具有氢气加热功能的燃料电池分配歧管的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种具有氢气加热功能的燃料电池分配歧管。


背景技术：

2.燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转化为直流电的电化学能量转换装置，工作时，燃料气在阳极上放出电子，电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下，通过电解质迁移到阳极上，与燃料气反应，构成回路，产生电流。该反应具有转化效率高，反应过程不产生其他有害化学物质，以及低噪声等优点，目前逐渐被广泛应用于汽车行业。
3.因为燃料电池电堆在工作时需要氢气、空气/氧气以及用于电堆冷却的冷却剂，同时还需要将电堆内未消耗完的氢气、过量的空气或者氧气以及冷却完毕后的冷却液排出，现有的燃料电池大多采用独立的分配管路，管路一头与燃料电池电堆相连接，另一头采用软管和卡箍接头与相应的设备进行连接。这种连接结构体积较大，不利于应用在狭小空间内。
4.此外，由于电化学反应以及电池的内阻，燃料电池在工作时还会产生一定的热量。现有技术通常通过分配歧管将这部分热量从电堆中带出，然后经散热器使其降温，导致这部分热量没有得到充分利用。


技术实现要素：

5.针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种具有氢气加热功能的燃料电池分配歧管，其能够根据热交换原理，利用电堆出口冷却水和氢气二者之间的温度差，对氢气进行加热。
6.本实用新型提供了一种具有氢气加热功能的燃料电池分配歧管，燃料电池的电堆设有氢气入口和冷却液出口，包括：第一连接部，包括互不连通的冷却液出堆管道和氢气空腔，所述冷却液出堆管道与冷却液出口相连通，所述氢气空腔与氢气入口相连通；第二连接部，与所述第一连接部相连接，包括互不连通的冷却液通道和进氢件，所述冷却液通道一端与冷却液出堆管道相连通，另一端用于排出冷却液；在所述冷却液通道的外侧还设有多个导热块，所述导热块位于所述冷却液通道和氢气空腔之间；所述进氢件用于连通氢源和氢气空腔。
7.优选地，所述氢气空腔内设有多个导热柱。
8.优选地，所述导热块通过一体注塑成型镶嵌在所述第二连接部上。
9.优选地，还包括盖合在所述氢气空腔上的氢气进堆盖板，所述氢气进堆盖板上设有与所述氢气空腔相连通的氢气进堆接头。
10.优选地，还包括盖合在所述冷却液通道上的冷却液出堆盖板，所述冷却液出堆盖板上设有与所述冷却液通道相连通的冷却液出堆接头。
11.本实用新型的有益之处在于，在分配歧管中集成氢气空腔、冷却液通道和导热块，结构紧凑，充分利用了分配歧管的空间，节省了三分之二的布置空间；结构简单，易于组装，可降低零件生产和组装成本；有效利用燃料电池工作时产生的热能对氢气进行加热，节能环保。
附图说明
12.图1是燃料电池的连接结构示意图；
13.图2是本实用新型分配歧管的爆炸图；
14.图3是第二连接部与冷却液出堆盖板的装配结构剖视图；
15.图4是第一连接部与第二连接部的连接结构示意图；
16.图5是本实用新型分配歧管的侧剖视图。
17.元件标号说明：
[0018]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
氢气进堆盖板
[0019]
11
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氢气进堆接头
[0020]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一连接部
[0021]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却液出堆管道
[0022]
22
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氢气进堆空腔
[0023]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二连接部
[0024]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却液通道
[0025]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
进氢件
[0026]
321
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
进氢口
[0027]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却液出堆盖板
[0028]
41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却液出堆接头
[0029]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导热块
[0030]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导热柱
[0031]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
氢源
[0032]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
引射器
[0033]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电堆
[0034]
91
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
氢气入口
[0035]
92
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却液出口
具体实施方式
[0036]
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
[0037]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0038]
此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0039]
图2所示为从正面观察到的第二连接部与冷却液出堆盖板的装配结构剖视图，在以下的描述中，以图2中的附图作为方向的参考基础，在图2中，垂直于视图纸面朝外为前方向，垂直于视图纸面朝内为后方向。
[0040]
如图1所示，燃料电池的电堆9设有氢气入口91和冷却液出口92，氢源7(如氢气罐)提供的氢气经管路和引射器8进入氢气入口91，供电堆9进行电化学反应。用于冷却电堆9的冷却液带着热量从冷却液出口92排出。
[0041]
为充分利用冷却液带出的热量，如图2-4所示，本实用新型提供了一种具有氢气加热功能的燃料电池分配歧管，该分配歧管包括第一连接部2和第二连接部3。其中，第一连接部2包括互不连通的冷却液出堆管道21和氢气空腔22，氢气空腔22位于冷却液出堆管道21的顶部，冷却液出堆管道21与冷却液出口92相连通，氢气空腔22与氢气入口91相连通。第二连接部3位于第一连接部2的后侧并与第一连接部2相连接，其包括互不连通的冷却液通道31和进氢件32。冷却液通道31一端与冷却液出堆管道21相连通，另一端用于排出冷却液；在冷却液通道31的外侧还设有多个导热块5，导热块5位于冷却液通道31和氢气空腔22之间，流经冷却液通道31的冷却液可以通过导热块5与位于氢气空腔22中的氢气实现热交换，从而利用冷却液的热量对氢气进行加热；进氢件32位于冷却液通道31的顶部，其中设有进氢口321，进氢口321用于连通氢源7和氢气空腔22。为保证充分换热，氢气空腔22内还优选地设有多个导热柱6，导热柱6的延伸方向垂直于导热块5。这样设置导热柱6有利于增大导热面积，进一步增强对氢气的加热效果。导热块5和导热柱6均采用导热性能优良的材料制成，如硅脂、膨胀石墨等。在本实用新型的一个具体实施例中，导热块5通过一体注塑成型镶嵌在第二连接部3上。
[0042]
为便于与其他部件实现管路连通，本实用新型的燃料电池分配歧管还包括氢气进堆盖板1和冷却液出堆盖板4。其中，氢气进堆盖板1盖合在氢气空腔22上，氢气进堆盖板1上设有与氢气空腔22相连通的氢气进堆接头11，氢气进堆接头11通过管路与引射器8相连接；冷却液出堆盖板4盖合在冷却液通道31上，冷却液出堆盖板4上设有与冷却液通道31相连通的冷却液出堆接头41，冷却液出堆接头41通过管路与水泵相连接。本领域技术人员可以根据需要，将氢气进堆盖板1/冷却液出堆盖板4设置为与氢气空腔22/冷却液通道31可拆卸连接或一体成型。
[0043]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。