[发明专利]一种大功率燃料电池电堆

说明书

本发明的名称为一种大功率燃料电池电堆。属于燃料电池技术领域。它主要是解决现有大功率燃料电池存在组装和检测成本高的问题。它的主要特征是：包括接气端板、单体电池组、首电堆连接端板、尾电堆连接端板、封闭端板和打包带；所述首、尾电堆连接端板的外形及联接机构与接气端板、封闭端板相同，板内通气结构与单体电池组通气结构相同；由接气端板、单体电池组、首电堆连接端板和打包带组装成首电堆，由尾电堆连接端板、单体电池组、封闭端板和打包带组装成尾电堆，首电堆与尾电堆通过第一、尾电堆连接端板联接成大功率燃料电池电堆。本发明具有容易叠加组装和成本低的特点，主要用于50Kw以上的大功率燃料电池电堆。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域。具体涉及一种大功率燃料电池电堆。

背景技术

目前，市场上的主流电堆大都为30kW~50kW的石墨板电堆，且工艺较为成熟，但随着市场需求，大功率（50Kw以上）电堆开发成为研发热点。目前市场上仅有少数几家公司可生产60Kw以上的大型电堆，但制作工艺较为复杂，且组装和检测成本较高，不利于燃料电池市场化，且市场大功率电堆主要在于单体电池叠加片数太多，组装难度大。为了满足大功率电堆开发，部分企业及研究机构使用2个及以上电堆进行供电，现在主流技术方案为电堆外部供气管道并联实现电堆功率叠加，如图1所示。采用2个及以上电堆并联方式会增加电堆外部进气管道，增加额外体积，同时气体分配复杂，且存在每个单堆气体分配不均匀问题。

现有电堆大都包括一端的接气端板1、中间的单体电池组和另一端的封闭端板4，由打包带捆扎而成。接气端板、封闭端板分别如图2、图3所示。

发明内容

本发明的目的就是提供一种大功率燃料电池电堆，通过电堆的串联组装来达到50Kw以上的大功率电堆的目的，可极大的降低组装和检测成本。

本发明的技术解决方案是：一种大功率燃料电池电堆，包括接气端板、单体电池组、封闭端板和打包带，其特征在于：还包括电堆连接端板；所述电堆连接端板的外形及联接机构与接气端板、封闭端板相同，电堆连接端板的板内通气结构与单体电池组通气结构相同；电堆连接端板包括首电堆连接端板和尾电堆连接端板，由接气端板、单体电池组、首电堆连接端板和打包带组装成首电堆，由尾电堆连接端板、单体电池组、封闭端板和打包带组装成尾电堆，首电堆与尾电堆通过首电堆连接端板和尾电堆连接端板联接成大功率燃料电池电堆。

本发明的技术解决方案中所述的首电堆与尾电堆之间还设有一个或一个以上的中间电堆；电堆连接端板还包括中间电堆连接端板；中间电堆由单体电池组及单体电池组两端的中间电堆连接端板经打包带组装而成；中间电堆通过两端的中间电堆连接端板分别与首电堆的首电堆连接端板、尾电堆的尾电堆连接端板联接成大功率燃料电池电堆。

本发明的技术解决方案中所述的电堆连接端板的联接机构为四个对称设置的螺栓连接座或法兰连接座。

本发明的技术解决方案中所述的电堆连接端板的板内通气结构包括两侧的、呈单列分布的三个通孔，且两单列分布的通孔呈反对称分布。

本发明的技术解决方案中所述的三个通孔为三个矩形通孔；单列分布的三个矩形通孔中包括相邻的两个相同的短矩形通孔和另一个长度大于两短矩形通孔长度之和的长矩形通孔；长矩形通孔为空气孔，中间短矩形通孔为水孔，另一短矩形通孔为氢气孔。

本发明的技术解决方案中所述的首电堆、尾电堆和中间电堆的功率为25kW~30kW。