CN208507830U - 可提高电池性能的风冷燃料电池堆 - Google Patents

Abstract

本公开属于风冷燃料电池领域，具体涉及一种可提高电池性能的风冷燃料电池堆，包括燃料电池堆体，所述燃料电池堆体的顶部为空气入口且设置有引风机、底部为空气出口，在燃料电池堆体的正下方还设置有一个弧形引风板，所述弧形引风板在轴向上的投影面积大于燃料电池堆体在轴向上的投影面积，且弧形引风板的内凹面朝向燃料电池堆体。本公开可以在燃料电池堆体底部以及周围形成热风包围圈，以提高燃料电池堆体出口温度，同时减少温差，降低热辐射散热所带走的热量，减少对空气量的需求量，以此降低电池性能受到影响的概率。

Description

可提高电池性能的风冷燃料电池堆

技术领域

本公开涉及燃料电池技术领域，尤其涉及可提高电池性能的风冷燃料电池堆。

背景技术

燃料电池的高效率和它对环境的友好性使得其在便携式电源上有很很大的应用前景。对于便携式电源，传统的燃料电池系统显得十分臃肿。为了简化传统的燃料电池系统，风冷电堆成了一个可行的方法。

现有技术中，氢燃料电堆工作时同时会产生一定的热量，该热量散失途径包括：1、强制对流换热带走热量；2、自然对流换热带走热量；3、辐射散热带走热量。其中，辐射散热是指当物体由于热的原因而通过电磁波向外传递能量的方式称为热辐射，即当电池运行时电堆的温度高于环境温度，此时电堆对环境有一定的辐射散热量；温差越大，热辐射量越大，燃料电池堆体温度越高，造成所需散热空气量越大。

此外，电池化学反应所需的空气量远小于冷却电堆所需的空气流量。当电堆功率一定时，电堆出口温度越低，冷却电堆所需的空气量越大。

但当冷却电堆所需的空气量过大时，会导致电堆内的GDL含水量降低，影响质子交换，从而导致电池性能受到影响。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种可提高电池性能的风冷燃料电池堆，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供可提高电池性能的风冷燃料电池堆，包括燃料电池堆体，所述燃料电池堆体的顶部为空气入口且设置有引风机、底部为空气出口，在燃料电池堆体的正下方还设置有一个弧形引风板，所述弧形引风板在轴向上的投影面积大于燃料电池堆体在轴向上的投影面积，且弧形引风板的内凹面朝向燃料电池堆体。

本公开的实施例中，还包括安装支架，所述安装支架的上半段为一个矩形镂空箱、下半段为四个支撑脚架，所述燃料电池堆体置于矩形镂空箱内且底部与矩形镂空箱底端面上均匀设置的减震柱连接；所述弧形引风板置于四个支撑脚架之间且与安装支架固定。

本公开的实施例中，每个减震柱包括螺旋弹簧和支撑管，所述螺旋弹簧的顶端与燃料电池堆体的底部固定、底端置于支撑管内，所述支撑管的底端与矩形镂空箱的内底端面固定。

本公开的实施例中，所述弧形引风板与安装支架通过粘胶固定。

本公开的实施例中，在弧形引风板上表面均匀分布有四组安装孔，所述弧形引风板通过固定绳穿过安装孔与安装支架固定。

本公开的实施例中，所述弧形引风板包括采用塑料制成的弧形基板，在弧形基板的外表面贴有一层铝箔。

本公开的实施例中，还包括两个竖向引风挡板，每个竖向引风挡板的底端面与弧形引风板的上表面边缘固定。

本公开的实施例中，在竖向引风挡板的内侧壁上还开有引风沟渠，所述引风沟渠的中心轴线与燃料电池堆体的中心轴线平行。

本公开的实施例中，在弧形引风板上还开有若干个透气孔，若干个透气孔围成环形圈，且环形圈的中心线与燃料电池堆体的中心轴线重合。

本公开的实施例中，每个透气孔的直径为0.5～1cm。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例中，在燃料电池堆体的正下方设置了一个弧形引风板，该弧形引风板在轴向上的投影面积大于燃料电池堆体在轴向上的投影面积，且弧形引风板的内凹面朝向燃料电池堆体，以上结构使得氢燃料电池堆强制对流换热反应后的热量以及自然对流换热带走热量会被弧形引风板进行一定的阻挡，将燃料电池堆体散发的部分热量利用起来，热量从燃料电池堆体下底散发后在弧形引风板聚集，这样对燃料电池堆体底部以及周围形成热风包围圈，可提高燃料电池堆体出口温度，同时减少温差，降低热辐射散热所带走的热量，减少对空气量的需求量，以此降低电池性能受到影响的概率。

附图说明

图1示出本公开示例性实施例中示意图；

图2示出本公开示例性实施例中弧形引风板安装竖向引风挡板后的俯视图；

图3示出本公开示例性实施例中减震柱的结构图。

附图标记说明：

100-燃料电池堆体，200-弧形引风板，300-安装支架，400-支撑脚架，500-减震柱，201-安装孔，202-竖向引风挡板，203-引风沟渠，204-透气孔，501-螺旋弹簧，502-支撑管。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中提供了一种可提高电池性能的风冷燃料电池堆，结合参考图1～2所示，包括燃料电池堆体100，所述燃料电池堆体100的顶部为空气入口且设置有引风机、底部为空气出口，在燃料电池堆体100的正下方还设置有一个弧形引风板200，所述弧形引风板200在轴向上的投影面积大于燃料电池堆体100在轴向上的投影面积，且弧形引风板200的内凹面朝向燃料电池堆体100。

针对现有的燃料电池堆体100周围环境与本体温差大，以及燃料电池堆体100出口温度越低，冷却电堆所需的空气量越大的问题，本实用新型在燃料电池堆体100的正下方设置了一个弧形引风板200，该弧形引风板200在轴向上的投影面积大于燃料电池堆体100在轴向上的投影面积，且弧形引风板200的内凹面朝向燃料电池堆体100，因为以上结构，使得氢燃料电池堆强制对流换热反应后的热量以及自然对流换热带走热量会被弧形引风板200进行一定的阻挡，将燃料电池堆体100散发的部分热量利用起来，热量从燃料电池堆体100下底散发后在弧形引风板200聚集，这样对燃料电池堆体100底部以及周围形成热风包围圈，可提高燃料电池堆体100出口温度，同时减少温差，降低热辐射散热所带走的热量，减少对空气量的需求量，以此降低电池性能受到影响的概率。在本公开的这一实施例中，燃料电池堆体100的空气入口、空气出口以及引风机在燃料电池堆体100上如何设置属于现有结构，在此不多做阐述。另外，本公开优选将弧形引风板200的最低点与燃料电池堆体100的底端距离设置在10cm～20cm之间，这一可保证空气的顺利流通，也避免过于聚集影响燃料电池堆体100的散热效果。

本公开的实施例中，结合参考图1所示，还包括安装支架300，所述安装支架300的上半段为一个矩形镂空箱、下半段为四个支撑脚架400，所述燃料电池堆体100置于矩形镂空箱内且底部与矩形镂空箱底端面上均匀设置的减震柱500连接；所述弧形引风板200置于四个支撑脚架400之间且与安装支架300固定。本公开采用安装支架300作为燃料电池堆体100与弧形引风板200的安装基体，该安装支架300包括多根竖杆和多根横杆，多根竖杆和多根横杆通过螺栓安装或通过打孔安装块的方式进行连接，最后形成一个矩形箱体的镂空框架结构；本公开在示例性实施例中优选采用打孔安装块的方式进行连接，(打孔安装块的具有结构在附图中为表示)，即在打孔安装块至少开有一个十字通道，然后沿竖杆或横杆中的径向也开有一个通孔，在连接时，可先将竖杆穿过十字通道的竖向通道，然后再将横杆在贯穿横向通道的时候也贯穿竖杆上的通孔，依次一根竖杆和一根横杆就被固定在了一个打孔安装块中了。

本公开的实施例中，结合参考图1、3所示，每个减震柱500包括螺旋弹簧501和支撑管502，所述螺旋弹簧501的顶端与燃料电池堆体100的底部固定、底端置于支撑管502内，所述支撑管502的底端与矩形镂空箱的内底端面固定。由于燃料电池堆体100是由两块板和多根贯穿两块板的安装管连接而成，且安装支架也是多根竖杆和多根横杆连接而成，所以本公开在安装支架300所对应的横杆与燃料电池堆体100的底端杆之间设置有多个减震柱500，多个减震柱500连接在两者之间后形成了一个减震面，可对燃料电池堆体100进行保护，提供抗震能力。

本公开的实施例中，结合参考图1、2所示，在弧形引风板200上表面均匀分布有四组安装孔201，所述弧形引风板200通过固定绳穿过安装孔201与安装支架300固定。以上为示例性实施例中弧形引风板200与安装支架300固定的实施方式，固定绳可采用尼龙绳也可采用铁丝，具体安装方式属于公知常识，不做赘述。

本公开的实施例中，结合参考图2所示，所述弧形引风板200包括采用塑料制成的弧形基板，在弧形基板的外表面贴有一层铝箔。铝箔属于热反射材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，将其作为弧形引风板200与热空气的直接接触面，可有效将热量反馈在燃料电池堆体100底部以及周围，降低温差。采用塑料制成的弧形基板可减少整个的装置的重量。

本公开的实施例中，结合参考图1、2所示，还包括两个竖向引风挡板202，每个竖向引风挡板202的底端面与弧形引风板200的上表面边缘固定。以上为优选结构，可进一步改变所聚集热量的方向，降低水平方向热量的散失，提高空气竖向流动的概率，以便减少温差。

本公开的实施例中，结合参考图2所示，在竖向引风挡板202的内侧壁上还开有引风沟渠203，所述引风沟渠203的中心轴线与燃料电池堆体100的中心轴线平行。引风沟渠203为优选结构，可提高空气竖向流动的概率，形成气流条。

本公开的实施例中，结合参考图2所示，在弧形引风板200上还开有若干个透气孔204，若干个透气孔204围成环形圈，且环形圈的中心线与燃料电池堆体100的中心轴线重合。透气孔204的设置也可进一步保证空气在轴向上的顺利流通，多个透气孔204围成环形圈，弧形引风板200的中心部分还是实心板，以便热量聚集。

本公开的实施例中，每个透气孔204的直径为0.5～1cm。透气孔204直径为优选结构，可散热，也避免热量散失过快。

本公开的实施例中，所述弧形引风板200与安装支架300通过粘胶固定(该结构附图未表示)。以上为另一种弧形引风板200与安装支架300固定的实施方式，具体粘粘时，可将弧形引风板200的外壁与支撑脚架400的杆壁粘粘。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

总之，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.可提高电池性能的风冷燃料电池堆，包括燃料电池堆体，所述燃料电池堆体的顶部为空气入口且设置有引风机、底部为空气出口，其特征在于，在燃料电池堆体的正下方还设置有一个弧形引风板，所述弧形引风板在轴向上的投影面积大于燃料电池堆体在轴向上的投影面积，且弧形引风板的内凹面朝向燃料电池堆体。

2.根据权利要求1所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，还包括安装支架，所述安装支架的上半段为一个矩形镂空箱、下半段为四个支撑脚架，所述燃料电池堆体置于矩形镂空箱内且底部与矩形镂空箱底端面上均匀设置的减震柱连接；所述弧形引风板置于四个支撑脚架之间且与安装支架固定。

3.根据权利要求1所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，每个减震柱包括螺旋弹簧和支撑管，所述螺旋弹簧的顶端与燃料电池堆体的底部固定、底端置于支撑管内，所述支撑管的底端与矩形镂空箱的内底端面固定。

4.根据权利要求2所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，所述弧形引风板与安装支架通过粘胶固定。

5.根据权利要求2所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，在弧形引风板上表面均匀分布有四组安装孔，所述弧形引风板通过固定绳穿过安装孔与安装支架固定。

6.根据权利要求1所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，所述弧形引风板包括采用塑料制成的弧形基板，在弧形基板的外表面贴有一层铝箔。

7.根据权利要求1所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，还包括两个竖向引风挡板，每个竖向引风挡板的底端面与弧形引风板的上表面边缘固定。

8.根据权利要求7所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，在竖向引风挡板的内侧壁上还开有引风沟渠，所述引风沟渠的中心轴线与燃料电池堆体的中心轴线平行。

9.根据权利要求1所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，在弧形引风板上还开有若干个透气孔，若干个透气孔围成环形圈，且环形圈的中心线与燃料电池堆体的中心轴线重合。

10.根据权利要求9所述的风冷燃料电池堆，其特征在于，每个透气孔的直径为0.5～1cm。