具有端子-压缩板引入的燃料电池湿端的制作方法

燃料电池是一种电化学电池，其通过化学反应将燃料和氧化剂的化学能转化为电力。燃料电池广泛用于各种应用，例如运输、发电和便携式设备。然而，燃料电池的构造可能是复杂的，这限制了它们的广泛采用。本公开涉及燃料电池系统且更具体地涉及聚合物电解质膜(pem)燃料电池(也称为质子交换膜)中的燃料电池堆的湿端设计。这些类型的燃料电池通常具有作为电解质的聚合物和含有铂或铂合金催化剂的成对多孔碳电极。它需要氢气(由储存罐提供)、空气中的氧、以及水来运行。在pem燃料电池中，通常为氢气的燃料可供应给阳极，而通常为氧或空气的氧化剂可供应给阴极。通常是聚合物的电解质位于两个电极之间并且允许离子(质子)通过(但不允许电子通过)，从而完成电路并产生电力。

背景技术：

1、pem燃料电池的一个优点是它们可在相对低的温度下运行，这可提高效率。然而，它们也需要小心管理电解质，电解质可能是腐蚀性的且随着时间的推移可能需要更换。此外，由于各种流体的存在所致，pem燃料电池可能更易于发生泄漏或其他问题。

2、所期望的是用于pem燃料电池堆的湿端的设计，其耐受工作液体、简化的设计和构造、以及足够硬的部件以在电池堆的各电池中产生一致(uniform)压缩。

技术实现思路

1、本文中公开了一种燃料电池系统、一种用于燃料电池的湿端单元和一种燃料电池设备。如本文中所公开的，燃料电池系统包括：干端单元；湿端单元，该湿端单元包括端子-压缩板(terminal-compression plate)、绝缘器板和基板。该系统还可包括设置在干端单元和湿端单元之间的多个燃料电池，其中多个燃料电池中的每一个可包括围绕多个燃料电池的周边区域。此外，端子-压缩板可用作压缩板和端子板，并且其中基板可通过绝缘器板和端子-压缩板一致地压缩多个燃料电池。

2、本公开的另一方面可以是一种系统，其包括多个歧管，其中多个歧管中的每一个被构造成螺栓连接到(bolt to)基板。

3、本公开的另一方面可以是一种系统，该系统具有的绝缘器板与燃料电池系统内的工作流体隔离。

4、本公开的另一方面可以是一种系统，其中端子-压缩板为工作流体提供通道。

5、本公开的另一方面可以是一种系统，其中端子-压缩板可包括用于汇流条夹紧附接的一个或多个螺栓孔装置。

6、本公开的另一方面可以是一种系统，其中端子-压缩板可包括化学镀镍铝合金。

7、本公开的另一方面可以是一种系统，其中绝缘器板为多个歧管提供通道并且不包含金属插入物。

8、本公开的另一方面可以是一种系统，其中多个歧管可利用一个或多个推入到位式密封件密封至端子-压缩板。

9、本公开的另一方面可以是一种系统，其包括多个歧管，该多个歧管可被构造用于燃料、空气和冷却剂到多个燃料电池的一致进出口。

10、如本文中所公开的，用于燃料电池的湿端单元可包括端子-压缩板、绝缘器板和基板。湿端单元内的端子-压缩板可用作压缩板和端子板，并且其中基板可通过绝缘器板和端子-压缩板一致地压缩多个燃料电池。

11、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其包括多个歧管，其中多个歧管中的每一个可螺栓连接到基板。

12、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其中绝缘器板可与工作流体隔离。

13、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其中端子-压缩板可提供工作流体的通道。

14、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其中端子-压缩板可包括用于汇流条夹紧附接的一个或多个螺栓孔。

15、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其中端子-压缩板可包括化学镀镍铝合金。

16、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其中绝缘器板可为多个歧管提供通道并且不包含金属插入物。

17、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其中多个歧管可利用一个或多个推入到位式密封件密封至端子-压缩板。

18、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其包括多个歧管，该多个歧管可包括用于燃料、空气和冷却剂到多个燃料电池的一致进出口。

19、本公开的另一方面可以是一种湿端单元，其中多个歧管可包括用于推入到位式密封件布置的多个凹槽。

20、如本文中所公开的，燃料电池设备可包括：干端单元；湿端单元，该湿端单元包括端子-压缩板、绝缘器板和基板。该设备还可包括设置在干端单元和湿端单元之间的多个燃料电池，其中多个燃料电池中的每一个可包括围绕多个燃料电池的周边区域。该设备还可包括多个歧管，该多个歧管可提供燃料、空气和冷却剂到多个燃料电池的一致进出口，并且其中多个歧管中的每一个可螺栓连接到基板。此外，端子-压缩板可用作压缩板和端子板，并且其中基板可通过绝缘器板和端子-压缩板一致地压缩多个燃料电池。此外，绝缘器板可与燃料电池设备内的工作流体隔离，并且端子-压缩板可提供工作流体的通道。端子-压缩板可包括用于汇流条夹紧的一个或多个螺栓孔，并且其中端子-压缩板可包括化学镀镍铝合金。并且其中绝缘器板可为多个歧管提供通道并且不包含金属插入物，并且其中多个歧管可利用一个或多个推入到位式密封件密封至端子-压缩板。

21、本公开还提供了以下技术方案：

22、1.一种燃料电池系统，包括：

23、干端单元；

24、湿端单元，所述湿端单元包括端子-压缩板、绝缘器板和基板；以及

25、设置在所述干端单元和所述湿端单元之间的多个燃料电池，其中所述多个燃料电池中的每一个包括围绕所述多个燃料电池的周边区域，

26、其中所述端子-压缩板用作压缩板和端子板，并且

27、其中所述基板被构造成通过所述绝缘器板和所述端子-压缩板一致地压缩所述多个燃料电池。

28、2.根据技术方案1所述的燃料电池系统，进一步包括多个歧管，其中所述多个歧管中的每一个被构造成螺栓连接到所述基板。

29、3.根据技术方案1的燃料电池系统，其中所述绝缘器板与所述燃料电池系统内的工作流体隔离。

30、4.根据技术方案1所述的燃料电池系统，其中所述端子-压缩板为工作流体提供通道。

31、5.根据技术方案1所述的燃料电池系统，其中所述端子-压缩板包括被构造用于汇流条夹紧的一个或多个螺栓孔装置。

32、6.根据技术方案1所述的燃料电池系统，其中所述端子-压缩板包括化学镀镍铝合金。

33、7.根据技术方案1所述的燃料电池系统，其中所述绝缘器板为多个歧管提供通道并且不包含金属插入物。

34、8.根据技术方案1所述的燃料电池系统，其中多个歧管利用一个或多个推入到位式密封件密封至所述端子-压缩板。

35、9.根据技术方案1所述的燃料电池系统，进一步包括多个歧管，所述多个歧管被构造用于燃料、空气和冷却剂到所述多个燃料电池的一致进出口。

36、10.一种用于燃料电池的湿端单元，所述湿端单元包括：

37、端子-压缩板；

38、绝缘器板；以及

39、基板；

40、其中所述端子-压缩板用作压缩板和端子板，并且

41、其中所述基板被构造成通过所述绝缘器板和所述端子-压缩板一致地压缩多个燃料电池。

42、11.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，所述湿端单元进一步包括多个歧管，其中所述多个歧管中的每一个被构造成螺栓连接到所述基板。

43、12.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，其中所述绝缘器板与工作流体隔离。

44、13.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，其中所述端子-压缩板提供工作流体的通道。

45、14.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，其中所述端子-压缩板包括被构造用于汇流条夹紧的一个或多个螺栓孔装置。

46、15.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，其中所述端子-压缩板包括化学镀镍铝合金。

47、16.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，其中所述绝缘器板为多个歧管提供通道并且不包含金属插入物。

48、17.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，其中多个歧管利用一个或多个推入到位式密封件密封至所述端子-压缩板。

49、18.根据技术方案10所述的用于燃料电池的湿端单元，进一步包括多个歧管，所述多个歧管被构造用于燃料、空气和冷却剂到所述多个燃料电池的一致进出口。

50、19.根据技术方案18所述的用于燃料电池的湿端单元，其中所述多个歧管包括用于推入到位式密封件布置的多个凹槽。

51、20.一种燃料电池设备，包括：

52、干端单元；

53、湿端单元，所述湿端单元包括端子-压缩板、绝缘器板和基板；

54、设置在所述干端单元和所述湿端单元之间的多个燃料电池，其中所述多个燃料电池中的每一个包括围绕所述多个燃料电池的周边区域；以及

55、多个歧管，所述多个歧管被构造用于燃料、空气和冷却剂到所述多个燃料电池的一致进出口，其中所述多个歧管中的每一个被构造成螺栓连接到所述基板；

56、其中所述端子-压缩板用作压缩板和端子板，

57、其中所述基板被构造成通过所述绝缘器板和所述端子-压缩板一致地压缩所述多个燃料电池，

58、其中所述绝缘器板与所述燃料电池设备内的工作流体隔离，

59、其中所述端子-压缩板提供所述工作流体的通道，

60、其中所述端子-压缩板包括被构造用于汇流条夹紧的一个或多个螺栓孔装置，

61、其中所述端子-压缩板包括化学镀镍铝合金，

62、其中所述绝缘器板为所述多个歧管提供通道并且不包含金属插入物，

63、其中所述多个歧管利用一个或多个推入到位式密封件密封至所述端子-压缩板。

64、当结合附图和所附权利要求时，通过以下对用于执行本公开的说明性示例和模式的详细描述，该公开的上述特征和优点以及其他特征和伴随的优点将是显而易见的。而且，该公开明确地包括以上和以下呈现的元件和特征的组合和子组合。