[發明專利]具有選擇冷卻能力分布的燃料電池部件

有效

• 申請號: 201910496598.0
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN110416569B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: S.S.巴丹奇;J.G.萊克
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0265;H01M8/0267;H01M8/04007
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;陳浩然

示例性燃料電池部件包括具有多個通道的板。所述通道中的至少第一通道與其它通道不同地構造成，使得所述第一通道提供第一冷卻能力至所述板的選擇部分。所述其它通道提供較小的第二冷卻能力至所述板的至少一個其它部分。

本申請是于2015年2月28日提交的已進入中國國家階段的PCT專利申請(中國國家申請號為201280075555.1，國際申請號為PCT/US2012/053086，發明名稱“具有選擇冷卻能力分布的燃料電池部件”)的分案申請。

背景技術

燃料電池被用于基于電化學反應來產生電力。各種部件被包括在燃料電池單元內。這些部件中的許多典型地被實現為板或片的形式。例如，反應物沿著形成在板中的通道遍及燃料電池而分布。在板中的冷卻劑分布通道有助于冷卻劑流體移動經過燃料電池。

在燃料電池中提供足夠的冷卻劑是必需的，以防止膜降級，膜降級會導致降低的燃料電池性能或部件故障。典型的冷卻劑通道構型將冷卻劑沿著多個通道從包括冷卻劑入口的一側跨過板引導至包括冷卻劑出口的相對側。此類構型已經被證實對于許多燃料電池布置是有用的，但是所述構型不能夠在所有可能的燃料電池構型中都充分地滿足冷卻需求。

發明內容

示例性燃料電池部件包括具有多個通道的板。所述通道中的至少第一個通道與其它通道不同地構造成，使得所述第一通道提供第一冷卻能力至所述板的選擇部分。所述其它通道提供較小的第二冷卻能力至所述板的至少一個其它部分。

控制燃料電池內的溫度的示例性方法包括：提供第一冷卻能力至燃料電池的至少一個部件的選擇部分。較小的第二冷卻能力被提供給至少一個燃料電池部件的至少一個其它部分。

本領域技術人員從下列詳細說明將顯而易見到所公開的示例性實施例的各個特征和優點。隨附詳細說明的附圖可以被簡要地描述如下。

附圖說明

圖1示意性地示出燃料電池的選擇部分。

圖2示意性地示出示例冷卻劑分布布置的選擇特征。

圖3示意性地示出對如圖2中所示示例有用的特征。

圖4示意性地示出另一示例性冷卻劑分布布置的選擇特征。

圖5示意性地示出另一示例性冷卻劑分布布置的選擇特征。

具體實施方式

圖1是電化學電池的示意性橫截面圖，所述電化學電池例如是燃料電池10，其用于產生電能。示例性燃料電池10包括多個部件，例如流體傳輸板12和14。在一個示例中，流體傳輸板12被稱作陰極水傳輸板，且流體傳輸板14被稱作陽極水傳輸板。陰極和陽極水傳輸板12和14在膜電極組件16的相對兩側處，該膜電極組件16包括電解質，例如質子交換膜18、陰極催化劑20和陽極催化劑22。可以包括額外的已知部件，例如氣體擴散層，但是其并未在圖1中示出。

陰極水傳輸板12包括彼此流體連通以及與陰極催化劑20流體連通的多個流體流動通道32。示例性流體傳輸板12還包括構造成在此示例中運送冷卻劑的流體流動通道34。類似地，陽極傳輸板14包括彼此流體連通以及與陽極催化劑22流體連通的流體流動通道36。冷卻劑通道38被設置在傳輸板14上。在一個示例中，通道32在燃料電池內引導例如空氣的氧化劑，且通道36引導例如氫的燃料經過燃料電池。

圖2示意性地示出了在板12上的示例性冷卻劑分布布置。在此示例中，通道34被定位用于沿著板12分布冷卻劑且將冷卻劑分布成跨過板12的大部分。在此示例中，反應物（例如空氣）以如箭頭40所示意性示出的方向移動經過燃料電池。這會導致燃料電池的一部分變得比其它部分更熱。如圖2中所示，在板12上的區域或部分42與在燃料電池運行期間經歷更高溫度的燃料電池的部分對齊。在圖2中的冷卻劑分布布置構造成與提供至板12的至少一個其它部分的冷卻能力相比會提供更高的冷卻能力至部分42。提供更大的冷卻能力至部分42解決了對于降低在燃料電池的在燃料電池運行期間變得更熱的部分的溫度的需要。