一种用于改善燃料电池电堆分配的装置的制作方法

1.本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种用于改善燃料电池电堆分配的方法。


背景技术：

2.燃料电池是一种利用催化反应将化学能直接转化为电能的发电装置。目前的燃料电池包括电堆主体，电堆主体由多个单体电池堆叠而成。且电堆主体中设置有进气流道，以给每一单体电池供气。
3.在相关技术中，电堆主体包括多个单体电池，且电堆主体上设置有进气流道，进气流道可连通任意单体电池。进气流道包括第一端部和第二端部，一般来说，第一端部连接进气管，第二端部为盲端。
4.但是在进气管通入气体到进气流道时，第一端部上靠近进气流道侧壁的位置容易产生涡流，产生涡流的位置附近的单体电池得到的气体会更少。导致第一端部处的单体电池与其他位置处的单体电池的供气流量均一性较差。即靠近进气管的一侧气体压力大、流速快；而远离进气管的一侧气体压力小，流速慢。这就导致两侧出现较大的气流差值，进而导致两侧位置的单体电池获取到的气体流量不均匀，并进一步导致电堆主体中两侧单体电池的电压出现不均匀的情况，甚至会影响到燃料电池的实际使用效果。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种用于改善燃料电池电堆分配的装置，可以解决靠近进气管的一侧气体压力大、流速快；而远离进气管的一侧气体压力小，流速慢。这就导致两侧出现较大的气流差值，进而导致两侧位置的单体电池获取到的气体流量不均匀，并进一步导致电堆主体中两侧单体电池的电压出现不均匀的情况，甚至会影响到燃料电池的实际使用效果的技术问题。
6.本发明提供的技术方案如下所示：
7.一种用于改善燃料电池电堆分配的装置，所述装置包括：分配部本体，
8.所述分配部本体包括顺次连接的直管段、缩颈段和扩颈段，所述直管段用于与进气歧管连接，所述扩颈段用于与燃料电池双极板进气口连接；
9.所述缩颈段沿所述直管段至扩颈段方向直径先变小再变大；
10.所述扩颈段外延呈向内呈扣合状。
11.在一种可选的实施例中，所述缩颈段沿中心轴线分为缩颈边和未缩颈边，所述缩颈边沿所述缩颈段中心向内缩进，所述未缩颈边保持不变。
12.在一种可选的实施例中，所述扩颈段包括顺次连接的第一边、第二边、第三边与第四边；
13.所述第一边、所述第二边以及所述第四边与所述未缩颈边连接，所述第三边与所述缩颈边连接。
14.在一种可选的实施例中，所述第二边沿所述缩颈段中心向内扣合；
15.所述第三边外端沿所述缩颈段中心向外延伸；
16.所述第四边外端沿所述缩颈段中心向外延伸。
17.在一种可选的实施例中，所述第一边、所述第二边沿所述直管段至扩颈段水平方向延伸，所述第三边沿与所述直管段至扩颈段方向垂直方向延伸，所述第四边沿所述直管段至扩颈段垂直方向延伸，所述第三边与所述第四边延伸方向垂直。
18.在一种可选的实施例中，所述扩颈段沿所述扩颈段至所述直管段方向的正投影覆盖所述缩颈段的正投影。
19.在一种可选的实施例中，所述扩颈段沿所述扩颈段至所述直管段方向的正投影与所述直管段的正投影部分重叠。
20.在一种可选的实施例中，所述第一边、第二边、第三边与第四边连接处呈弧形光滑过渡。
21.在一种可选的实施例中，所述装置还包括第一获取单元，用于获取每片燃料电池单片分配气流量；
22.调整单元，用于根据每片燃料电池单片气流量调整所述装置缩颈段面积和所述缩颈段与燃料电池电堆之间的安装距离。
23.在一种可选的实施例中，所述调整单元，用于当每片燃料电池单片气流量不满足预设阈值时，调整所述装置缩颈段面积和缩颈段与燃料电池电堆之间的安装距离。
24.本发明实施例提供的装置至少具有以下有益效果：
25.本发明实施例提供的装置通过直管段与进气歧管连接，通过扩颈段与燃料电池双极板进气口连接，通过设置缩颈段沿直管段至扩颈段方向直径先变小再变大可以减缓双极板进气口气流速率，降低进气口气流速率，避免气流在双极板进口形成旋流，使旋流提前在缩颈段形成，在扩颈段缓冲后进入双极板，使得燃料电池单片上分配到的气流量均衡，避免了燃料电池进气口和出气口两侧的电压不均情况，提高了燃料电池电压的稳定性，也进一步提高了燃料电池的使用效果。
附图说明
26.通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
27.图1示出了一种用于改善燃料电池电堆分配的装置结构示意图；
28.图2示出了一种用于改善燃料电池电堆分配的装置正视图。
29.其中，附图标记为：
30.1-直管段，2-缩颈段，21-缩颈边，22-未缩颈边，3-扩颈段，31-第一边，32-第二边，33-第三边，34-第四边。
具体实施方式
31.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给
本领域的技术人员。
32.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
33.本发明实施例提供了一种用于改善燃料电池电堆分配的装置，参见图1，装置包括：分配部本体，
34.分配部本体包括顺次连接的直管段1、缩颈段2和扩颈段3，直管段1用于与进气歧管连接，扩颈段3用于与燃料电池双极板进气口连接；
35.缩颈段2沿直管段1至扩颈段3方向直径先变小再变大；
36.扩颈段3外延呈向内呈扣合状。
37.以下将通过可选的实施例进一步解释和描述本发明实施例提供的装置。
38.在一种可选的实施例中，缩颈段2沿中心轴线分为缩颈边21和未缩颈边22，缩颈边21沿缩颈段2中心向内缩进，未缩颈边22保持不变。
39.需要说明的是，通过设置缩进段可以改变气体的流动方向，增大气体的流动阻力，进而使得燃料电池电堆进气口的气体流速减小，燃料电池电堆进气口和出气口的气体流速均匀。通过设置缩颈段2包括缩颈边21和未缩颈边22，在改变气体流速的同时也使气体保持一定的速率进入到燃料电池电堆中。
40.在一种可选的实施例中，扩颈段3包括顺次连接的第一边31、第二边32、第三边33与第四边34；
41.第一边31、第二边32以及第四边34与未缩颈边22连接，第三边33与缩颈边21连接。
42.参见附图1，本发明实施例提供的扩颈段3直径明显大于缩颈段2的直径，呈扩大趋势。当气体经过扩颈段3时，对气体进行分散。
43.在一种可选的实施例中，第二边32沿缩颈段2中心向内扣合；
44.第三边33外端沿缩颈段2中心向外延伸；
45.第四边34外端沿缩颈段2中心向外延伸。
46.通过设置第二边32沿缩颈段2中心向内扣合，由于第二边32和缩颈边21连接，可以使经过缩颈段2气体方向改变、速率降低的气体向中心汇总，流向燃料电池电堆。避免气体过于分散，在进入燃料电池电堆时过于分散，降低速率。基于第三边33和第四边34与未缩颈边22连接，通过设置第三边33外端沿缩颈段2中心向外延伸，第四边34外端沿缩颈段2中心向外延伸，对气体进行分散降速，使整个分配部本体内的气体流速达到均匀、稳定。
47.在一种可选的实施例中，第一边31、第二边32沿直管段1至扩颈段3水平方向延伸，第三边33沿与直管段1至扩颈段3方向垂直方向延伸，第四边34沿直管段1至扩颈段3垂直方向延伸，第三边33与第四边34延伸方向垂直。
48.从图1种可以看出，第一边31和第二边32沿沿直管段1至扩颈段3水平方向延伸，并没有发生弯曲或者曲折。第三边33与直管段1至扩颈段3方向垂直方向延伸，即第三边33向外扩长，第四边34沿直管段1至扩颈段3垂直方向延伸，即第四边34也向外扩展，并且第三边33与第四边34延伸方向垂直。
49.在一种可选的实施例中，扩颈段3沿扩颈段3至直管段1方向的正投影覆盖缩颈段2沿所述扩颈段3至所述直管段1方向的正投影。
50.从图2中可以看出，扩颈段3沿扩颈段3至直管段1方向的正投影覆盖缩颈段2沿所述扩颈段3至所述直管段1方向的正投影。也就是说扩颈段3的直径大于缩颈段2直径。
51.在一种可选的实施例中，扩颈段3沿扩颈段3至直管段1方向的正投影与直管段1沿所述扩颈段3至所述直管段1方向的正投影部分重叠。
52.也即是说，扩颈段3整体的表面积大于直管段1。
53.在一种可选的实施例中，第一边31、第二边32、第三边33与第四边34连接处呈弧形光滑过渡。
54.在一种可选的实施例中，装置还包括第一获取单元，用于获取每片燃料电池单片分配气流量；
55.调整单元，用于根据每片燃料电池单片气流量调整装置缩颈段2面积和缩颈段2与燃料电池电堆之间的安装距离。
56.需要说明的是，本发明实施例提供的装置缩颈段2的面积可以进行调整，进一步地，通过第一获取单元获取每片燃料电池单片分配气流量，将每片燃料电池单片分配气流量进行比较，或者将每片燃料电池单片分配气流量于预设气流量进行比较，当每片燃料电池单片分配气流量相近或相同时，确定缩颈段2面积以及缩颈段2与燃料电池电堆之间的安装距离。
57.示例的，当每片燃料电池单片分配气流量过小，则减小缩颈段2面积，减小装置内气体的阻力，增大气体流速。当每片燃料电池单片分配气流量过大时，则增大缩颈段2面积，增大气体阻力，增大气体流速。
58.在一种可选的实施例中，调整单元，用于当每片燃料电池单片气流量不满足预设阈值时，调整装置缩颈段2面积和缩颈段2与燃料电池电堆之间的安装距离。
59.调整单元根据当前每片燃料电池单片气流量与预设阈值的关系，调整装置缩颈段2面积和缩颈段2与燃料电池电堆之间的安装距离，以满足燃料电池电堆进气量。
60.进一步的，本发明实施例提供的装置还包括控制器，第一获取单元与调整单元均匀控制器连接。
61.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：
1.一种用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述装置包括：分配部本体，所述分配部本体包括顺次连接的直管段、缩颈段和扩颈段，所述直管段用于与进气歧管连接，所述扩颈段用于与燃料电池双极板进气口连接；所述缩颈段沿所述直管段至所述扩颈段方向直径先变小再变大；所述扩颈段外延呈向内扣合状。2.根据权利要求1所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述缩颈段沿中心轴线分为缩颈边和未缩颈边，所述缩颈边沿所述缩颈段中心向内缩进，所述未缩颈边保持不变。3.根据权利要求2所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述扩颈段包括顺次连接的第一边、第二边、第三边与第四边；所述第一边、所述第二边以及所述第四边与所述未缩颈边连接，所述第三边与所述缩颈边连接。4.根据权利要求3所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述第二边沿所述缩颈段中心向内扣合；所述第三边外端沿所述缩颈段中心向外延伸；所述第四边外端沿所述缩颈段中心向外延伸。5.根据权利要求3所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述第一边、所述第二边沿所述直管段至扩颈段水平方向延伸，所述第三边沿与所述直管段至扩颈段方向垂直方向延伸，所述第四边沿所述直管段至扩颈段垂直方向延伸，所述第三边与所述第四边延伸方向垂直。6.根据权利要求3所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述扩颈段沿所述扩颈段至所述直管段方向的正投影覆盖所述缩颈段沿所述扩颈段至所述直管段方向的正投影。7.根据权利要求3所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述扩颈段沿所述扩颈段至所述直管段方向的正投影与所述直管段沿所述扩颈段至所述直管段方向的正投影部分重叠。8.根据权利要求3所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述第一边、第二边、第三边与第四边连接处呈弧形光滑过渡。9.根据权利要求1所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述装置还包括第一获取单元，用于获取每片燃料电池单片分配气流量；调整单元，用于根据每片燃料电池单片气流量调整所述装置缩颈段面积和所述缩颈段与燃料电池电堆之间的安装距离。10.根据权利要求6所述用于改善燃料电池电堆分配的装置，其特征在于，所述调整单元，用于当每片燃料电池单片气流量不满足预设阈值时，调整所述装置缩颈段面积和缩颈段与燃料电池电堆之间的安装距离。

技术总结
本发明提供了一种用于改善燃料电池电堆分配的装置，属于燃料电池技术领域，包括：分配部本体，分配部本体包括顺次连接的直管段、缩颈段和扩颈段，直管段用于与进气歧管连接，扩颈段用于与燃料电池双极板进气口连接；缩颈段沿直管段至扩颈段方向直径先变小再变大；扩颈段外延呈向内扣合状。本发明通过设置缩颈段沿直管段至扩颈段方向直径先变小再变大可以减缓双极板进气口气流速率，降低进气口气流速率，避免气流在双极板进口形成旋流，使旋流提前在缩颈段形成，在扩颈段缓冲后进入双极板，使得燃料电池单片上分配到的气流量均衡，避免了燃料电池进气口和出气口两侧的电压不均情况，提高了燃料电池电压的稳定性和使用效果。提高了燃料电池电压的稳定性和使用效果。提高了燃料电池电压的稳定性和使用效果。


技术研发人员：李宪才 请求不公布姓名 请求不公布姓名 徐云飞
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/10/6