【技術實現步驟摘要】
本申請屬于燃料電池領域，具體涉及一種極板、燃料電池系統及汽車。
技術介紹
1、氫燃料電池是將氫氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。氫燃料電池具有對環境無污染、運行安靜和發電效率高等優點，具有廣闊的應用前景。
2、氫燃料電池主要由燃料電池電堆、燃料供給系統、空氣供給系統等組成。雙極板是燃料電池電堆的核心零部件，其作用包括提供氣體流場、支撐膜電極、傳導電流等。
3、現有的雙極板包括進出口區、分配區和反應區三個部分，反應區包括多個流道，分配區將氫氣、氧氣或冷卻液均勻分配到反應區的不同流道。然而，反應區采用直流道設計，沿流道延伸方向，反應區不同位置電化學反應一致性差，嚴重時會出現熱點，導致質子交換膜破損，影響燃料電池性能及壽命。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種極板、燃料電池系統及汽車，以提高反應區不同位置電化學反應一致性，進而提高燃料電池性能及壽命。
2、為了達到上述目的，本申請提供了一種極板，包括：
3、陽極板，具有相對的正面和背面，所述陽極板的正面設置有氫氣反應區，所述氫氣反應區包括多個間隔設置的氫氣流道；
4、陰極板，具有相對的正面和背面，所述陰極板的正面與所述陽極板的正面相對設置，所述陰極板的正面設置有空氣反應區，所述空氣反應區包括多個間隔設置的空氣流道，所述陰極板的背面設置有冷卻區，所述冷卻區包括多個間隔設置的冷卻流道，至少所述氫氣流道、所述空氣流道和所述冷卻流道之一包括多個波紋段，所述波紋段包括呈一定夾角且
5、可選的，所述氫氣流道、所述空氣流道和所述冷卻流道均包括多個波紋段，沿氫氣、空氣或冷卻液流經方向，所述波紋段的長度逐漸縮小。
6、可選的，沿氫氣流經方向，所述氫氣流道的截面形狀及尺寸相同，沿空氣流經方向，所述空氣流道的截面形狀及尺寸相同，沿冷卻液流經方向，所述冷卻流道的截面形狀及尺寸相同。
7、可選的，所述空氣流道及所述冷卻流道的所述波紋段密度增大方向與所述氫氣流道的所述波紋段密度增大方向相反。
8、可選的，所述陰極板還包括冷卻液入口、冷卻液出口和冷卻液分配區，所述冷卻液入口和所述冷卻液出口分別設置在所述冷卻區兩端，所述冷卻液入口和所述冷卻液出口均連通所述陰極板的正面和背面，兩個所述冷卻液分配區均設置在所述陰極板的背面，一所述冷卻液分配區連接所述冷卻液入口和所述冷卻區，另一所述冷卻液分配區連接所述冷卻液出口和所述冷卻區。
9、可選的，所述冷卻液分配區設置有多個間隔設置的導流柱，所述導流柱包括圓柱，所述導流柱的柱面分配所述冷卻液入口的冷卻液到不同的所述冷卻流道或匯聚不同所述冷卻流道的冷卻液到所述冷卻液出口。
10、可選的，所述冷卻液分配區中部的導流柱之間的間隙小于兩側的導流柱之間的間隙。
11、可選的，多個所述冷卻流道沿列方向間隔設置，所述冷卻液入口、所述冷卻液出口、冷卻液分配區以及所述冷卻區沿行方向設置，多個所述導流柱沿行方向和列方向間隔設置，同一行中相鄰所述導流柱之間間距為2m，同一列中相鄰所述導流柱之間間距為2l，相鄰行所述導流柱在行方向錯位m設置，相鄰列所述導流柱在列方向錯位l設置；
12、所述導流柱包括圓柱，以靠近所述冷卻區且與所述冷卻液入口或冷卻液出口居中對齊的所述導流柱為中心點，環繞所述中心點設置的多環所述導流柱，由內向外外徑逐漸減小。
13、可選的，所述冷卻液分配區設置有支撐凸臺，多個所述支撐凸臺沿列方向間隔設置在所述冷卻液分配區遠離所述冷卻區一側，所述支撐凸臺用于支撐密封墊。
14、可選的，所述冷卻液分配區設置有支撐柱，所述支撐柱位于所述導流柱和所述支撐凸臺以外區域。
15、可選的，所述支撐柱包括圓柱，所述支撐柱的外徑小于或等于任意一個所述導流柱的外徑。
16、可選的，所述陰極板還包括空氣入口、空氣出口和空氣分配區，所述空氣入口和所述空氣出口分別設置在所述空氣反應區兩端，所述空氣入口和所述空氣出口均連通所述陰極板的正面和背面，兩個所述空氣分配區均設置在所述陰極板的正面，一所述空氣分配區連接所述空氣入口和所述空氣反應區，另一所述空氣分配區連接所述空氣出口和所述空氣反應區，所述空氣分配區包括多個空氣分流道，所述空氣分流道一端連接至少一所述空氣流道，所述空氣分流道另一端連接所述空氣入口或所述空氣出口；
17、所述陽極板還包括氫氣入口、氫氣出口和氫氣分配區，所述氫氣入口和所述氫氣出口分別設置在所述氫氣反應區兩端，所述氫氣入口和所述氫氣出口均連通所述陽極板的正面和背面，兩個所述氫氣分配區均設置在所述陽極板的正面，一所述氫氣分配區連接所述氫氣入口和所述氫氣反應區，另一所述氫氣分配區連接所述氫氣出口和所述氫氣反應區，所述氫氣分配區包括多個氫氣分流道，所述氫氣分流道一端連接至少一所述氫氣流道，所述氫氣分流道另一端連接所述氫氣入口或所述氫氣出口。
18、可選的，所述陽極板的正面設置有第一凹槽，所述第一凹槽至少環繞所述氫氣反應區、所述氫氣入口和所述氫氣出口；
19、所述陰極板的正面設置有第二凹槽，所述第二凹槽至少環繞所述空氣反應區、所述空氣入口和所述空氣出口；
20、所述陰極板的背面設置有第三凹槽，所述第三凹槽至少環繞所述冷卻區、所述冷卻液入口和所述冷卻液出口。
21、本申請還提供一種燃料電池系統，包括燃料電池電堆，所述燃料電池電堆包括所述極板、第一端板、第二端板以及膜電極，所述膜電極設置在所述第一端板和所述第二端板之間，所述陽極板設置在所述第一端板和所述膜電極之間，所述陰極板設置在所述膜電極和所述第二端板之間。
22、本申請還提供一種汽車，包括：
23、動力系統；
24、所述燃料電池系統，所述燃料電池系統與所述動力系統連接。
25、本申請公開的極板、燃料電池系統及汽車具有以下有益效果：
26、本申請中，極板包括陽極板和陰極板，陽極板的正面設置有氫氣反應區，氫氣反應區包括多個間隔設置的氫氣流道，陰極板的正面設置有空氣反應區，空氣反應區包括多個間隔設置的空氣流道，陰極板的背面設置有冷卻區，冷卻區包括多個間隔設置的冷卻流道，至少氫氣流道、空氣流道和冷卻流道之一包括多個波紋段，波紋段包括呈一定夾角且連接的兩個直流道節段，沿氫氣、空氣或冷卻液流經方向，波紋段的長度逐漸縮小。氫氣流道、空氣流道或冷卻流道的波紋段采用沿流向長度逐漸縮小的設計，可沿流道方向逐步提高流動阻力、氫氣、空氣或冷卻液的停留時間及接觸面積，改善或消除氫氣和空氣消耗帶來的分布不均勻問題，提高了反應區不同位置電化學反應一致性，提高了燃料電池電堆的性能及壽命。
27、本申請的其他特性和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本申請的實踐而習得。
28、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種極板，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的極板，其特征在于，所述氫氣流道、所述空氣流道和所述冷卻流道均包括多個波紋段，沿氫氣、空氣或冷卻液流經方向，所述波紋段的長度逐漸縮小。
3.根據權利要求2所述的極板，其特征在于，沿氫氣流經方向，所述氫氣流道的截面形狀及尺寸相同，沿空氣流經方向，所述空氣流道的截面形狀及尺寸相同，沿冷卻液流經方向，所述冷卻流道的截面形狀及尺寸相同。
4.根據權利要求2所述的極板，其特征在于，所述空氣流道及所述冷卻流道的所述波紋段密度增大方向與所述氫氣流道的所述波紋段密度增大方向相反。
5.根據權利要求1所述的極板，其特征在于，所述陰極板還包括冷卻液入口、冷卻液出口和冷卻液分配區，所述冷卻液入口和所述冷卻液出口分別設置在所述冷卻區兩端，所述冷卻液入口和所述冷卻液出口均連通所述陰極板的正面和背面，兩個所述冷卻液分配區均設置在所述陰極板的背面，一所述冷卻液分配區連接所述冷卻液入口和所述冷卻區，另一所述冷卻液分配區連接所述冷卻液出口和所述冷卻區。
6.根據權利要求5所述的極板，其特征在于，所述
7.根據權利要求6所述的極板，其特征在于，所述冷卻液分配區中部的導流柱之間的間隙小于兩側的導流柱之間的間隙。
8.根據權利要求7所述的極板，其特征在于，多個所述冷卻流道沿列方向間隔設置，所述冷卻液入口、所述冷卻液出口、冷卻液分配區以及所述冷卻區沿行方向設置，多個所述導流柱沿行方向和列方向間隔設置，同一行中相鄰所述導流柱之間間距為2M，同一列中相鄰所述導流柱之間間距為2L，相鄰行所述導流柱在行方向錯位M設置，相鄰列所述導流柱在列方向錯位L設置；
9.根據權利要求8所述的極板，其特征在于，所述冷卻液分配區設置有支撐凸臺，多個所述支撐凸臺沿列方向間隔設置在所述冷卻液分配區遠離所述冷卻區一側，所述支撐凸臺用于支撐密封墊。
10.根據權利要求9所述的極板，其特征在于，所述冷卻液分配區設置有支撐柱，所述支撐柱位于所述導流柱和所述支撐凸臺以外區域。
11.根據權利要求10所述的極板，其特征在于，所述支撐柱包括圓柱，所述支撐柱的外徑小于或等于任意一個所述導流柱的外徑。
12.根據權利要求5所述的極板，其特征在于，所述陰極板還包括空氣入口、空氣出口和空氣分配區，所述空氣入口和所述空氣出口分別設置在所述空氣反應區兩端，所述空氣入口和所述空氣出口均連通所述陰極板的正面和背面，兩個所述空氣分配區均設置在所述陰極板的正面，一所述空氣分配區連接所述空氣入口和所述空氣反應區，另一所述空氣分配區連接所述空氣出口和所述空氣反應區，所述空氣分配區包括多個空氣分流道，所述空氣分流道一端連接至少一所述空氣流道，所述空氣分流道另一端連接所述空氣入口或所述空氣出口；
13.根據權利要求12所述的極板，其特征在于，所述陽極板的正面設置有第一凹槽，所述第一凹槽至少環繞所述氫氣反應區、所述氫氣入口和所述氫氣出口；
14.一種燃料電池系統，其特征在于，包括燃料電池電堆，所述燃料電池電堆包括如權利要求1～13任意一項所述極板、第一端板、第二端板以及膜電極，所述膜電極設置在所述第一端板和所述第二端板之間，所述陽極板設置在所述第一端板和所述膜電極之間，所述陰極板設置在所述膜電極和所述第二端板之間。
15.一種汽車，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種極板，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的極板，其特征在于，所述氫氣流道、所述空氣流道和所述冷卻流道均包括多個波紋段，沿氫氣、空氣或冷卻液流經方向，所述波紋段的長度逐漸縮小。
3.根據權利要求2所述的極板，其特征在于，沿氫氣流經方向，所述氫氣流道的截面形狀及尺寸相同，沿空氣流經方向，所述空氣流道的截面形狀及尺寸相同，沿冷卻液流經方向，所述冷卻流道的截面形狀及尺寸相同。
4.根據權利要求2所述的極板，其特征在于，所述空氣流道及所述冷卻流道的所述波紋段密度增大方向與所述氫氣流道的所述波紋段密度增大方向相反。
5.根據權利要求1所述的極板，其特征在于，所述陰極板還包括冷卻液入口、冷卻液出口和冷卻液分配區，所述冷卻液入口和所述冷卻液出口分別設置在所述冷卻區兩端，所述冷卻液入口和所述冷卻液出口均連通所述陰極板的正面和背面，兩個所述冷卻液分配區均設置在所述陰極板的背面，一所述冷卻液分配區連接所述冷卻液入口和所述冷卻區，另一所述冷卻液分配區連接所述冷卻液出口和所述冷卻區。
6.根據權利要求5所述的極板，其特征在于，所述冷卻液分配區設置有多個間隔設置的導流柱，所述導流柱包括圓柱，所述導流柱的柱面分配所述冷卻液入口的冷卻液到不同的所述冷卻流道或匯聚不同所述冷卻流道的冷卻液到所述冷卻液出口。
7.根據權利要求6所述的極板，其特征在于，所述冷卻液分配區中部的導流柱之間的間隙小于兩側的導流柱之間的間隙。
8.根據權利要求7所述的極板，其特征在于，多個所述冷卻流道沿列方向間隔設置，所述冷卻液入口、所述冷卻液出口、冷卻液分配區以及所述冷卻區沿行方向設置，多個所述導流柱沿行方向和列方向間隔設置，同一行中相鄰所述導流柱之間間距為2m，同一列中相鄰所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭遷，張鵬飛，陳策遠，許漢君，韋靜思，占文鋒，
申請(專利權)人：廣州汽車集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：
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