极板、燃料单电池及燃料电池电堆的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池的技术领域，尤其是涉及一种极板、燃料单电池及燃料电池电堆。


背景技术：

2.燃料电池是一种以氢为最佳燃料不经过燃烧过程而直接以电化学反应的方式，将燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的高效能量转换发电装置。它不经过热机过程，不受卡诺循环的限制，实际能量转换效率高达50％至80％。质子交换膜燃料电池，是继碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池之后发展起来的第五代燃料电池，其具有工作温度较低、启动时间短、功率密度高、负载响应快、无电解液流失等特点。
3.燃料电池由多片单电池组成，工作中需要保证多片单电池具有良好的一致性。cvp(cell voltage pickup，单电池电压采样线束)便被设计出来作为监测单电池一致性的部件。然而受提高堆芯体积比功率目标的需求，不能在堆芯上预留足够的空间做cvp的接口，因此，要求在有限的堆芯空间内，使用足够小的区域做到cvp接口布置需求。
4.单片燃料电池主要由极板(阴极板、阳极板)、膜电极组成，为满足单电池电压采集需求，需要在极板上做cvp的接口。然而，给cvp接口预留的空间大，会造成双极板的利用率低，单电池的体积比功率下降，相应的，堆芯的体积比下降。
5.传统技术中，通常在预留空间处设置一个cvp接口，同时，在极板上设置一个或多个预留空间。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种极板、燃料单电池及燃料电池电堆，以缓解现有技术中存在的预留空间处设置一个cvp接口，同时，在极板上设置一个或多个预留空间的技术问题。
7.第一方面，本实用新型提供一种极板，包括：极板本体，所述极板本体，所述极板本体的边沿设有预留空间，所述预留空间设有预留缺口，所述预留空间内设有两个cvp接口，用于供cvp线束接头由所述预留缺口插接于所述cvp接口。
8.进一步的，两个所述cvp接口呈角度设置，以使两组cvp线束接头沿不同方向插接于对应的所述cvp接口。
9.进一步的，两个所述cvp接口相垂直设置，以使两组cvp线束接头沿相垂直的方向插接于对应的所述cvp接口。
10.进一步的，所述预留缺口设置于所述预留空间的相邻两个方向上；
11.两个所述cvp接口分别朝向与其对应方向上的所述预留缺口。
12.进一步的，所述预留空间为矩形空间，所述预留空间包括相垂直的第一侧边沿和第二侧边沿；
13.所述预留缺口开设于与所述第一侧边沿、以及与所述第二侧边沿相对的一侧。
14.进一步的，所述极板本体为四边形板状结构；
15.所述预留空间设置于所述极板的顶角。
16.进一步的，所述cvp接口插接有cvp线束接头；
17.cvp线束的一端固定嵌设于所述cvp线束接头。
18.进一步的，所述极板本体为阳极板、阴极板或双极板。
19.有益效果：
20.本实用新型提供的极板，极板本体的边沿设有预留空间，预留空间设有预留缺口，预留空间内设有两个cvp接口，可供cvp线束接头由预留缺口插接于cvp接口，如此设置，通过设置一个预留空间可布置两个cvp接口，在满足燃料电池电压采集需求的基础上，无需在极板本体上额外开设预留空间。
21.第二方面，本实用新型提供一种燃料单电池，包括：前述实施方式任一项所述的极板。
22.有益效果：
23.本实用新型提供的燃料单电池包括前述的极板，由此，该燃料单电池所能达到的技术优势和效果同样包括极板所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。
24.第三方面，本实用新型提供一种燃料电池电堆，包括：前述实施方式任一项所述的燃料单电池。
25.有益效果：
26.本实用新型提供的燃料电池电堆包括前述的极板，由此，该燃料电池电堆所能达到的技术优势和效果同样包括极板所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的极板在第一视角下的部分结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的极板在第二视角下的部分结构示意图。
30.图标：
31.100-极板本体；110-预留空间；111-第一侧边沿；112-第二侧边沿；113-预留缺口；
32.200-cvp接口；
33.300-cvp线束接头；
34.400-cvp线束。
具体实施方式
35.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和
示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.参照图1和图2，本实施例提供一种极板，该极板包括极板本体100，极板本体100的边沿设有预留空间110，预留空间110设有预留缺口113，预留空间110内设有两个cvp接口200，用于供cvp线束接头300由预留缺口113插接于cvp接口200。
43.本实施例提供的极板，极板本体100的边沿设有预留空间110，预留空间110设有预留缺口113，预留空间110内设有两个cvp接口200，可供cvp线束接头300由预留缺口113插接于cvp接口200，如此设置，通过设置一个预留空间110可布置两个cvp接口200，在满足燃料电池电压采集需求的基础上，无需在极板本体上额外开设预留空间110。
44.另外，设置两个cvp接口200，即使其中一个cvp接口200损坏，也不会影响极板的功能，既能增强极板的容错性，又能确保设置两个cvp接口200不会互相干涉影响彼此的安装。
45.本实施例中，两个cvp接口200呈角度设置，以使两组cvp线束接头300沿不同方向插接于对应的cvp接口200，如此设置，使得两个cvp接口200互不影响，同时，在分别安装cvp线束接头300时，两组cvp线束接头300可沿不同方向插接于对应的cvp接口200，使得cvp线束接头300在安装时互不干涉。
46.进一步的，两个cvp线束接头300相垂直设置，以使两组cvp线束接头300沿相垂直的方向插接于对应的cvp接口200。
47.相垂直的设置角度，能够便于cvp线束接头300插接于对应的cvp接口200，同时，可
以在预留空间110内剩余足够的空间给工作人员装配cvp线束接头300时使用。
48.本实施例中，预留缺口113设置于预留空间110的相邻两个方向上；两个cvp接口200分别朝向与其对应方向上的预留缺口113，确保在装配两组cvp线束接头300时，不会使两者发生干涉。
49.参照图1，预留空间110为矩形空间，预留空间110包括相垂直的第一侧边沿111和第二侧边沿112；预留缺口113开设于与第一侧边沿111、以及与所第二侧边沿112相对的一侧。
50.该种结构形式的预留空间110，便于加工制作；同时，第一侧边沿111和第二侧边沿112相垂直设置，能够使预留空间110的面积达到最大，并且，第一侧边沿111和第二侧边沿112均为直线边，还便于在预留空间110内设置相应的cvp接口200。
51.在本技术的一种具体实施方式中，极板本体100为四边形板状结构；预留空间110设置于极板本体100的顶角，同样地，便于预留空间110的加工制作。
52.具体的，cvp接口200通过卡扣的方式插接有cvp线束接头300；cvp线束400的一端固定嵌设于cvp线束接头300。
53.通过以上设置，可以使两组cvp线束接头300沿相垂直的方向插接于对应的cvp接口200，便于布线。
54.在上述实施例的基础上，本实施例中的极板本体100可以为阳极板、阴极板或双极板。示例性地，极板本体100可以为石墨双极板、金属双极板或者复合双极板等。
55.本实施例还提供一种燃料单电池，该燃料单电池包括前述的极板。本实施例提供的燃料单电池包括前述的极板，由此，该燃料单电池所能达到的技术优势和效果同样包括极板所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。具体的，本实施例的燃料单电池可应用于车辆、船、飞行器等。
56.本实施例还提供一种燃料电池电堆，包括多个燃料单电池。
57.其中，相邻的两个极板之间设置有膜电极组件(membrane electrode assembly，mea)。
58.具体的，膜电极组件包括催化剂涂覆的质子交换膜和气体扩散层，其中气体扩散层位于质子交换膜的两侧，膜电极组件与极板之间通过密封材料间隔，以进行电化学反应。
59.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。