[发明专利]一种燃料电池电堆及电池系统

说明书

本发明提供了一种燃料电池电堆，属于燃料电池技术领域，包括电堆外壳、双极板、导电板、电堆压板以及连接件，电堆外壳用于容纳燃料电池部；双极板，设置于燃料电池部的一端，包括第一板以及与第一板相复合的第二板，第二板用于支撑第一板；第一板上设有空气流道；第二板上设有氢气流道；导电板设置于双极板背离燃料电池部的一侧；电堆压板设置于导电板背离双极板的一侧，用于固定燃料电池部和绝缘；连接件穿过电堆压板，用于固定限位燃料电池部。本发明提供的一种燃料电池电堆进行轻量化改进，减轻燃料电池电堆的重量，提高系统功率密度，进而提升无人机的载荷能力和延长无人机续航时间。本发明还提供一种电池系统。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，更具体地说，是涉及一种燃料电池电堆及电池系统。

背景技术

燃料电池是一种以氢气为原料，通过氢氧化学作用产生电能的装置。其基本原理是氢气和氧气(空气)分别发生氧化和还原反应，生成水，产生热能和电能。具有能量转换效率高、无污染排放、环境友好、运行噪声低、安全可靠、比功率和比能量密度高等突出优点，在移动电源、固定电站及动力系统等领域都具有良好的应用前景，被认为最具有潜力的解决环境污染、能源危机的有效手段之一。所以燃料电池作为动力系统在无人机领域的应用越来越广泛。

电堆作为燃料电池系统的核心部件，对燃料电池系统的性能高低起决定性作用。目前燃料电池作为无人机动力系统，其功率密度和续航时间还有较大的提升空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆及电池系统，旨在解决上述提到的燃料电池功率密度和续航时间有待提高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种燃料电池电堆，包括：

电堆外壳，用于容纳燃料电池部；

双极板，设置于燃料电池部的一端，包括第一板以及与所述第一板相复合的第二板，所述第二板用于支撑所述第一板；所述第一板上设有空气流道；所述第二板上设有氢气流道；

导电板，设置于所述双极板背离所述燃料电池部的一侧；

电堆压板，设置于所述导电板背离所述双极板的一侧，用于固定所述燃料电池部和绝缘；

连接件，穿过所述电堆压板，用于固定限位所述燃料电池部。

优选地，所述氢气流道包括：

流道主体部，设置于所述第二板的端面上；

过渡部，设置于所述第二板的端面上，所述过渡部设有两组，各所述过渡部分别与流道主体部的任一端相连通；

端部，设置于所述第二板的端面上，所述端部设有两组，各所述端部分别与所述过渡部的任一端相连通。

优选地，所述过渡部的形状为梯形，所述过渡部与所述端部连接的一端的宽度大小小于所述过渡部与所述流道主体部连接的一端的宽度大小。

优选地，所述空气流道由若干条沿所述所述第一板长度方向间隔设置的第四凹槽构成。

优选地，所述连接件上设有镂空结构。

优选地，所述连接件为螺杆，所述螺杆的中间位置设有所述镂空结构。

优选地，所述第一板为金属板；所述第二板为碳板。

优选地，所述电堆外壳为3D打印成形结构件。

优选地，所述电堆压板内部设有中空腔体，所述中空腔体内设置有多个加强件。

本发明还提供一种电池系统，，包括：如上文任一项所述的一种燃料电池电堆。