CN218333883U - 一种水冷式氢燃料电池电堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷式氢燃料电池电堆，包括底座，所述底座的上表面上固定连接有外壳，所述外壳的上表面上设置有电解槽，所述外壳的上表面上固定连接有盖板，所述盖板的上表面上固定连接有两个电极，所述底座的上表面上固定连接有氢气罐和氧气罐，设有进气机构，有利于通过多个导气管的设置，可以同时将氢气与氧气运输到电解池的不同位置，便于氢气与氧气进行电解，便于氢燃料电池电堆更好的进行电解反应并进行放电，设有冷却机构，有利于利用水泵将电解产生的水进行输送，利用水冷的方式进行散热，可以对电解槽内部的电解液进行全面的散热，而且实现了对水资源的重复性利用，提高的资源的利用率。

Description

一种水冷式氢燃料电池电堆

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，更具体地涉及一种水冷式氢燃料电池电堆。

背景技术

燃料电池是一项非常有前景的能源技术，与现有的传统能量转化技术相比，燃料电池具有许多优点，比如能量转化效率高、无污染等，因此得到了越来越广泛的应用，随着氢能汽车的大力发展，越来越多的氢燃料电池电堆系统将装配于氢能汽车上，常见的氢燃料电池在汽车上的运用通常为氢燃料电池电堆形式使用，氢燃料电池主要由固定组件、进料组件和散热组件组成，氢燃料电池具有无污染，电力充足，使用方便等优点。

常见的氢燃料电池电堆在进行使用时，需要将氢气与氧气输送到电解池内部进行电解，常见的气体运输方式都是通过一根管道进行运输，通过一根管道进行运输到导致经过运输的气体会集中在气体入口处，需要随着时间的进行才能到达电解池的不同位置，不利于电解的进行。

常见的氢燃料电池电堆在进行电解时会产生大量的热量，常见的对电池进行散热的方式通常为通过吹风的方式进行散热，吹风只能对电解液表面进行散热，电解液内部并不能进行散热，散热的效果较差，而且需要使用提到动力源提供动力，需要使用到较多的资源。

常见的氢燃料电池电堆中的极板表面的流道都是直通型且相互不平行的，由于气体的传输主要依靠扩散，当气体作层流运动时，气体向MEA的传递就相对比较弱，使得流体不能够均匀的分布，不利于氢气与氧气在极板表面进行电解。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种水冷式氢燃料电池电堆，以解决上述背景技术中存在的问题。

本实用新型提供如下技术方案：一种水冷式氢燃料电池电堆，包括底座，所述底座的上表面上固定连接有外壳，所述外壳的上表面上设置有电解槽，所述外壳的上表面上固定连接有盖板，所述盖板的上表面上固定连接有两个电极，所述底座的上表面上固定连接有氢气罐和氧气罐，所述外壳的左右侧壁上设置有用于输送气体的进气机构，所述外壳的外壁上设置有用于冷却的冷却机构，所述电解槽的内部设置有用于导流的导流机构；

所述进气机构包括固定连接在氢气罐和氧气罐侧壁上的两个进气管，所述进气管的另一端固定连接有连接管，所述连接管的侧壁上设置有多个导气管，每个所述导气管的另一端与电解槽连通，两个所述电极的下端均延伸至电解槽内部。

进一步的，所述氢气罐和氧气罐分别设置在外壳的左右两侧。

进一步的，两个所述进气管分别与氢气罐和氧气罐内部空间连通，所述进气管、连接管和导气管连通。

进一步的，所述冷却机构包括固定连接在外壳侧壁上的支撑台，所述支撑台的上表面上安装有水泵，所述水泵的进水端固定连接有进水管，所述进水管的另一端贯穿盖板并与电解槽连通，所述水泵的出水端固定连接有流水管，所述流水管的另一端延伸至电解槽连通内部并固定连接有一个冷却管，位于最下方所述冷却管的侧面固定连接有导水管，所述导水管的另一端固定连接有另一冷却管，所述冷却管的侧面固定连接有出水管，所述出水管的另一端延伸至外壳的外部。

进一步的，所述冷却管为蛇形管，所述冷却管为蛇形管，所述导水管的两端分别与位于最下方的两个冷却管连通。

进一步的，所述导流机构包括固定连接在电极下端上的连接板，所述连接板的下表面上固定连接有多个极板，所述极板的侧面上设置有流道。

进一步的，位于左侧所述连接板下表面上的极板数量分别为五个，位于右侧所述连接板下表面上的极板数量分别为六个，所述流道设置在极板靠近电解槽中间的侧面上，多个所述流道在极板表面均匀分布。

本实用新型的技术效果和优点：

1．本实用新型通过设有进气机构，有利于通过多个导气管的设置，可以同时将氢气与氧气运输到电解池的不同位置，便于氢气与氧气进行电解，便于氢燃料电池电堆更好的进行电解反应并进行放电。

2．本实用新型通过设有冷却机构，有利于利用水泵将电解产生的水进行输送，利用水冷的方式进行散热，可以对电解槽内部的电解液进行全面的散热，而且实现了对水资源的重复性利用，提高的资源的利用率。

3．本实用新型通过设有导流机构，有利于使得电解槽中电解液可以在流道内部均匀分布，便于电解液在电解槽内部更好的进行电解。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的整体结构剖面示意图。

图3为本实用新型的进气机构结构示意图。

图4为本实用新型的冷却机构结构示意图。

图5为图4中的电解槽结构爆炸示意图。

图6为本实用新型的出水管结构示意图。

图7为图2中导流机构结构剖面示意图。

图8为图1中极板结构爆炸示意图。

附图标记为：1、底座；2、外壳；201、电解槽；3、盖板；4、电极；5、氢气罐；6、氧气罐；7、进气机构；701、进气管；702、连接管；703、导气管；8、冷却机构；801、支撑台；802、水泵；803、进水管；804、流水管；805、冷却管；806、导水管；807、出水管；9、导流机构；901、连接板；902、极板；903、流道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本实用新型所涉及的一种水冷式氢燃料电池电堆并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-8，本实用新型提供了一种水冷式氢燃料电池电堆，包括底座1，底座1的上表面上固定连接有外壳2，外壳2的上表面上设置有电解槽201，外壳2的上表面上固定连接有盖板3，盖板3的上表面上固定连接有两个电极4，底座1的上表面上固定连接有氢气罐5和氧气罐6，外壳2的左右侧壁上设置有用于输送气体的进气机构7，外壳2的外壁上设置有用于冷却的冷却机构8，电解槽201的内部设置有用于导流的导流机构9，通过进气机构7，冷却机构8和导流机构9的设置，实现氢气与氧气可以输送到电解槽201内部，便于更加的进行电解，通过水冷的方式对氢燃料电池电堆进行散热，散热的效果更好，重复利用了水资源，可以实现电解液在流道903均匀分布，便于更好的进行电解。

进气机构7包括固定连接在氢气罐5和氧气罐6侧壁上的两个进气管701，进气管701的另一端固定连接有连接管702，连接管702的侧壁上设置有多个导气管703，每个导气管703的另一端与电解槽201连通，通过设有进气机构7，有利于通过多个导气管703的设置，可以同时将氢气与氧气运输到电解池201的不同位置，便于氢气与氧气进行电解，便于氢燃料电池电堆更好的进行电解反应并进行放电，两个电极4的下端均延伸至电解槽201内部。

在一个优选的实施方式中，氢气罐5和氧气罐6分别设置在外壳2的左右两侧，氢气罐5和氧气罐6内部分布储存有大量的氢气和氧气。

在一个优选的实施方式中，两个进气管701分别与氢气罐5和氧气罐6内部空间连通，进气管701、连接管702和导气管703连通，氢气和氧气可以通过进气管701、连接管702和导气管703输送到电解槽201内部。

在一个优选的实施方式中，冷却机构8包括固定连接在外壳2侧壁上的支撑台801，支撑台801的上表面上安装有水泵802，水泵802的进水端固定连接有进水管803，进水管803的另一端贯穿盖板3并与电解槽201连通，水泵802的出水端固定连接有流水管804，流水管804的另一端延伸至电解槽201连通内部并固定连接有一个冷却管805，位于最下方冷却管805的侧面固定连接有导水管806，导水管806的另一端固定连接有另一冷却管805，冷却管805的侧面固定连接有出水管807，出水管807的另一端延伸至外壳2的外部，通过设有冷却机构8，有利于利用水泵802将电解产生的水进行输送，利用水冷的方式进行散热，可以对电解槽内部的电解液进行全面的散热，而且实现了对水资源的重复性利用，提高的资源的利用率。

在一个优选的实施方式中，冷却管805为蛇形管，冷却管805为蛇形管，导水管806的两端分别与位于最下方的两个冷却管805连通，冷却管805内部的水可以带动电解液内部的热量，可以更好的进行冷却。

在一个优选的实施方式中，导流机构9包括固定连接在电极4下端上的连接板901，连接板901的下表面上固定连接有多个极板902，极板902的侧面上设置有流道903，通过设有导流机构9，有利于使得电解槽201中电解液可以在流道903内部均匀分布，便于电解液在电解槽201内部更好的进行电解。

在一个优选的实施方式中，位于左侧连接板901下表面上的极板902数量分别为五个，位于右侧连接板901下表面上的极板902数量分别为六个，流道903设置在极板902靠近电解槽201中间的侧面上，多个流道903在极板902表面均匀分布，当电解液进入流道903内部会均匀分布，便于电解的进行。

本实用新型的工作原理：氢气罐5和氧气罐6内部的氢气和氧气分布通过进气管701、连接管702和导气管703输送到电解槽201内部，电解液会进入流道903内部，在流道903内部均匀分布并进行电解，电解产生的电子会通过连接板901进入到两个电极4上，达到放电目的

电解的过程会产生水，启动水泵802，电解槽201内部的水会通过进水管803和流水管804进入冷却管805内部，水在冷却管805和导水管806内部流动时会带走电解液内部的热量，并通过出水管807流出，达到对电解槽201内部电解液散热的目的。

Claims (7)

1.一种水冷式氢燃料电池电堆，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的上表面上固定连接有外壳（2），所述外壳（2）的上表面上设置有电解槽（201），所述外壳（2）的上表面上固定连接有盖板（3），所述盖板（3）的上表面上固定连接有两个电极（4），所述底座（1）的上表面上固定连接有氢气罐（5）和氧气罐（6），所述外壳（2）的左右侧壁上设置有用于输送气体的进气机构（7），所述外壳（2）的外壁上设置有用于冷却的冷却机构（8），所述电解槽（201）的内部设置有用于导流的导流机构（9）；

所述进气机构（7）包括固定连接在氢气罐（5）和氧气罐（6）侧壁上的两个进气管（701），所述进气管（701）的另一端固定连接有连接管（702），所述连接管（702）的侧壁上设置有多个导气管（703），每个所述导气管（703）的另一端与电解槽（201）连通，两个所述电极（4）的下端均延伸至电解槽（201）内部。

2.根据权利要求1所述的一种水冷式氢燃料电池电堆，其特征在于：所述氢气罐（5）和氧气罐（6）分别设置在外壳（2）的左右两侧。

3.根据权利要求1所述的一种水冷式氢燃料电池电堆，其特征在于：两个所述进气管（701）分别与氢气罐（5）和氧气罐（6）内部空间连通，所述进气管（701）、连接管（702）和导气管（703）连通。

4.根据权利要求1所述的一种水冷式氢燃料电池电堆，其特征在于：所述冷却机构（8）包括固定连接在外壳（2）侧壁上的支撑台（801），所述支撑台（801）的上表面上安装有水泵（802），所述水泵（802）的进水端固定连接有进水管（803），所述进水管（803）的另一端贯穿盖板（3）并与电解槽（201）连通，所述水泵（802）的出水端固定连接有流水管（804），所述流水管（804）的另一端延伸至电解槽（201）连通内部并固定连接有一个冷却管（805），位于最下方所述冷却管（805）的侧面固定连接有导水管（806），所述导水管（806）的另一端固定连接有另一冷却管（805），所述冷却管（805）的侧面固定连接有出水管（807），所述出水管（807）的另一端延伸至外壳（2）的外部。

5.根据权利要求4所述的一种水冷式氢燃料电池电堆，其特征在于：所述冷却管（805）为蛇形管，所述导水管（806）的两端分别与位于最下方的两个冷却管（805）连通。

6.根据权利要求1所述的一种水冷式氢燃料电池电堆，其特征在于：所述导流机构（9）包括固定连接在电极（4）下端上的连接板（901），所述连接板（901）的下表面上固定连接有多个极板（902），所述极板（902）的侧面上设置有流道（903）。

7.根据权利要求6所述的一种水冷式氢燃料电池电堆，其特征在于：位于左侧所述连接板（901）下表面上的极板（902）数量分别为五个，位于右侧所述连接板（901）下表面上的极板（902）数量分别为六个，所述流道（903）设置在极板（902）靠近电解槽（201）中间的侧面上，多个所述流道（903）在极板（902）表面均匀分布。

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