一种燃料电池金属极板结构制造技术

本申请公开了一种燃料电池金属极板结构，包括极板本体、氢气进口、冷却液进口、氧气进口、加强筋区和流道区；所述流道区设置于所述极板本体的中间区域；所述氢气进口、所述冷却液进口和所述氧气进口并列设置于所述极板本体的一端，且所述冷却液进口设置于所述氢气进口和所述氧气进口之间；所述加强筋区设置于所述流道区的两侧；所述加强筋区包括第一加强筋区和第二加强筋区，所述第一加强筋区和所述第二加强筋区分别设置于所述流道区的相对两侧。本申请能够在保证金属极板强度的同时均匀分配冷却水路的流体，可以克服在大功率工况下电堆散热不足的问题，能够保证每片金属极板都有良好的散热效果，而且结构简单，经济实用，具有较好的可靠性。较好的可靠性。较好的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池金属极板结构


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池金属极板结构。

技术介绍

[0002]燃料电池可以直接将氢气和氧气中的化学能转化为电能，不受卡诺循环限制，转化率高，是一种高效的能量转化装置。一般的，燃料电池由多个结构相同的双极板和膜电极堆叠组成，每个双极板都有反应流场并需要单独冷却。当燃料电池满载工作时温度最高，需要散热的热量也最大如果散热不及时或散热不足，容易使燃料电池电堆的性能下降，严重时可能会导致燃料电池电堆不可恢复的损伤。因此，燃料电池电堆的冷却区域设置非常重要。
[0003]目前，燃料电池电堆金属极板都是冲压形成的，水路区域容易存在强度不足的情况。金属极板一般通过在空白区域设置加强筋来增强极板强度，但是，其加强筋是与水平面平行设置的，容易阻碍冷却液的流动而导致冷却液分配不均，进而影响电堆的散热，特别是当燃料电池进行大功率运行时很难满足电堆正常散热的需要，使得整个燃料电池电堆的性能下降，严重时容易影响整个燃料电池电堆的使用寿命。

技术实现思路

[0004]基于此，为解决现有的燃料电池金属极板冷却水路加强筋导致冷却液分配不均匀、散热效果不佳等问题，本专利技术提供一种燃料电池金属极板结构。本申请结构能够在保证金属极板强度的同时均匀分配冷却水路的流体，可以克服在大功率工况下电堆散热不足的问题，能够保证每片金属极板都有良好的散热效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种燃料电池金属极板结构，包括极板本体、氢气进口、冷却液进口、氧气进口、加强筋区和流道区；所述流道区设置于所述极板本体的中间区域；所述氢气进口、所述冷却液进口和所述氧气进口并列设置于所述极板本体的一端，且所述冷却液进口设置于所述氢气进口和所述氧气进口之间；所述加强筋区设置于所述流道区的两侧；
[0006]所述加强筋区包括第一加强筋区和第二加强筋区，所述第一加强筋区和所述第二加强筋区分别设置于所述流道区的相对两侧；
[0007]所述第一加强筋区包括多根平行设置的第一加强筋；所述第二加强筋区包括多根平行设置的第二加强筋；以垂直于所述流道区流道的方向为水平方向，所述第一加强筋和所述第二加强筋分别与所述水平方向形成的夹角的度数为0
°
～45
°
。
[0008]作为优选的实施方式，相邻的所述第一加强筋之间等间隙设置；相邻的所述第二加强筋之间等间隙设置。
[0009]作为优选的实施方式，所述燃料电池金属极板结构还包括水路分配区，所述水路分配区设置于所述冷却液进口与所述流道区之间。
[0010]作为优选的实施方式，所述水路分配区包括第一流线部、第二流线部、第三流线部
和第四流线部；所述第一流线部设置于所述冷却液进口与所述第二流线部之间；所述第二流线部设置于所述第一流线部和所述第四流线部之间；所述第三流线部与所述第二流线部相邻设置，且所述第三流线部设置于所述氢气进口与所述第四流线部之间；所述第四流线部靠近所述流道区设置；所述第一加强筋区的一端靠近所述第四流线部设置。
[0011]作为优选的实施方式，所述第一流线部包括多根独立设置的第一导流脊，多根所述第一导流脊呈扇形设置于所述冷却液进口靠近所述流道区的一侧。
[0012]作为优选的实施方式，所述第二流线部包括独立设置的第二流线长部和第二流线短部；所述第二流线长部朝所述氧气进口的方向倾斜设置，且所述第二流线长部与所述第三流线部相邻设置；所述第二流线短部朝所述氢气进口的方向倾斜设置。
[0013]作为优选的实施方式，所述第二流线长部包括多根独立设置的第二导流长脊，多根所述第二导流长脊呈自上而下的并列设置；所述第二流线短部包括多根独立设置的第二导流短脊，多根所述第二导流短脊平行设置。
[0014]作为优选的实施方式，所述第三流线部包括多根平行设置的第三导流脊，所述第三导流脊靠近所述第二导流长脊的一端朝所述冷却液进口的方向倾斜设置。
[0015]作为优选的实施方式，多根所述第三导流脊的长度逐根增加，靠近所述氢气进口的所述第三导流脊的长度最短，靠近所述第四流线部的所述第三导流脊的长度最长。
[0016]作为优选的实施方式，所述第四流线部包括多根平行设置的第四导流脊，所述第四导流脊朝所述氧气进口的方向倾斜设置，每根所述第四导流脊长度相等。
[0017]作为优选的实施方式，以垂直于所述流道区流道的方向为水平方向，所述第一导流脊、所述第二导流长脊、所述第二导流短脊、所述第三导流脊和所述第四导流脊分别与所述水平方向形成的夹角的度数为0
°
～45
°
。
[0018]作为优选的实施方式，所述第一流线部、所述第二流线部、所述第三流线部和所述第四流线部相互独立设置，且所述第一流线部与所述第二流线部之间、所述第二流线部与所述第三流线部之间、所述第二流线部与所述第四流线部之间、以及所述第三流线部与所述第四流线部之间均设置有间隙。
[0019]本申请通过在流道区的两侧设置加强筋并控制加强筋与流道的夹角为0
°
～45
°
，能够在保证金属极板强度的同时均匀分配冷却水路的流体，可以克服在大功率工况下电堆散热不足的问题，能够保证每片金属极板都有良好的散热效果。通过在燃料电池金属极板的冷却液进口与流道区之间设置水路分配区，能够很好的解决金属极板冷却水路分配不均、在大功率工况下散热不足的问题。本申请结构能够均匀分配冷却水路的流体，延长冷却液体在冷却水路中的流通时间，保证每片极板良好的散热效果，使得燃料电池极板能够有效且快速的散热，具有较好的冷却性能，能够很好的保证整个燃料电池电堆的使用性能，并能够有效延长电堆的使用寿命。本申请结构简单，可加工性好，经济实用，拆装方便，具有较好的可靠性，可以在单电池结构的金属极板系统中进行使用。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术一实施例燃料电池金属极板结构的正面的一端的结构示意图；
[0022]图2为图1的燃料电池金属极板结构的水路分配区的结构示意图。
[0023]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0024]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的一部分实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池金属极板结构，其特征在于，包括极板本体、氢气进口、冷却液进口、氧气进口、加强筋区和流道区；所述流道区设置于所述极板本体的中间区域；所述氢气进口、所述冷却液进口和所述氧气进口并列设置于所述极板本体的一端，且所述冷却液进口设置于所述氢气进口和所述氧气进口之间；所述加强筋区设置于所述流道区的两侧；所述加强筋区包括第一加强筋区和第二加强筋区，所述第一加强筋区和所述第二加强筋区分别设置于所述流道区的相对两侧；所述第一加强筋区包括多根平行设置的第一加强筋；所述第二加强筋区包括多根平行设置的第二加强筋；以垂直于所述流道区流道的方向为水平方向，所述第一加强筋和所述第二加强筋分别与所述水平方向形成的夹角的度数为0
°
～45
°
。2.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板结构，其特征在于，相邻的所述第一加强筋之间等间隙设置；相邻的所述第二加强筋之间等间隙设置。3.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板结构，其特征在于，所述燃料电池金属极板结构还包括水路分配区，所述水路分配区设置于所述冷却液进口与所述流道区之间；所述水路分配区包括第一流线部、第二流线部、第三流线部和第四流线部；所述第一流线部设置于所述冷却液进口与所述第二流线部之间；所述第二流线部设置于所述第一流线部和所述第四流线部之间；所述第三流线部与所述第二流线部相邻设置，且所述第三流线部设置于所述氢气进口与所述第四流线部之间；所述第四流线部靠近所述流道区设置；所述第一加强筋区的一端靠近所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振旭，胡清辉，高鹏然，
申请(专利权)人：深圳市雄韬电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：