[go: up one dir, main page]

CN115207400A - 一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆 - Google Patents

一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN115207400A
CN115207400A CN202210750070.3A CN202210750070A CN115207400A CN 115207400 A CN115207400 A CN 115207400A CN 202210750070 A CN202210750070 A CN 202210750070A CN 115207400 A CN115207400 A CN 115207400A
Authority
CN
China
Prior art keywords
end plate
plate
fuel cell
inlet end
air inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210750070.3A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋文彬
覃博文
欧兵兵
张迪
王慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfeng Motor Group Co Ltd
Original Assignee
Dongfeng Motor Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfeng Motor Group Co Ltd filed Critical Dongfeng Motor Group Co Ltd
Priority to CN202210750070.3A priority Critical patent/CN115207400A/zh
Publication of CN115207400A publication Critical patent/CN115207400A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明公开了一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆，使得紧固压紧后的进气端板与相接触的绝缘板或集流板的接触面的变形更为均匀。该进气端板包括相对设置的第一端面和第二端面，且第一端面靠近燃料电池系统的堆芯，其中：第一端面沿宽度方向呈拱形，且拱形的第一端面的拱顶相比于边缘更靠近于堆芯，即进气端板在宽度方向上，中部的拱形尺寸较大，边缘部分的拱形尺寸较小，本发明针对电堆紧固后，进气端板宽度方向上边缘变形大于中部变形的规律，通过使未受力状态下的进气端板的第一端面与堆芯的进气端端面之间间距呈现为边缘处的间距大于中部的间距，匹配进气端板不同部位的变形需求，压力分布更均匀，保证了电堆的工作性能。

Description

一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆
技术领域
本发明设计燃料电池技术领域，具体涉及一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆。
背景技术
由于质子交换膜燃料电池的单电池的输出电压、电流有限，因此在实际的燃料电池运用中，常常将许多单电池像积木一样堆叠起来，串联在一起，在电池组两侧配以集流板、绝缘板、端板，利用紧固件将端板及内部单电池紧紧地压在一起，组成一个电池堆，紧固件产生的封装力使电堆各组件互相挤压，在膜电极上形成合适的接触压力，并与密封件一起形成良好的密封效果。
封装载荷是质子交换膜燃料电池封装中的关键因素，封装载荷作用下内部界面接触压力分布的均匀性也至关重要。作用于电池的不均匀的压力会对电池的正常工作产生不好的影响，受力过小的部分气体扩散层压缩量过小，导致局部接触电阻急剧上升、物质的传输受到阻碍、局部的温度上升，同时还有可能带来密封效果的下降；受力过大的部分气体扩散层被过度压缩，孔隙率减小，影响气体的传输，并且可能会导致膜电极的破坏，从而影响电堆整体的工作性能。
综上所述，现有技术中燃料电池存在压力分布不均导致的电堆工作性能不佳的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆，使在紧固状态下的进气端板和封装状态下的燃料电池电堆在各处的压力分布更均匀，相比于现有技术，保证了电堆的工作性能。
实现本发明技术目的的方案为，一种进气端板，包括相对设置的第一端面和第二端面，且第一端面靠近燃料电池系统的堆芯，其中：所述第一端面沿宽度方向呈拱形，且拱形的所述第一端面的拱顶相比于边缘更靠近于所述堆芯。
在一些实施方式中，拱形的所述第一端面在所述进气端板的宽度方向上为对称结构。
在一些实施方式中，所述第一端面为弧面。
在一些实施方式中，所述第二端面沿宽度方向呈拱形，拱形的所述第二端面的拱顶相比于边缘更远离于所述堆芯。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种燃料电池电堆，包括：紧固组件，以及沿堆芯堆叠方向依次设置的盲端端板组件、盲端绝缘板、盲端集流板、堆芯、进气端集流板、进气端绝缘板和上述的进气端板；所述紧固组件分别作用于所述进气端板和所述盲端端板组件，以使所述进气端板变形至第一端面平行于所述堆芯的进气端端面。
在一些实施方式中，所述第二端面为弧面，且拱形的所述第二端面在所述进气端板的宽度方向上为对称结构；所述紧固组件为钢带，所述钢带绕设于所述进气端板的第二端面。
在一些实施方式中，所述盲端端板组件包括盲端内板、盲端外板以及设置于所述盲端内板和所述盲端外板之间的弹性件；所述盲端内板靠近所述盲端绝缘板。
在一些实施方式中，所述进气端板和/或所述盲端端板组件上设置有减重孔。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种燃料电池系统系统，包括上述的燃料电池电堆。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种车辆，包括上述的燃料电池系统系统。
由上述技术方案可知，本发明提供的一种进气端板，包括相对设置的第一端面和第二端面，且第一端面靠近燃料电池电堆的堆芯，第一端面沿宽度方向呈拱形，且拱形的第一端面的拱顶相比于边缘更靠近于堆芯，即进气端板在宽度方向上，中部的拱形尺寸较大，边缘部分的拱形尺寸较小，本发明针对电堆紧固后，进气端板宽度方向上边缘变形大于中部变形的规律，通过使未受力状态下的进气端板的第一端面与堆芯的进气端端面之间间距呈现为边缘处的间距大于中部的间距，匹配进气端板不同部位的变形需求，拱形的第一端面可以部分抵消紧固力作用下进气端板各部位变形的差异，使得紧固压紧后的进气端板与相接触的绝缘板或集流板的接触面的变形更为均匀，在不增加封装结构复杂程度的基础上保证电堆内部变形和压力的均匀性。
本发明提供的燃料电池电堆，包括上述的进气端板，紧固组件通过向进气端板和盲端端板组件施加压紧力，以使进气端板变形至第一端面平行于堆芯的进气端端面。固变形后的第一端面更接近平面，使得进气端板与进气端绝缘板的接触面的变形更为均匀，实现了电堆的堆芯受力的一致性。通过对进气端板的第一端面的形状做改进，实现了不同部位压力与变形的适配，未将进气端板复杂化，进气端板仍为一体结构，也无需额外增加辅助结构件，保证了进气端板以及电堆的结构简单，控制了制造成本，保证压力分布一致的同时，未增大进气端板和电堆的制造难度和装配难度。
本发明提供的燃料电池系统以及车辆，包括上述的进气端板以及该进气端板构成的燃料电池电堆，在紧固状态下的进气端板和封装状态下的燃料电池电堆在各处的压力分布更均匀，保证了电堆的工作性能、解决了现有技术中燃料电池存在的压力分布不均导致电堆工作性能不佳的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的进气端板的立体示意图；
图2为图1中的进气端板在自然状态下的侧视图；
图3为图1中的进气端板在紧固力作用下的变形示意图；
图4为本发明实施例2提供的燃料电池电堆的整体立体示意图；
图5为图4中的燃料电池电堆的正视图；
图6为图4中的燃料电池电堆的侧视图；
图7为盲端内板的结构示意图。
附图说明：1-进气端板，11-第一端面，12-第二端面；2-钢带；3-盲端端板组件，31-盲端内板，32-盲端外板，33-弹性件；4-盲端绝缘板；5-盲端集流板；6-堆芯；7-进气端集流板；8-进气端绝缘板；9-减重孔。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
为了解决现有技术中燃料电池存在的压力分布不均导致电堆工作性能不佳的技术问题，本发明提供了一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆，使在紧固状态下的进气端板和封装状态下的燃料电池电堆在各处的压力分布更均匀，相比于现有技术，保证了电堆的工作性能。下面通过4个具体实施例对本发明的内容进行详细介绍：
实施例1
在燃料电池领域，进气端板和盲端端板组件作为电堆内部电池的端部夹持组件，用于在紧固组件的作用下提供电堆堆叠方向的压力。但申请人发明，进气端板在封装载荷下容易发生弯曲变形，从而导致进气端板与内部单电池的接触不均以及电堆性能下降。因此需要通过特殊的辅助结构件或对端板进行结构上的改进设计来提高封装压力的均匀性。
本实施例提供的一种进气端板1，如图1-图3所示，该进气端板1具有相对设置的第一端面11和第二端面12，且第一端面11靠近燃料电池的堆芯6，用于与堆芯6挤压接触。本实施例中，第一端面11沿宽度方向呈拱形，且拱形的第一端面11的拱顶相比于边缘更靠近于堆芯6，即进气端板1在宽度方向上，中部的拱形尺寸较大，边缘部分的拱形尺寸较小，本申请针对电堆紧固后进气端板1宽度方向上边缘变形大于中部变形的规律，通过使未受力状态下的进气端板1的第一端面11与堆芯6的进气端端面之间间距呈现为边缘处的间距大于中部的间距，匹配进气端板1不同部位的变形需求，拱形的第一端面11可以部分抵消紧固力作用下进气端板1各部位变形的差异，使得紧固压紧后的进气端板1与相接触的绝缘板或集流板的接触面的变形更为均匀，在不增加辅助构件以及封装难度的基础上保证了电堆内部变形和压力的均匀性。
本发明对拱部的结构以及轮廓线形状均不做具体限定，该拱部可以通过倒斜角和/或倒圆角的方式成型，此处的倒圆角可以为圆、椭圆或其他弧线，当为倒斜角和倒圆角相结合的方式时，该拱部可以为两段式或三段式，此时斜角段和弧段的连接处相切过渡，优选地，拱顶位于弧段上。
由于紧固组件分布对此、封装力分布较均匀，所以进气端板1在宽度方向上的变形也会呈现一个对称的趋势，优选地，拱形的第一端面11在进气端板1的宽度方向上为对称结构。
由于在宽度方向上进气端板1由中心至边缘的变形呈现的为非线性趋势，同时为了进一步使压力分布更均匀，优选地，本实施例中，第一端面11为弧面，比如圆弧面、椭圆弧面等。
作为优选实施方式，该进气端板1设计为，在宽度方向上呈对称结构的第一端面11的拱部的拱起高度为H，即是弧面的最大凸起高度，且拱顶与边缘沿宽度方向的间距为2/L，如附图2所示，其中H在数值上等于第一端面11为平面的进气端板1在紧固条件下被压缩时，进气端板1宽度方向拱部的第一端面11在宽度方向上边缘与中心处的位移差值，且可以通过仿真或者实验测得；L为端板宽度方向的尺寸。该拱起高度H在一定紧固力作用下刚好可以保证进气端板1变形后第一端面11以平行于堆芯6的进气端端面的姿态压紧进气端绝缘板8、进气端集流板7和电堆，当然在其他实施方式中，可以将进气端板1与进气端绝缘板8集成为一个结构件，此时该拱起高度H在一定紧固力作用下刚好可以保证进气端板1变形后第一端面11以平行于堆芯6的进气端端面的姿态压紧进气端集流板7和电堆。
需要说明的是该H的数值应该根据具体电堆所需的封装力和端板所选的材料来进行合理选择，理论上将该尺寸H与封装力与端板材料之间有一定关系，比如封装力越大且进气端板1在该封装力下的变形越大，H值也越大。
针对不同材料的进气端板1，该第一端面11的成型可以选择不同的工艺制造，在一些实施方式中，对于金属材料的进气端板1可以用切削加工的方法进行制造；对于聚合物材料成型的进气端板1，可以用注塑成型的方法进行制造。
本实施例对进气端板1的第二端面12不做具体限定，可以与现有技术相同，第二端面12为平面，也可以根据采用的紧固方案进行适应性调整，比如当采用拉杆紧固时，第二端面12对紧固效果并无影响，此时可参考现有技术中的任一种实施方式；又比如采用钢带2绑扎的方案紧固时，第二端面12的形状对紧固效果有一定影响，此时，在一些实施方式种，可以参考第一端面11的结构，即第二端面12沿宽度方向呈拱形，拱形的第二端面12的拱顶相比于边缘更远离于堆芯6，可以进一步改善电池内部变形和压力的均匀性。
由于板端本身具有一定厚度，若第一端面11和第二端面12均为上述的对称拱形端面，即进气端板1长度方向上的端部的截面呈中部为矩形面且位于矩形面上方和下方的两段弧面，参见图2。
由于进气端板1的质量会影响电堆整体的体积功率密度和质量功率密度，因此为了在增加进气端板1刚度、保证电堆内部压力均匀性的前提下，尽量避免进气端板1质量的增加，需要对进气端板1进行优化设计，减少其重量，本实施例中，进气端板1上开设有减重孔9，优选地，减重孔9不位于第一端面11上。
为了不影响第一端面11改善压力分布的效果，同时在钢带2紧固时不破坏紧固力加载的效果，优选地，减重孔9位于进气端板1内部。本实施例对进气端板1上的减重孔9的设置数量以及结构也不做具体限定，可以沿进气端板1的长度方向延伸，可以为盲孔或通孔。
本申请针对电堆紧固后进气端板1宽度方向上边缘变形大于中部变形的规律，通过使未受力状态下的进气端板1的第一端面11与堆芯6的进气端端面之间间距呈现为边缘处的间距大于中部的间距，匹配进气端板1不同部位的变形需求，拱形的第一端面11可以部分抵消紧固力作用下进气端板1各部位变形的差异，使得紧固压紧后的进气端板1与相接触的绝缘板或集流板的接触面的变形更为均匀，在不增加辅助构件以及封装难度的基础上保证了电堆内部变形和压力的均匀性。同时显著减少了进气端板1的质量，并保证了进气端板1的刚度。
相比于现有技术拆分进气端板1或额外增加改善压力分布的结构件的方案，本申请方案仅针对进气端板1的第一端面11的形状做了改进，实现了不同部位压力与变形的适配，未将进气端板1复杂化，进气端板1仍为一体结构，也无需额外增加辅助结构件，保证了进气端板1以及电堆的结构简单，控制了制造成本，保证压力分布一致的同时，未增大进气端板1和电堆的制造难度和装配难度。
实施例2
基于同样的发明构思，本实施例提供了一种燃料电池电堆，如图4-图7所示，包括：紧固组件，以及沿堆芯6堆叠方向依次设置的盲端端板组件3、盲端绝缘板4、盲端集流板5、堆芯6、进气端集流板7、进气端绝缘板8和实施例1中的进气端板1；紧固组件分别作用于进气端板1和盲端端板组件3，紧固组件通过向进气端板1和盲端端板组件3施加压紧力，以使进气端板1变形至第一端面11平行于堆芯6的进气端端面。针对进气端板1宽度方向边缘变形大于中心变形的规律，将第一端面11设置为沿宽度方向拱起并延伸的拱部可以部分抵消不同部位的形变差值，相比于现有技术，紧固变形后的第一端面11更接近平面，使得进气端板1与进气端绝缘板8的接触面的变形更为均匀，实现了电堆的堆芯6受力的一致性。
具有实施例1提供的进气端板1的燃料电池电堆自然具备上述进气端板1的所有有益效果，通过对进气端板1的第一端面11的形状做改进，实现了不同部位压力与变形的适配，未将进气端板1复杂化，进气端板1仍为一体结构，也无需额外增加辅助结构件，保证了进气端板1以及电堆的结构简单，控制了制造成本，保证压力分布一致的同时，未增大进气端板1和电堆的制造难度和装配难度。
为了保证装配、防止长时间预紧后出现应力松弛现象，本实施例中，盲端端板组件3包括盲端内板31、盲端外板32以及设置于盲端内板31和盲端外板32之间的弹性件33，盲端内板31靠近盲端绝缘板4，弹性件33可以抵消紧固组件长时间工作造成的应力松弛现象，保证电堆内部的压力。优选地，弹性件33为碟簧，可参见现有技术。
本发明对紧固组件的紧固方案不做具体限定，可以采用拉杆和/或钢带2绑扎的紧固手段，为了可以与拱形的第一端面11配合起到更好的均匀压力分布的技术效果，优选地，本实施例中，紧固组件为钢带2，电堆的受力为面加载式夹紧力，面加载的方式改善了电池内部变形和压力分布的均匀性。
采用钢带2面加载压力的紧固方案时，第二端面12的形状对紧固效果有一定影响，此时，在一些实施方式中，可以参考第一端面11的结构，即第二端面12沿宽度方向呈拱形，拱形的第二端面12的拱顶相比于边缘更远离于堆芯6，可以进一步改善电池内部变形和压力的均匀性。
由于端板(包括进气端板1和盲端端板组件3)的质量均会一定程度上影响电堆整体的体积功率密度和质量功率密度，因此在增加端板刚度、保证电堆内部压力均匀性的前提下，要尽量避免端板质量的增加，需要对端板进行优化设计，减少其重量，优选地，进气端板1和/或盲端端板组件3上设置有减重孔9。
为了不影响第一端面11改善压力分布的效果，同时在钢带2紧固时不破坏紧固力加载的效果，优选地，减重孔9位于进气端板1内部。
本实施例对进气端板1/盲端端板组件3上的减重孔9的设置数量以及结构也不做具体限定，可以沿进气端板1/盲端端板组件3的长度方向延伸，可以为盲孔或通孔。作为一种实施方式，盲端内板31在宽度方向上具有位于中心和边缘、且位于内部的减重孔9，即部分为中空结构，减少了盲端内板31的质量，并保证了盲端内板31的刚度。优选地，盲端内板31的减重孔9沿长度方向贯通开设。
本实施例提供的燃料电池电堆，至少具有以下有益效果：
(1)针对进气端板1宽度方向边缘变形大于中心变形的规律，可以部分抵消不同部位的形变差值，使得进气端板1与进气端绝缘板8的接触面的变形更为均匀。拱形的第一端面11和拱形的第二端面12显著减少了进气端板1的质量，并保证了进气端板1的刚度。
(2)采用钢带2进行电堆捆扎，电堆的受力为面加载式夹紧力，受力更加均匀；通过在盲端内板31和盲端外板32间设置弹性件33比如碟簧，可防止钢带2长时间预紧后出现应力松弛现象，并抵消热胀冷缩带来的变形。
(3)盲端内板31在宽度方向上具有位于中心和边缘、且位于内部的减重孔9，即部分为中空结构，减少了盲端内板31的质量，并保证了盲端内板31的刚度。
实施例3
基于同样的发明构思，本实施例提供了一种燃料电池系统，包括实施例2中的燃料电池电堆，该燃料电池系统自然具有上述进气端板1、燃料电池电堆的所有有益效果，此处不再赘述。
本实施例中的燃料电池系统的其他未提及结构均可参考现有技术，本实施例不做赘述。比如，该燃料电池系统还包括具有安装腔的壳体，燃料电池电堆封装于在壳体的安装腔内。比如在一些实施方式中还包括高压组件、配气组件和电压巡检装置，以向外输出电流。
为了实现发电功能，该燃料电池系统还具备与燃料电池模块的各个电堆连通，以提供空气的空气供应子系统、与燃料电池模块的各个电堆连通，以提供燃料的燃料供应子系统、与燃料电池模块的各个电堆连通，以提供冷却液从而对电堆进行冷却和/或加热的热管理子系统以及与燃料电池模块、空气供应子系统、燃料供应子系统和热管理子系统分别电连接的自动控制系统等，均可参考现有技术。
实施例4
基于同样的发明构思，本实施例提供了一种车辆，包括实施例3提供的的燃料电池系统，该车辆自然具有上述进气端板1、燃料电池电堆的所有有益效果，此处不再赘述。本发明对车辆的种类及类型不做具体限定，可以为现有技术中任一种车辆，比如家用小车、客车、货车等，该车辆的其他未详述结构均可参照现有技术的相关公开，此处不做展开说明。
综上所述，本发明提供的一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆，针对电堆紧固后，进气端板宽度方向上边缘变形大于中部变形的规律，通过使未受力状态下的进气端板的第一端面与堆芯的进气端端面之间间距呈现为边缘处的间距大于中部的间距，匹配进气端板不同部位的变形需求，拱形的第一端面可以部分抵消紧固力作用下进气端板各部位变形的差异，使得紧固压紧后的进气端板与相接触的绝缘板或集流板的接触面的变形更为均匀，在不增加封装结构复杂程度的基础上保证电堆内部变形和压力的均匀性，保证了电堆的工作性能。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种进气端板，包括相对设置的第一端面和第二端面，且第一端面靠近燃料电池系统的堆芯，其特征在于：所述第一端面沿宽度方向呈拱形，且拱形的所述第一端面的拱顶相比于边缘更靠近于所述堆芯。
2.如权利要求1所述的进气端板，其特征在于，拱形的所述第一端面在所述进气端板的宽度方向上为对称结构。
3.如权利要求2所述的进气端板，其特征在于，所述第一端面为弧面。
4.如权利要求1-3中任一项所述的进气端板，其特征在于，所述第二端面沿宽度方向呈拱形，拱形的所述第二端面的拱顶相比于边缘更远离于所述堆芯。
5.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括：紧固组件，以及沿堆芯堆叠方向依次设置的盲端端板组件、盲端绝缘板、盲端集流板、堆芯、进气端集流板、进气端绝缘板和权利要求1-4中任一项所述的进气端板；所述紧固组件分别作用于所述进气端板和所述盲端端板组件，以使所述进气端板变形至第一端面平行于所述堆芯的进气端端面。
6.如权利要求5所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第二端面为弧面，且拱形的所述第二端面在所述进气端板的宽度方向上为对称结构；所述紧固组件为钢带，所述钢带绕设于所述进气端板的第二端面。
7.如权利要求5所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述盲端端板组件包括盲端内板、盲端外板以及设置于所述盲端内板和所述盲端外板之间的弹性件；所述盲端内板靠近所述盲端绝缘板。
8.如权利要求5-7中任一项所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述进气端板和/或所述盲端端板组件上设置有减重孔。
9.一种燃料电池系统系统，其特征在于，包括，权利要求5-8中任一项所述的燃料电池电堆。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的燃料电池系统系统。
CN202210750070.3A 2022-06-28 2022-06-28 一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆 Pending CN115207400A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210750070.3A CN115207400A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210750070.3A CN115207400A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115207400A true CN115207400A (zh) 2022-10-18

Family

ID=83577879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210750070.3A Pending CN115207400A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115207400A (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1650460A (zh) * 2002-04-30 2005-08-03 通用汽车公司 用于提供均匀的燃料电池堆栈结构的方法和装置
CN1992385A (zh) * 2005-09-05 2007-07-04 三星Sdi株式会社 具有改进的单元电池组件耦连结构的电池模块
CN101222066A (zh) * 2002-04-30 2008-07-16 通用汽车公司 用于提供均匀的燃料电池堆栈结构的方法和装置
CN101577336A (zh) * 2008-05-07 2009-11-11 财团法人工业技术研究院 用于电池系统的端板及使用此端板的电池系统
CN104064802A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 弗尔赛（上海）能源科技有限公司 一种燃料电池堆钢带捆绑式锁紧结构
CN105870487A (zh) * 2016-06-24 2016-08-17 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池堆钢带紧固装置
CN105870484A (zh) * 2016-05-06 2016-08-17 同济大学 一种用于车用燃料电池电堆捆扎的装置
CN107146905A (zh) * 2017-01-10 2017-09-08 东莞市中航华讯卫星技术有限公司 一种一体化燃料电池
CN206585016U (zh) * 2017-03-09 2017-10-24 新源动力股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池电堆结构
CN107732276A (zh) * 2017-10-30 2018-02-23 深圳市南科燃料电池有限公司 一种能够改善端板受力的燃料电池
CN209675418U (zh) * 2019-05-09 2019-11-22 安徽元隽氢能源研究所有限公司 一种恒距式燃料电池电堆框架结构
CN111786000A (zh) * 2020-09-07 2020-10-16 爱德曼氢能源装备有限公司 一种压力均衡的防塌腰燃料电池
CN112201830A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 大连理工大学 一种提高封装压力均匀性的燃料电池端板变形加工方法
CN112310455A (zh) * 2020-10-28 2021-02-02 浙江海晫新能源科技有限公司 一种燃料电池电堆的紧固方法及其紧固装置、燃料电池
CN213150841U (zh) * 2020-10-29 2021-05-07 佛山市清极能源科技有限公司 一种燃料电池电堆及其绝缘结构、绝缘板
CN113745623A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池电堆、燃料电池以及车辆

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1650460A (zh) * 2002-04-30 2005-08-03 通用汽车公司 用于提供均匀的燃料电池堆栈结构的方法和装置
CN1650446A (zh) * 2002-04-30 2005-08-03 通用汽车公司 紧凑的燃料电池堆栈结构
CN101222066A (zh) * 2002-04-30 2008-07-16 通用汽车公司 用于提供均匀的燃料电池堆栈结构的方法和装置
CN1992385A (zh) * 2005-09-05 2007-07-04 三星Sdi株式会社 具有改进的单元电池组件耦连结构的电池模块
CN101577336A (zh) * 2008-05-07 2009-11-11 财团法人工业技术研究院 用于电池系统的端板及使用此端板的电池系统
CN104064802A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 弗尔赛（上海）能源科技有限公司 一种燃料电池堆钢带捆绑式锁紧结构
CN105870484A (zh) * 2016-05-06 2016-08-17 同济大学 一种用于车用燃料电池电堆捆扎的装置
CN105870487A (zh) * 2016-06-24 2016-08-17 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池堆钢带紧固装置
CN107146905A (zh) * 2017-01-10 2017-09-08 东莞市中航华讯卫星技术有限公司 一种一体化燃料电池
CN206585016U (zh) * 2017-03-09 2017-10-24 新源动力股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池电堆结构
CN107732276A (zh) * 2017-10-30 2018-02-23 深圳市南科燃料电池有限公司 一种能够改善端板受力的燃料电池
CN209675418U (zh) * 2019-05-09 2019-11-22 安徽元隽氢能源研究所有限公司 一种恒距式燃料电池电堆框架结构
CN111786000A (zh) * 2020-09-07 2020-10-16 爱德曼氢能源装备有限公司 一种压力均衡的防塌腰燃料电池
CN112201830A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 大连理工大学 一种提高封装压力均匀性的燃料电池端板变形加工方法
CN112310455A (zh) * 2020-10-28 2021-02-02 浙江海晫新能源科技有限公司 一种燃料电池电堆的紧固方法及其紧固装置、燃料电池
CN213150841U (zh) * 2020-10-29 2021-05-07 佛山市清极能源科技有限公司 一种燃料电池电堆及其绝缘结构、绝缘板
CN113745623A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池电堆、燃料电池以及车辆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5789091A (en) Electrochemical fuel cell stack with compression bands
US8257879B2 (en) Fuel cell compression retention system using compliant strapping
US8962212B2 (en) Unit cell module and gasket for polymer electrolyte fuel cell
CN102484264B (zh) 燃料电池单元
US6423439B1 (en) Membrane electrode assembly for an electrochemical fuel cell
US20210184306A1 (en) Battery pack comprising battery pack frame capable of preventing welding defect and pressing jig for preparing the same
US6663996B2 (en) Compression mechanism for an electrochemical fuel cell assembly
US20050064268A1 (en) Fastening mechanism of a fuel cell stack
KR20220134502A (ko) 차량용 배터리팩 구조
US20090286121A1 (en) Solid polymer electrolytic fuel cell
US20110236786A1 (en) Fuel cell
JP3736469B2 (ja) 電池モジュール
US20090280399A1 (en) Power storage device
JP4592940B2 (ja) 固体高分子型燃料電池スタック
JP5468551B2 (ja) 燃料電池スタック用の圧縮装置
CN111081915A (zh) 电池组及其制造方法
CN212695200U (zh) 电堆稳压式压紧结构及电堆系统
CN115207400A (zh) 一种进气端板、燃料电池电堆、燃料电池系统以及车辆
CN113366681A (zh) 具有压紧装置的燃料电池组
CN101630743A (zh) 消除偏置的燃料电池板的冲压金属流场中的顺应填料区域
US20230006238A1 (en) Fuel cell
CN116190797A (zh) 包括堆叠的蓄电池的电池模块或电池组、以及用于制造相关电池模块或电池组的方法
JP2007273113A (ja) マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック
KR102727898B1 (ko) 전고체 전지
CN219937107U (zh) 一种电芯

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination