[实用新型]一种流线型过渡区结构及极板

说明书

本申请提供一种流线型过渡区结构，适用于燃料电池的极板，包括第一流线部、第二流线部和第三流线部，所述第二流线部设置于所述第一流线部和所述第三流线部之间，所述第一流线部和所述第二流线部靠近所述极板的进口/出口处置；所述第一流线部包括多根独立设置的第一脊，多根所述第一脊朝向所述第二流线部弯曲设置；所述第二流线部包括多组独立设置的第二脊，多组所述第二脊呈线型设置；所述第三流线部包括多根独立设置的第三脊，多根所述第三脊朝向所述第二流线部弯曲设置；所述第三流线部的流通面积大于所述第二流线部的流通面积，所述第二流线部的流通面积大于所述第一流线部的流通面积。本申请还提供一种极板。本申请结构流体分配均匀、压降小。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种流线型过渡区结构及极板。

背景技术

氢燃料电池可以直接将氢气和氧气中的化学能转化为电能，不受卡诺循环限制，转化率高，是一种高效的能量转化装置；同时，氢燃料电池的产物只有水，清洁无污染，零碳排放，是一种理想的新能源载体。

单电池(电池单元)串联叠加组成电堆，每个电池单元由膜电极和双极板两部分组成。目前，氢燃料电池的两种主流极板为石墨板和金属板，一般通过模压/冲压技术在极板的表面加工得到沟槽区域，即流道。电池内部的流动(包括氢气、空气和水的流动)被限制在沟槽内，从而形成电池的内部流场。流量的分配对电池的性能有非常大的影响。目前，在燃料电池的极板设计当中，常常通过设置过渡区起到流量分配的作用，但是，过渡区在起到流量分配作用的同时又会导致极板的压降过大的问题。

质子交换膜燃料电池的极板正朝着尺寸精细化、结构三维化的方向发展。现有燃料电池的极板流道设计不合理，容易导致流动分配不均匀、极板的压力损失上升、反应物的扩散传质能力下降、反应物的利用率下降等问题，进而使得燃料电池的性能下降。

实用新型内容

基于此，为解决现有燃料电池的极板流道设计不合理，容易导致流动分配不均匀、极板的压力损失上升、反应物的扩散传质能力下降、反应物的利用率下降等问题，进而使得燃料电池的性能下降等问题，本实用新型提供一种流线型过渡区结构及极板。本申请的流线型过渡区结构能够有效控制流量的分配，使流量均匀分配的同时还能有效减少压降。

为实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供一种流线型过渡区结构，适用于燃料电池的极板，包括第一流线部、第二流线部和第三流线部，所述第二流线部设置于所述第一流线部和所述第三流线部之间，所述第一流线部和所述第二流线部靠近所述极板的进口/出口处置；

所述第一流线部包括多根独立设置的第一脊，多根所述第一脊朝向所述第二流线部弯曲设置；所述第二流线部包括多组独立设置的第二脊，多组所述第二脊呈线型设置；所述第三流线部包括多根独立设置的第三脊，多根所述第三脊朝向所述第二流线部弯曲设置；

所述第三流线部的流通面积大于所述第二流线部的流通面积，所述第二流线部的流通面积大于所述第一流线部的流通面积。

作为优选的实施方式，所述第一流线部分别与所述极板的流道、所述极板的进口/出口连通；所述第二流线部分别与所述极板的流道、所述极板的进口/出口连通；所述第三流线部分别与所述极板的流道、所述极板的进口/出口连通。

作为优选的实施方式，每根所述第一脊靠近所述极板的流道的端部处于同一水平线上；相邻的两根所述第一脊之间形成第一过渡通道，所述第一过渡通道与所述极板的流道连通。

作为优选的实施方式，每组所述第二脊包括独立设置的第二分脊和第二支脊，所述第二分脊靠近所述第一流线部设置，且所述第二分脊的长度比所述第二支脊的长度短。

作为优选的实施方式，所述第一脊靠近所述极板的流道的端部和所述第二脊靠近所述极板的流道的端部处于同一水平线上；所述第二分脊、所述第二支脊分别与所述极板的流道呈倾斜设置。