[发明专利]一种燃料电池的流场流道结构、双极板和燃料电池

说明书

本发明公开了一种燃料电池的流场流道结构、双极板和燃料电池，流场流道结构包括：第一流道壁和第二流道壁，所述第一流道壁和第二流道壁构成流场流道；所述第一流道壁和第二流道壁以流场流道的中心线对称设置，所述第一流道壁呈起伏状；设流场流道的流道起点为原点建立直角坐标系，其中，往流场流道的流道延伸方向为横坐标方向，往第一流道壁方向为纵坐标方向，设流场流道的长为x，第一流道壁相对于流场流道的中心线的起伏幅度为y，x与y满足正弦变化关系，即y=Asin（x）+C，A和C为常数。双极板包括上述的流场流道结构。同时燃料电池具有上述的双极板。本发明主要用于燃料电池技术领域。

技术领域

本发明涉及氢燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池的流场流道结构、双极板和燃料电池。

背景技术

氢燃料电池由于具有热效率高且无污染排放的特点，被广泛的应用于各种动力领域。燃料电池双极板的设计直接关系到燃料电池的性能。目前燃料电池双极板的设计主要考虑提高燃料电池的供气能力、单体一致性以及提高排水性。目前燃料电池双极板提高排水性的方式主要有两种，一是给燃料电池双极板表面进行疏水涂层的处理；二是设计具有疏水特性的流道。

但是，现有的双极板，水在流道中排除速度较慢，水容易在流道中积累。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池的流场流道结构、双极板和燃料电池，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：提供一种燃料电池的流场流道结构，包括：第一流道壁和第二流道壁，所述第一流道壁和第二流道壁构成流场流道；

所述第一流道壁和第二流道壁以流场流道的中心线对称设置，所述第一流道壁呈起伏状；

设流场流道的流道起点为原点建立直角坐标系，其中，往流场流道的流道延伸方向为横坐标方向，往第一流道壁方向为纵坐标方向，设流场流道的长为x，第一流道壁相对于流场流道的中心线的起伏幅度为y，x与y满足正弦变化关系，即y=Asin（x）+C，A和C为常数。

进一步，所述流场流道的最窄处的尺寸为0.1mm至1.1mm。

进一步，所述流场流道的最窄处的尺寸为0.6mm。

另一方面，提供一种燃料电池的双极板，包括燃料气进口、燃料气出口和燃料气流场，所述燃料气进口通过燃料气流场与燃料气出口连接；所述燃料气流场的具有权利要求1至3任一项所述的流场流道结构。

进一步，本双极板还包括氧化剂进口、氧化剂出口和氧化剂流场；所述氧化剂进口通过氧化剂流场与氧化剂出口连接；所述氧化剂流场具有上述技术方案所述的流场流道结构。

进一步，本双极板还包括冷却剂进口、冷却剂出口和冷却剂流场，所述冷却剂进口通过冷却剂流场与冷却剂出口连接；所述冷却剂流场具有上述技术方案所述的流场流道结构。

进一步，双极板的材质包括：金属材质、石墨材质或者复合材质。

另一方面，提供一种燃料电池，所述燃料电池包括上述技术方案所述的双极板。

本发明的有益效果是：一方面，本发明通过流场流道结构，能够起到提高燃料气体或者空气流动的均匀性，并提高排水效率防止电堆水淹的作用，从而提高电堆性能和高功率时稳定性的作用。另一方面，提供具有流场流道结构的双极板和具有双极板的燃料电池。该双极板和燃料电池均具有流场流道结构的有益效果，这里就不重复描述了。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是燃料电池的流场流道结构的结构示意图；