[发明专利]板片、双极板、燃料电池电堆、交通工具、换热器和换热设备

说明书

本发明提供一种板片、双极板、燃料电池电堆、交通工具、换热器和换热设备。板片上设置有流体工质入口、流场区和流体工质出口，流体工质入口和流体工质出口通过流场区连通；板片上还设置有入口连接通道和入口过渡区，入口过渡区在厚度方向上贯穿板片；流体工质入口、入口连接通道、入口过渡区和流场区依次连通；板片上设置有两个以上自板片的第一主表面向外凸出的入口通道凸部，多个入口通道凸部沿着流体工质入口的延伸方向间隔布置，相邻两个入口通道凸部之间形成入口连接通道。该板片可实现流体工质的均匀分布。

技术领域

本发明涉及燃料电池和换热设备技术领域，具体地说，是涉及一种板片、双极板、燃料电池电堆、交通工具、换热器和换热设备。

背景技术

燃料电池双极板是燃料电池电堆的重要组件，是影响燃料电池性能和寿命的关键因素之一。在双极板的设计中，无论是金属板还是石墨板，为了保证燃料电池的性能和寿命，需要保持膜电极电流密度分布一致，保持膜电极各点的气体分布均匀、温度分布均匀。若气体分布不一致时，可能会导致膜电极各点实际性能有较大差异，严重时可能会导致膜电极出现局部过热，甚至烧穿质子交换膜。燃料电池电堆由多个单电池叠装在一起，电堆的每个单电池上的密封良好的进气口叠装在一起形成了电堆的进气通路。

燃料电池电堆反应时，反应气体由进气总管通过端板上的进气母管进入电堆进气母管，再由电堆进气母管分配给各个单电池。目前的电堆结构大多为进气母管直接与流道连接或通过翻越式结构间接与流道连接。电堆进气母管内气体分布不均将直接影响电堆内不同单电池的进气量。由多个单电池组装而成的电堆进气结构决定了每个单电池之间气体分布的均匀性，双极板的结构决定了燃料电池内部气体及冷却剂的流动方式和分布，双极板的结构从这两个方面直接影响了燃料电池内部的电化学反应和水热管理，进而影响燃料电池性能和寿命。

就燃料电池电堆而言，电堆的进气结构很大程度上影响了进入电堆气体的均匀性，从而影响了电堆的整体性能。然而，现有的燃料电池双极板的工质进口结构设计还停留在单一进口，气体直接通过进气口进入反应区的阶段，这种设计很难实现流体分布的均匀性，电堆每个单电池单元性能均一性。因此，如何提供一种可以实现均匀进气的工质进出口结构是本领域技术人员亟待解决的问题。

另外，现有的板式换热器存在两相流体在流道间分配不均的问题，由于流体入口侧通常为气流两相混合物，在液相流体分配较少的流道，流体提前蒸干，换热效果变差，在液相流体分配较多的流道，蒸发不完全，导致整体换热量降低。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种可实现流体工质均匀分布的板片。

本发明的第二目的是提供一种具有上述板片的双极板。

本发明的第三目的是提供一种具有上述双极板的燃料电池电堆。

本发明的第四目的是提供一种具有上述燃料电池电堆的交通工具。

本发明的第五目的是提供一种具有上述板片的换热器。

本发明的第六目的是提供一种具有上述换热器的换热设备。

为实现上述第一目的，本发明提供一种板片，板片上设置有流体工质入口、流场区和流体工质出口，流体工质入口和流体工质出口通过流场区连通；板片上还设置有入口连接通道和入口过渡区，入口过渡区在厚度方向上贯穿板片；流体工质入口、入口连接通道、入口过渡区和流场区依次连通；板片上设置有两个以上自板片的第一主表面向外凸出的入口通道凸部，多个入口通道凸部沿着流体工质入口的延伸方向间隔布置，相邻两个入口通道凸部之间形成入口连接通道。