[实用新型]一种集氢气水分离功能的燃料电池端板

说明书

本实用新型公开了一种集氢气水分离功能的燃料电池端板，包括燃料电池膜电极，所述燃料电池膜电极的右侧固定连接有燃料电池端板，所述燃料电池端板右侧的底部连通有连接管，连接管内腔的顶部固定连接有氢进压力传感器，连接管的右端连通有供氢设备，连接管的顶部通过管道连通有氢气循环泵。本实用新型通过设置螺栓将排水阀、排氢阀和氢出压力传感器直接与燃料电池端板连接，可以降低系统体积，提高功率密度，通过燃料电池端板作为电堆压紧的支撑件，在保证端板对电堆支撑效果不降低的前提下，通过对端板空余区域的设计和加工，形成带有水分离的效果，可以减少燃料电池系统上的分水器和连接管路，提高系统的集成度。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体为一种集氢气水分离功能的燃料电池端板。

背景技术

燃料电池系统运行时电堆通过电化学反应在阴极侧(空气侧)产生水，阴极侧的水由于浓差阶梯渗透到阳极侧，故燃料电池阳极侧(氢气侧)排出时带有氢气和液态水。

为了提高燃料电池的氢气利用率，现一般采用氢气循环的方式，但需要对液态水进行分离，以避免液态水循环进入电堆阳极入口，堵塞阳极氢气流道和催化层表面，造成阳极路局部水淹和欠气，对燃料电池有损伤。

氢气循环的同时还需要进行排氢，主要是为了将阴极侧由于浓差阶梯和膜串漏扩散过来的氮气进行排出，以提高阳极氢气反应浓度。

在车用燃料电池领域，电堆氢气出口连接分水器将氢气中的液态水进行分离，使用电磁阀将液态水排出，经过分水器的氢气通过循环装置进入电堆的氢气入口，进行循环利用。

一般车用燃料电池系统上，电堆与分水器通过管路进行连接，分水器与排水阀、排氢阀同样通过管路连接，分水器与氢气循环装置也通过管路进行连接，分水器和连接管路占用了系统一部分空间，集成度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集氢气水分离功能的燃料电池端板，具备氢气水分离功能的燃料电池端板便于使用的优点，解决了车用燃料电池使用不方便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种集氢气水分离功能的燃料电池端板，包括燃料电池膜电极，所述燃料电池膜电极的右侧固定连接有燃料电池端板，所述燃料电池端板右侧的底部连通有连接管，所述连接管内腔的顶部固定连接有氢进压力传感器，所述连接管的右端连通有供氢设备，所述连接管的顶部通过管道连通有氢气循环泵，所述氢气循环泵的左侧通过管道与燃料电池端板的右侧连通；

所述燃料电池端板包括冷却液入口、膜电极氢气出口、排水阀、流道挡板、空气入口、排氢阀、端板氢气出口、氢出压力传感器、氢气入口、冷却液出口和空气出口。

优选的，所述排水阀、排氢阀和氢出压力传感器均通过螺栓与燃料电池端板活动连接。

优选的，所述燃料电池端板内腔的顶部和底部均固定连接有电加热丝，所述电加热丝分别位于排水阀的底部和排氢阀的顶部。

优选的，所述燃料电池端板内部的氢气出口流道呈C型，所述流道挡板安装在氢气出口流道的内部。

优选的，所述燃料电池端板的内部集成氢气路水分离装置，同时将氢气路排水阀、排氢阀和压力传感器集成在端板上。

优选的，所述连接管反应出来的剩余氢气、气态水和液态水在燃料电池端板中进行分离，液态水储存在燃料电池端板流道内腔的底部。

优选的，所述剩余氢气和气态水通过燃料电池端板内流道向上流动，从燃料电池端板氢气出口流至循环回路。

优选的，所述排氢阀位于燃料电池端板的上部，且与燃料电池端板内的氢气流道相通。

优选的，所述燃料电池端板内氢气流道的底部开设有容腔。

优选的，所述燃料电池端板集成分水功能，所述氢气循环泵通过管道与燃料电池端板连通。