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供双极板用流场式散热装置，通过在流场的上下端成型接触面，极大的提高了其导电和导热性能，避免了因不良接触导致其电流发热过大和传热通道受阻导致膜电极温度过高而产生的膜电极破裂、氢气泄漏等不足。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为双极板用流场式散热装置，包括位于阴极板和空气扩散层之间的分流板，分流板的两表面均阵列分布有凹陷部，凹陷部和阴极板形成第一空腔以及和空气扩散层之间形成第二空腔，相邻第一空腔和第二空腔相互联通，凹陷部上具有接触部，接触部贴合阴极板或空气扩散层。进一步地，凹陷部成排布置，相邻两凹陷部凹陷方向相反或相同。进一步地，凹陷部上具有端口，相邻第一空腔和第二空腔通过端口相互联通，相邻两第一空腔或相邻两第二空腔之间通过凹陷部边缘间隙连通。进一步地，向空气扩散层方向凹陷的凹陷部，该凹陷部上的接触部贴合空气扩散层，向阴极板方向凹陷的凹陷部，该凹陷部上的接触部贴合阴极板。进一步地，凹陷部上具有引流板，引流板相对空气扩散层倾斜设置，引流板迎液面朝向空气扩散层。进一步地，接触部为平直板，触面的尺寸为0.1mm×0.1mm至10mm×10mm。进一步地，贴空气扩散层的接触部的面积不大于贴合阴极板2的接触部的面积。进一步地，凹陷部为“六边形”型凹陷部或“瓦楞”型凹陷部。进一步地，“六边形”型凹陷部中，凹陷部的端口上开设有缺口。进一步地，“瓦楞”型凹陷部为双向瓦楞结构。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在流场的上下端成型接触面，极大的提高了其导电和导热性能，避免了因不良接触导致其电流发热过大和传热通道受阻导致膜电极温度过高而产生的膜电极破裂、氢气泄漏等不足，通过分流板控制水在阴极板和空气扩散层的流动方向，使得冲向空气扩散层，进而使得水中的气体在流动中对空气扩散层的表面有一定的冲击作用，产生的强制对流效果使得更多的气体能进入空气扩散层。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为双极板用流场式散热装置的结构图；图2为图1A处放大图；图3为双极板用流场式散热装置的结构图；图4为图3的截面示意图；图5为“六边形”型凹陷部引流板的结构图；图6为“瓦楞”型凹陷部引流板的结构图；图7为双向“瓦楞”型凹陷部引流板的结构图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-阳极板，2-阴极板，3-分流板，4-空气扩散层，5-质子交换膜，6-冷却流动腔，301-接触部，302-引流板，303-第一腔体，304-第二腔体，305-缺口，306-端口，307-凹陷部。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。请参阅图1-7所示，本专利技术为双极板用流场式散热装置：其中对于燃料电池中的部分阳极板1、阴极板2、空气扩散层4和质子交换膜5，在阳极板1、阴极板2的散热中，阳极板1设计为波纹型，通过在波纹型的阳极板1和阴极板2形成通道中进行冷却液流动降温，另外的在阴极板2和空气扩散层4之间设置分流板分流板3形成流场。其中，分流板3为整体式设计，为以整体式分流板3，分流板3的两表面均阵列分布有凹陷部307，具体的凹陷部307成排布置，其中，相邻两凹陷部307凹陷方向相反或相同。相应的凹陷部307和阴极板2形成第一空腔303以及和空气扩散层4之间形成第二空腔304，相邻第一空腔303和第二空腔304相互联通，将燃料电池中产生的水进行排除，进行分流流动产生非固定的流动通道，使得水中的气体分散的更加均匀。具体的，接触部301位于凹陷部307的底腔部，凹陷部307上具有端口306，端口306根据水的流动方向分为进水口和出水口，相邻第一空腔303和第二空腔304通过端口306相互联通，在具体呈现上一空腔的出水口和另一空腔的进水口重合。另外的，在凹陷部307的成形后，凹陷部307与相邻凹陷部307会形成间隙，相邻两第一空腔303之间通过凹陷部307边缘间隙连通，相邻两第二空腔304之间通过凹陷部307边缘间隙连通。向空气扩散层4方向凹陷的凹陷部307，该凹陷部307上的接触部301贴合空气扩散层4，向阴极板2方向凹陷的凹陷部307，该凹陷部307上的接触部301贴合阴极板2。重要的，凹陷部307上具有接触部301，接触部301贴合阴极板2或空气扩散层4，通过接触部301增加接触面积，依次减小空气扩散层4和阴极板2连接分流板3时产生的电阻，进而减少电流流经电阻的产热，相应的还通过增大接触面积增大热量的导通。接触部301为平直板，触面的尺寸为0.1mm×0.1mm至10mm×10mm。进一步地，贴空气扩散层4的接触部301的面积不大于贴合阴极板2的接触部301的面积，总接触面积确定后，控制贴合空气扩散层4的接触部301的面积，进而增加水和空气扩散层4的接触面积，进而使得水中的气体更加的容易通过空气扩散层4。进一步地，凹陷部307上具有引流板302，引流板302相对空气扩散层4倾斜设置，引流板302迎液面朝向空气扩散层4。控制水在阴极板2和空气扩散层4的流动方向，使得冲向空气扩散层4，进而使得水中的气体在流动中对空气扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双极板用流场式散热装置，其特征在于：包括位于阴极板(2)和空气扩散层(4)之间的分流板(3)，分流板(3)的两表面均阵列分布有凹陷部(307)，凹陷部(307)和阴极板(2)形成第一空腔(303)以及和空气扩散层(4)之间形成第二空腔(304)，相邻第一空腔(303)和第二空腔(304)相互联通，凹陷部(307)上具有接触部(301)，接触部(301)贴合阴极板(2)或空气扩散层(4)。/n

【技术特征摘要】
1.双极板用流场式散热装置，其特征在于：包括位于阴极板(2)和空气扩散层(4)之间的分流板(3)，分流板(3)的两表面均阵列分布有凹陷部(307)，凹陷部(307)和阴极板(2)形成第一空腔(303)以及和空气扩散层(4)之间形成第二空腔(304)，相邻第一空腔(303)和第二空腔(304)相互联通，凹陷部(307)上具有接触部(301)，接触部(301)贴合阴极板(2)或空气扩散层(4)。


2.根据权利要求1所述的双极板用流场式散热装置，其特征在于，凹陷部(307)成排布置，相邻两凹陷部(307)凹陷方向相反或相同。


3.根据权利要求2所述的双极板用流场式散热装置，其特征在于，凹陷部(307)上具有端口(306)，相邻第一空腔(303)和第二空腔(304)通过端口(306)相互联通，相邻两第一空腔(303)或相邻两第二空腔(304)之间通过凹陷部(307)边缘间隙连通。


4.根据权利要求1所述的双极板用流场式散热装置，其特征在于，向空气扩散层(4)方向凹陷的凹陷部(307)，该凹陷部(307)上的接触部(301)贴合空气扩散层(4)，向阴极板(2)方向凹陷的凹陷部(...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏波涛，曾茂进，邓显椿，夏治宇，
申请(专利权)人：杭州祥博传热科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33