CN220963406U - 一种燃料电池多功能水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池多功能水箱，属于燃料电池技术领域。一种燃料电池多功能水箱，包括：箱体，箱体具有第一腔室和围绕第一腔室设置的第二腔室，箱体上设有与第一腔室连通的第一出口，以及与第二腔室连通的第二进口和第二出口，箱体的顶部设有出气口且底部设有进气口；散热部件，散热部件固定在第一腔室内，且将第一腔室分隔出单独的汇流腔，散热部件包括一端封闭的进水管、若干第一散热片、若干第二散热片，第一散热片与进水管固定连接且沿进水管周向阵列分布，相邻第一散热片之间固定有第二散热片，第一散热片具有贯穿的水流通道，水流通道一端与进水管连通，另一端与汇流腔连通。

Description

一种燃料电池多功能水箱

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，特别是一种燃料电池多功能水箱。

背景技术

氢气是一种高效、清洁的能源，质子交换膜燃料电池是将氢能转换成电能的一种装置，氢气从阳极进入，和从阴极进入的空气在质子交换膜两侧发生电化学反应，氢气分解成氢离子和电子，氢离子穿过质子交换膜，电子从外部回路到达阴极，在阴极生成水。质子交换膜燃料电池生成物几乎没有污染。质子交换膜燃料电池在正常工作时会产生大量热量，如不及时降温燃料电池中水会大量蒸发，造成质子交换膜脱水燃料电池的性能会大幅度下降。因此，要使燃料电池在工作温度下工作，燃料电池冷却是一个重要问题。大功率质子交换膜燃料电池通常采用水冷方式。另外，在冬天质子交换膜燃料电池内部残余水会结冰堵住气体通道和气体扩散层，在此情况质子交换膜下燃料电池不能正常启动。

为了解决上述两个问题，质子交换膜燃料电池冷却和质子交换膜燃料电池低温冷启动通常采用两个独立的系统分别解决。具有结构复杂、零件多、不易控制等缺陷。本实用新型将质子交换膜燃料电池系统冷却和质子交换膜燃料电池低温冷启动合二为一，采用两功能水箱而解决上述两个问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种燃料电池多功能水箱，具有集成了冷却水箱和加热水箱，可同时满足质子交换膜燃料电池高温冷却和低温冷启动两部分功能，集成度高，节约管路，减小使用空间，可以降低成本。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种燃料电池多功能水箱，包括：

箱体，所述箱体具有第一腔室和围绕所述第一腔室设置的第二腔室，所述箱体上设有与第一腔室连通的第一出口，以及与第二腔室连通的第二进口和第二出口，所述箱体的顶部设有出气口且底部设有进气口；

散热部件，所述散热部件固定在所述第一腔室内，且将所述第一腔室分隔出单独的汇流腔，所述散热部件包括一端封闭的进水管、若干第一散热片、若干第二散热片，所述第一散热片与所述进水管固定连接且沿进水管周向阵列分布，相邻所述第一散热片之间固定有第二散热片，所述第一散热片具有贯穿的水流通道，所述水流通道一端与所述进水管连通，另一端与所述汇流腔连通，其中，第一出口与所述汇流腔连通；其中，所述第一散热片、所述第二散热片形成排气通道，所述排气通道上端连接出气口，下端连接进气口；

风扇装置，所述风扇装置设置在进气口位置，且朝向所述进气口吹风；和

加热部件，所述加热部件设置在第二腔室内。

在上述燃料电池多功能水箱中，所述第二腔室内壁固定有保温层。

在上述燃料电池多功能水箱中，所述箱体还包括第三腔室，所述第三腔室设置在所述第一腔室的下部，所述风扇装置安装在第三腔室内。

在上述燃料电池多功能水箱中，所述第一散热片呈板状。

在上述燃料电池多功能水箱中，两个相邻第一散热片之间设置至少两个第二散热翅片，且所述第二散热片沿所述进水管径向间隔设置。

在上述燃料电池多功能水箱中，所述加热部件为螺旋加热器，所述螺旋加热器围绕所述第一腔室设置。

在上述燃料电池多功能水箱中，所述第一出口具有四个且周向阵列设置。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本实用新型将质子交换膜燃料电池系统冷却和低温冷启动合二为一，集成了冷却水箱和加热水箱，可同时满足质子交换膜燃料电池高温冷却和低温冷启动两部分功能。这种集成设计提高了系统的整体集成度，节约了管路，减小了使用空间，并且有望降低成本。

附图说明

图1是本申请的一种功能水箱的立体图；

图2是本申请中一种功能水箱的俯视图；

图3是图2中A-A位置的一种剖视图；

图4是本申请中散热部件的一种立体结构图；

图5是图2中A-A位置的一种流水剖视图。

图中，

2、箱体；21、第一腔室；211、第一出口；212、汇流腔；213、出气口；214、进气口；22、第二腔室；221、第二进口；222、第二出口；23、第三腔室；

3、散热部件；31、进水管；32、第一散热片；321、水流通道；33、第二散热片；34、排气通道；

4、风扇装置；

5、加热部件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图3中所示的箭头表示水冷却流动的方向，图5中所示的箭头表示水加热流动的方向。

如图1至图5所示，一种燃料电池多功能水箱，包括：箱体2、散热部件3、风扇装置4，和加热部件5，箱体2具有第一腔室21和围绕第一腔室21设置的第二腔室22，箱体2上设有与第一腔室21连通的第一出口211，以及与第二腔室22连通的第二进口221和第二出口222，箱体2的顶部设有出气口213且底部设有进气口214；散热部件3固定在第一腔室21内，且将第一腔室21分隔出单独的汇流腔212，散热部件3包括一端封闭的进水管31、若干第一散热片32、若干第二散热片33，第一散热片32与进水管31固定连接且沿进水管31周向阵列分布，相邻第一散热片32之间固定有第二散热片33，第一散热片32具有贯穿的水流通道321，水流通道321一端与进水管31连通，另一端与汇流腔212连通，第一出口211与汇流腔212连通；其中，第一散热片32、第二散热片33形成排气通道34，排气通道34上端连接出气口213，下端连接进气口214；风扇装置4设置在进气口214位置，且朝向进气口214吹风；加热部件5设置在第二腔室22内。

本实用新型中，燃料电池启动后需要进行冷却。此过程通过进水管31导入温度较高的水，水经过散热部件3内的水流通道321，降低水的温度，然后流入汇流腔212并通过第一出口211排出。这样排出的水可以降低至预设温度，用于后续的冷却。在水通过水流通道321时，风扇装置4可以对散热通道吹风，进一步提高降温效果。

而在燃料电池处于低温状态且需要启动时，将水导入第二进口221，并流入第二腔室22内。通过内部的加热部件5对进入的水进行升温，使水能够融化路径内的冰块，从而顺利启动燃料电池。

本实用新型将质子交换膜燃料电池系统冷却和低温冷启动合二为一，集成了冷却水箱和加热水箱，可同时满足质子交换膜燃料电池高温冷却和低温冷启动两部分功能。这种集成设计提高了系统的整体集成度，节约了管路，减小了使用空间，并且有望降低成本。

本实施例中，风扇装置4为现有技术。

具体地，第二腔室22内壁固定有保温层。

保温层起绝热作用。保温层防止冷却水和加热水交换热量。

具体地，箱体2还包括第三腔室23，第三腔室23设置在第一腔室21的下部，风扇装置4安装在第三腔室23内。

该设计可以将多个零部件集合成一个整体，节约空间，方便安装。

具体地，第一散热片32呈板状。

板状结构能够在水流入第一散热片32的水流通道321时，水被压缩，在流经过程中，具有更好的散热效果。这样的流动设计能够更有效地带走燃料电池产生的热量，确保燃料电池在工作时保持适宜的温度，避免过热，提高系统的稳定性和工作效率。同时，流动的压缩过程也有助于增加水与第一散热片32的接触面积。

具体地，两个相邻第一散热片32之间设置至少两个第二散热翅片，且第二散热片33沿进水管31径向间隔设置。

通过设置第二散热片33，能够进一步提升散热效果。第二散热片33增加了冷却部件的散热面积，并通过形成的散热通道方便热量的流失。

具体地，加热部件5为螺旋加热器，螺旋加热器围绕第一腔室21设置。

螺旋加热器能够围绕第一腔室21进行布置，使得加热部件5能够均匀地向腔室内部提供热量，避免了温度不均匀的问题，从而提高了燃料电池系统的稳定性和工作效率。螺旋加热器的设计能够快速将第一腔室21内部的温度升高至启动所需的温度，缩短了燃料电池的启动时间，提高了系统的响应速度。

具体地，第一出口211具有四个且周向阵列设置。

由于第一出口211有四个，并且周向阵列设置，这样的设计能够确保水能够均匀地从四个出水口流出。这样可以避免水流量不均匀的问题。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示，诸如上、下、左、右、前、后……，仅用于解释在某一特定姿态，如附图所示，下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。同时，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上部件均为通用标准件或本技术领域人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种燃料电池多功能水箱，其特征在于，包括：

箱体(2)，所述箱体(2)具有第一腔室(21)和围绕所述第一腔室(21)设置的第二腔室(22)，所述箱体(2)上设有与第一腔室(21)连通的第一出口(211)，以及与第二腔室(22)连通的第二进口(221)和第二出口(222)，所述箱体(2)的顶部设有出气口(213)且底部设有进气口(214)；

散热部件(3)，所述散热部件(3)固定在所述第一腔室(21)内，且将所述第一腔室(21)分隔出单独的汇流腔(212)，所述散热部件(3)包括一端封闭的进水管(31)、若干第一散热片(32)、若干第二散热片(33)，所述第一散热片(32)与所述进水管(31)固定连接且沿进水管(31)周向阵列分布，相邻所述第一散热片(32)之间固定有第二散热片(33)，所述第一散热片(32)具有贯穿的水流通道(321)，所述水流通道(321)一端与所述进水管(31)连通，另一端与所述汇流腔(212)连通，其中，第一出口(211)与所述汇流腔(212)连通；其中，所述第一散热片(32)、所述第二散热片(33)形成排气通道(34)，所述排气通道(34)上端连接出气口(213)，下端连接进气口(214)；

风扇装置(4)，所述风扇装置(4)设置在进气口(214)位置，且朝向所述进气口(214)吹风；和

加热部件(5)，所述加热部件(5)设置在第二腔室(22)内。

2.根据权利要求1所述的燃料电池多功能水箱，其特征在于，所述第二腔室(22)内壁固定有保温层。

3.根据权利要求1所述的燃料电池多功能水箱，其特征在于，所述箱体(2)还包括第三腔室(23)，所述第三腔室(23)设置在所述第一腔室(21)的下部，所述风扇装置(4)安装在第三腔室(23)内。

4.根据权利要求1所述的燃料电池多功能水箱，其特征在于，所述第一散热片(32)呈板状。

5.根据权利要求1所述的燃料电池多功能水箱，其特征在于，两个相邻第一散热片(32)之间设置至少两个第二散热翅片，且所述第二散热片(33)沿所述进水管(31)径向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的燃料电池多功能水箱，其特征在于，所述加热部件(5)为螺旋加热器，所述螺旋加热器围绕所述第一腔室(21)设置。

7.根据权利要求1所述的燃料电池多功能水箱，其特征在于，所述第一出口(211)具有四个且周向阵列设置。