一种两段式电堆结构及绝缘中置气箱制造技术

本发明专利技术涉及一种两段式电堆结构及绝缘中置气箱，所述两段式电堆结构包括：电堆结构，其设有氢空液分配通道入口和氢空液分配通道出口；以及绝缘中置气箱，其设有氢空液介质进入通道和氢空液介质排出通道；一电堆结构、绝缘中置气箱和另一电堆结构堆叠设置；每一电堆结构的氢空液分配通道入口与氢空液介质进入通道连通，每一电堆结构的氢空液分配通道出口与氢空液介质排出通道连通；以使氢空液介质依次流经氢空液介质进入通道、氢空液分配通道入口、氢空液分配通道出口和氢空液介质排出通道。本发明专利技术通过采用两段式燃料电池结构，在两段燃料电池结构的中间位置增加绝缘中置气箱，可在提升电堆的单堆功率一倍情况下，保持流道的流阻不变。的流阻不变。的流阻不变。

【技术实现步骤摘要】
一种两段式电堆结构及绝缘中置气箱


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体而言，涉及一种两段式电堆结构及绝缘中置气箱。

技术介绍

[0002]当前，随着燃料电池在如氢能分布式发电、重型卡车、船舶、重型机车、矿用机械、航空器动力系统等等大功率应用场景的广泛使用，燃料电池的系统功率也随之有了很大的提升需求，装机功率往往都在数百kW、MW级以上，为了应对这种需求，往往需要采用增加电堆的单电池片数，从而提升单堆工作的总电压，从而提升功率。
[0003]现有技术当中，燃料电池的电堆主要是由头端板、尾端板以及头尾端板之间的双极板和膜电极等主要基础部件构成，其中双极板上开设有能均匀分配气体、排水、冷却液等的流道结构。随着单电池片数的增加，头、尾端板之间的长度也会增加，双极板的数量也会增加，电堆内部为分配到每一片双极板上的流场的流道也会变得越来越长，介质通过流道时的流阻也会对应增加，由于受流阻影响，靠近电堆头、尾处的介质分配也会有非常大的差别，从而导致电堆的一致性会受到非常大的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中现有串联电堆因流阻增加影响电堆的一致性和电堆功率的技术问题，从而提供一种两段式电堆结构及绝缘中置气箱。
[0005]为解决上述问题，本专利技术的第一目的在于提供一种两段式电堆结构，所述两段式电堆结构包括：
[0006]电堆结构，其设有相互连通氢空液分配通道入口和氢空液分配通道出口；以及，
[0007]绝缘中置气箱，其设有氢空液介质进入通道和氢空液介质排出通道；
[0008]其中，一所述电堆结构、所述绝缘中置气箱和另一所述电堆结构堆叠设置；每一所述电堆结构的氢空液分配通道入口与所述氢空液介质进入通道连通，每一所述电堆结构的氢空液分配通道出口与所述氢空液介质排出通道连通；以使氢空液介质依次流经所述氢空液介质进入通道、所述氢空液分配通道入口、所述氢空液分配通道出口和所述氢空液介质排出通道。
[0009]可选地，还包括：
[0010]固定结构，所述固定结构包括第一端板、第二端板和连接在所述电堆结构表面的固定杆结构；所述第一端板和所述第二端板分别堆叠于两个所述电堆结构远离所述绝缘中置气箱一侧；所述固定杆结构的一端与所述第一端板连接，所述固定杆结构的另一端与所述第二端板连接。
[0011]可选地，所述绝缘中置气箱对应所述固定杆结构设有避让槽；和/或，
[0012]所述绝缘中置气箱与所述固定杆结构连接；和/或，
[0013]所述固定杆结构包括上固定杆和下固定杆；所述上固定杆和所述下固定杆沿所述
绝缘中置气箱高度方向相对设置；其中，所述高度方向与堆叠方向垂直设置；所述下固定杆设有第一限位部，所述第一限位部被配置为与封装壳体配合以限制所述两段式电堆结构；和/或，
[0014]所述固定杆结构设有CVM安装位。
[0015]可选地，所述下固定杆设有导向部，所述导向部被配置为与封装壳体配合以约束所述两段式电堆结构；和/或，
[0016]所述上固定杆设有第二限位部，所述第二限位部被配置为与封装壳体配合以限制所述两段式电堆结构。
[0017]可选地，相邻设置的两个所述电堆结构通过串接铜排连接。
[0018]可选地，所述绝缘中置气箱设有减重槽；和/或，
[0019]所述绝缘中置气箱与所述电堆结构的接触处设第一密封圈，所述绝缘中置气箱设有用于收容所述第一密封圈的第一收容凹槽；和/或，
[0020]所述绝缘中置气箱对应所述氢空液介质进入通道安装有氢空液介质进入接头，所述绝缘中置气箱对应所述氢空液介质排出通道安装有氢空液介质排出接头。
[0021]可选地，所述绝缘中置气箱与所述氢空液介质进入接头、所述氢空液介质排出接头的接触处设有第二密封圈，所述绝缘中置气箱设有用于收容所述第二密封圈的第二收容凹槽。
[0022]可选地，所述氢空液介质进入通道包括相互独立设置的氢气进入通道、空气进入通道和冷却液进入通道；
[0023]所述氢空液介质排出通道包括相互独立设置氢气排出通道、空气排出通道和冷却液排出通道；
[0024]所述氢空液分配通道入口包括相互独立设置的氢气分配通道入口、空气分配通道入口和冷却液分配通道入口；
[0025]所述氢空液分配通道出口包括相互独立设置的氢气分配通道出口、空气分配通道出口和冷却液分配通道出口；
[0026]氢气依次流经所述氢气进入通道、所述氢气分配通道入口、所述氢气分配通道出口和所述氢气排出通道；
[0027]空气依次流经所述空气进入通道、所述空气分配通道入口、所述空气分配通道出口和所述空气排出通道；
[0028]冷却液依次流经所述冷却液进入通道、所述冷却液分配通道入口、所述冷却液分配通道出口和所述冷却液排出通道。
[0029]可选地，所述氢气进入通道包括相互连通且呈角度设置的第一子氢气进入通道和第二子氢气进入通道，所述第二子氢气进入通道的两端分别与两个所述电堆结构的氢气分配通道入口连通，所述第一子氢气进入通道远离所述第二子氢气进入通道一侧的氢气进气端显露于所述绝缘中置气箱的第一侧壁；
[0030]所述空气进入通道包括相互连通且呈角度设置的第一子空气进入通道和第二子空气进入通道；所述第二子空气进入通道的两端分别与两个所述电堆结构的空气分配通道入口连通，所述第一子空气进入通道远离所述第二子空气进入通道一侧的空气进气端显露于所述第一侧壁；
[0031]所述冷却液进入通道包括相互连通且呈角度设置的第一子冷却液进入通道和第二子冷却液进入通道；所述第二子冷却液进入通道的两端分别与两个所述电堆结构的冷却液分配通道入口连通，所述第一子冷却液进入通道远离所述第二子冷却液进入通道一侧的冷却液进液端显露于所述第一侧壁；
[0032]所述氢气排出通道包括相互连通且呈角度设置的第一子氢气排出通道和第二子氢气排出通道，所述第二子氢气排出通道的两端分别与两个所述电堆结构的氢气分配通道出口连通，所述第一子氢气排出通道远离所述第二子氢气排出通道一侧的氢气排出端显露于所述绝缘中置气箱的第二侧壁；
[0033]所述空气排出通道包括相互连通且呈角度设置的第一子空气排出通道和第二子空气排出通道；所述第二子空气排出通道的两端分别与两个所述电堆结构的空气分配通道出口连通，所述第一子空气排出通道远离所述第二子空气排出通道一侧的空气排出端显露于所述第二侧壁；
[0034]所述冷却液排出通道包括相互连通且呈角度设置的第一子冷却液排出通道和第二子冷却液排出通道；所述第二子冷却液排出通道的两端分别与两个所述电堆结构的冷却液分配通道出口连通，所述第一子冷却液排出通道远离所述第二子冷却液排出通道一侧的冷却液出液端显露于所述第二侧壁；
[0035]所述第一侧壁和所述第二侧壁沿垂直于堆叠方向的方向相对设置。
[0036]本专利技术的第二目的在于提供了一种绝缘中置气箱，包括如上述所述两段式电堆结构的绝缘中置气箱。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两段式电堆结构，其特征在于，包括：电堆结构(2)，其设有相互连通的氢空液分配通道入口(25)和氢空液分配通道出口(26)；以及，绝缘中置气箱(3)，其设有氢空液介质进入通道(32)和氢空液介质排出通道(33)；其中，一所述电堆结构(2)、所述绝缘中置气箱(3)和另一所述电堆结构(2)堆叠设置；每一所述电堆结构(2)的氢空液分配通道入口(25)与所述氢空液介质进入通道(32)连通，每一所述电堆结构(2)的氢空液分配通道出口(26)与所述氢空液介质排出通道(33)连通；以使氢空液介质依次流经所述氢空液介质进入通道(32)、所述氢空液分配通道入口(25)、所述氢空液分配通道出口(26)和所述氢空液介质排出通道(33)。2.根据权利要求1所述的两段式电堆结构，其特征在于，还包括：固定结构(4)，所述固定结构(4)包括第一端板(41)、第二端板(42)和固定杆结构(43)，所述第一端板(41)和所述第二端板(42)分别堆叠于一所述电堆结构(2)远离所述绝缘中置气箱(3)一侧；所述固定杆结构(43)的一端与所述第一端板(41)连接，所述固定杆结构(43)的另一端与所述第二端板(42)连接。3.根据权利要求2所述的两段式电堆结构，其特征在于：所述绝缘中置气箱(3)对应所述固定杆结构(43)设有避让槽(311)；和/或，所述绝缘中置气箱(3)与所述固定杆结构(43)连接；和/或，所述固定杆结构(43)包括上固定杆(431)和下固定杆(432)；所述上固定杆(431)和所述下固定杆(432)沿所述绝缘中置气箱(3)高度方向相对设置；其中，所述高度方向与堆叠方向垂直设置；所述下固定杆(432)设有第一限位部(4321)，所述第一限位部(4321)被配置为与封装壳体配合以限制所述两段式电堆结构；和/或，所述固定杆结构(43)设有CVM安装位。4.根据权利要求3所述的两段式电堆结构，其特征在于：所述下固定杆(432)设有导向部(4322)，所述导向部(4322)被配置为与封装壳体配合以约束所述两段式电堆结构；和/或，所述上固定杆(431)设有第二限位部(4313)，所述第二限位部(4313)被配置为与封装壳体配合以限制所述两段式电堆结构。5.根据权利要求1所述的两段式电堆结构，其特征在于：相邻设置的两个所述电堆结构(2)通过串接铜排(23)连接。6.根据权利要求1所述的两段式电堆结构，其特征在于：所述绝缘中置气箱(3)设有减重槽；和/或，所述绝缘中置气箱(3)与所述电堆结构(2)的接触处设第一密封圈(5)，所述绝缘中置气箱(3)设有用于收容所述第一密封圈(5)的第一收容凹槽；和/或，所述绝缘中置气箱(3)对应所述氢空液介质进入通道(32)安装有氢空液介质进入接头(34)，所述绝缘中置气箱(3)对应所述氢空液介质排出通道(33)安装有氢空液介质排出接头(35)。7.根据权利要求6所述的两段式电堆结构，其特征在于：所述绝缘中置气箱(3)与所述氢空液介质进入接头(34)、所述氢空液介质排出接头
(35)的接触处设有第二密封圈(6)，所述绝缘中置气箱(3)设有用于收容所述第二密封圈(6)的第二收容凹槽。8.根据权利要求1
‑
7任意一项所述的两段式电堆结构，其特征在于：所述氢空液介质进入通道(32)包括相互独立设置的氢气进入通道(321...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子明，郝义国，张江龙，黄晶，
申请(专利权)人：武汉格罗夫氢能汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：