[发明专利]一种配气组件、燃料电池模块以及车辆

说明书

本发明公开了一种配气组件、燃料电池模块以及车辆，解决电堆集成过程中体积大的问题。配气组件用于适配燃料电池模块的电堆，具体包括第一配气单元和第二配气单元；所述第一配气单元和所述第二配气单元中均包括分配歧管和用于对接流体出入口的配气歧管法兰；所述分配歧管包括连通的主管道和两条以上分支管道，各所述分支管道分别与对应的所述主管道呈角度设置，且各所述分支管道分别与所述配气歧管法兰连通。本申请提供的配气组件，第一配气单元和第二配气单元的分配歧管均为管件，相比于现有的一体式、整体式配气组件，管件的体积更小并且容差性能更优，此外还可以针对各电堆的结构或布局设计不同的分支管道。

技术领域

本申请属于燃料电池技术领域，具体涉及一种配气组件、燃料电池模块以及车辆。

背景技术

燃料电池电动汽车由于续驶里程长、燃料加注方便、性能与传统汽车相近等诸多优点，被认为是新能源汽车最重要的发展技术路线之一。

电堆是发生电化学反应的场所，也是燃料电池动力系统核心部分，由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将双极板与膜电极交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经进气端板和盲端端板压紧后用紧固件紧固拴牢，即构成燃料电池电堆。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至膜电极，通过膜电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

单个电堆所串联的单片电池的数量是有限的，因为在堆叠的时候，一旦超过一定的数量，就会出现如下问题：1)配气不均匀，导致最后几片电池没有充分利用；2)单电池不一致性，导致出现单体电压偏差过大；3)散热不均匀，导致中间单片电池过热。

为解决上述问题，目前燃料电池采用多个电堆集成的方案。即，由多个功率较小的电堆组成较大功率的燃料电池。为了保证较大功率燃料电池的有效输出功率，需要保证每个电堆内部充分反应，这就要求每个电堆均匀配气。

目前的多堆集成燃料电池的配气组件一般采用整体式结构，通过在整体式结构中设置通过作为流道，实现流体分配。上述整体式结构配气组件虽然具有较好的配气效果，但是生产难度高，且整体体积大，降低燃料电池模块的体积功率密度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种配气组件、燃料电池模块以及车辆，采用歧管组件实现流体分配，缩小燃料电池模块体积，提高体积功率密度。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种配气组件，用于适配燃料电池模块的电堆，包括第一配气单元和第二配气单元；所述第一配气单元和所述第二配气单元中均包括分配歧管和用于对接流体出入口的配气歧管法兰；所述分配歧管包括连通的主管道和两条以上分支管道，各所述分支管道分别与对应的所述主管道呈角度设置，且各所述分支管道分别与所述配气歧管法兰连通。

可选的，沿所述主管道的轴向，所述主管道的横截面面积自主管道开口至主管道末端呈减小趋势；所述主管道的横截面面积大于对应的所述分支管道的截面面积。

可选的，所述第一配气单元和所述第二配气单元中均设置有两个以上所述分配歧管；所述两个以上分配歧管的所述主管道相互平行，所述两个以上分配歧管的所述分支管道互呈角度设置；同一所述分配歧管的各所述分支管道相互平行、且形状相同。

可选的，同一所述分配歧管中的各所述分支管道沿所述主管道的轴向依次分布；其中一个所述分支管道连通于所述主管道的末端，剩余所述分支管道连通于所述主管道的管壁上；各所述分支管道均与所述主管道圆弧过渡。

可选的，所述配气歧管法兰上设置有与所述分支管道数量相同的导流通道；所述导流通道的截面形状设置为由圆形过渡至与电堆的进气端板的流体出入口相似的形状；

所述配气歧管法兰上设置有密封槽，所述密封槽围设于所述导流通道的与电堆的进气端板的流体出入口相似的形状的开口外。

可选的，所述分配歧管与所述配气歧管法兰一体成型；