CN217522057U - 一种具有冷却装置的燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有冷却装置的燃料电池系统，包括燃料电池电堆以及与所述燃料电池电堆连接的进气部、排气部、排水部，其特征在于，所述燃料电池电堆上设有散热部；所述散热部连接有循环散热管路，所述循环散热管路包括依次连接的电子节温器，所述电子节温器后端连接有散热器、冷却水泵，所述散热器与所述冷却水泵连通，所述冷却水泵连接有冷却水箱，本申请通过设置冷却部，通过冷却部对燃料电池电堆进行温度控制，同时还设有冷却循环系统，既可以对燃料电池电堆的温度进行控制，也可以对燃料电池电堆的进气温度进气控制，进而可以将燃料电池电堆的温度控制在合适的范围内，提高了燃料电池的工作效率。

Description

一种具有冷却装置的燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体是一种具有冷却装置的燃料电池系统。

背景技术

氢燃料电池，在使用的过程中，尤其是用在叉车上时，往往不具有温度调节系统，燃料电池系统随着时间和工作环境而产生温度变化，导致燃料电池系统的温度不稳定，无法有效的保持在合适的温度范围内，使得燃料电池的效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有冷却装置的燃料电池系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有冷却装置的燃料电池系统，包括燃料电池电堆以及与所述燃料电池电堆连接的进气部、排气部、排水部，其特征在于，所述燃料电池电堆上设有散热部；

所述散热部连接有循环散热管路，所述循环散热管路包括依次连接的电子节温器，所述电子节温器后端连接有散热器、冷却水泵，所述散热器与所述散热器连通，所述冷却水泵连接有冷却水箱。

作为本实用新型进一步的方案：进气部包括空气进气端装置和氢气进气装置。

作为本实用新型进一步的方案：空气进气装置包括与燃料电池电堆连通的空压机，所述空压机的进气端连接有空气滤清器。

作为本实用新型进一步的方案：空压机与所述电子节温器连通，所述空压机连接有空压机控制器。

作为本实用新型进一步的方案：氢气进气端包括储氢瓶，所述储氢瓶,通过氢气减压阀与所述燃料电池电堆连通。

作为本实用新型进一步的方案：电子节温器通过加热器与所述冷却水泵连通，所述加热器与所述冷却水箱连通。

作为本实用新型进一步的方案：空压机与所述燃料电池电堆之间设有中冷器，所述中冷器与所述冷却水泵、电子节温器连通。

作为本实用新型进一步的方案：排水部包括储水箱，所述储水箱通过气水分离器与所述燃料电池电堆连通，所述排气部包括与燃料电池电堆连通的排气背压阀，所述排气背压阀与所述储水箱连通。

作为本实用新型进一步的方案：气水分离器的排气端通过排氢电磁阀与所述储水箱连通，所述气水分离器的排气端通过氢气循环泵与所述燃料电池电堆的氢气进口连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本申请通过设置冷却部，通过冷却部对燃料电池电堆进行温度控制，同时还设有冷却循环系统，既以对燃料电池电堆的温度进行控制，也可以对燃料电池电堆的进气温度进气控制，进而可以将燃料电池电堆的温度控制在合适的范围内，提高了燃料电池的工作效率。

附图说明

图1为本申请实施例1电池系统示意图；

图2为本申请实施例2电池系统示意图；

图中：1-燃料电池电堆、2-空压机、3-空气滤清器、4-储氢瓶、5-氢气减压阀、6-散热部、7-电子节温器、8-冷却水箱、9-散热器、10-冷却水泵、11-排气背压阀、12-气水分离器、13-排氢电磁阀、14-储水箱、15-氢气循环泵、16-加热器、17-中冷器、18-空压机控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种具有冷却装置的燃料电池系统，包括燃料电池电堆1以及与燃料电池电堆连接的进气部、排气部、排水部，进气部包括空气进气装置和氢气进气装置，空气进气装置包括与燃料电池电堆1连通的空压机2，空压机2的进气端连接有空气滤清器3，氢气进气端包括储氢瓶4，储氢瓶4通过氢气减压阀5与燃料电池电堆1连通，排水部包括储水箱14，储水箱14通过气水分离器12与燃料电池电堆1连通，排气部包括与燃料电池电堆1连通的排气背压阀11，排气背压阀11与储水箱14连通，气水分离器12的排气端通过排氢电磁阀13与储水箱14连通，气水分离器12的排气端通过氢气循环泵15与燃料电池电堆1的氢气进口连通。

燃料电池电堆1上设有散热部6；散热部6连接有循环散热管路，循环散热管路包括依次连接的电子节温器7，电子节温器7后端连接有散热器9、冷却水泵10，散热器9与冷却水泵10连通，冷却水泵10连接有冷却水箱8。

本实施例中，存储在储氢瓶4中的高压氢气，经氢气减压阀5到燃料电池电堆1的阳极；空气经空气滤清器3、空压机2进入燃料电池电堆1的阴极；在催化剂的作用下氢气分子分解为氢质子和电子，氢质子穿过质子交换膜到达阴极，电子在外电路运行，从而产生电能。阴极上氧分子在催化剂的作用下和电子、氢质子化合反应生成水。多余的氢气经气水分离器12后分成两路：一路经氢气循环泵15回燃料电池电堆1继续与氧气进行电化学反应；另一路经排氢电磁阀13到储水箱14与从燃料电池电堆1排出进入储水箱14的空气进行混合，混合后以尾气的形式从排气口排出。

同时本实施例的燃料电池电堆1还设有散热部6，当冷却液温度≤80℃时，散热器9的风扇不工作；冷却液温度＞80℃时，散热器9的风扇工作。当冷却液温度≤80℃，冷却水箱8的冷却液经冷却水泵10、燃料电池电堆1、电子节温器7到冷却水泵10，进而控制燃料电池电堆1温度，当冷却液温度＞80℃，冷却水箱8的冷却液经冷却水泵10、燃料电池电堆1、电子节温器7、散热器9到冷却水泵10，控制燃料电池电堆1的温度。

实施例2

请参阅图2，本实用新型实施例中，一种具有冷却装置的燃料电池系统，包括燃料电池电堆1以及与燃料电池电堆连接的进气部、排气部、排水部，进气部包括空气进气端装置和氢气进气装置，空气进气装置包括与燃料电池电堆1连通的空压机2，空压机2的进气端连接有空气滤清器3，氢气进气端包括储氢瓶4，储氢瓶4通过氢气减压阀5与燃料电池电堆1连通，排水部包括储水箱14，储水箱14通过气水分离器12与燃料电池电堆1连通，排气部包括与燃料电池电堆1连通的排气背压阀11，排气背压阀11与储水箱14连通，气水分离器12的排气端通过排氢电磁阀13与储水箱14连通，气水分离器12的排气端通过氢气循环泵15与燃料电池电堆1的氢气进口连通

燃料电池电堆1上设有散热部6；散热部6连接有循环散热管路，循环散热管路包括依次连接的电子节温器7，电子节温器7后端连接有散热器9、冷却水泵10，散热器9与冷却水泵10连通，冷却水泵10连接有冷却水箱8，电子节温器7通过加热器16与冷却水泵10连通，加热器16与冷却水箱8连通。

此外，空压机2与电子节温器7连通，空压机2连接有空压机控制器18，空压机控制器18与散热部6信号连通，空压机2与燃料电池电堆1之间设有中冷器17，中冷器17与冷却水泵10、电子节温器7连通。

本实施例中，高压氢气(35Mpa)存储在储氢瓶4中，经氢气减压阀5到燃料电池电堆1的阳极，在催化剂的作用下氢气与氧气进行电化学反应产生电能，多余的氢气经气水分离器12后分成两路：一路经氢气循环泵15回燃料电池电堆1继续与氧气进行电化学反应；另一路经排气背压阀11到储水箱14与从燃料电池电堆1排出进入储水箱14的空气进行混合，混合后以尾气的形式从排气口排出。

还包括空气循环系统，空气经空气滤清器3、空压机2、中冷器17进入燃料电池电堆1的阴极，在催化剂的作用下氢气与空气中的氧气进行电化学反应产生电能，多余的空气经背压阀到储水箱14与从燃料电池电堆1排出进入储水箱14的氢气进行混合，混合后以尾气的形式从排气口排出。空压机2输出的流量由空压机控制器18控制；中冷器17对空压机2出口空气温度进行冷却，保证进入燃料电池电堆1阴极的空气温度满足要求。

同时还设有热管理系统，当冷却液温度＜60℃时，加热器16工作，散热器9的风扇不工作；当60℃＜冷却液温度≤80℃时，加热器16不工作，散热器9的风扇不工作；冷却液温度＞80℃时，加热器16不工作，散热器9的风扇工作。当冷却液温度≤80℃时，冷却水箱8的冷却液经冷却水泵10后分三路：第一路经燃料电池电堆1、电子节温器7、加热器16到冷却水泵10，控制燃料电池电堆1温度；第二路经中冷器17、电子节温器7、加热器16到冷却水泵10，控制燃料电池电堆1进口空气温度；第三路经空压机控制器18、空压机2、电子节温器7、加热器16到冷却水泵10，控制空压机控制器18及空压机2温度。当冷却液温度＞80℃，冷却水箱8的冷却液经冷却水泵10后分三路：第一路经燃料电池电堆1、电子节温器7、散热器9到冷却水泵10，控制燃料电池电堆1温度；第二路经中冷器17、电子节温器7、散热器9到冷却水泵10，控制燃料电池电堆1进口空气温度；第三路经空压机控制器18、空压机2、电子节温器7、散热器9到冷却水泵10，控制空压机控制器18及空压机2温度。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种具有冷却装置的燃料电池系统，包括燃料电池电堆(1)以及与所述燃料电池电堆连接的进气部、排气部、排水部，其特征在于，所述燃料电池电堆(1)上设有散热部(6)；

所述散热部(6)连接有循环散热管路，所述循环散热管路包括依次连接的电子节温器(7)，所述电子节温器(7)后端连接有散热器(9)、冷却水泵(10)，所述散热器(9)与所述冷却水泵(10)连通，所述冷却水泵(10)连接有冷却水箱(8)。

2.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述进气部包括空气进气装置和氢气进气装置。

3.根据权利要求2所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述空气进气装置包括与燃料电池电堆(1)连通的空压机(2)，所述空压机(2)的进气端连接有空气滤清器(3)。

4.根据权利要求3所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述空压机(2)与所述电子节温器(7)连通，所述空压机(2)连接有空压机控制器(18)。

5.根据权利要求2所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述氢气进气端包括储氢瓶(4)，所述储氢瓶(4)通过氢气减压阀(5)与所述燃料电池电堆(1)连通。

6.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述电子节温器(7)通过加热器(16)与所述冷却水泵(10)连通，所述加热器(16)与所述冷却水箱(8)连通。

7.根据权利要求3所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述空压机(2)与所述燃料电池电堆(1)之间设有中冷器(17)，所述中冷器(17)与所述冷却水泵(10)、电子节温器(7)连通。

8.根据权利要求1所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述排水部包括储水箱(14)，所述储水箱(14)通过气水分离器(12)与所述燃料电池电堆(1)连通，所述排气部包括与燃料电池电堆(1)连通的排气背压阀(11)，所述排气背压阀(11)与所述储水箱(14)连通。

9.根据权利要求8所述的一种具有冷却装置的燃料电池系统，其特征在于，所述气水分离器(12)的排气端通过排氢电磁阀(13)与所述储水箱(14)连通，所述气水分离器(12)的排气端通过氢气循环泵(15)与所述燃料电池电堆(1)的氢气进口连通。

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