CN218414652U - 一种氢燃料电堆冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢燃料电堆冷却装置，涉及新能源燃料电池堆技术领域，包括保护壳，保护壳内设有氢燃料电堆本体，氢燃料电堆本体一侧设有穿过保护壳侧壁连接外界氢气的进气管道，氢燃料电堆本体另一侧设有连接外界氧气的进气管道，氧气管道下方设有排水管道，排水管道一端固定连接在氢燃料电堆本体一侧，在氢燃料电堆本体的两侧安装了用于对其外表面温度散热的冷却管道，氢燃料电堆本体工作产生的水流进入到冷却水箱内，通过冷凝器冷却后被循环泵排入冷却管道中带走氢燃料电堆本体工作时表面堆积的热量，而后再次进入冷却水箱形成循环，将保护壳以及氢燃料电堆本体表面温度降低以保持其电池工作效率。

Description

一种氢燃料电堆冷却装置

技术领域

本实用新型涉及新能源燃料电池堆技术领域，具体为一种氢燃料电堆冷却装置。

背景技术

氢燃料电池是新能源汽车的重要发电部件，氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

根据检索发现，专利号为CN202022875241.4的中国专利公开了一种氢燃料电堆冷却模块，包括壳体、设置在壳体内的无刷风机一、无刷风机二，所述壳体上方和下方均设置有冷凝器安装支架，所述冷凝器安装支架延伸到壳体外侧，所述壳体外边缘处还设置有连接装置，所述连接装置包括U形板一、U形板二和连接栓，所述U形板一焊接在壳体外侧且其凹进部分朝向壳体边缘，所述U形板二通过连接栓与U形板一连接且其凹进部分与U形板一的凹进部分朝向相反，所述连接栓整体位于U形板一的凹进部分及U形板二的凹进部分中。

针对上述技术，发明人认为，其装置能够氢燃料电池堆所产生热量进行散热，但是其只通过风扇进行散热，在整体环境运行时间过长时，外部环境温度上升可能会导致其散热效果随时间下降从而影响氢燃料电池堆工作效率。

针对上述问题，本实用新型提供了一种氢燃料电堆冷却装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氢燃料电堆冷却装置，在氢燃料电堆本体的两侧安装了用于对其外表面温度散热的冷却管道，氢燃料电堆本体工作产生的水流进入到冷却水箱内，通过冷凝器冷却后被循环泵排入冷却管道中带走氢燃料电堆本体工作时表面堆积的热量，而后再次进入冷却水箱形成循环，将保护壳以及氢燃料电堆本体表面温度降低以保持其电池工作效率，从而解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种氢燃料电堆冷却装置，包括保护壳，保护壳内设有氢燃料电堆本体，氢燃料电堆本体一侧设有穿过保护壳侧壁连接外界氢气的进气管道，氢燃料电堆本体另一侧设有连接外界氧气的进气管道，氧气管道下方设有排水管道，排水管道一端固定连接在氢燃料电堆本体一侧，排水管道另一端设有冷却机构；

冷却机构包括固定连接在排水管道一端的冷却水箱，冷却水箱内底面安装有冷凝器，冷却水箱远离排水管道一端开设有排水口，排水口处固定连接有水管，水管上设有电磁阀，冷却水箱靠近排水管一侧壁上安装有水位监测器，冷却水箱顶部设有入水口，入水口处通过螺纹连接有密封盖，冷却水箱内设有冷却组件；

冷却组件包括紧贴在氢燃料电堆本体两侧壁上形成循环流通对氢燃料电堆本体两侧降温的冷却管道。

进一步地，冷却组件包括开设在冷却水箱靠近氢燃料电堆本体一侧的进水口，进水口位于氢燃料电堆本体排水管道上方，进水口用于固定连接冷却管道排水端，进水口上方设有出水口，出水口用于固定连接了冷却管道进水端，冷却管道进水端用于固定连接在连接管一端，连接管另一端固定连接在循环泵的输出端，循环泵通过螺栓固定连接在冷却水箱侧壁上。

进一步地，水位监测器的输出端电性连接在外部PLC控制模块的输入端，电磁阀的输入端电性连接在外部PLC控制模块的输出端。

进一步地，保护壳上设有换气机构，换气机构包括开设在保护壳顶部的多个通孔，通孔内安装有排气扇，保护壳远离冷却水箱一侧开设有多个通孔，通孔内安装有进气扇，进气扇与排气扇形成空气流通通道，保护壳两侧还设有散热组件。

进一步地，散热组件包括开设在保护壳远离进气管道出气管道两侧的散热窗口，散热窗口内开设有安装槽，安装槽内安装有过滤网。

进一步地，过滤网为不锈钢材质。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型提供的一种氢燃料电堆冷却装置，在氢燃料电堆本体的两侧安装了用于对其外表面温度散热的冷却管道，氢燃料电堆本体工作产生的水流进入到冷却水箱内，通过冷凝器冷却后被循环泵排入冷却管道中带走氢燃料电堆本体工作时表面堆积的热量，而后再次进入冷却水箱形成循环，将保护壳以及氢燃料电堆本体表面温度降低以保持其电池工作效率。

2、本实用新型提供的一种氢燃料电堆冷却装置，在氢燃料电堆本体外部的保护壳上设置了用于促进空气流通的排气扇和进气扇，外部温度较低空气被进气扇吸引进入到保护壳内，保护壳内温度较高空气重量较轻会向上蒸腾被排气扇排出，从而降低了保护壳内部温度，使保护壳内部空气加速流动以带走氢燃料电堆本体表面热量。

附图说明

图1为本实用新型的剖视立体结构示意图；

图2为本实用新型的冷却管道结构示意图；

图3为本实用新型的整体结构立体示意图；

图4为本实用新型的换气机构结构示意图。

图中：1、氢燃料电堆本体；2、保护壳；3、冷却机构；31、冷却水箱；32、进水口；33、出水口；34、冷却管道；35、循环泵；36、冷凝器；37、水位监测器；38、排水口；39、电磁阀；4、换气机构；41、排气扇；42、进气扇；43、过滤网；44、散热窗口。

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。

为了解决氢燃料电堆本体1运行时散热的技术问题，如图1-4所示，提供以下优选技术方案：

一种氢燃料电堆冷却装置，包括保护壳2，保护壳2内设有氢燃料电堆本体1，氢燃料电堆本体1一侧设有穿过保护壳2侧壁连接外界氢气的进气管道，氢燃料电堆本体1另一侧设有连接外界氧气的进气管道，氧气管道下方设有排水管道，排水管道一端固定连接在氢燃料电堆本体1一侧，排水管道另一端设有冷却机构3；

冷却机构3包括固定连接在排水管道一端的冷却水箱31，冷却水箱31内底面安装有冷凝器36，冷却水箱31远离排水管道一端开设有排水口38，排水口38处固定连接有水管，水管上设有电磁阀39，冷却水箱31靠近排水管一侧壁上安装有水位监测器37，冷却水箱31顶部设有入水口，入水口处通过螺纹连接有密封盖，冷却水箱31内设有冷却组件；

冷却组件包括紧贴在氢燃料电堆本体1两侧壁上形成循环流通对氢燃料电堆本体1两侧降温的冷却管道34。

具体地，本装置使用时，氢燃料电堆本体1由其一侧的氢气管道连接外部的氢气，其另一侧管道吸入空气，空气中含有氧气与氢气发生化学反应产生能力和水，水流由氢燃料电堆本体1的排水管道排入冷却水箱31中冷却水箱31中冷凝器36将水流温度降低，冷却水箱31内安装的循环泵35工作，循环泵35输入端抽取冷却水箱31内水流由其输出端输出，循环泵35输出端向冷却管道34中输入较低温度水源，水流由冷却管道34另一端返回冷却水箱31内进行重复工作，电解水逆反应不断产生水源后，冷却水箱31内水位达到预先设定值，水位监测器37会发出信号给外部的PLC控制模块，PLC控制模块控制电磁阀39启动排出一部分水分一保证冷却水箱31内水位正常。

进一步地，如图1-2所示，提供以下优选技术方案：

冷却组件包括开设在冷却水箱31靠近氢燃料电堆本体1一侧的进水口32，进水口32位于氢燃料电堆本体1排水管道上方，进水口32用于固定连接冷却管道34排水端，进水口32上方设有出水口33，出水口33用于固定连接了冷却管道34进水端，冷却管道34进水端用于固定连接在连接管一端，连接管另一端固定连接在循环泵35的输出端，循环泵35通过螺栓固定连接在冷却水箱31侧壁上。

具体地，水流由氢燃料电堆本体1的排水管道排入冷却水箱31中冷却水箱31中冷凝器36将水流温度降低，冷却水箱31内安装的循环泵35工作，循环泵35输入端抽取冷却水箱31内水流由其输出端输出，循环泵35输出端向冷却管道34中输入较低温度水源，水流由冷却管道34另一端返回冷却水箱31内进行重复工作。

进一步地，如图1所示，提供以下优选技术方案：

水位监测器37的输出端电性连接在外部PLC控制模块的输入端，电磁阀39的输入端电性连接在外部PLC控制模块的输出端。

具体地，冷却水箱31内水位达到预先设定值，水位监测器37会发出信号给外部的PLC控制模块，PLC控制模块控制电磁阀39启动排出一部分水分以保证冷却水箱31内水位正常。

进一步地，如图3-4所示，提供以下优选技术方案：

保护壳2上设有换气机构4，换气机构4包括开设在保护壳2顶部的多个通孔，通孔内安装有排气扇41，保护壳2远离冷却水箱31一侧开设有多个通孔，通孔内安装有进气扇42，进气扇42与排气扇41形成空气流通通道，保护壳2两侧还设有散热组件。

具体地，进气扇42吸入外部空间中新鲜空气进入到保护壳2内，保护壳2内部空气被氢燃料电堆本体1加热，热空气体积较轻会向上蒸腾被保护壳2顶部排气扇41排出，两者持续工作将保护壳2内空气进行流通以降低温度。

进一步地，如图3所示，提供以下优选技术方案：

散热组件包括开设在保护壳2远离进气管道出气管道两侧的散热窗口44，散热窗口44内开设有安装槽，安装槽内安装有过滤网43。

具体地，开设散热窗口44是为了加大保护壳2内氢燃料电堆本体1与外界空气接触面积以降低温度，过滤网43是为了防止过多灰尘及杂物粘接在氢燃料电堆本体1外表面降低其散热能力。

进一步地，如图3所示，提供以下优选技术方案：

过滤网43为不锈钢材质。

具体地，不锈钢材质的过滤网43能大大延长其工作寿命，减少后期维护成本。

综上：氢燃料电堆本体1由其一侧的氢气管道连接外部的氢气，其另一侧管道吸入空气，空气中含有氧气与氢气发生化学反应产生能力和水，水流由氢燃料电堆本体1的排水管道排入冷却水箱31中冷却水箱31中冷凝器36将水流温度降低，冷却水箱31内安装的循环泵35工作，循环泵35输入端抽取冷却水箱31内水流由其输出端输出，循环泵35输出端向冷却管道34中输入较低温度水源，水流由冷却管道34另一端返回冷却水箱31内进行重复工作，电解水逆反应不断产生水源后，冷却水箱31内水位达到预先设定值，水位监测器37会发出信号给外部的PLC控制模块，PLC控制模块控制电磁阀39启动排出一部分水分一保证冷却水箱31内水位正常。

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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种氢燃料电堆冷却装置，包括保护壳（2），其特征在于：所述保护壳（2）内设有氢燃料电堆本体（1），氢燃料电堆本体（1）一侧设有穿过保护壳（2）侧壁连接外界氢气的进气管道，氢燃料电堆本体（1）另一侧设有连接外界氧气的进气管道，氧气管道下方设有排水管道，排水管道一端固定连接在氢燃料电堆本体（1）一侧，排水管道另一端设有冷却机构（3）；

所述冷却机构（3）包括固定连接在排水管道一端的冷却水箱（31），冷却水箱（31）内底面安装有冷凝器（36），冷却水箱（31）远离排水管道一端开设有排水口（38），排水口（38）处固定连接有水管，水管上设有电磁阀（39），冷却水箱（31）靠近排水管一侧壁上安装有水位监测器（37），冷却水箱（31）顶部设有入水口，入水口处通过螺纹连接有密封盖，冷却水箱（31）内设有冷却组件；

所述冷却组件包括紧贴在氢燃料电堆本体（1）两侧壁上形成循环流通对氢燃料电堆本体（1）两侧降温的冷却管道（34）。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电堆冷却装置，其特征在于：所述冷却组件包括开设在冷却水箱（31）靠近氢燃料电堆本体（1）一侧的进水口（32），进水口（32）位于氢燃料电堆本体（1）排水管道上方，进水口（32）用于固定连接冷却管道（34）排水端，进水口（32）上方设有出水口（33），出水口（33）用于固定连接了冷却管道（34）进水端，冷却管道（34）进水端用于固定连接在连接管一端，连接管另一端固定连接在循环泵（35）的输出端，循环泵（35）通过螺栓固定连接在冷却水箱（31）侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电堆冷却装置，其特征在于：所述水位监测器（37）的输出端电性连接在外部PLC控制模块的输入端，电磁阀（39）的输入端电性连接在外部PLC控制模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电堆冷却装置，其特征在于：所述保护壳（2）上设有换气机构（4），所述换气机构（4）包括开设在保护壳（2）顶部的多个通孔，通孔内安装有排气扇（41），保护壳（2）远离冷却水箱（31）一侧开设有多个通孔，通孔内安装有进气扇（42），进气扇（42）与排气扇（41）形成空气流通通道，保护壳（2）两侧还设有散热组件。

5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电堆冷却装置，其特征在于：所述散热组件包括开设在保护壳（2）远离进气管道出气管道两侧的散热窗口（44），散热窗口（44）内开设有安装槽，安装槽内安装有过滤网（43）。

6.根据权利要求5所述的一种氢燃料电堆冷却装置，其特征在于：所述过滤网（43）为不锈钢材质。

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