[实用新型]一种燃料电池单元及燃料电池电堆结构和新能源汽车

说明书

本实用新型提供一种燃料电池单元及燃料电池电堆结构和新能源汽车，涉及电池领域，该燃料电池单元包括极板和膜电极，极板至少形成两个活性区域，两个活性区域至少具有一个共用非活性区域，共用非活性区域至少具有一个共用阳极气体进口或共用阳极气体出口或共用阴极气体进口或共用阴极气体出口或共用冷却介质进口或共用冷却介质出口，提高了燃料电池中活性区域的占比，从而提高了具有其的燃料电池电堆结构的功率密度。

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种燃料电池单元及燃料电池电堆结构和新能源汽车。

背景技术

燃料电池是将“燃料气体”的化学能直接转化为直流电能的能量转换器。在乘用车等应用场景中，燃料电池的比功率(体功率密度)是关键参数之一。燃料电池的尺寸和结构取决于极板的尺寸和结构，极板一般包括活性区域和非活性区域，其中活性区域是燃料电池发电的区域。极板上的非活性区域包含反应气体进出口、冷却介质进出口，以及包裹工质进出口的边框区域，这些区域的存在也能够加强极板的结构强度。

提高燃料电池比功率密度的手段有多种，但是在膜电极性能、流场基本结构确定的情况下，通过提高极板上活性区域利用率是唯一方法。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供了一种燃料电池单元及燃料电池电堆结构和新能源汽车，该燃料电池单元包括极板和膜电极，极板至少形成两个活性区域，两个活性区域至少具有一个共用非活性区域，共用非活性区域至少具有一个共用阳极气体进口或共用阳极气体出口或共用阴极气体进口或共用阴极气体出口或共用冷却介质进口或共用冷却介质出口。通过提高极板上活性区域占比的方式增加了活性面积的占比，提高了燃料电池极板上非活性区域的利用率，从而提高燃料电池的比功率。

本实用新型提供一种燃料电池单元，包括极板和膜电极，所述极板至少形成两个活性区域，所述两个活性区域至少具有一个共用非活性区域，所述共用非活性区域至少具有一个共用阳极气体进口或共用阳极气体出口或共用阴极气体进口或共用阴极气体出口或共用冷却介质进口或共用冷却介质出口，该设计提高了极板上活性区域的占比，使得燃料电池结构更加紧凑。

进一步可选的，所述极板在长度方向形成两个相邻活性区域，在两个相邻活性区域之间具有一个共用非活性区域，在该共用非活性区域设置有一共用阴极气体进口，所述两个相邻活性区域的阴极气体流道的入口均朝向所述共用阴极气体进口，所述两个相邻活性区域的阴极气体流道的出口均背向所述共用阴极气体进口，提高了阴极气体通道的流通性，保证提供足够的阴极气体给燃料电池单元，同时有利于阴极生成的水的流通。

进一步可选的，所述极板在长度方向形成两个相邻活性区域，在两个相邻活性区域之间具有一个共用非活性区域，在该共用非活性区域设置有一共用阴极气体出口，所述两个相邻活性区域的阴极气体流道的出口均朝向所述共用阴极气体出口，所述两个相邻活性区域的阴极气体流道的入口均背向所述共用阴极气体出口，保证提供足够的阴极气体给燃料电池单元，同时有利于阴极生成的水的流通。

进一步可选的，所述极板在宽度方向的上下两侧分别形成阳极气体出口和阳极气体进口。

进一步可选的，所述极板在宽度方向的上下两侧还分别形成冷却介质出口和冷却介质进口。

进一步可选的，所述阴极气体进、出口和冷却介质进出口在所述极板上形成交叉方向流动，使冷却介质在阴阳极板之间流动，及时带走燃料电池单元产生的热，保证电池工作的安全性。