一种燃料电池用流量均一性双极板的制作方法

1.本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池用流量均一性双极板。


背景技术：

2.目前，随着电动车的广泛应用，各种电池技术得到了广泛发展，随之带来电池技术的革新，燃料电池由于其可以将化学能直接转换为电能，获得了广泛应用，但在大量使用后发现燃料电池在使用同一规格的双极板时，燃料电池氢气、空气和冷却液入口近端双极板流量分配不均，使得燃料电池对入口压力需求较大，而由于对燃料电池入口压力需求较大，当入口压力不足时容易使得冷却液的流动不均匀或者流速较慢，不能满足降温需求，进而影响燃料电池性能和使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种燃料电池用流量均一性双极板。
4.为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：
5.一种燃料电池用流量均一性双极板，所述双极板贴合膜电极安装，所述双极板安装后两侧分别与膜电极之间形成氢气流道和空气流道，所述双极板中间设置有冷却液流道；
6.所述双极板中间的冷却液流道截面、双极板两侧与膜电极形成的氢气流道和空气流道，从距离电堆氢气、空气和冷却液入口端开始，向距离电堆氢气、空气和冷却液入口端远处方向，冷却液流道、氢气流道和空气流道截面积逐渐变大。
7.优选地，所述氢气流道设置在双极板的左侧。
8.优选地，所述空气流道设置在双极板的右侧。
9.优选地，所述双极板位于边缘时，与燃料电池壳壁形成氧气流道和空气流道。
10.本实用新型具有以下有益效果：
11.采用本实用新型的一种燃料电池用流量均一性双极板后，通过采用不同流道截面积的双极板，在燃料电池氢气、空气和冷却液入口处选用流道截面积较小的双极板，在距离燃料电池氢气、空气和冷却液入口处较远处选用流道截面积较大的双极板，均衡了多个双极板流道的流量和压力，减小了对入口处的压力需求，提高了燃料电池的性能和可靠性。
附图说明
12.图 1为本实用新型一种燃料电池用流量均一性双极板装配后系统示意图。
13.图 2为本实用新型一种燃料电池用流量均一性双极板实施例其中一个尺寸下的立体图。
14.图 3为本实用新型一种燃料电池用流量均一性双极板另一实施例其中一个尺寸
下的立体图。
15.图 4为本实用新型一种燃料电池用流量均一性双极板流道截面积值计算流程图。
具体实施方式
16.以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
17.参见图1-图3，一种燃料电池用流量均一性双极板，所述双极板贴合膜电极安装，所述双极板安装后两侧分别与膜电极之间形成氢气流道和空气流道，所述双极板中间设置有冷却液流道，参见图2，本实用新型一个实施例，双极板中间为中空设计，即冷却液流道为一个完整空腔，中间没有隔板，参见图3，本实用新型的另一个实施例，双极板中间设置多个通路，即冷却液流道为多个均匀排列的流道；
18.所述双极板中间的冷却液流道截面、双极板两侧与膜电极形成的氢气流道和空气流道，从距离电堆氢气、空气和冷却液入口端开始，向距离电堆氢气、空气和冷却液入口端远处方向，冷却液流道、氢气流道和空气流道截面积逐渐变大。
19.具体实施时，所述氢气流道设置在双极板的左侧。
20.具体实施时，所述空气流道设置在双极板的右侧。
21.具体实施时，所述双极板位于边缘时，与燃料电池壳壁形成氧气流道和空气流道。
22.参见图4，是本实用新型的双极板安装在不同位置时流道截面积计算过程（以冷却液流道为例）：
23.步骤1：抽取燃料电池电堆进出口歧管间冷却液容腔体积（包括电堆内部冷却液容腔体积），定义冷却液属性（密度、比热容、导热率、动力粘度等），定义冷却液边界（入口：速度边界或质量流量边界；出口：压力边界；其余边界：壁面边界）；
24.步骤2：核算工况w下歧管冷却液入口速度i或质量流量j，定义冷却液入口速度i或质量流量j开始仿真；
25.步骤3：根据不同双极板间的冷却液速度或质量流量偏差，若速度偏差小于0.01m/s或质量流量偏差小于0.01g/s，则记录冷却液入口速度i或质量流量j时双极板冷却液流道截面积，同时核算工况w 1下歧管冷却液入口速度i 1或质量流量j 1时冷却液速度或质量流量偏差，若速度偏差大于0.01m/s或质量流量偏差大于0.01g/s，则增大对应双极板冷却液流道截面积（口径）；
26.步骤4：依次工况w n（n取0至冷却液需要的所有工况数量）下歧管冷却液入口速度i n（n取0至冷却液需求的最大流速）或质量流量j n（n取0至冷却液需求的最大流速）时冷却液速度或质量流量偏差，重复步骤3，核算冷却液速度偏差和质量流量偏差；
27.步骤5：综合平衡不同工况的流量均一性，获得流量均一性双极板冷却液流道截面积值。
28.本实用新型的一种燃料电池用流量均一性双极板，通过采用不同流道截面积的双极板，在燃料电池氢气、空气和冷却液入口处选用流道截面积较小的双极板，在距离燃料电池氢气、空气和冷却液入口处较远处选用流道截面积较大的双极板，均衡了多个双极板流道的流量和压力，减小了对入口处的压力需求，提高了燃料电池的性能和可靠性。
29.虽然上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。
因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。


技术特征：
1.一种燃料电池用流量均一性双极板，其特征在于：所述双极板贴合膜电极安装，所述双极板安装后两侧分别与膜电极之间形成氢气流道和空气流道，所述双极板中间设置有冷却液流道；所述双极板中间的冷却液流道截面、双极板两侧与膜电极形成的氢气流道和空气流道，从距离电堆氢气、空气和冷却液入口端开始，向距离电堆氢气、空气和冷却液入口端远处方向，冷却液流道、氢气流道和空气流道截面积逐渐变大。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用流量均一性双极板，其特征在于：所述氢气流道设置在双极板的左侧。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用流量均一性双极板，其特征在于：所述空气流道设置在双极板的右侧。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用流量均一性双极板，其特征在于：所述双极板位于边缘时，与燃料电池壳壁形成氧气流道和空气流道。

技术总结
本实用新型公开了一种燃料电池用流量均一性双极板，双极板贴合膜电极安装，双极板安装后两侧分别与膜电极之间形成氢气流道和空气流道，双极板中间设置有冷却液流道；双极板中间的冷却液流道截面、双极板两侧与膜电极形成的氢气流道和空气流道，从距离电堆氢气、空气和冷却液入口端开始，向距离电堆氢气、空气和冷却液入口端远处方向，冷却液流道、氢气流道和空气流道截面积逐渐变大。本实用新型通过采用不同流道截面积的双极板，均衡了多个双极板流道的流量和压力，减小了对入口处的压力需求，提高了燃料电池的性能和可靠性。提高了燃料电池的性能和可靠性。提高了燃料电池的性能和可靠性。


技术研发人员：仇昌盛 李飞强 李佳莹 高云庆 丁鑫健
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/8/16