[发明专利]燃料电池堆

说明书

本发明实施例公开了一种燃料电池堆，通过在燃料电池堆设置具有至少一个排水通道，且至少一个排水通道设在盲端板中，每个排水通道的入口端与进口侧公共通道流体连通且出口端与对应的出口侧公共通道流体连通。由此，排水通道可以将进口侧公共通道中的冷凝水引导至对应的出口侧公共通道，并最终排出燃料电池堆，缓解冷凝水在公共通道中、尤其是在进口侧公共通道中堆积难以排出而造成流道堵塞和膜电极水淹的问题，保证了燃料电池堆的电性能和寿命。同时，由于排水通道利用了燃料电池堆本身的盲端板，不需要增加燃料电池堆的部件数量，保证燃料电池堆具有较佳的能量密度和工作稳定性。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池堆公共通道内液态水排放设计。

背景技术

质子交换膜燃料电池具有能量转换效率高、燃料来源广、无排放污染等优点，具有良好的应用前景。质子交换膜燃料电池的电池堆在工作时对水热管理具有较高的要求。当电池堆过干(缺水)时，膜电极中水润湿不足，造成质子交换膜的质子导通率下降，影响燃料电池堆的电性能，严重时会引起质子交换膜的破裂。而当电池堆过湿(水淹)时，会阻碍电池堆中气体的流动，导致反应不充分或发生其他副反应，影响燃料电池堆的电性能和寿命。因此，质子交换膜燃料电池的良好水热管理要求电池堆在保持质子交换膜的润湿的同时也不能造成水淹。

为实现对质子交换膜的润湿，相关技术中在燃料电池电堆工作过程中向空气腔或燃料气体腔通入加湿气体。在工作过程中，加湿气体会在遇冷时形成液态的冷凝水留存在电池堆的公共通道中，尤其是在公共通道内靠近进气端和远离进气端处更加容易形成液态水堆积。冷凝水无法排出到电池堆外时会造成流道堵塞和膜电极水淹，降低燃料电池的电性能和寿命。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种燃料电池堆，能够解决或改善现有技术中存在的上述至少部分问题。

本发明实施例公开了一种燃料电池堆，包括电池堆芯、进气端集流板、盲端集流板和两个端板；电池堆芯，包括层叠设置的多个单电池，电池堆芯具有沿单电池的层叠方向相背设置的第一侧和第二侧，电池堆芯具有沿单电池的层叠方向贯穿的多个公共通道，公共通道包括间隔设置的多个进口侧公共通道和与进口侧公共通道一一对应的多个出口侧公共通道，进口侧公共通道包括燃料气体供给通道和氧化剂气体供给通道，出口侧公共通道包括与燃料气体供给通道对应的燃料气体排出通道和与氧化剂气体供给通道对应的氧化剂气体排出通道；进气端集流板设置在电池堆芯的第一侧；盲端集流板设置在电池堆芯的第二侧；两个端板分别为进气端板和盲端板，进气端板设置在进气端集流板背离电池堆芯的一侧，进气端板具有燃料气体进入孔、燃料气体排出孔、氧化剂气体进入孔和氧化剂气体排出孔，燃料气体进入孔与燃料气体供给通道对准并流体连通，燃料气体排出孔与燃料气体排出通道对准并流体连通，氧化剂气体进入孔与氧化剂气体供给通道对准并流体连通，氧化剂气体排出孔与氧化剂气体排出通道对准并流体连通；盲端板设置在盲端集流板背离电池堆芯的一侧；其中，燃料电池堆设有排水通道，排水通道具有入口端和出口端，每个排水通道的入口端与一个进口侧公共通道流体连通且出口端与对应的一个出口侧公共通道流体连通；至少一个排水通道设置在盲端板中。

在一些实施方式中，盲端板中的至少一个排水通道的入口端与燃料气体供给通道流体连通且出口端与燃料气体排出通道流体连通。

在一些实施方式中，盲端板还具有燃料气体导流入口腔和燃料气体导流出口腔，盲端板上的至少一个排水通道的入口端设置在燃料气体导流入口腔的内壁上且出口端设置在燃料气体导流出口腔的内壁上，燃料气体导流入口腔具有与燃料气体供给通道对准并流体连通的燃料气体导流入口，燃料气体导流出口腔具有与燃料气体排出通道对准并流体连通的燃料气体导流出口。

在一些实施方式中，盲端板中的至少一个排水通道的入口端与氧化剂气体供给通道流体连通且出口端与氧化剂气体排出通道流体连通。