[發(fā)明專利]一種具有氣體壓力緩沖和增濕功能的電堆端板

在審

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• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109378504A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏廣科;王習(xí)鵬;石奎;孔明;程立明
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇氫電新能源有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/04746;H01M8/04828;H01M8/2457;H01M8/2475;H01M8/2483
• 代理公司: 南京先科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32285
• 代理人: 繆友菊

本發(fā)明公開一種具有氣體壓力緩沖和增濕功能的電堆端板，第一端板為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔被隔板分隔為燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)和氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)兩部分；在所述燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)和氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)的側(cè)壁上還分別設(shè)置有燃料氣側(cè)加濕水補(bǔ)液口和氧化劑氣體側(cè)加濕水補(bǔ)液口，分別用于向所述燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)和氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)內(nèi)填充加濕水，兩側(cè)加濕水的水位高度分別高于所述燃料氣端板進(jìn)口和氧化劑氣體端板進(jìn)口的高度。本發(fā)明端板具有氣體緩沖功能和增濕功能，通過緩沖區(qū)的設(shè)計以及加濕水溫來調(diào)整和改變進(jìn)入電堆的氣體濕度，有利于電堆的性能發(fā)揮與壽命延長使電堆運行更穩(wěn)定，壽命更長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池電堆的端板。

背景技術(shù)

燃料電池是將氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其優(yōu)點是產(chǎn)物是水，零排放無污染，噪音低，轉(zhuǎn)化效率高。工作溫度可在低溫環(huán)境下運行，是移動電源和基站電源和固定電源的首選。燃料電池,是由膜電極、雙極板、集電板、端板和緊固件組成。

由于聚合物膜燃料電池單片電壓低，在實際應(yīng)用中，是由多個電池單元疊加在一起進(jìn)行串聯(lián)起來，形成電堆。目前的燃料車用燃料電池系統(tǒng)基本上都是由燃料電池電堆、增濕器、氣體緩沖罐、啟動電源、氣體回收裝置、氣體壓力與流量控制模塊、系統(tǒng)控制模塊、冷卻系統(tǒng)控制模塊以及電力轉(zhuǎn)換模塊等BOP配件和模塊組成。

目前燃料電池系統(tǒng)方案存在的缺點：1、加濕器和氣體緩沖罐配件價格昂貴，是造成燃料電池系統(tǒng)成本居高不下的主要原因之一；2、現(xiàn)有的商業(yè)化的加濕器和氣體緩沖罐造型奇特與其他配件整合性差，不利于整個燃料電池系統(tǒng)的小型化與緊湊化；3、商業(yè)化的加濕器和氣體緩沖罐體積大，造成燃料電池系統(tǒng)體積大，功率密度低的主要原因之一。綜合來說，由于配件多、造型復(fù)雜，造成燃料電池系統(tǒng)體積大、體積比功率密度小，限制了燃料電池在車用領(lǐng)域內(nèi)的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有氣體緩沖功能和增濕功能燃料電池電堆用端板，將氣體緩沖緩沖罐和加濕器與電堆的端板集成在一起，減小燃料電池系統(tǒng)的體積，減低燃料電池系統(tǒng)BOP配件的數(shù)量和生產(chǎn)成本。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述具有氣體壓力緩沖和增濕功能的電堆端板，包括位于電堆氣體進(jìn)口側(cè)的第一端板和位于電堆氣體出口側(cè)的第二端板，所述第一端板為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔被隔板分隔為燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)和氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)兩部分；所述第一端板背對電堆側(cè)上設(shè)置有燃料氣端板進(jìn)口和氧化劑氣體端板進(jìn)口，第一端板面對電堆側(cè)上設(shè)置有燃料氣電堆進(jìn)口和氧化劑氣體電堆進(jìn)口，其中所述燃料氣端板進(jìn)口和氧化劑氣體端板進(jìn)口位于第一端板的下部分，燃料氣電堆進(jìn)口和氧化劑氣體電堆進(jìn)口位于第一端板上部分；所述燃料氣端板進(jìn)口和燃料氣電堆進(jìn)口通過所述燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)連通，所述氧化劑氣體電堆進(jìn)口和氧化劑氣體端板進(jìn)口通過氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)連通；

在所述燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)和氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)的側(cè)壁上還分別設(shè)置有燃料氣側(cè)加濕水補(bǔ)液口和氧化劑氣體側(cè)加濕水補(bǔ)液口，分別用于向所述燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)和氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)內(nèi)填充加濕水，兩側(cè)加濕水的水位高度分別高于所述燃料氣端板進(jìn)口和氧化劑氣體端板進(jìn)口的高度。

本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案為，所述燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)內(nèi)沿燃料氣進(jìn)氣方向還設(shè)置有若干燃料氣側(cè)進(jìn)氣緩沖調(diào)節(jié)脊；所述氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖區(qū)內(nèi)沿氧化劑氣體進(jìn)氣方向還設(shè)置有若干氧化劑氣體側(cè)進(jìn)氣緩沖調(diào)節(jié)脊。

作為優(yōu)選地，所述第二端板為中空結(jié)構(gòu)，第二端板的內(nèi)腔被隔板分隔為燃料氣側(cè)尾氣緩沖區(qū)和氧化劑氣體側(cè)尾氣緩沖區(qū)兩部分；