[發明專利]一種燃料電池模塊化集裝體

在審

• 申請號: 201310634771.1
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN104681830A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 辛廷慧;張洪霞;韓福江
• 申請（專利權）人: 航天新長征電動汽車技術有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/24
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，屬于新能源領域，尤其是涉及一種散熱簡單、可規模化生產與裝配的燃料電池模塊化集裝體。

背景技術

燃料電池是一種通過電化學反應將儲存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為低壓直流電能的裝置。常規的電池堆以疊加方式串聯，如圖1所示，所述電池堆包括多個單池疊加結構26，供電的取電板27，位于兩側的壓板28以及用于固定的鎖堆螺桿29。這種結構方式的電堆雖然結構緊湊，但存在以下問題：冷卻結構非常復雜，一般包括水泵、散熱器、水位計、凈水單元、補水單位，即燃料電池系統結構復雜；散熱流場被包覆在內部，散熱負荷大，以水為冷卻介質時低溫結冰問題、冷卻水的防腐問題難以克服；疊加式電堆須通過壓力機組裝，電堆規模化生產難度大，且不利于燃料電池電源產品集成過程的模塊化；氫燃料電池堆的密封工藝(包括膜電極與極板間的密封、極板之間的密封)有很高的要求，使電池堆的組裝工藝繁瑣，進一步加大了電池堆的規模化生產難度。

發明內容

本發明的目的是簡化燃料電池的散熱結構、提供一種可規模化生產的燃料電池模塊化集裝體，推進燃料電池的產業化進程。

為解決常規疊加式燃料電池電堆結構形式導致的散熱單元復雜、規模化量產難度大等問題。本發明提供了一種燃料電池模塊化集裝體，其包括多個電池模塊，所述多個電池模塊串聯或并聯連接，所述電池模塊包括多個單池和支撐板，所述多個單池中的一半數量的單池位于支撐板的一側，所述多個單池中的另一半數量的單池位于支撐板的另一側，所述多個單池之間采用串聯連接方式。

其中，所述單池包括陰極取電板和陽極取電板。

其中，在所述陰極取電板和陽極取電板的上方分別設置有取電孔12。

其中，在所述支撐板上的一端設置有兩側單池對應的取電柱穿孔。

其中，單池以平鋪式結構固定在支撐板的兩側。

其中，單池由銷釘固定在支撐板上。

本發明提出了的并排平鋪式燃料電池模塊化集裝體結構，以空氣作冷卻介質，僅需一臺風扇即可達到散熱目的；該集裝體的結構單元工藝簡單，可實現規模化生成。

附圖說明

圖1為現有技術的電池堆結構示意圖；

圖2為本發明的單池結構示意圖；

圖3為本發明的支撐板結構的示意圖；

圖4為本發明的支撐板結構一側的單池模塊結構分布示意圖；

圖5本發明的支撐板的兩側設置單池模塊的結構示意圖；

圖6為本發明的流體管道的結構示意圖；

圖7為本發明單池對稱固定在支撐板兩側的立體結構示意圖；

圖8為本發明的燃料電池集裝體；

圖9為本發明總管道的結構示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面對本發明的實施例進行說明，本領域技術人員應當理解，下述的說明只是為了便于對發明進行解釋，而不作為對其范圍的具體限定。

本發明的燃料電池模塊化集裝體結構的最小結構單元為單池結構，如圖2所示，所述單池依次包括左側的散熱板1、陰極取電板2、陰極導流板3、膜電極組件4、陽極導流板5、陽極取電板6以及右側的散熱板1。各結構組件均設有定位銷釘孔，通過定位銷釘11固定在一起形成獨立的單池。同時每個單池布有陰極進氣孔7、陰極排水孔8、陽極進氣孔9、陽極排水孔10和兩個取電孔12，所述兩個取電孔12分別位于陰極取電板2和陽極取電板6的上方。燃料氣體氫氣由陽極進氣孔9進入單池、氧化劑氣體氧氣由陰極進氣孔7進入單池，經陽極導流板5、陰極導流板3傳輸到單池膜電極組件，在電極表面發生電化學反應，生成電、熱、水，電通過兩個取電孔12連接到外負載，水由陽極進氣孔10和陰極進氣孔8排出電池。

如圖3所示的支撐板結構，其上設計有每節單池的定位孔，單池由穿過銷釘定位孔14的銷釘固定在支撐板上。支撐板上同時設計有一端兩單池對應的取電柱穿孔13，該取電孔結構主要針對端側單池的串聯取電。

圖4是支撐板結構一側的單池模塊結構分布示意圖。如圖4所示，在支撐板結構的一側上設置有10片單池，所述10片單池以平鋪式結構固定在支撐板15上，各單池之間通過取電柱16以串聯方式連接，一個單池的陰極與相鄰的另一電池的陽極之間通過Z形取電柱16進行串聯，所述取電柱16的形狀不局限于圖4所示的Z形，也可以是斜線或其他形狀。