CN219575679U - 一种自循环散热的燃料电池系统以及交通工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种自循环散热的燃料电池系统以及交通工具，所述系统包括电堆、内部分水器、散热器以及自循环组件；散热器与电堆连通用于电堆的散热；所述电堆与内部分水器连通；自循环组件包括液氢两相分水器、储水水箱、泵送水泵和喷头，内部分水器分别与液氢两相分水器、储水水箱连通；液氢两相分水器与储水水箱、泵送水泵和喷头依次连通，喷头朝向散热器设置；本实用新型通过对电堆产生的液态水和气态水进行收集利用后通过泵送水泵送到喷头进行喷射到燃料电池系统的散热器的表面，液体有液态汽化成水雾的过程中可以吸热，利用其汽化可以降低环境温度，提高散热器的气液温差，有利用提高燃料电池系统的散热能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种自循环散热的燃料电池系统以及交通工具。
背景技术
燃料电池的散热冷却系统是将电堆反应生成的热量排出系统外，使电堆维持在适合的温度区间工作，由于燃料电池发动机的工作温度远高于内燃机，故需要更大面积的散热器来满足其散热的需求，增加了整车布置空间布置的难度，给燃料电池系统的开发带来了挑战。
对于燃料电池来说，在阴极生成的气液水及液态水，大部分通过直排的方式在阴极通过尾排装置排出电堆，无法回收利用造成浪费。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用发动机工作时产生的水来提升散热器冷却效果的自循环散热的燃料电池系统以及交通工具。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种自循环散热的燃料电池系统，包括电堆、内部分水器、散热器以及自循环组件；所述散热器与电堆连通用于电堆的散热；所述电堆与内部分水器连通；
所述自循环组件包括液氢两相分水器、储水水箱、泵送水泵和喷头，所述内部分水器分别与液氢两相分水器、储水水箱连通；所述液氢两相分水器与储水水箱、泵送水泵和喷头依次连通，所述喷头朝向散热器设置。
优选地，所述系统还包括尾排节气门，所述电堆与内部分水器通过尾排节气门连通。
优选地，所述系统还包括空压机涡轮和消音器，所述电堆、尾排节气门、内部分水器、空压机涡轮、消音器以及液氢两相分水器依次连通。
优选地，所述储水水箱通过第一流量计分别与液氢两相分水器、内部分水器连通。
优选地，所述储水水箱上设置有排气溢流口、放水阀；所述储水水箱内设置有液位传感器。
优选地，所述泵送水泵与喷头之间设置有第二流量计。
优选地，所述系统还包括循环水泵，所述散热器通过循环水泵与电堆连通并形成散热回路。
优选地，所述系统还包括去离子罐和膨胀水箱，所述去离子罐与散热器、循环水泵之间的散热回路连通；所述膨胀水箱分别与电堆、循环水泵以及去离子罐连通。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的另一技术方案为：
一种交通工具，包括上述的自循环散热的燃料电池系统。
本实用新型的有益效果在于：通过内部分水器与液氢两相分水器、储水水箱连通，能够将电堆内部产生的水直接送入到储水水箱内进行收集，而尾气内的水分通过液氢两相分水器进行再次收集利用，进而实现电堆产生的液态水和气态水进行收集利用后通过泵送水泵送到喷头进行喷射到燃料电池系统的散热器的表面，液体有液态汽化成水雾的过程中可以吸热，利用其汽化可以降低环境温度，提高散热器的气液温差，有利用提高燃料电池系统的散热能力。
附图说明
图1所示为本实用新型具体实施方式的一种自循环散热的燃料电池系统的结构示意图；
标号说明：1、电堆；2、内部分水器；3、散热器；4、液氢两相分水器；5、储水水箱；6、泵送水泵；7、喷头；8、尾排节气门；9、空压机涡轮；10、消音器；11、第一流量计；12、排气溢流口；13、放水阀；14、液位传感器；15、第二流量计；16、循环水泵；17、去离子罐；18、膨胀水箱。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1所示，本实用新型的一种自循环散热的燃料电池系统，包括电堆1、内部分水器2、散热器3以及自循环组件；所述散热器3与电堆1连通用于电堆1的散热；所述电堆1与内部分水器2连通；
所述自循环组件包括液氢两相分水器4、储水水箱5、泵送水泵6和喷头7，所述内部分水器2分别与液氢两相分水器4、储水水箱5连通；所述液氢两相分水器4与储水水箱5、泵送水泵6和喷头7依次连通，所述喷头7朝向散热器3设置。
从上述描述可知，通过内部分水器2与液氢两相分水器4、储水水箱5连通，能够将电堆1内部产生的水直接送入到储水水箱5内进行收集，而尾气内的水分通过液氢两相分水器4进行再次收集利用，进而实现电堆1产生的液态水和气态水进行收集利用后通过泵送水泵6送到喷头7进行喷射到燃料电池系统的散热器3的表面，液体有液态汽化成水雾的过程中可以吸热，利用其汽化可以降低环境温度，提高散热器3的气液温差，有利用提高燃料电池系统的散热能力。
进一步的，所述系统还包括尾排节气门8，所述电堆1与内部分水器2通过尾排节气门8连通。
进一步的，所述系统还包括空压机涡轮9和消音器10，所述电堆1、尾排节气门8、内部分水器2、空压机涡轮9、消音器10以及液氢两相分水器4依次连通。
从上述描述可知，通过空压机涡轮9，能够将能量回收利用同时进行降温，能够方便分离水分。
进一步的，所述储水水箱5通过第一流量计11分别与液氢两相分水器4、内部分水器2连通。
从上述描述可知，通过记录进入到储水水箱5的液体量，方便对储水水箱5进行控制。
进一步的，所述储水水箱5上设置有排气溢流口12、放水阀13；所述储水水箱5内设置有液位传感器14。
从上述描述可知，通过排气溢流口12，能够进行排气溢流，通过放水阀13，能够方便定期清理，通过液位传感器14，能够对液位进行实时监控。
进一步的，所述泵送水泵6与喷头7之间设置有第二流量计15。
从上述描述可知，通过第二流量计15的设置，能够检测喷头7喷出的实际流量。
进一步的，所述系统还包括循环水泵16，所述散热器3通过循环水泵16与电堆1连通并形成散热回路。
进一步的，所述系统还包括去离子罐17和膨胀水箱18，所述去离子罐17与散热器3、循环水泵16之间的散热回路连通；所述膨胀水箱18分别与电堆1、循环水泵16以及去离子罐17连通。
实施例一
一种自循环散热的燃料电池系统，包括电堆1、内部分水器2、散热器3以及自循环组件；所述散热器3与电堆1连通用于电堆1的散热；所述电堆1与内部分水器2连通；
所述自循环组件包括液氢两相分水器4、储水水箱5、泵送水泵6和喷头7，所述内部分水器2分别与液氢两相分水器4、储水水箱5连通；所述液氢两相分水器4与储水水箱5、泵送水泵6和喷头7依次连通，所述喷头7朝向散热器3设置。
所述系统还包括尾排节气门8，所述电堆1与内部分水器2通过尾排节气门8连通。
所述系统还包括空压机涡轮9和消音器10，所述电堆1、尾排节气门8、内部分水器2、空压机涡轮9、消音器10以及液氢两相分水器4依次连通。
所述储水水箱5通过第一流量计11分别与液氢两相分水器4、内部分水器2连通。
所述储水水箱5上设置有排气溢流口12、放水阀13；所述储水水箱5内设置有液位传感器14。
所述泵送水泵6与喷头7之间设置有第二流量计15。
所述系统还包括循环水泵16，所述散热器3通过循环水泵16与电堆1连通并形成散热回路。
所述系统还包括去离子罐17和膨胀水箱18，所述去离子罐17与散热器3、循环水泵16之间的散热回路连通；所述膨胀水箱18分别与电堆1、循环水泵16以及去离子罐17连通。
实施例二
一种自循环散热的燃料电池系统，包括电堆1、内部分水器2、散热器3以及自循环组件；所述散热器3与电堆1连通用于电堆1的散热；所述电堆1与内部分水器2连通；
所述自循环组件包括液氢两相分水器4、储水水箱5、泵送水泵6和喷头7，所述内部分水器2分别与液氢两相分水器4、储水水箱5连通；所述液氢两相分水器4与储水水箱5、泵送水泵6和喷头7依次连通，所述喷头7朝向散热器3设置。
所述系统还包括尾排节气门8，所述电堆1与内部分水器2通过尾排节气门8连通。
所述系统还包括空压机涡轮9和消音器10，所述电堆1、尾排节气门8、内部分水器2、空压机涡轮9、消音器10以及液氢两相分水器4依次连通。
所述储水水箱5通过第一流量计11分别与液氢两相分水器4、内部分水器2连通。
所述储水水箱5上设置有排气溢流口12、放水阀13；所述储水水箱5内设置有液位传感器14。
所述泵送水泵6与喷头7之间设置有第二流量计15。
实施例三
一种自循环散热的燃料电池系统，包括电堆1、内部分水器2、散热器3以及自循环组件；所述散热器3与电堆1连通用于电堆1的散热；所述电堆1与内部分水器2连通；
所述自循环组件包括液氢两相分水器4、储水水箱5、泵送水泵6和喷头7，所述内部分水器2分别与液氢两相分水器4、储水水箱5连通；所述液氢两相分水器4与储水水箱5、泵送水泵6和喷头7依次连通，所述喷头7朝向散热器3设置。
所述储水水箱5通过第一流量计11分别与液氢两相分水器4、内部分水器2连通。
所述储水水箱5上设置有排气溢流口12、放水阀13；所述储水水箱5内设置有液位传感器14。
所述泵送水泵6与喷头7之间设置有第二流量计15。
实施例四
一种交通工具，包括实施例一至实施例三任意一项所述的自循环散热的燃料电池系统。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，包括电堆、内部分水器、散热器以及自循环组件；所述散热器与电堆连通用于电堆的散热；所述电堆与内部分水器连通；
所述自循环组件包括液氢两相分水器、储水水箱、泵送水泵和喷头，所述内部分水器分别与液氢两相分水器、储水水箱连通；所述液氢两相分水器与储水水箱、泵送水泵和喷头依次连通，所述喷头朝向散热器设置。
2.根据权利要求1所述的自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，所述系统还包括尾排节气门，所述电堆与内部分水器通过尾排节气门连通。
3.根据权利要求2所述的自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，所述系统还包括空压机涡轮和消音器，所述电堆、尾排节气门、内部分水器、空压机涡轮、消音器以及液氢两相分水器依次连通。
4.根据权利要求1所述的自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，所述储水水箱通过第一流量计分别与液氢两相分水器、内部分水器连通。
5.根据权利要求1所述的自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，所述储水水箱上设置有排气溢流口、放水阀；所述储水水箱内设置有液位传感器。
6.根据权利要求1所述的自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，所述泵送水泵与喷头之间设置有第二流量计。
7.根据权利要求1所述的自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，所述系统还包括循环水泵，所述散热器通过循环水泵与电堆连通并形成散热回路。
8.根据权利要求7所述的自循环散热的燃料电池系统，其特征在于，所述系统还包括去离子罐和膨胀水箱，所述去离子罐与散热器、循环水泵之间的散热回路连通；所述膨胀水箱分别与电堆、循环水泵以及去离子罐连通。
9.一种交通工具，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的自循环散热的燃料电池系统。
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