KR101362055B1 - 연료 전지용 냉각장치 - Google Patents

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ion filter
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김치명
박용선
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기아자동차 주식회사
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Abstract

연료 전지용 냉각장치가 개시된다. 개시된 연료 전지용 냉각장치는 냉각수를 저장하는 리저버와, 리저버에 일체로 설치되며, 냉각수 중의 기포를 제거하는 이온 필터 어셈블리를 포함할 수 있다.

Description

연료 전지용 냉각장치 {COOLING DEVICE FOR FUEL CELL}
본 발명의 실시예는 연료 전지 차량의 열 및 물 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료 전지 스택에서 발생하는 열을 냉각시키는 연료 전지용 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로, 연료 전지 시스템은 연료로 사용되는 수소와 산화제로서의 공기를 연료 전지 스택에 공급하고, 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기를 생산한다.
연료 전지 시스템은 차량에 탑재되며, 연료 전지 스택에 의해 생산된 전기로 전기 모터를 작동시켜 차량을 구동시킨다.
이러한 연료 전지 시스템은 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 연료전지 스택 내에서 전기 화학적으로 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전시스템이다.
연료전지 스택은 통상 MEA, 가스켓, 분리판 등으로 구성된 단위의 연료전지를 수십~수백 장 적층하여 원하는 출력을 얻는다.
연료전지 스택에서는 연료전지 반응과 함께 다량의 열이 발생하므로, 연료 전지 시스템에는 이를 냉각하기 위한 냉각장치의 구성이 필요하다.
냉각장치는 냉각수를 저장하는 냉각수 리저버(이하에서는 편의 상 "리저버" 라고 한다)와, 냉각수 리저버에 저장된 냉각수를 연료전지 스택으로 공급하는 냉각수 펌프를 구비한다.
한편, 연료 전지 차량에서는 부동액을 냉각수로 이용한다. 이러한 냉각수는 차량의 제작 시 리저버를 포함하는 연료 전지 스택의 냉각계통(당 업계에서는 통상적으로 "스택 냉각 루프" 라고도 한다)으로 주입된다.
냉각수는 냉각계통에 기포가 존재하지 않도록 그 냉각계통을 진공 상태로 조성한 후 가압식으로 주입될 수 있다.
만약, 냉각수의 주입 시 냉각계통 기포(공기)가 존재하는 경우에는, 연료 전지 차량의 운전 시 냉각수가 넘쳐 냉각수 부족 현상으로 인한 오버 히팅의 가능성이 증가한다.
상기와 같이 연료 전지 차량의 냉각계통에 기포가 존재하는 경우에는 연료 전지 스택의 국소적인 온도 상승으로 인해 연료 전지의 효율 및 냉각 성능의 저하를 야기하고, 냉각수 유동 소음을 발생시키며, 더 나아가 연료 전지의 파손이라는 심각한 악영향을 끼칠 수 있다.
이를 위해 연료 전지 차량은 냉각계통에 존재하는 기포를 제거하기 위한 이온 필터를 구비하고 있다. 이온 필터는 리저버와 별개로 엔진 룸 내의 냉각계통에 설치되고 있다.
본 발명의 실시예들은 리저버와 이온 필터를 일체화 한 연료 전지용 냉각장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치는, 냉각수를 저장하는 리저버와, 상기 리저버에 일체로 설치되며, 냉각수 중의 기포를 제거하는 이온 필터 어셈블리를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 이온 필터 어셈블리는 상기 리저버에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 이온 필터 어셈블리는 상기 리저버에 카트리지 식으로 결합 및 분리 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 이온 필터 어셈블리는 나사식으로 상기 리저버에 결합되며, 상기 리저버의 내부에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 이온 필터 어셈블리의 상부에는 손잡이부가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 리저버는 상기 이온 필터 어셈블리가 설치되는 제1 공간과, 상기 제1 공간과 연결되는 제2 공간을 구획하는 격벽부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 격벽부재는 상기 제1 공간에서의 리저버 내벽면 사이에 상기 제2 공간과 연결되는 통로를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 격벽부재는 상기 통로에 의해 상기 제1 공간 내부에 양압을 형성하고, 상기 제2 공간 내부에 음압을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 격벽부재는 차압벽으로서 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 리저버에는 상기 제1 공간과 연결되는 냉각수 주입 포트 및 상기 제2 공간과 연결되는 냉각수 배출 포트가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 리저버에는 냉각수 주입관이 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 냉각수 주입관에는 공기를 배출하는 캡이 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 리저버에는 냉각수의 레벨을 표시하는 레벨 게이지가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치에 있어서, 상기 리저버에는 냉각수를 드레인시키기 위한 드레인 플러그가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 리저버에 이온 필터 어셈블리를 일체로 구성하므로, 엔진 룸 내의 여유 공간을 확보할 수 있으며, 제작 원가를 절감할 수 있고, 차량의 중량을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 격벽부재에 의해 리저버의 내부에 차압을 형성하므로, 스택 냉각 루프를 순환하는 냉각수 중의 기포를 원활하게 제거할 수 있고, 기포의 제거 시간을 단축할 수 있으며, 기포 제거를 위한 차량의 정비성을 대폭 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 냉각수 중의 기포를 원활하게 제거할 수 있으므로, 연료 전지 스택의 방열 효율을 증대시킬 수 있으며, 냉각수 내 기포에 의한 냉각수 유동 소음을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 이온 필터 어셈블리를 카트리지 식으로 구성하므로, 리저버에 대한 이온 필터 어셈블리의 결합 및 분리가 용이하고, 별도의 공구 없이 이온 필터 어셈블리의 교체가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 냉각수 주입관에 캡을 설치하므로, 이온 필터 어셈블리의 교체 시 냉각수가 누수되는 것을 방지할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치를 도시한 정면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치를 도시한 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치를 도시한 정면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치를 도시한 정면 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치(100)는 연료와 산화제의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 생산하는 연료 전지 시스템에 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 연료 전지 시스템은 연료와 산화제의 전기 화학적인 반응에 의해 생산된 전기 에너지로서 전기 모터를 구동시키는 연료 전지 차량에 적용될 수 있다.
여기서, 상기 연료 전지용 냉각장치(100)는 연료 전지에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 스택 냉각 루프로 냉각수를 순환시키는 기능을 한다.
본 발명의 실시예에 의한 상기 연료 전지용 냉각장치(100)는 스택 냉각 루프를 순환하는 냉각수 중의 기포를 원활하게 제거할 수 있으며, 기포 제거를 위한 차량의 정비성을 대폭 개선할 수 있고, 엔진 룸 내의 여유 공간을 확보할 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료 전지용 냉각장치(100)는 리저버(10)와 이온 필터 어셈블리(70)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서, 리저버(10)는 냉각수를 저장하는 탱크로서 구비된다. 리저버(10)는 냉각수를 수용하는 내부 공간을 지닌 다면체로 구성되며, 냉각수 펌프(미도시)에 의해 냉각수를 유출입시킬 수 있다.
리저버(10)는 내부 공간을 제1 공간(11)과 제2 공간(12)으로 구획하는 격벽부재(21)를 포함한다. 격벽부재(21)는 판재 형태로서 리저버(10)의 한 쪽 내벽면에 연결되며, 다른 일측 내벽면과 이격되게 설치된다.
즉, 격벽부재(21)는 리저버(10)의 한 쪽 내벽면에 연결되며, 내부 공간을 두 개의 공간으로 분리하고, 다른 일측 내벽면과의 사이에 제1 및 제2 공간(11, 12)을 연결하는 통로(23)를 형성한다.
격벽부재(21)는 그 통로(23)에 의해 제1 공간(11)의 내부에 양압을 형성하고, 제2 공간(12) 내부에 음압을 형성하는 차압벽(25)으로 구비된다.
한편, 리저버(10)에는 제1 공간(11)과 연결되는 냉각수 주입 포트(31) 및 제2 공간(12)과 연결되는 냉각수 배출 포트(33)가 구비된다.
리저버(10)에는 내부 공간으로 냉각수를 주입하기 위한 냉각수 주입관(41)이 설치된다. 냉각수 주입관(41)은 리저버(10)의 상부 측에서 제2 공간(12)에 연결된다.
냉각수 주입관(41)에는 그 주입관(41)의 주입 단부에 결합되며 리저버(10) 내부의 공기를 배출하는 캡(43)이 설치된다.
그리고, 리저버(10)의 측면 즉, 제2 공간(12)에 대응하는 측면에는 냉각수의 저장 레벨을 시각적으로 표시하는 레벨 게이지(51)가 설치된다.
또한, 리저버(10)의 정면 즉, 제2 공간(12)에 대응하는 정면에는 냉각수를 드레인시키기 위한 드레인 플러그(53)가 설치된다.
한편 본 발명의 실시예에서, 이온 필터 어셈블리(70)는 냉각수 중의 기포를 제거하기 위한 것이다. 이온 필터 어셈블리(70)는 리저버(10)에 일체로 설치될 수 있다.
이온 필터 어셈블리(70)는 냉각수 중의 기포를 제거하는 필터 엘리먼트(71)를 포함하며, 필터 엘리먼트(71)이 상측 부에는 이온 필터 어셈블리(70)를 리저버(10)에 일체로 설치하기 위한 결합 블록(73)이 구비된다.
이온 필터 어셈블리(70)는 리저버(10)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 이온 필터 어셈블리(70)는 제1 공간(11)에 대응하는 리저버(10)의 상면에 카트리지 식으로 결합 및 분리 가능하게 설치될 수 있다.
이온 필터 어셈블리(70)는 나사식으로 리저버(10)에 결합되며, 그 리저버(10)의 내부 공간에서 제1 공간(11)의 내부에 배치될 수 있다.
이를 위해 제1 공간(11)에 대응하는 리저버(10)의 상부면에는 이온 필터 어셈블리(70)의 결합 블록(73)이 나사 결합될 수 있는 결합부(81)가 형성된다.
그리고, 결합 블록(73)의 상부면에는 별도의 공구 없이 수작업으로서 이온 필터 어셈블리(70)를 교체할 수 있도록 손잡이부(83)가 설치된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치(100)의 작용 효과를 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지용 냉각장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
앞서 개시한 도면들과 함께 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 스택 냉각 루프를 순환하는 냉각수는 냉각수 주입 포트(31)를 통해 리저버(10)의 제1 공간(11)으로 유입된다.
그러면, 냉각수는 제1 공간(11)에서 이온 필터 어셈블리(70)의 필터 엘리먼트(71)를 통과하고, 그 냉각수 중의 기포는 필터 엘리먼트(71)에 의해 제거된다.
여기서, 카트리지 형태의 이온 필터 어셈블리(70)는 이의 결합 블록(73)을 통해 리저버(10) 상부면의 결합부(81)에 나사식으로 결합되며, 리저버(10)의 제1 공간(11) 내부에 배치된 상태에 있다.
이렇게 기포가 제거된 냉각수는 리저버(10)의 제1 공간(11)에서 격벽부재(21)와 다른 일측 내벽면 사이의 통로(23)를 통해 제2 공간(12)으로 유입된다.
상기한 과정에 본 발명의 실시예에서는 격벽부재(21)에 의해 리저버(10)의 내부에 냉각수 유동 차압이 발생한다.
즉, 격벽부재(21)와 다른 일측 내벽면 사이의 통로(23)에 의해 제1 공간(11)에서는 양압을 형성하고, 제2 공간(12)에서는 음압을 형성한다.
이에, 리저버(10)의 제2 공간(12)으로 유입된 냉각수는 그 제2 공간(12) 내부의 음압에 의해 냉각수 주입관(41)으로 분출되지 않고, 냉각수 배출 포트(33)를 통해 배출될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에서는 격벽부재(21)의 길이가 너무 길면, 통로(23)의 폭이 좁아지게 되고, 이로 인한 압력 손실로 냉각수의 유동 유량이 부족하여 냉각 대상으로 필요한 유량을 공급할 수 없게 된다.
그리고, 본 발명의 실시예에서는 격벽부재(21)의 길이가 너무 짧으면, 통로(23)의 폭이 넓어지게 되고, 이로 인해 제1 공간(11)으로 유입된 냉각수가 냉각수 배출 포트(33)를 통해 배출되지 못하고, 냉각수 펌프의 압력에 의해 냉각수 주입관(41)으로 분출될 수 있다.
여기서, 격벽부재(21)의 길이는 리저버(10)의 일측 내벽면에서 다른 일측 내벽면 측으로 향하는 길이로 정의할 수 있다.
이와 같은 격벽부재(21)의 길이는 리저버(10)의 용량, 연료 전지의 용량 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서 어느 특정한 값으로 한정하지 않는다.
한편, 이온 필터 어셈블리(70)에 의해 제거된 기포는 리저버(10)의 제2 공간(12)에서 냉각수 주입관(41)으로 유입되며, 캡(43)을 통해서 외부로 배출될 수 있다.
그리고, 리저버(10)의 내부에 저장된 냉각수의 레벨은 레벨 게이지(51)를 통해 시각적으로 표시되며, 그 리저버(10) 내부의 냉각수는 드레인 플러그(53)를 탈거함으로써 배출할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 실시예에서는 이온 필터 어셈블리(70)를 교환코자 할 경우, 이온 필터 어셈블리(70)의 손잡이부(83)를 나사 분리 방향으로 회전시킨다.
그러면, 이온 필터 어셈블리(70)의 결합 블록(73)이 결합부(81)로부터 이탈되면서 그 이온 필터 어셈블리(70)는 리저버(10)로부터 쉽게 분리될 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에서는 리저버(10)에 이온 필터 어셈블리(70)를 일체로 구성하므로, 엔진 룸 내의 여유 공간을 확보할 수 있으며, 제작 원가를 절감할 수 있고, 차량의 중량을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 격벽부재(21)에 의해 리저버(10)의 내부에 차압을 형성하므로, 스택 냉각 루프를 순환하는 냉각수 중의 기포를 원활하게 제거할 수 있으며, 기포의 제거 시간을 단축할 수 있고, 기포 제거를 위한 차량의 정비성을 대폭 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 냉각수 중의 기포를 원활하게 제거할 수 있으므로, 연료 전지 스택의 방열 효율을 증대시킬 수 있으며, 냉각수 내 기포에 의한 냉각수 유동 소음을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 이온 필터 어셈블리(70)를 카트리지 식으로 구성하므로, 리저버(10)에 대한 이온 필터 어셈블리(70)의 결합 및 분리가 용이하고, 별도의 공구 없이 이온 필터 어셈블리(70)의 교체가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 냉각수 주입관(41)에 공기 배출을 위한 캡(43)을 설치하므로, 이온 필터 어셈블리(70)의 교체 시 냉각수가 누수되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
10... 리저버 11... 제1 공간
12... 제2 공간 21... 격벽부재
23... 통로 25... 차압벽
31... 냉각수 주입 포트 33... 냉각수 배출 포트
41... 냉각수 주입관 43... 캡
51... 레벨 게이지 53... 드레인 플러그
70... 이온 필터 어셈블리 71... 필터 엘리먼트
73... 결합 블록 81... 결합부
83... 손잡이부

Claims (13)

  1. 냉각수를 저장하는 리저버; 및
    상기 리저버에 일체로 설치되며, 냉각수 중의 기포를 제거하는 이온 필터 어셈블리를 포함하며,
    상기 리저버는 상기 이온 필터 어셈블리가 설치되는 제1 공간과, 상기 제1 공간과 연결되는 제2 공간을 구획하는 격벽부재를 포함하고,
    상기 격벽부재는 상기 제1 공간에서의 리저버 내벽면 사이에 상기 제2 공간과 연결되는 통로를 형성하며, 상기 통로에 의해 상기 제1 공간 내부에 양압을 형성하고 상기 제2 공간 내부에 음압을 형성하는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이온 필터 어셈블리는 상기 리저버에 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 이온 필터 어셈블리는 상기 리저버에 카트리지 식으로 결합 및 분리 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 이온 필터 어셈블리는 나사식으로 상기 리저버에 결합되며, 상기 리저버의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 이온 필터 어셈블리의 상부에는 손잡이부가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 격벽부재는 차압벽으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 리저버에는 상기 제1 공간과 연결되는 냉각수 주입 포트 및 상기 제2 공간과 연결되는 냉각수 배출 포트가 구비되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 리저버에는 냉각수 주입관이 설치되고, 상기 냉각수 주입관에는 공기를 배출하는 캡이 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 리저버에는 냉각수의 레벨을 표시하는 레벨 게이지가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 리저버에는 냉각수를 드레인시키기 위한 드레인 플러그가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지용 냉각장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124472A1 (ko) * 2019-12-13 2022-06-16 한온시스템 주식회사 차량용 리저버 탱크

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017209968A1 (de) 2017-06-13 2018-12-13 Audi Ag Ionenfilteraufnahme
CN110416575B (zh) * 2019-07-31 2020-10-02 吴与琛 一种新能源汽车燃料电池过滤组件
DE102022101301B3 (de) 2022-01-20 2023-07-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Brennstoffzellensystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980034942U (ko) * 1996-12-11 1998-09-15 박병재 라디에이터 리저버 탱크
KR100837957B1 (ko) * 2006-12-08 2008-06-13 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 냉각 시스템

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100260212B1 (ko) 1996-11-09 2000-07-01 정몽규 차량의 압축공기식 허브캡 장착용 특수 공구
JP2004311347A (ja) * 2003-04-10 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池の冷却システム
JP2006164670A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
KR100756630B1 (ko) * 2005-09-30 2007-09-07 현대자동차주식회사 연료전지용 냉각수 탱크 및 이를 포함하는 연료전지시스템
JP4791152B2 (ja) * 2005-11-11 2011-10-12 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP5161431B2 (ja) 2006-04-27 2013-03-13 株式会社東芝 燃料電池装置
JP2007335326A (ja) 2006-06-16 2007-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池システム
KR100821772B1 (ko) 2006-10-20 2008-04-14 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 기포 방지 버퍼탱크
JP2008210705A (ja) 2007-02-27 2008-09-11 Toyota Motor Corp 燃料電池用気泡除去システム及びこれを備えた燃料電池システム
DE102008020903A1 (de) * 2008-04-18 2009-10-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Flüssigkeitskühlungsvorrichtung für eine Brennstoffzelleneinrichtung und Brennstoffzellensystem
JP2010186647A (ja) * 2009-02-12 2010-08-26 Toyota Motor Corp 燃料電池の調温システム
CA2780159A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Mann+Hummel Gmbh Cooling device for a functional system
DE102009037080A1 (de) 2009-08-13 2011-02-24 Mann + Hummel Gmbh Kühlvorrichtung eines Funktionssystems
US8518254B2 (en) * 2009-12-02 2013-08-27 Hyundai Motor Company Coolant demineralizer for a fuel cell vehicle
CN102403521A (zh) * 2011-11-18 2012-04-04 武汉银泰科技燃料电池有限公司 燃料电池用储液净化一体化装置及燃料电池液体冷却系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980034942U (ko) * 1996-12-11 1998-09-15 박병재 라디에이터 리저버 탱크
KR100837957B1 (ko) * 2006-12-08 2008-06-13 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 냉각 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022124472A1 (ko) * 2019-12-13 2022-06-16 한온시스템 주식회사 차량용 리저버 탱크

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