燃料电池进气侧水分离结构的制作方法

本发明涉及一种燃料电池，具体涉及一种燃料电池进气侧水分离结构。

背景技术：

对于质子交换膜燃料电池来说，电堆内部的水平衡对其输出性能、耐久性和使用寿命至关重要。正常情况下，输入入燃料电池的氢气，其中不可避免会含有一定量的水分，长此以往，这部分水反随氢气一起进入电堆，积累在电堆中，进而破坏电堆内部的水平衡，影响其输出性能、耐久性和使用寿命。

且在燃料电池系统中由于水在反应气体的流路内冻结而可能产生膜电极的损害，即氢脆，进而造成膜强度不够。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出一种燃料电池进气侧水分离结构。

本发明的技术方案：

一种燃料电池进气侧水分离结构，所述燃料电池包括取电板压板；所述取电板压板为绝缘板，其上设置有氢气进气口；所述氢气进气口由设置在取电板压板外侧面上的进口、设置在取电板压板内侧面上的出口以及设置在取电板压板内的进气腔相连通构成，所述进口与出口错位，出口位于进口的斜上方，所述进气腔分为三段，由进口侧至出口侧依次第一段、第二段、第三段，第一段进气腔为横腔，其前端连接进口，第二段进气腔为竖腔，其中间部位与第一进气腔末端相连，第三段进气腔前端通过圆弧过度连接第二进气腔的上端、末端连接出口；所述第二段进气腔正对第一进气腔的侧壁即构成所述进气侧水分离结构。

所述取电板压板内设置有排水槽，排水槽为斜槽，其上端与第二段进气腔的下端连接、下端与设置在取电板压板上的空气出气口连接。

上述装置使用时，含水的氢气在气压下由进口进入，依次经过第一段进气腔、第二段进气腔、第三进气腔，最后由出口进入电堆；采用第一段进气腔为横腔、第二进气腔为竖腔设计，由第一进气腔出来的含水氢气在气压下必然会撞击第二进气腔的侧壁，氢气与水分离，同时水分在其重力作用下沿第二进气腔的侧壁向下运动到排水槽，排水槽通过空排排出水分，氢气则向上进入第三进气腔，最终由出口进入电堆；极大的减少、甚至去除进入电堆的氢气中水分，从而避免水分进入电堆，破坏电堆中的水平衡。

所述出口为第一出口，所述取电板压板的外侧面上还设置有一出口，为第二出口，第二出口连接第三进气腔末端，与第一出口相对；所述第二出口即压力传感器安装口；用于加装压力传感器，以便检测进气压力。

所述取电板压板包括外侧板、内侧板，所述外侧板与内侧板叠合并通过螺栓、螺母固定连接。

所述外侧板分别开孔，构成所述进口、第二出口，所述内侧板上孔，构成所述第一出口。

所述外侧板与内侧板相对的侧面上开槽，为轮廓槽，所述内侧板覆盖在轮廓槽上，共同构成所述进气腔、排水槽。

所述外侧板与内侧板之间安装有o型密封条；所述o型密封条绕轮廓槽一周圈。

所述内侧板与外侧板相对的侧面上开槽，为圆弧槽；所述圆弧槽正对于进口，且位于轮廓槽内。

所述排水槽的直径为0.5-5mm；这样细长的排水槽设计，使得分出出来水分进入排水槽中，会封住排水槽，防止氢气从排水槽中流出。

本发明优点是，设计合理，结构简单，采用上述结构能够极大的减少、甚至去除进入电堆的氢气中水分，从而避免水分进入电堆，破坏电堆中的水平衡以及氢脆。

附图说明

图1是燃料电池立体图。

图2是取电板压板立体图。

图3是取电板压板主视图。

图4是取电板压板侧视图。

图5是图4a-a方向剖面示意图（1）。

图6是图4a-a方向剖面示意图（2）。

图7是取电板压板包爆炸图。

图中燃料电池1、取电板压板11、外侧板111、轮廓槽1111、内侧板112、o型密封条113、氢气进气口12、进口121、第一出口122、进气腔123、第一段进气腔1231、第二段进气腔1232、第三段进气腔1233、排水槽124、空气出气口13、压力传感器安装口14。

具体实施方式

如图所示，一种燃料电池进气侧水分离结构，所述燃料电池1包括取电板压板11；所述取电板压板11为绝缘板，其上设置有氢气进气口12；所述氢气进气口12由设置在取电板压板11外侧面上的进口121、设置在取电板压板11内侧面上的第一出口122以及设置在取电板压板11内的进气腔123相连通构成，所述进口121与第一出口122错位，第一出口122位于进口121的斜上方，所述进气腔123分为三段，由进口侧至出口侧依次第一段1231、第二段1232、第三段1233，第一段进气腔1231为横腔，其前端连接进口121，第二段进气腔1232为竖腔，其中间部位与第一进气腔1231末端相连，第三段进气腔1233前端通过圆弧过度连接第二进气腔1232的上端、末端连接出口122；所述第二段进气腔1232正对第一进气腔1231的侧壁即构成所述进气侧水分离结构；所述取电板压板11内设置有排水槽124，排水槽124为斜槽，其上端与第二段进气腔1232的下端连接、下端与设置在取电板压板11上的空气出气口13连接；所述取电板压板11的外侧面上还设置有第二出口，第二出口连接第三进气腔1231末端，与第一出口122相对；所述第二出口即压力传感器安装口14；所述取电板压板11包括外侧板111、内侧板112，所述外侧板111与内侧板112叠合并通过螺栓、螺母固定连接；所述外侧板111分别开孔，构成所述进口121、第二出口，所述内侧板112上孔，构成所述第一出口122；所述外侧板111与内侧板112相对的侧面上开槽，为轮廓槽1111，所述内侧板112覆盖在轮廓槽1111上，共同构成所述进气腔123、排水槽124；所述外侧板111与内侧板112之间安装有o型密封条113；所述o型密封条113绕轮廓槽1111一周圈；所述内侧板112与外侧板111相对的侧面上开槽，为圆弧槽；所述圆弧槽正对于进口121，且位于轮廓槽1111内；所述排水槽124的直径为0.5-5mm。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种燃料电池进气侧水分离结构，所述燃料电池包括取电板压板压板；所述取电板压板为绝缘板，其上设置有氢气进气口；其特征在于，所述氢气进气口由设置在取电板压板外侧面上的进口、设置在取电板压板内侧面上的出口以及设置在取电板压板内的进气腔相连通构成，所述进口与出口错位，出口位于进口的斜上方，所述进气腔分为三段，由进口侧至出口侧依次第一段、第二段、第三段，第一段进气腔为横腔，其前端连接进口，第二段进气腔为竖腔，其中间部位与第一进气腔末端相连，第三段进气腔前端通过圆弧过度连接第二进气腔的上端、末端连接出口；所述第二段进气腔正对第一进气腔的侧壁即构成所述进气侧水分离结构；

所述取电板压板内设置有排水槽，排水槽为斜槽，其上端与第二段进气腔的下端连接、下端与设置在取电板压板上的空气出气口连接。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气侧水分离结构，其特征在于，所述出口为第一出口，所述取电板压板的外侧面上还设置有一出口，为第二出口，第二出口连接第三进气腔末端，与第一出口相对；所述第二出口即氢气循环口。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池进气侧水分离结构，其特征在于，所述取电板压板包括外侧板、内侧板，所述外侧板与内侧板叠合并通过螺栓、螺母固定连接；

所述外侧板分别开孔，构成所述进口、第二出口，所述内侧板上孔，构成所述第一出口；

所述外侧板与内侧板相对的侧面上开槽，为轮廓槽，所述内侧板覆盖在轮廓槽上，共同构成所述进气腔、排水槽。

4.根据权利要求2所述的一种燃料电池进气侧水分离结构，其特征在于，所述外侧板与内侧板之间安装有o型密封条；所述o型密封条绕轮廓槽一周圈。

5.根据权利要求3所述的一种燃料电池进气侧水分离结构，其特征在于，所述内侧板与外侧板相对的侧面上开槽，为圆弧槽；所述圆弧槽正对于进口，且位于轮廓槽内。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池进气侧水分离结构，其特征在于，所述排水槽的直径为0.5-5mm。

技术总结
本发明涉及一种燃料电池进气侧水分离结构，所述燃料电池包括取电板压板，取电板压板上设置有氢气进气口；所述氢气进气口由设置在取电板压板外侧面上的进口、设置在取电板压板内侧面上的出口以及设置在取电板压板内的进气腔相连通构成，出口位于进口的斜上方，所述进气腔分为三段，由进口侧至出口侧依次第一段、第二段、第三段，第一段进气腔为横腔，其前端连接进口，第二段进气腔为竖腔，其中间部位与第一进气腔末端相连，第三段进气腔前端通过圆弧过度连接第二进气腔的上端、末端连接出口；所述第二段进气腔正对第一进气腔的侧壁即构成所述进气侧水分离结构；所述取电板压板内设置有排水槽。能够极大的减少、甚至去除进入电堆的氢气中水分，避免水分进入电堆。

技术研发人员：陈融;周江东;韩波
受保护的技术使用者：南通百应能源有限公司
技术研发日：2021.01.07
技术公布日：2021.03.16