CN220253284U - 用于氢燃料电池电堆的散热器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及氢燃料电池技术领域，尤其是涉及一种用于氢燃料电池电堆的散热器。用于氢燃料电池电堆的散热器，包括第一壳体、水冷构件以及防护构件；第一壳体内具有容纳空间，容纳空间用于放置氢燃料电池电堆；水冷构件具有相互连通的供水部和散热部；散热部缠绕于第一壳体。当氢燃料电池电堆产生热量时，其热量会传扩散至第一壳体具有的容纳空间内，此时第一壳体内为高温状态；然后利用缠绕于第一壳体的外侧壁的散热部与第一壳体内的热量进行换热，实现对第一壳体的降温，使得第一壳体内变为低温状态，进而实现对氢燃料电池电堆的降温散热，从而保证了氢燃料电池电堆的使用安全性能、提高了氢燃料电池电堆的寿命。

Description

用于氢燃料电池电堆的散热器

技术领域

本申请涉及氢燃料电池技术领域，尤其是涉及一种用于氢燃料电池电堆的散热器。

背景技术

氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。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。

现有的技术中，在氢燃料电池电堆(氢燃料电池电堆由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成)使用的过程中，容易产生较高的热量，电池长时间发热会降低电池的安全性能和减少电池的寿命，降低了氢燃料电池的使用效果。

因此，亟需一种用于氢燃料电池电堆的散热器，在一定程度上以解决现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种用于氢燃料电池电堆的散热器，以在一定程度上解决氢燃料电池电堆使用的过程中，容易产生较高的热量，电池长时间发热会降低电池的安全性能和减少电池的寿命，降低了氢燃料电池的使用效果的技术问题。

本申请提供了一种用于氢燃料电池电堆的散热器，所述氢燃料电池电堆由多个氢气燃料电池单体以串联方式层叠组合构成；包括第一壳体、水冷构件以及防护构件；

所述第一壳体内具有容纳空间，所述容纳空间用于放置所述氢燃料电池电堆；所述防护构件能够扣合于所述第一壳体的开口端以使所述氢燃料电池电堆密封于所述容纳空间；

所述水冷构件具有相互连通的供水部和散热部；

所述散热部缠绕于所述第一壳体，所述供水部能够向所述散热部供水以使所述供水部对所述氢燃料电池电堆的散热。

在上述技术方案中，进一步地，所述水冷构件包括能够作为所述散热部的散热水管以及能够作为所述供水部的水箱；

所述散热水管缠绕于所述第一壳体，且所述散热水管的进水端与出水端分别与所述水箱连通；

所述散热水管上设置有泵体，通过所述泵体能够使得所述水箱内的水在所述散热水管内循环。

在上述技术方案中，进一步地，所述水冷构件还包括隔板，所述隔板上开设有第一散热孔；

所述隔板的数量至少为一个；

当所述隔板的数量为多个时，多个所述隔板沿第一方向间隔排布于所述容纳空间；

相邻所述隔板之间形成有放置空间，所述放置空间用于放置所述氢气燃料电池单体。

在上述技术方案中，进一步地，还包括风冷构件，所述风冷构件包括风机；

所述第一壳体的底部开设有第二散热孔；

所述风机对应所述第二散热孔设置于所述第一壳体的底部。

在上述技术方案中，进一步地，所述风冷构件还包括第二壳体；

所述第二壳体具有安装腔，所述水冷构件设置于所述安装腔内；

所述第二壳体的侧壁开设有散热槽。

在上述技术方案中，进一步地，所述散热槽沿所述第一方向延伸，且所述散热槽的数量至少为一个。

在上述技术方案中，进一步地，所述水冷构件还包括挡板；

所述隔板设置于所述第一壳体与所述水箱之间；

所述隔板上开设有第一通孔，所述散热水管通过所述第一通孔与所述水箱连通。

在上述技术方案中，进一步地，所述防护构件包括端盖；

所述端盖与所述第二壳体的边沿转动连接，以使所述端盖能够扣合于或打开于所述第二壳体。

在上述技术方案中，进一步地，所述防护构件还包括弹性件以及限位板；

所述限位板通过所述弹性件连接与所述端盖朝向所述第一壳体的一侧；

所述限位板的尺寸与所述第一壳体的开口端的尺寸相适配；

当盖板扣合于所述第二壳体上时，所述限位板通过所述弹性件密封于所述第一壳体的开口端。

在上述技术方案中，进一步地，所述水冷构件还包括进水管；

所述第二壳体的侧壁对应所述水箱处开设有第二通孔；

所述进水管通过所述第二通孔与所述水箱连通，且所述进水管上设置有阀门。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种用于氢燃料电池电堆的散热器，所述氢燃料电池电堆由多个氢气燃料电池单体以串联方式层叠组合构成；包括第一壳体、水冷构件以及防护构件；

所述第一壳体内具有容纳空间，所述容纳空间用于放置所述氢燃料电池电堆；所述防护构件能够扣合于所述第一壳体的开口端以使所述氢燃料电池电堆密封于所述容纳空间；

所述水冷构件具有相互连通的供水部和散热部；

所述散热部缠绕于所述第一壳体，所述供水部能够向所述散热部供水以使所述供水部对所述氢燃料电池电堆的散热。

具体地，当氢燃料电池电堆产生热量时，其热量会传递至(扩散)至第一壳体具有的容纳空间内，此时第一壳体内为高温状态；然后利用缠绕于第一壳体的外侧壁的散热部与第一壳体内的热量进行换热，实现对第一壳体的降温，使得第一壳体内变为低温状态，进而实现对氢燃料电池电堆的降温散热，从而保证了氢燃料电池电堆的使用安全性能、提高了氢燃料电池电堆的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施方式，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为本申请提供的用于氢燃料电池电堆的散热器的结构示意图；

图2为本申请提供的用于氢燃料电池电堆的散热器中隔板的结构示意图；

图3为本申请提供的用于氢燃料电池电堆的散热器的爆炸图；

图4为本申请提供的用于氢燃料电池电堆的散热器中的水冷构件以及第二壳体的结构示意图；

图5为本申请提供的用于氢燃料电池电堆的散热器中第一壳体的结构示意图；

图6为本申请提供的用于氢燃料电池电堆的散热器中的端盖的结构示意图。

附图标记：100-第二壳体；110-挡板；120-第一壳体；130-隔板；140-第一散热孔；150-端盖；160-氢气燃料电池单体；170-容纳空间；180-第一方向；190-放置空间；200-水箱；210-泵体；220-散热水管；230-风机；240-第二散热孔；250-边沿；260-安装腔；300-弹簧；310-限位板；400-散热槽；500-进水管；510-管塞。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

结合图1-图6所示，阐述本申请提供的一种用于安装在汽车上的氢燃料电池电堆的散热器。其中氢燃料电池电堆由多个氢气燃料电池单体160以串联方式层叠组合构成。

具体地，用于氢燃料电池电堆的散热器包括具有开口端的第一壳体120、水冷构件以及防护构件；其中，第一壳体120内具有容纳空间170，氢气燃料电池电堆放置在容纳空间170；防护构件能够扣合于第一壳体120的开口端以使得氢燃料电池电堆密封于容纳空间170内，即通过防护构件保证氢燃料电池电堆以密封的形式安装于汽车上，符合车身的构造，结构合理。

具体地，水冷构件具有相互连通的供水部和散热部；散热部缠绕于第一壳体120，供水部能够向散热部供水以使供水部对氢燃料电池电堆的散热。

综上，当氢燃料电池电堆产生热量时，其热量会传递至(扩散)至第一壳体120具有的容纳空间170内，此时第一壳体120内为高温状态；然后利用缠绕于第一壳体120的外侧壁的散热部实现与第一壳体120内的热量进行换热，从而实现对第一壳体120的降温，并使得第一壳体120内变为低温状态，进而实现对氢燃料电池电堆的降温散热，从而保证了氢燃料电池电堆的使用安全性能、提高了氢燃料电池电堆的寿命。

在该实施例中，水冷构件包括能够作为散热部的散热水管220以及能够作为供水部的水箱200；具体地，散热水管220以螺旋的方式缠绕于第一壳体120的外侧壁；具体地，散热水管220具有进水端和出水端，进水端和出水端分别与水箱200连通；具体地，散热水管220在靠近进水端处设置有泵体210。

在实际的使用过程中：首先将水箱200中存储冷水；然后，启动泵体210，泵体210将冷水输送至散热水管220；最后，散热水管220中的冷水与第一壳体120进行换热。

除此之外，泵体210能够将散热水管220与水箱200内的水循环起来，从而加快散热水管220与第一壳体120的换热，进而加快对氢燃料电池电堆的降温。

在该实施例中，结合图2所示，水冷构件还包括隔板130，具体地，隔板130的数量设置有四个，四个隔板130沿第一方向180间隔排布，且相邻隔板130之间形成有放置空间190，此放置空间190用于放置氢气燃料电池单体160，即通过隔板130方便收纳和固定氢气燃料电池单体160；进一步地，这里面的第一方向180是指第一壳体120的长度方向。

更具体地，隔板130上开设有第一散热孔140；第一散热孔140能够便于放置空间190内的空气流通，能够加快氢燃料电池电堆在第一壳体120内的散热效率。

在该实施例中，结合图1所示，为了进一步提高对氢燃料电池电堆的散热效率，用于氢燃料电池电堆的散热器还包括风冷构件，风冷构件包括风机230；具体地，第一壳体120的底部开设有第二散热孔240；风机230对应所述第二散热孔240设置于第一壳体120的底部；风机230在使用的过程中，便于对散热水管220内换热后的水进行散热，使升温后的水的水温回降，便于循环再利用，同时也便于将冷风通过第一壳体120的底部的第二散热孔240吹入到第一壳体120内，便于对氢燃料电池电堆的底部进行散热。

具体地，为了保证用于氢燃料电池电堆的散热器安装于汽车上的结构更加合理，风冷构件还包括第二壳体100；第二壳体100用于包裹风机230；进一步地，第二壳体100具有安装腔260，水冷构件设置于安装腔260内；由于水冷构件设置于安装腔260内，又由于水冷构件是缠绕于第一壳体120的，即第二壳体100是设置在第一壳体120外部的，那么第一壳体120内的热量即会散热至第二壳体100内，为了保证第二壳体100内的热量能够散出来，结合图5所示，在第二壳体100的侧壁开设有散热槽400；通过散热槽400能够将第二壳体100内的热量散出来。

更进一步地，结合图3和图4所示，散热槽400沿第一壳体120的长度方向延伸，散热槽400的数量为2个，2个散热槽400沿第一壳体120的高度方向间隔排布。

具体地，水冷构件还包括挡板110；挡板110设置于第一壳体120与水箱200之间；挡板110上开设有两个第一通孔，散热水管220的进水端通过其中一个第一通孔与水箱200连通，散热水管220的出水端通过其中另一个第一通孔与水箱200连通。

具体地，水冷构件还包括进水管500；第二壳体100的侧壁对应水箱200处开设有第二通孔；进水管500通过第二通孔与水箱200连通，且进水管500上设置有阀门；打开阀门，并将进水管500与外界水管连通时可以向水箱200内注水。

进一步地，进水管500端部还设置有管塞510，当不需要向水箱200内注水时，可以利用管塞510将进水管500密封起来。

在该实施例中，结合图6所示，防护构件包括端盖150；端盖150与第二壳体100的边沿250转动连接，以使端盖150能够扣合于或打开于第二壳体100，以此才实现对氢燃料电池电堆的密封。

具体地，防护构件还包括弹性件以及限位板310；限位板310通过弹性件连接与端盖150朝向第一壳体120的一侧；第一壳体120的开口端的边沿250具有沿与所述第一壳体120的侧壁呈90°延伸的边沿250，此边沿250与第二壳体100以及挡板110连接；限位板的尺寸与第一壳体120的开口端的尺寸相适配。

优选地，弹性件为弹簧300。

在实际的使用过程中，当盖板扣合于第二壳体100上时，限位板通过弹性件密封于第一壳体120的开口端，从而实现对氢燃料电池电堆的密封。另外通过弹簧300的弹性便于操作限位板310抵压在氢燃料电池电堆的顶部，通过限位板310便于对氢燃料电池电堆的顶部进行限位，防止在氢燃料电池电堆移动的过程中出现晃动的现象，提高了氢燃料电池电堆的稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种用于氢燃料电池电堆的散热器，所述氢燃料电池电堆由多个氢气燃料电池单体以串联方式层叠组合构成；其特征在于，包括第一壳体、水冷构件以及防护构件；

所述第一壳体内具有容纳空间，所述容纳空间用于放置所述氢燃料电池电堆；所述防护构件能够扣合于所述第一壳体的开口端以使所述氢燃料电池电堆密封于所述容纳空间；

所述水冷构件具有相互连通的供水部和散热部；

所述散热部缠绕于所述第一壳体，所述供水部能够向所述散热部供水以使所述供水部对所述氢燃料电池电堆的散热；

所述水冷构件包括能够作为所述散热部的散热水管以及能够作为所述供水部的水箱；所述散热水管缠绕于所述第一壳体，且所述散热水管的进水端与出水端分别与所述水箱连通；所述散热水管上设置有泵体，通过所述泵体能够使得所述水箱内的水在所述散热水管内循环；

所述水冷构件还包括隔板，所述隔板上开设有第一散热孔；

所述隔板的数量至少为一个；当所述隔板的数量为多个时，多个所述隔板沿第一方向间隔排布于所述容纳空间；相邻所述隔板之间形成有放置空间，所述放置空间用于放置所述氢气燃料电池单体；

用于氢燃料电池电堆的散热器还包括风冷构件，所述风冷构件包括风机；所述第一壳体的底部开设有第二散热孔；所述风机对应所述第二散热孔设置于所述第一壳体的底部；

所述风冷构件还包括第二壳体；所述第二壳体具有安装腔，所述水冷构件设置于所述安装腔内；所述第二壳体的侧壁开设有散热槽；

所述水冷构件还包括进水管；所述第二壳体的侧壁对应所述水箱处开设有第二通孔；所述进水管通过所述第二通孔与所述水箱连通，且所述进水管上设置有阀门；进水管与外界水管连通时可以向水箱内注水。

2.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池电堆的散热器，其特征在于，所述散热槽沿所述第一方向延伸，且所述散热槽的数量至少为一个。

3.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池电堆的散热器，其特征在于，所述水冷构件还包括挡板；

所述挡板设置于所述第一壳体与所述水箱之间；

所述挡板上开设有第一通孔，所述散热水管通过所述第一通孔与所述水箱连通。

4.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池电堆的散热器，其特征在于，所述防护构件包括端盖；

所述端盖与所述第二壳体的边沿转动连接，以使所述端盖能够扣合于或打开于所述第二壳体。

5.根据权利要求4所述的用于氢燃料电池电堆的散热器，其特征在于，所述防护构件还包括弹性件以及限位板；

所述限位板通过所述弹性件连接与所述端盖朝向所述第一壳体的一侧；

所述限位板的尺寸与所述第一壳体的开口端的尺寸相适配；

当盖板扣合于所述第二壳体上时，所述限位板通过所述弹性件密封于所述第一壳体的开口端。