[发明专利]一种燃料电池堆及其串并联方法

权利要求书

1.一种燃料电池堆，其特征在于，其由燃料电池单体和氢氧气体分配板组成，所述燃料电池单体包括氢气流场板、氧气流场板、膜电极和绝缘固定件，所述氢气流场板上设有氢气进气口与氢气出气口，所述氧气流场板上设有氧气进气口与氧气出气口，所述燃料电池单体放置在所述氢氧气体分配板上，通过所述氢氧气体分配板一侧将多个燃料电池单体的氢气进气口、氢气出气口分别并联在一起；同理，通过所述氢氧气体分配板另一侧将多个燃料电池单体的氧气进气口、氧气出气口分别并联在一起，在电连接方面，分别通过所述氢气流场板或氧气流场板引出导线，进行串并联，所述绝缘固定件包括绝缘密封U形垫和金属固定U形夹条，所述氢气流场板、氧气流场板、膜电极叠在一起形成叠层体，将所述绝缘密封U形垫装在所述叠层体的四周，再用所述金属固定U形夹条夹在所述绝缘密封U形垫上，施加机械压力将所述金属固定U形夹条挤压变形，从而将所述叠层体固定、绝缘、密封，所述氢气流场板外侧开有氢气进气口与氢气出气口，分别对应所述氢氧气体分配板上氢气通道的进气管道、出气管道；所述氧气流场板外侧开有氧气进气口与氧气出气口，分别对应所述氢氧气体分配板上氧气通道的进气管道、出气管道，所述膜电极由导电基材涂覆形成的氢气扩散电极、催化层、质子交换膜、由导电基材涂覆形成的氧气扩散电极热合组合而成，所述氢氧气体分配板由氢气分配板、公用隔断板、氧气分配板组成，所述氢气分配板由金属板冷压成型，其上设置若干个氢气进气口、氢气出气口以及公用氢气进出口，并成型液冷通道和冷却水进出口；所述氧气分配板由金属板冷压成型，其上设置若干个氧气进气口、氧气出气口以及公用氧气进口并成型液冷通道和冷却水进出口；所述公用隔断板由与分配板质地相同的焊接性能良好的金属板制成，将所述氢气分配板、所述公用隔断板、所述氧气分配板依序叠放后焊接成所需的密封通道，所述氢气分配板上的若干个氢气进气口、氢气出气口分别与若干个燃料电池单体的若干个氢气进气口、氢气出气口对应，所述氧气分配板上的若干个氧气进气口、氧气出气口分别与若干个燃料电池单体的若干个氧气进气口、氧气出气口对应，所述燃料电池单体是一个独立的电化学发电功能单元，所述氢气流场板和所述氧气流场板是用金属冲压成型、表面处理解决电化学腐蚀，与膜电极接触处焊接接触确保最小的串行电阻，所述氢气分配板和所述氧气分配板，由三层金属成型件组合而成，具有氢气、氧气流量分配功能以及冷却水通道功能；所述燃料电池单体放置在所述氢气分配板和所述氧气分配板上，氢氧进气口分别对应，一层分配板配置并联气体通道的多个单体；之后一层一层堆叠，形成燃料电池堆，所述燃料电池堆，具有一个总的氧气进口、一个总氧气出口、一个总氢气进口、一个总氢气出口、多个冷却水进口、多个冷却水出口，每一个燃料电池单体自成独立体系具有正负极引出端、进出气孔，接上氢、氧气即可发电。

2.一种燃料电池堆的串并联方法，其特征在于，所述燃料电池堆由燃料电池单体和氢氧气体分配板组成，所述燃料电池单体包括氢气流场板、氧气流场板、膜电极和绝缘固定件，所述氢气流场板上设有氢气进气口与氢气出气口，所述氧气流场板上设有氧气进气口与氧气出气口，所述燃料电池堆的串并联方法包括如下步骤：所述燃料电池单体放置在所述氢氧气体分配板上，通过所述氢氧气体分配板一侧将多个燃料电池单体的氢气进气口、氢气出气口分别并联在一起；同理，通过所述氢氧气体分配板另一侧将多个燃料电池单体的氧气进气口、氧气出气口分别并联在一起，在电连接方面，分别通过所述氢气流场板或氧气流场板引出导线，进行串并联，一层一层堆叠，并通过密封件以及螺栓连接在一起形成所述燃料电池堆，所述绝缘固定件包括绝缘密封U形垫和金属固定U形夹条，所述氢气流场板、氧气流场板、膜电极叠在一起形成叠层体，将所述绝缘密封U形垫装在所述叠层体的四周，再用所述金属固定U形夹条夹在所述绝缘密封U形垫上，施加机械压力将所述金属固定U形夹条挤压变形，从而将所述叠层体固定、绝缘、密封，所述氢气流场板外侧开有氢气进气口与氢气出气口，分别对应所述氢氧气体分配板上氢气通道的进气管道、出气管道；所述氧气流场板外侧开有氧气进气口与氧气出气口，分别对应所述氢氧气体分配板上氧气通道的进气管道、出气管道，所述膜电极由导电基材涂覆形成的氢气扩散电极、催化层、质子交换膜、由导电基材涂覆形成的氧气扩散电极热合组合而成，所述氢氧气体分配板由氢气分配板、公用隔断板、氧气分配板组成，所述氢气分配板由金属板冷压成型，其上设置若干个氢气进气口、氢气出气口以及公用氢气进出口，并成型液冷通道和冷却水进出口；所述氧气分配板由金属板冷压成型，其上设置若干个氧气进气口、氧气出气口以及公用氧气进口并成型液冷通道和冷却水进出口；所述公用隔断板由与分配板质地相同的焊接性能良好的金属板制成，将所述氢气分配板、所述公用隔断板、所述氧气分配板依序叠放后焊接成所需的密封通道，所述氢气分配板上的若干个氢气进气口、氢气出气口分别与若干个燃料电池单体的若干个氢气进气口、氢气出气口对应，所述氧气分配板上的若干个氧气进气口、氧气出气口分别与若干个燃料电池单体的若干个氧气进气口、氧气出气口对应，所述燃料电池单体是一个独立的电化学发电功能单元，所述氢气流场板和所述氧气流场板是用金属冲压成型、表面处理解决电化学腐蚀，与膜电极接触处焊接接触确保最小的串行电阻，所述氢气分配板和所述氧气分配板，由三层金属成型件组合而成，具有氢气、氧气流量分配功能以及冷却水通道功能；所述燃料电池单体放置在所述氢气分配板和所述氧气分配板上，氢氧进气口分别对应，一层分配板配置并联气体通道的多个单体；之后一层一层堆叠，形成燃料电池堆，所述燃料电池堆，具有一个总的氧气进口、一个总氧气出口、一个总氢气进口、一个总氢气出口、多个冷却水进口、多个冷却水出口，每一个燃料电池单体自成独立体系具有正负极引出端、进出气孔，接上氢、氧气即可发电。