[发明专利]一种燃料电池导流板

说明书

本发明公开了一种冷却流体流速分布、温度分布更加均匀的燃料电池导流板。所述导流板为长方体导流双极板，由粘合在一起的空气导流槽板和氢气导流槽板组成；进出空气、进出氢气、进出冷却流体的孔道以及用于连接进出流体孔道的导流槽设置在所述导流双极板上；冷却流体流道处于所述空气导流槽板背面和氢气导流槽板背面形成的夹层中；沿所述导流板长边的侧面设置冷却液的进出口；沿所述导流板短边的侧面布置有空气和氢气进出的孔道。本发明燃料电池导流板有利于提高冷却液流速分布的一致性，有利于降低冷却流体进出口温度差异，提高所述极板温度分布的一致性。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种有利于提高流体流速与温度分布一致性的燃料电池导流板。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高效率、比能量低污染等优点被认为是一种适合人类发展和环境要求的理想电源。双极板(流场板)是质子交换膜燃料电池的重要部件，其质量占电池堆60％以上。流场板的道设计对电池性能、运行效率和制造成本有很大影响。双极板两面都有加工出的流道，起着分布反应气、收集电流、机械支撑、水热管理以及分隔阴阳两极反应气的重要作用。实际上,燃料电池堆的设计很大程度上就是双极板的设计。据文献报道,适当的流道设计能够使电池性能提高50％左右。流道结构决定反应气与生成物在流道内的流动状态,设计合理的流道可以使电极各处均能获得充足的反应气并及时排出生成的水,从而保证燃料电池具有较好的性能和稳定性。

发明内容

本发明的目的为了提供一种能够提高流体流速与温度分布一致性的高功率密度，高结构强度的燃料电池导流板。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

1.一种能够提高流体流速与温度分布一致性的燃料电池导流板，该导流板为导流双极板，所述的导流双极板由粘合在一起的空气导流槽板和氢气导流槽板组成；冷却流体流道处于空气导流槽板反面和氢气导流槽板反面形成的夹层中，所述的导流双极板上设置有可供进出空气、进出氢气、进出冷却流体的孔道，以及用于连接进出流体孔道的导流槽；其特征在于，所述的导流双极板总体为长方形，沿该长方体长边的一侧伸出两个凸起，该凸起部分上设有冷却液的进出口以及用于装配定位的定位孔，以及用于极板电压巡检的采样孔；沿该长方体短边布置有空气和氢气的流通的孔道以及空气和氢气导流槽的进出气引槽，且两侧空气、氢气的流动孔道分布沿长方形短边的分布顺序相反。连接冷却液进出流道孔的冷却液槽分成两部分，靠近冷却液进出孔以及其之间连接线部分流道大概呈工字型，远离部分大概呈门型，两部分流道长度相当大致相等，或外侧大于内侧(补偿局部压力损失)，有利于提高冷却流体流速的一致性，同时有利降低冷却流体进出口之间温度差，进而提高双极板温度的一致。冷却液槽与空气和氢气导流槽的进出气引槽之间设置有双道密封条，保证冷却液不会窜入空气和氢气公共孔道，保证良好的密封性。与所述冷却液体导流槽在同一极板的所述的空气导流槽在冷却液体导流槽板的另一侧，在长方体短边两侧设置有空气的进气流道孔，且两侧的流道孔相对于极板中心轴呈中心对称，以便各个导流槽中空气流量尽可能相等。所述空气流槽呈曲线，以增加背压，提高空气利用效率。所述的导氢气流槽板正面设置有氢气进出流体孔和呈曲线的导氢气流槽。导氢气流槽板反面为光板，与正面对应位置有空气进出流体孔。

2、所述的进出冷却流体的共用孔道，位于沿长方体导流双极板长边的一侧伸出的两个凸起处，与所述导流双极板氢气和空气共用孔道分离，在保证冷却液体不能窜入其中的同时，最大程度的增加双极板有效面积比例。

3、所述的沿长方体导流双极板长边的一侧伸出的两个凸起处设置有用于装配定位的定位孔，以及用于极板电压巡检的采样孔。

4、所述的导空气槽板反面，连接冷却液进出流道孔的冷却液槽分成两部分，靠近冷却液进出孔以及其之间连接线部分流道大概呈工字型，远离部分大概呈门型，两部分流道长度相当大致相等，或外侧大于内侧(补偿局部压力损失)，有利于提高冷却流体流速的一致性，同时有利降低冷却流体进出口之间温度差，进而提高双极板温度的一致。