CN211605290U - 燃料电池及其冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池及其冷却系统，所述冷却系统包括冷却水循环单元和水回收单元，所述冷却水循环单元连在燃料电池的电堆进水口和出水口之间，所述水回收单元包括用于分离气体和液体的分水器，所述分水器的入口与燃料电池的电堆的排气口连通，所述分水器的出水口与所述冷却水循环单元连通。该冷却系统能够使电堆的排气口排出的水流至冷却水循环单元，作为冷却水使用。这样，能够有效降低燃料电池的运行维护成本。

Description

燃料电池及其冷却系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池及其冷却系统。

背景技术

燃料电池发电时，电堆温度升高，需要利用冷却系统使其维持在要求的温度范围内。燃料电池运行一段时间后，冷却水中的离子浓度会升高，电导率随之增大，导致燃料电池的绝缘性能下降。

为了保证燃料电池的绝缘性能，需每隔一段时间就更换一次冷却水，更换过程为：人工将冷却水排放干净，然后外接冷却水加注系统，加注新的冷却水，这导致燃料电池的运行维护成本高。

有鉴于此，如何降低燃料电池的运行维护成本，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种燃料电池的冷却系统，所述冷却系统包括冷却水循环单元和水回收单元，所述冷却水循环单元连在燃料电池的电堆进水口和出水口之间，所述水回收单元包括用于分离气体和液体的分水器，所述分水器的入口与燃料电池的电堆的排气口连通，所述分水器的出水口与所述冷却水循环单元连通。

该冷却系统能够使电堆的排气口排出的水流至冷却水循环单元，作为冷却水使用，这样，能够有效降低燃料电池的运行维护成本。

可选地，所述冷却系统还包括蓄水箱，所述蓄水箱连在所述分水器的出水口和所述冷却水循环单元之间。

可选地，所述冷却系统还包括进水阀，所述进水阀连在所述蓄水箱与所述冷却水循环单元之间。

可选地，所述冷却系统还包括用于检测冷却水中的离子浓度的离子浓度传感器以及供冷却水排放的排水阀，所述离子浓度传感器、所述排水阀和所述进水阀均与燃料电池的电控单元电气连接，并配置为：当燃料电池的电控单元判断冷却水的当前离子浓度达到预设的离子浓度上限时，开启所述排水阀和所述进水阀。

可选地，所述冷却水循环单元包括主管路，所述主管路的进出口分别与电堆的出水口和进水口连通，还包括散热器、过滤器和循环泵，三者均连在所述主管路上。

可选地，所述冷却水循环单元还包括节温器和与所述散热器并连的旁通管路，所述节温器设有主阀口和旁通阀口，所述节温器的主阀口连在所述主管路上，所述旁通管路的出口连于所述节温器的旁通阀口。

可选地，所述冷却水循环系统还包括加热器，所述加热器连在所述旁通管路上。

本实用新型还提供一种燃料电池，包括电堆和用于调节电堆温度的冷却系统，所述冷却系统为上述任一项所述的冷却系统。

由于上述冷却系统具有上述技术效果，所以包括上述冷却系统的燃料电池也具有上述技术效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的燃料电池及其冷却系统一种具体实施例的示意图。

附图标记说明如下：

1电堆；

2冷却系统；

21冷却水循环单元，211主管路，212散热器，213过滤器，214循环泵，215节温器，216旁通管路，217加热器；

22水回收单元，221分水器，222蓄水箱，223进水阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。

如图1所示，该燃料电池包括电堆1和冷却系统2。

电堆1设有供冷却水进出的进水口和出水口，还设有供气体进出的进气口和排气口，自排气口排出的除了未反应的空气外，还有电堆1内部化学反应产生的水。

冷却系统2包括冷却水循环单元21，冷却水循环单元21连在电堆1的进水口和出水口之间。还包括水回收单元22，水回收单元包括分水器221，分水器221的入口与电堆1的排气口连通，用于将自排气口排出的空气和水分离开。分水器221的出水口与冷却水循环单元连通，使分离出的水流至冷却水循环单元，作为冷却水使用。这样，能够有效降低燃料电池的运行维护成本。

如图1所示，水回收单元22还可以包括蓄水箱222，蓄水箱222连在分水器221的出水口和冷却水循环单元21之间。这样，可以先将自分水器221分离出的水存储到蓄水箱222内，当冷却水内的离子浓度达到上限时，再将蓄水箱222内存储的水通入冷却水循环单元21，实现冷却水的更换或补充。

如图1所示，水回收单元22还可以包括进水阀223，进水阀223连在蓄水箱222的出水口与冷却水循环单元21之间。当进水阀223打开时，蓄水箱222与冷却水循环单元21连通，从而可以进行冷却水的更换或补充，当进水阀223关闭时，蓄水箱222与冷却水循环单元21不通，这时，分离器221分离出的水暂存在蓄水箱222内。

进一步的，水回收单元22还可以包括离子浓度传感器和排水阀(图中未示出)。离子浓度传感器用于检测冷却水中的离子浓度。排水阀与冷却水循环单元连通，排水阀打开时，冷却水循环单元和电堆内的冷却水从排出阀排出。

离子浓度传感器、排水阀和进水阀均与燃料电池的电控单元(FCU)电气连接，电控单元预设离子浓度上限，当电控单元判断冷却水中的当前离子浓度达到预设离子浓度上限时，开启排水阀并开启进水阀，实现冷却水的自动更换，相比人工更换冷却水而言，效率更高、成本更低。

如图1所示，冷却水循环单元21包括主管路211，主管路211的进口与电堆1的出水口连通，主管路211的出口与电堆1的进水口连通。还包括散热器212、过滤器213和循环泵214，散热器212、过滤器213和循环泵214均连在主管路211上。散热器212一般采用风冷散热器，冷却水在循环泵214的作用下流经风冷散热器，与空气换热从而得以降温。

如图1所示，冷却水循环单元21还可以包括节温器215和旁通管路216。节温器215具有主阀口和旁通阀口，节温器215的主阀口连在主管路211上。旁通管路216与散热器212并连，旁通管路216的进口连在主管路211上、出口连于节温器215的旁通阀口。

节温器215根据冷却水温度适当调整冷却水流向，当冷却水温度较低时，节温器215的旁通阀口打开，使冷却水基本全部流经旁通管路216，而不流经散热器212，以便电堆1尽快达到所需的温度。随着电堆1温度逐渐升高，节温器215的主阀口逐渐打开，使部分冷却水流经散热器212，从而降低冷却水温度。当散热需求很大时，节温器215的主阀口会完全打开，使冷却水基本全部流经散热器212，而不流经旁通管路216，以此满足散热需求。

如图1所示，冷却水循环单元21还可以包括加热器217，加热器217连在旁通管路216上，加热器217的作用是给冷却水辅助加热，使冷却水尽快达到需求的温度，缩短燃料电池的冷启动时间。

以上对本实用新型所提供的燃料电池及其冷却系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括冷却水循环单元(21)和水回收单元(22)，所述冷却水循环单元(21)连在燃料电池的电堆(1)进水口和出水口之间，所述水回收单元(22)包括用于分离气体和液体的分水器(221)，所述分水器(221)的入口与燃料电池的电堆(1)的排气口连通，所述分水器(221)的出水口与所述冷却水循环单元(21)连通。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统(2)还包括蓄水箱(222)，所述蓄水箱(222)连在所述分水器(221)的出水口和所述冷却水循环单元(21)之间。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统(2)还包括进水阀(223)，所述进水阀(223)连在所述蓄水箱(222)与所述冷却水循环单元(21)之间。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统(2)还包括用于检测冷却水中的离子浓度的离子浓度传感器以及供冷却水排放的排水阀，所述离子浓度传感器、所述排水阀和所述进水阀(223)均与燃料电池的电控单元电气连接，并配置为：当燃料电池的电控单元判断冷却水的当前离子浓度达到预设的离子浓度上限时，开启所述排水阀和所述进水阀(223)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却水循环单元(21)包括主管路(211)，所述主管路(211)的进出口分别与电堆(1)的出水口和进水口连通，还包括散热器(212)、过滤器(213)和循环泵(214)，三者均连在所述主管路(211)上。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却水循环单元(21)还包括节温器(215)和与所述散热器(212)并连的旁通管路(216)，所述节温器(215)设有主阀口和旁通阀口，所述节温器(215)的主阀口连在所述主管路(211)上，所述旁通管路(216)的出口连于所述节温器(215)的旁通阀口。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却水循环单元(21)还包括加热器(217)，所述加热器(217)连在所述旁通管路(216)上。

8.一种燃料电池，包括电堆(1)和用于调节电堆(1)温度的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统为权利要求1-7任一项所述的冷却系统(2)。

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