CN218160473U - 散热模块及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热模块及燃料电池系统，涉及燃料电池的技术领域。散热模块包括框架；水箱，水箱设置于框架的顶部；散热器，散热器的远离水箱的一端设置有进液管和出液管，进液管适于与电堆冷却液出口连通，出液管适于与电堆冷却液进口连通；散热器的靠近水箱的一端设置有排放管，散热器通过排放管与水箱连通；散热器为多个且并排设置于框架内；补液管，补液管的一端与水箱连通，补液管的另一端适于与电堆冷却液进口连通。燃料电池系统包括散热模块。达到了燃料电池系统集成度好的技术效果。

Description

散热模块及燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及散热模块及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统是一种以燃料电池为核心，通过氢气供给系统、空气供给系统与热管理系统组成的发电装置。氢气供给系统所供应的氢气与空气供给系统所供应的空气在燃料电池内部催化剂的作用下产生电能，并放出大量热量。在系统运行时，热管理系统需要将该部分热量排出系统，保证燃料电池系统工作在一个适宜的温度范围内。

热管理系统一般由水泵、散热器、水箱、去离子器和冷却管路组成。水泵作为动力源，为冷却液的流动提供动力。冷却液作为介质在水泵、燃料电池、散热器、去离子器和冷却管路之间流动。当冷却液流经燃料电池内部时升温带走电堆内部热量；当冷却液流经散热器时降温排出热量。

目前热管理系统都单独使用，单独布置，特别是热管理系统的散热模块，其占地空间较大，而工程机械、轨道交通或者船舶游艇等大功率交通工具与载具能够为散热模块提供的安装工作空间较小。

因此，提供一种集成度好的散热模块及燃料电池系统成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种散热模块及燃料电池系统，以缓解现有技术中燃料电池的散热器集成度差的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种散热模块，包括框架；

水箱，所述水箱设置于所述框架的顶部；

散热器，所述散热器的远离所述水箱的一端设置有进液管和出液管，所述进液管适于与电堆冷却液出口连通，所述出液管适于与电堆冷却液进口连通；所述散热器的靠近所述水箱的一端设置有排放管，所述散热器通过所述排放管与所述水箱连通；所述散热器为多个且并排设置于所述框架内；

补液管，所述补液管的一端与所述水箱连通，所述补液管的另一端适于与电堆冷却液进口连通。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述补液管的另一端与所述出液管连通后适于与电堆冷却液进口连通。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述散热模块还包括去离子器，所述去离子器设置与所述水箱内，所述水箱的顶部开设有用于安装所述去离子器的安装口，所述安装口处设置有密封盖板。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述去离子器包括多孔槽和去离子材料，所述去离子材料设置在所述多孔槽内。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述安装口和所述去离子器的数量均为多个，且所述安装口与所述去离子器一一对应。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述水箱的顶部开设有补水口，所述补水口处设置有水箱盖。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述框架包括横梁和纵梁，相邻两根所述横梁之间等间隔设置有多根所述纵梁，且相邻两根纵梁的两端与所述横梁连接形成用于安装所述散热器的安装座；

所述水箱与顶部的所述横梁连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述每个所述散热器上均设置有散热风扇。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述每个所述散热风扇均设置有供电接线端子和控制接线端子；

所述供电接线端子和所述控制接线端子两者均暴露在所述散热器外面。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种燃料电池系统，包括所述散热模块。

有益效果：

本实用新型提供了一种散热模块，包括框架；水箱，水箱设置于框架的顶部；散热器，散热器的远离水箱的一端设置有进液管和出液管，进液管适于与电堆冷却液出口连通，出液管适于与电堆冷却液进口连通；散热器的靠近水箱的一端设置有排放管，散热器通过排放管与水箱连通；散热器为多个且并排设置于框架内；补液管，补液管的一端与水箱连通，补液管的另一端适于与电堆冷却液进口连通。

具体的，在使用时，工作人员先向散热器内充满冷却液，向水箱内充有一部分冷却液。每个散热器均通过排放管与水箱连接，使得系统运行过程中因温度变化导致冷却液热胀冷缩形成的气体能够汇集到水箱，从而使得散热器内无气体，从而使得由散热器供给冷却液的管路或者冷却系统内无气体，另外，在工作过程中，散热器内的冷却液一部分会从散热器内部流向出液管，另一部分会通过排放管流到水箱内，然后水箱内的冷却液能够顺着补液管回流到散热器的出液管内并排出，通过这样的设置，使得多个燃料电池系统的散热器共用一个水箱，并通过框架集成在一起，提高系统集成度，且冷却液能够快速换热，提高散热效果。

本实用新型提供了一种燃料电池系统，包括散热模块。燃料电池系统与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的散热模块的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的散热模块中去离子器的保证示意图；

图3为本实用新型实施例提供的散热模块的内部示意图；

图4为本实用新型实施例提供的散热模块中水箱和散热器设置在框架上的示意图。

图标：

100-框架；101-横梁；102-纵梁；

200-水箱；201-安装口；202-密封盖板；210-补液管；220-水箱盖；

300-散热器；310-排放管；320-出液管；330-进液管；

400-去离子器；410-多孔槽；420-去离子材料；

500-散热风扇；510-供电接线端子；520-控制接线端子。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种散热模块，包括框架100；水箱200，水箱200设置于框架100的顶部；散热器300，散热器300的远离水箱200的一端设置有进液管330和出液管320，进液管330适于与电堆冷却液出口连通，出液管320适于与电堆冷却液进口连通；散热器300的靠近水箱200的一端设置有排放管310，散热器300通过排放管310与水箱200连通；散热器300为多个且并排设置于框架100内；补液管210，补液管210的一端与水箱200连通，补液管210的另一端适于与电堆冷却液进口连通。

具体的，在使用时，工作人员先向散热器散热器300内充满冷却液，向水箱200内充有一部分冷却液。每个散热器300均通过排放管310与水箱200连接，使得系统运行过程中因温度变化导致冷却液热胀冷缩形成的气体能够汇集到水箱200，从而使得散热器300内无气体，从而使得由散热器供给冷却液的管路或者冷却系统内无气体，另外，在工作过程中，散热器300的进液管330与电堆连接，因此散热器300的进液管330的压力大于出液管320的压力以及水箱200内部的压力，此时散热器300内的冷却液一部分会从散热器300内部流向出液管320，另一部分会通过排放管310流到水箱200内，然后顺着补液管210回流到散热器300的出液管320内并排出，通过这样的设置，使多个燃料电池系统的散热器300共用一个水箱200，并通过框架100集成在一起，提高系统集成度，且冷却液能够快速换热，提高散热效果。

需要指出的是，多个散热器300共用一个水箱200，并且多个散热器300设置在同一框架100上，能够减小占用空间，并且结构简单，拓展性强，根据实际散热需求可以自行增减散热器300的数量。

还需要指出的是，多个散热器300共用一个水箱200，水箱200内的液体会混合，从而使得液体温度趋于一致，并且水箱200内的液体会通过补液管210补充到各个散热器300对应的冷却系统内，从而能够调整多个散热器300内的冷却液的温度，使得多个散热器300内的冷却液的温度趋于一致，从而保证各个燃料电池均处于适宜的工作环境中。

其中，框架包括横梁101和纵梁102，相邻两根横梁101之间等间隔设置有多根纵梁102，且相邻两根纵梁102的两端与横梁101连接形成用于安装散热器300的安装座；水箱200与顶部的横梁101连接。

参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，补液管210的另一端与出液管320连通后适于与电堆冷却液进口连通。

具体的，当散热器300运用到燃料电池系统中，散热器300与冷却水泵连接，冷却水泵突然增大转速时，由于散热器300内部翅片结构密布，散热器内的流阻较大，导致出水口无法向冷却水泵入水口快速供水，进而冷却水泵入口出现负压，无法满足系统的冷却液要求的情况出现。然而，将补液管210与散热器300的出液管320连接能够及时的将冷却液供给冷却水泵，使得水箱200内的冷却液通过补液管210能够直接从散热器300的出液管320排出供给到冷却水泵，从而保证系统的正常冷却需求。

具体的，框架包括横梁101和纵梁102，相邻两根横梁101之间等间隔设置有多根纵梁102，且相邻两根纵梁102与其连接的横梁101连接形成用于安装散热器300的安装座；水箱200设置在最顶部的横梁101上。

参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，散热模块还包括去离子器400，去离子器400设置于水箱200内，水箱200的顶部开设有用于安装去离子器400的安装口201，安装口201处设置有密封盖板202。

具体的，冷却系统各个零部件的金属部分会析出离子进入冷却液，携带大量离子的冷却液流经燃料电池系统内部时，冷却液内的离子在燃料电池的电动势下会定向移动产生电流，导致电堆存在短路的风险，而冷却液的电导率与冷却液中的离子浓度有关，离子浓度越大，冷却液的电导率越大，系统发生短路损坏的风险越大。本实施例提供的散热模块通过在水箱200内设置去离子器400，去离子器400能够吸附冷却液内的离子，保证电堆安全运行。

参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，去离子器400包括多孔槽410和去离子材料420，去离子材料420设置在多孔槽410内。安装口201和去离子器400的数量均为多个，且安装口201与去离子器400一一对应。

具体的，多孔槽410固定设置在安装口201内，去离子材料420设置在多孔槽410内，当水箱200内的冷却液流动时能够穿过多孔槽410与去离子材料420接触，从而完成去离子工作。

其中，多孔槽410设置在水箱200的安装口201内，即，多孔槽410的本体位于水箱200内，多孔槽410的顶部位于安装口201处。另外，多孔槽410的底部可以与水箱200的底板抵接。这样设置多孔槽410后，水箱200内的水能够穿过多孔槽410的孔槽，并且水流能够与多孔槽410内的去离子材料420接触。

另外，水箱200内水流速度较低，去离子材料420不会持续被较高流速的水流冲刷溃损，延长去离子器400的使用寿命。

其中，去离子材料420可以采用阴阳交换树脂，另外，本领域技术人员还可以根据实际需求自行选择去离子材料420的材质，在此不再进行赘述。

参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，水箱200的顶部开设有补水口，补水口处设置有水箱盖220。

具体的，在水箱200的顶部设置补水口，通过补水口可以对水箱200进行补水。

另外，在水箱200的补水口处设置有水箱盖220，在无需补水时，通过水箱盖220密封补水口。

本实施例的可选方案中，水箱200的顶部设置有自动排气阀。

具体的，在水箱200的顶部设置有自动排气阀，当水箱200内的气压达到设定值时，自动排气阀能够打开进行排气，在水箱200内气压下降到设定值以下时，自动排气阀会关闭。

参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，多个散热器300上均设置有散热风扇500，散热风扇500设置在框架100上。

具体的，散热器300固定设置在框架100上，在每个散热器300上均设置有散热风扇500，提高散热器的散热效果。

参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，每个散热风扇500均设置有供电接线端子510和控制接线端子520；供电接线端子510和控制接线端子520设置于散热器300的远离水箱200的一端，且两者均暴露在散热器300外面。

具体的，每个散热风扇500上均设置有供电接线端子510和控制接线端子520，并且供电接线端子510和控制接线端子520两者均暴露在散热器300的外面，以便工作人员接线。

本实施例提供了一种燃料电池系统，包括散热模块。

本实施例提供的燃料电池系统与现有技术相比具有上述散热模块的优势，在此不再进行赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种散热模块，其特征在于，包括：

框架(100)；

水箱(200)，所述水箱(200)设置于所述框架(100)的顶部；

散热器(300)，所述散热器(300)的远离所述水箱(200)的一端设置有进液管(330)和出液管(320)，所述进液管(330)适于与电堆冷却液出口连通，所述出液管(320)适于与电堆冷却液进口连通；所述散热器(300)的靠近所述水箱(200)的一端设置有排放管(310)，所述散热器(300)通过所述排放管(310)与所述水箱(200)连通；所述散热器(300)为多个且并排设置于所述框架(100)内；

补液管(210)，所述补液管(210)的一端与所述水箱(200)连通，所述补液管(210)的另一端适于与电堆冷却液进口连通。

2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述补液管(210)的另一端与所述出液管(320)连通后适于与电堆冷却液进口连通。

3.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，还包括去离子器(400)，所述去离子器(400)设置于所述水箱(200)内，所述水箱(200)的顶部开设有用于安装所述去离子器(400)的安装口(201)，所述安装口(201)处设置有密封盖板(202)。

4.根据权利要求3所述的散热模块，其特征在于，所述去离子器(400)包括多孔槽(410)和去离子材料(420)，所述去离子材料(420)设置在所述多孔槽(410)内。

5.根据权利要求3所述的散热模块，其特征在于，所述安装口(201)和所述去离子器(400)的数量均为多个，且所述安装口(201)与所述去离子器(400)一一对应。

6.根据权利要求1-5任一项所述的散热模块，其特征在于，所述水箱(200)的顶部开设有补水口，所述补水口处设置有水箱盖(220)。

7.根据权利要求1-5任一项所述的散热模块，其特征在于，所述框架包括横梁(101)和纵梁(102)，相邻两根所述横梁(101)之间等间隔设置有多根所述纵梁(102)，且相邻两根纵梁(102)的两端与所述横梁(101)连接形成用于安装所述散热器(300)的安装座；

所述水箱(200)与顶部的所述横梁(101)连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的散热模块，其特征在于，多个所述散热器(300)上均设置有散热风扇(500)；

所述散热风扇(500)设置在所述框架(100)上。

9.根据权利要求8所述的散热模块，其特征在于，每个所述散热风扇(500)均设置有供电接线端子(510)和控制接线端子(520)；

所述供电接线端子(510)和所述控制接线端子(520)设置于所述散热器(300)的远离所述水箱(200)的一端，且两者均暴露在所述散热器(300)外面。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的散热模块。

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