CN220420628U - 电堆壳体、电堆以及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电堆壳体、电堆以及燃料电池系统，电堆壳体内具有第一腔体，第一腔体内设置有冷却液出口和冷却液进口，冷却液进口和冷却液出口用以与堆芯内的冷却通道连通，电堆壳体的侧壁上设置有第二腔体，第一腔体和第二腔体相互独立，第二腔体具有散热进口和散热出口，冷却液出口与散热进口连通，第二腔体能够对冷却液进行降温。通过本申请提供的技术方案，能够解决现有技术中的堆芯产生大量热量从而导致散热器结构尺寸过大的问题。

Description

电堆壳体、电堆以及燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池系统技术领域，具体而言，涉及一种电堆壳体、电堆以及燃料电池系统。

背景技术

电堆作为燃料电池系统核心的零部件，由电堆壳体，堆芯等部件构成。电堆在工作过程中，堆芯会产生大量热量，为了对堆芯进行降温，堆芯内设置有冷却通道，冷却液注入冷却通道中对堆芯进行降温。电堆壳体外部设置有散热器，以对冷却液进行降温，但是在现有技术中，燃料电池系统对散热器的散热能力有一定需求，散热器的结构尺寸加大，从而影响电堆和散热器的搭载布置。

实用新型内容

本实用新型提供一种电堆壳体、电堆以及燃料电池系统，以解决现有技术中的堆芯产生大量热量从而导致散热器结构尺寸过大的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电堆壳体，电堆壳体内具有第一腔体，第一腔体内设置有冷却液出口和冷却液进口，冷却液进口和冷却液出口用以与堆芯内的冷却通道连通，电堆壳体的侧壁上设置有第二腔体，第一腔体和第二腔体相互独立，第二腔体具有散热进口和散热出口，冷却液出口与散热进口连通，第二腔体能够对冷却液进行降温。

进一步地，第二腔体内具有散热通道，散热通道为折流形结构。

进一步地，第二腔体内设置有折流板，折流板设置在第二腔体的一端，折流板沿第二腔体的长度方向延伸，以将第二腔体分隔为第一通道和第二通道，折流板与第二腔体的另一端具有间隔，第一通道和第二通道通过间隔连通，第一通道、第二通道和间隔配合形成散热通道。

进一步地，散热进口和散热出口位于第二腔体的同一侧，第一通道位于第二通道的下方，散热进口与第一通道连通，散热出口与第二通道连通。

进一步地，第二腔体的侧壁上设置有多个散热结构，以增加第二腔体的散热面积。

进一步地，第二腔体的侧壁上设置有凸面和/或凹面，凸面和/或凹面形成散热结构。

进一步地，冷却液出口与散热进口的连接处设置有阀门，阀门能够控制第二腔体内的流量。

进一步地，电堆壳体的外侧壁上设置有第二腔体。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电堆，电堆包括堆芯以及上述提供的电堆壳体，堆芯内具有冷却通道，冷却通道能够对堆芯进行降温，堆芯设置在第一腔体内。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种燃料电池系统，燃料电池系统包括上述提供的电堆。

应用本实用新型的技术方案，堆芯设置在电堆壳体的第一腔体内，并且电堆壳体的侧壁上设置有第二腔体，堆芯内的冷却通道通过冷却液出口与第二腔体连通，这样冷却液对堆芯降温后，部分冷却液能够进入第二腔体内进行散热，其余冷却液进入散热器内进行散热，这样能够减少对散热器的散热能力的需求，从而能够减小散热器的结构尺寸，便于电堆和散热器的搭载布置。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的电堆壳体的结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的电堆壳体的剖视图；

图3示出了本实用新型提供的散热通道的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

111、冷却液出口；12、散热通道；121、第一通道；122、第二通道；123、散热进口；124、散热出口；13、散热结构；

21、折流板；22、阀门。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种电堆壳体，电堆壳体内具有第一腔体。第一腔体内设置有冷却液出口111和冷却液进口，冷却液进口和冷却液出口111用以与堆芯内的冷却通道连通。电堆壳体的侧壁上设置有第二腔体，第一腔体和第二腔体相互独立，第二腔体具有散热进口123和散热出口124，冷却液出口111与散热进口123连通，第二腔体能够对冷却液进行降温。散热出口124与燃料电池系统的换热通道连通。

应用本申请的技术方案，堆芯设置在电堆壳体的第一腔体内，并且电堆壳体的侧壁上设置有第二腔体，堆芯内的冷却通道通过冷却液出口111与第二腔体连通，这样冷却液对堆芯降温后，部分冷却液能够进入第二腔体内进行散热，其余冷却液进入散热器内进行散热，这样能够减少对散热器的散热能力的需求，从而能够减小散热器的结构尺寸，便于电堆和散热器的搭载布置。

其中，在本申请中，第一腔体是由电堆壳体四周围合而成的内部腔体，第一腔体内放置堆芯，并向第一腔体内通入气体和冷却液。

如图3所示，第二腔体内具有散热通道12，散热通道12为折流形结构，即散热通道12为曲折形。如此设置，能够提高第二腔体的散热能力，便于对冷却液进行降温。

具体地，第二腔体内设置有折流板21，折流板21设置在第二腔体的一端，折流板21沿第二腔体的长度方向延伸，以将第二腔体分隔为第一通道121和第二通道122，折流板21与第二腔体的另一端具有间隔，第一通道121和第二通道122通过间隔连通，第一通道121、第二通道122和间隔配合形成散热通道12。如此设置，将折流板21固定在第二腔体内，即可实现折流形的散热通道12，便于对散热通道12进行加工，结构简单，操作方便。

其中，第二腔体内可以设置多个折流板21，折流板21交替设置在第二腔体相对设置的两端，通过设置多个折流板21，第二腔体内分隔为多个流道，且多个流道顺次连通，冷却液在相邻两个流道的流向不同，如此设置，能够进一步提高第二腔体的散热能力。

进一步地，散热进口123和散热出口124位于第二腔体的同一侧，第一通道121位于第二通道122的下方，散热进口123与第一通道121连通，散热出口124与第二通道122连通。如此设置，能够使得冷却液在散热通道12内充分流通，从而能够保证冷却液在散热通道12内的散热效果，避免冷却液受重力影响直接由散热出口124排出。

具体地，第二腔体的侧壁上设置有多个散热结构13，以增加第二腔体的散热面积。如此设置，能够进一步地提高第二腔体的散热能力，便于对冷却液进行降温。

进一步地，第二腔体的侧壁上设置有凸面和/或凹面，凸面和/或凹面形成散热结构13。其中，第二腔体的侧壁上可以设置凸面也可以设置凹面，以形成散热结构13。在本申请中，第二腔体的外壁上设置有多个凹面，凹面在第二腔体的内壁上具有凸面，如此设置，能够在避免增加第二腔体的结构尺寸的前提下提高第二腔体的散热能力。在本申请中，凹面设置在第二腔体远离第一腔体的一侧。

其中，第二腔体的侧壁上还可以设置有波浪形的凸面或者凹面。

具体地，冷却液出口111与散热进口123的连接处设置有阀门22，阀门22能够控制第二腔体内的流量。如此设置，便于控制第二腔体内的流量，从而能够控制冷却液的降温速度。其中，当燃料电池系统需要快速升温时，能够关闭阀门22，冷却液不进入第二腔体内，从而能够避免对冷却液进行降温。

进一步地，电堆壳体的外侧壁上设置有第二腔体。如此设置，便于对电堆壳体进行加工，操作方便。

其中，电堆壳体的主体结构为一体成型结构。如此设置，便于对电堆壳体的主体结构进行加工，同时能够保证电堆壳体的主体结构的结构强度，避免电堆壳体的主体结构产生损坏。工作人员加工出电堆壳体的主体结构后，再向电堆壳体的主体结构中装入堆芯等结构，然后对电堆壳体的主体结构进行密封。

本实用新型另一实施例提供一种电堆，电堆包括堆芯以及上述提供的电堆壳体，堆芯内具有冷却通道，冷却通道能够对堆芯进行降温，堆芯设置在第一腔体内。如此设置，便于对堆芯内的冷却通道内的冷却液进行降温，从而减少对散热器的散热能力的需求。

本实用新型另一实施例提供一种燃料电池系统，燃料电池系统包括上述提供的电堆。如此设置，通过电堆壳体上的第二腔体对冷却液进行散热，能够降低燃料电池系统对散热器的散热能力的需求，减小散热器的结构尺寸，便于对电堆和散热器进行搭载和布置。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电堆壳体，其特征在于，所述电堆壳体内具有第一腔体，所述第一腔体内设置有冷却液出口(111)和冷却液进口，所述冷却液进口和冷却液出口(111)用以与堆芯内的冷却通道连通，所述电堆壳体的侧壁上设置有第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体相互独立，所述第二腔体具有散热进口(123)和散热出口(124)，所述冷却液出口(111)与所述散热进口(123)连通，所述第二腔体能够对冷却液进行降温。

2.根据权利要求1所述的电堆壳体，其特征在于，所述第二腔体内具有散热通道(12)，所述散热通道(12)为折流形结构。

3.根据权利要求2所述的电堆壳体，其特征在于，所述第二腔体内设置有折流板(21)，所述折流板(21)设置在所述第二腔体的一端，所述折流板(21)沿所述第二腔体的长度方向延伸，以将所述第二腔体分隔为第一通道(121)和第二通道(122)，所述折流板(21)与所述第二腔体的另一端具有间隔，所述第一通道(121)和所述第二通道(122)通过所述间隔连通，所述第一通道(121)、所述第二通道(122)和所述间隔配合形成所述散热通道(12)。

4.根据权利要求3所述的电堆壳体，其特征在于，所述散热进口(123)和所述散热出口(124)位于所述第二腔体的同一侧，所述第一通道(121)位于所述第二通道(122)的下方，所述散热进口(123)与所述第一通道(121)连通，所述散热出口(124)与所述第二通道(122)连通。

5.根据权利要求1所述的电堆壳体，其特征在于，所述第二腔体的侧壁上设置有多个散热结构(13)，以增加所述第二腔体的散热面积。

6.根据权利要求5所述的电堆壳体，其特征在于，所述第二腔体的侧壁上设置有凸面和/或凹面，所述凸面和/或所述凹面形成所述散热结构(13)。

7.根据权利要求1所述的电堆壳体，其特征在于，所述冷却液出口(111)与所述散热进口(123)的连接处设置有阀门(22)，所述阀门(22)能够控制所述第二腔体内的流量。

8.根据权利要求1所述的电堆壳体，其特征在于，所述电堆壳体的外侧壁上设置有所述第二腔体。

9.一种电堆，其特征在于，所述电堆包括堆芯以及权利要求1至8中任一项所述的电堆壳体，所述堆芯内具有所述冷却通道，所述冷却通道能够对所述堆芯进行降温，所述堆芯设置在所述第一腔体内。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括权利要求9所述的电堆。