一种燃料电池电堆冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及染料电池相关领域，具体是一种燃料电池电堆冷却装置。


背景技术：

2.在推行绿色发展与清洁能源的当今，燃料电池成为了过渡阶段最先大批量投入使用的技术，现有技术中的燃料电池在使用时会产生大量的热量，造成电池电堆内热量累积，而温度过高对燃料电池的安全性和工作效率以及染料的利用率等都会产生较大的负面影响，因此，一种能够有效降温的燃料电池电堆冷却装置便显得十分有意义。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种燃料电池电堆冷却装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种燃料电池电堆冷却装置，包括电池组件和冷却组件，所述电池组件包括安装侧板和电堆反应组件，所述安装侧板的数量为两个，两个所述安装侧板的一侧均设有相对应的通气接头，所述安装侧板未设置通气接头的一侧相对设置，两个所述安装侧板间与安装侧板相邻设有一对电极夹板，两个所述电极夹板间设有多个气体扩散层和气体反应层的重复单元，所述气体反应层包括与气体扩散层平行设置的双极板，所述双极板的两侧表面设有催化剂涂层，所述安装侧板间还设有多个穿过安装侧板的安装杆，所述安装杆在安装侧板设有通气接头的一侧通过安装螺母锁紧；
6.所述冷却组件包括导热机构和散热风扇，所述导热机构包括多个散热铜管和散热脊片，所述散热脊片在双极板的上下两侧对称设置，所述散热脊片的宽度与气体扩散层和气体反应层的厚度之和一致，所述散热铜管在双极板的内部间隔设置，所述散热铜管的两端贯穿设置在双极板上下两侧的散热脊片，所述安装侧板在散热脊片的竖直投影面上设有散热窗，每个所述散热窗中均通过风扇安装杆设有散热风扇。
7.作为本实用新型进一步的方案：所述气体反应层在催化剂涂层的边缘还设有密封圈。
8.作为本实用新型再进一步的方案：所述散热脊片与双极板的上下两侧之间还设有抬升块。
9.作为本实用新型再进一步的方案：所述抬升块上设有多个均匀分布的定位穿孔。
10.作为本实用新型再进一步的方案：所述安装侧板在通气接头的同侧还设有拉杆。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在双极板中设置间隔分布的导热铜管，使得在双极板表面各处产生的热量能够第一时间传递给散热铜管，最终传递到散热脊片处，减少了热量在导热性较差的双极板中的传递路径与时间，从而降低了热量的积聚效应，进一步提高了散热冷却的效率，为电池提供长期运行而不会过热的工作环境。
附图说明
12.图1为一种燃料电池电堆冷却装置的结构示意图。
13.图2为一种燃料电池电堆冷却装置中电池电堆层次分布的结构示意图。
14.图3为一种燃料电池电堆冷却装置中气体反应层的结构示意图。
15.图中：1-安装侧板、101-散热窗、102-风扇安装杆、103-散热风扇、104-拉杆、2-通气接头、3-安装杆、301-安装螺母、4-电极夹板、5-气体扩散层、6-气体反应层、601-密封圈、602-双极板、603-散热铜管、604-定位穿孔、605-散热脊片、7-催化剂涂层、8-抬升块。
具体实施方式
16.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
17.请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种燃料电池电堆冷却装置，包括电池组件和冷却组件，所述电池组件包括安装侧板1和电堆反应组件，所述安装侧板1的数量为两个，两个所述安装侧板1的一侧均设有相对应的通气接头2，所述安装侧板1未设置通气接头2的一侧相对设置，两个所述安装侧板1间与安装侧板1相邻设有一对电极夹板4，两个所述电极夹板4间设有多个气体扩散层5和气体反应层6的重复单元，所述气体反应层6包括与气体扩散层5平行设置的双极板602，所述双极板602的两侧表面设有催化剂涂层7，所述安装侧板1间还设有多个穿过安装侧板1的安装杆3，所述安装杆3在安装侧板1设有通气接头2的一侧通过安装螺母301锁紧；
18.本实施例中，对一种燃料电池电堆冷却装置(以下简称“装置”)的构件进行了功能划分与配合描述，其中，主要包括电池组件和冷却组件两个部分，使用时，电池组件的作用是进行氢氧反应，生成电能，气体扩散层5的作用是让气体均匀的扩散开来，扩散开之后的气体在与双极板602和设置在双极板602表面的催化剂涂层接触，进行反应；冷却组件的作用是在电池组件反应工作时，对电池产生的热量进行导出散热，保证电池反应始终维持在一个安全合适的温度。
19.所述冷却组件包括导热机构和散热风扇103，所述导热机构包括多个散热铜管603和散热脊片605，所述散热脊片605在双极板602的上下两侧对称设置，所述散热脊片605的宽度与气体扩散层5和气体反应层6的厚度之和一致，所述散热铜管603在双极板602的内部间隔设置，所述散热铜管603的两端贯穿设置在双极板602上下两侧的散热脊片605，所述安装侧板1在散热脊片605的竖直投影面上设有散热窗101，每个所述散热窗101中均通过风扇安装杆102设有散热风扇103。
20.本实施例中，对上一实施例中根据功能划分的冷却组件进行了较为详细的组成及其配合描述，其中散热铜管603均匀分布在双极板602中贯穿双极板602并最终在穿出双极板602与设置在双极板上下两侧的散热脊片605连接(并且贯穿散热脊片605)，使用时，当电池工作开始反应产生大量的热量时，分布在双极板602表面导热性良好的导热铜管603会将热量导出并向温度较低的散热脊片605传递，实现第一步的导热，导出的热量在散热脊片605中积聚，并与周围的空气接触，以将热量传递给周围的空气，同时散热风扇工作，加快散
热脊片605周围的空气流速，加快热量向空气中的传递效率，实现整个散热过程(这里指的是热量传递过程，整个散热事件是持续不断进行的，非过程性事件)；这样设置的好处是，在双极板602中间隔分布的导热铜管603能够将在双极板602各处产生的热量第一时间进行传递，减少了热量在导热性差的双极板中传递的时间，从而降低了热量的积聚效应，进一步提高了冷却效率，能够保证装置长时间的运行而不会过热。
21.请参阅图3，作为本实用新型一个优选的实施例，所述气体反应层6在催化剂涂层7的边缘还设有密封圈601。
22.本实施例中，所述密封圈的作用是对由气体扩散层5和气体反应层6堆砌成的电池间进行密封，防止气体从连接缝隙中逸散出，提高装置的安全性。
23.请参阅图1～3，作为本实用新型另一个优选的实施例，所述散热脊片605与双极板602的上下两侧之间还设有抬升块8。
24.本实施例中，抬升块8的材料为导热率极低材料制成，可以将散热脊片605抬升离开双极板602的上下表面，减少散热脊片605中热量累积对电池产生影响。
25.请参阅图3，作为本实用新型另一个优选的实施例，所述抬升块8上设有多个均匀分布的定位穿孔604。
26.本实施例中，定位穿孔604可以在电池电堆组装时起到协助作用，通过在定位穿孔604中放置定位柱体，能够大大的提高组装效率。
27.请参阅图1，作为本实用新型另一个优选的实施例，所述安装侧板1在通气接头2的同侧还设有拉杆104。
28.本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
29.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。