燃料电池系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种燃料电池系统。


背景技术：

2.近来，为了确保让更多人能容易地使用值得信赖、可持续、先进的能源，正在着手进行对能源效率化有所贡献的燃料电池的相关研究。
3.在现有技术中，提供了一种自动冷却装置，利用单层的双金属片的特性，随着燃料电池的温度变化而膨胀或缩小，进而达成增加散热性的效果。然而，受限于装置的安装空间以及温度，单层的双金属片变形后的推抵力不足，进而弱化了散热效果。
4.本实用新型为了解决所述课题而以提高燃料电池的散热性为目的。进而，在能源的效率化方面有进一步的贡献。
5.[现有技术文献]
[0006]
[专利文献]
[0007]
[专利文献1]日本专利公开第2014-13733号
[0008]
[专利文献2]日本专利公开第h11-351679号


技术实现要素：

[0009]
本实用新型提供一种燃料电池系统，能够节省空间且具有良好的散热性。
[0010]
本实用新型的燃料电池系统包括：燃料电池，搭载于移动体上；吸热部件，对向设置在所述燃料电池的一侧；可动部件，固定于所述燃料电池，且设置于所述燃料电池与所述吸热部件之间，以对应所述燃料电池的温度而靠近或远离所述吸热部件；以及传热部件，连接于所述燃料电池，其中所述可动部件包括在所述可动部件向所述吸热部件的靠近远离方向上层积的多个双金属片，并且在由所述燃料电池产生的热到达预设温度以上的情况下，所述多个双金属片朝所述吸热部件变形，从而所述可动部件靠近所述吸热部件。
[0011]
在本实用新型的实施例中，所述多个双金属片包括燃料电池侧双金属片以及吸热部件侧双金属片，所述燃料电池侧双金属片在所述靠近远离方向上的厚度大于所述吸热部件侧双金属片在所述靠近远离方向上的厚度，所述燃料电池侧双金属片在与所述靠近远离方向垂直的长边方向上的长度大于所述吸热部件侧双金属片在所述长边方向上的长度。
[0012]
在本实用新型的实施例中，所述多个双金属片在与所述靠近远离方向垂直的长边方向上的中央部设置有导热件。
[0013]
在本实用新型的实施例中，所述导热件为螺栓，贯穿所述多个双金属片的所述中央部以固定于所述燃料电池。
[0014]
在本实用新型的实施例中，所述多个双金属片在面向所述吸热部件的一侧设置有传热贴片。
[0015]
在本实用新型的实施例中，所述传热部件包括叠置于所述吸热部件的传热板，在所述多个双金属片因所述燃料电池产生的热到达所述预设温度以上而变形的情况下，所述
可动部件靠近所述传热板。
[0016]
在本实用新型的实施例中，所述可动部件还包括：按压部件，为由金属构成的板件；以及连接部件，连接所述按压部件与所述多个双金属片，在所述多个双金属片因所述燃料电池产生的热到达所述预设温度以上而变形的情况下，变形的所述多个双金属片推抵所述连接部件，以通过所述连接部件推抵所述按压部件朝向所述吸热部件靠近。
[0017]
在本实用新型的实施例中，所述按压部件靠近所述吸热部件的一侧设置有低热阻柔软贴片。
[0018]
基于上述，在本实用新型的燃料电池系统中，在由燃料电池产生的热到达预设温度以上的情况下，可动部件中在向吸热部件的靠近远离方向上层积的多个双金属片朝吸热部件变形，从而可将热传导至吸热部件。也就是说，可动部件随着燃料电池的温度变化，可自动地连接吸热部件与传热部件以导通散热路径，据以提高散热性能来控制燃料电池的温度。另外，透过多个双金属片的变形力，能够更加确实地按压于吸热部件与传热部件，防止因安装空间受限而使得变形力不够的情况产生。并且，更强的按压力还能够防止移动体移动时的振动造成可动部件的脱离。据此，本实施例的燃料电池系统能够节省空间且具有良好的散热性。
[0019]
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0020]
图1是本实用新型一实施例的燃料电池系统配置于移动体的示意图；
[0021]
图2a是图1的燃料电池系统的结构示意图；
[0022]
图2b是图2a的燃料电池系统在另一状态下的结构示意图；
[0023]
图3是图2a的燃料电池系统的局部放大示意图；
[0024]
图4是图2b的燃料电池系统沿a-a剖线的剖视示意图；
[0025]
图5是本实用新型一变形例的燃料电池系统的结构示意图。
[0026]
附图标记说明
[0027]
10：移动体；
[0028]
100：燃料电池系统；
[0029]
110：燃料电池；
[0030]
120：吸热部件；
[0031]
121：第一平面部；
[0032]
130、130’：可动部件；
[0033]
132：多个双金属片；
[0034]
132a：燃料电池侧双金属片；
[0035]
132b：吸热部件侧双金属片；
[0036]
132c：传热贴片；
[0037]
132d：导热件；
[0038]
134：连接部件；
[0039]
136、136’：按压部件；
[0040]
136a、136a’：低热阻柔软贴片；
[0041]
140、140’：传热部件；
[0042]
141：第二平面部；
[0043]
142：传热板；
[0044]
150：支架；
[0045]
c：中央部；
[0046]
h：热；
[0047]
l1、l2：长度；
[0048]
t1、t2：厚度；
[0049]
x：宽度方向；
[0050]
y：长边方向；
[0051]
z：靠近远离方向。
具体实施方式
[0052]
图1是本实用新型一实施例的燃料电池系统配置于移动体的示意图。图2a是图1的燃料电池系统的结构示意图。图2b是图2a的燃料电池系统在另一状态下的结构示意图。图3是图2a的燃料电池系统的局部放大示意图。
[0053]
图4是图2a的燃料电池系统沿a-a剖线的剖视示意图。图5是本实用新型一变形例的燃料电池系统的结构示意图。在本实施例中，如图1所示，燃料电池系统100搭载于移动体10上，燃料电池系统100供给电能于移动体10使用。其中，移动体10例如是汽车，但本实用新型并不以此为限制。由于燃料电池系统100在反应的过程中会产生热h，为了避免过热导致效能降低或是系统损坏，需辅以冷却装置帮助电池降温。以下将搭配图1至图5说明本实施例的燃料电池系统100的应用与具体结构，但本实用新型不以此为限制。
[0054]
请参考图1至图3，在本实施例中，燃料电池系统100包括燃料电池110、吸热部件120、可动部件130、以及传热部件140。燃料电池110搭载于移动体10上，借由与化学反应后生成电能供给至移动体10。吸热部件120对向设置在燃料电池110的一侧。由此，燃料电池110反应后产生的热h不会直接传入至吸热部件120。在本实施例中，燃料电池110与吸热部件120例如是在靠近远离方向z上相互分离配置，且吸热部件120相对于燃料电池110配置于下方(如图2a所示)，但本实用新型不以此为限制。
[0055]
再者，在本实施例中，可动部件130固定于燃料电池110，具体地说，固定于燃料电池110相向于吸热部件120的一侧(如图2a所示)，且设置于燃料电池110与吸热部件120之间。此外，吸热部件120包括第一平面部121，第一平面部121配置于可动部件130的下方(例如在靠近远离方向z上的下方)。可动部件130沿着靠近远离方向z以对应燃料电池110的温度而靠近或远离吸热部件120，且适于按压于第一平面部121。
[0056]
另外，在本实施例中，传热部件140连接于燃料电池110，且设置于燃料电池110与吸热部件120之间(如图2a所示)，适于传递燃料电池110产生的热h。传热部件140与吸热部件120相互分离配置，由此，燃料电池110产生的热h不会直接透过传热部件140传入至吸热部件120。此外，传热部件140包括第二平面部141，优选地是，第一平面部121与第二平面部141位在同一水平高度上，即，第一平面部121与第二平面部141在靠近远离方向z上的高度
位置相同。进而，第二平面部141也配置于可动部件130的下方(例如在靠近远离方向z上的下方)。据此，可动部件130靠近且按压于吸热部件120与传热部件140时，可平整地贴齐于第一平面部121与第二平面部141(如图2b所示)，降低热阻而提升导热性。此时，传热部件140将燃料电池110产生的热h经由可动部件130传导至吸热部件120(如图2b所示)，使吸热部件120吸收燃料电池110产生的热h(详如后续说明)。作为一种示例，可动部件130、传热部件140例如是以燃料电池110在宽度方向x上的中心线为对称线，在宽度方向x上对称地设置有两个，但也可以设置为一个或多个，只要可动部件130在朝向吸热部件120靠近时能同时与吸热部件120和传热部件140接触即可，本实用新型不以此为限制。
[0057]
进一步来说，在本实施例中，可动部件130包括在可动部件130向吸热部件120的靠近远离方向z上层积的多个双金属片132(如图3所示)。在由燃料电池110产生的热h到达预设温度以上的情况下，多个双金属片132朝向吸热部件120变形，从而可动部件130靠近吸热部件120移动而按压于第一平面部121以及第二平面部141。多个双金属片132中的每一单片即使受限于本体积大小而无法产生较大的变形，但多个单片加起来的变形能够提供足够的按压力，使可动部件130确实地按压于吸热部件120与传热部件140。可动部件130按压于吸热部件120与传热部件140后，传热部件140将燃料电池110产生的热h经由可动部件130传导至吸热部件120，使吸热部件120吸收燃料电池110产生的热h(如图2b所示)。反过来说，在由燃料电池110产生的热h未达预设温度的情况下，可动部件130远离吸热部件120与传热部件140(如图2a所示)。据此，燃料电池系统100的可动部件130随着燃料电池110温度的变化，可自动地连接传热部件140与吸热部件120以导通散热路径，据以提高散热性能来控制燃料电池110的温度。在本实施例中，所述预设温度由多个双金属片132的材质与数量来调整，但本实用新型不对此加以限制。
[0058]
由此，在本实施例的燃料电池系统100中，在由燃料电池110产生的热h到达预设温度以上的情况下，可动部件130中在向吸热部件120的靠近远离方向z上层积的多个双金属片132朝吸热部件120变形，从而可抵接于吸热部件120与传热部件140以将热传导至吸热部件120。也就是说，可动部件130随着燃料电池的温度变化，可自动地连接吸热部件120与传热部件140以导通散热路径，据以提高散热性能来控制燃料电池110的温度。另外，透过多个双金属片132的变形力，能够更加确实地按压于吸热部件120与传热部件140，防止因安装空间受限而使得变形力不够的情况产生。并且，更强的按压力还能够防止移动体10移动时的振动造成可动部件130的脱离。据此，本实施例的燃料电池系统100能够节省空间且具有良好的散热性。
[0059]
另外，在本实施例中，如图2a所示，燃料电池系统100还包括支架150。支架150置于燃料电池110与吸热部件120之间，且支架150在高度方向(相当于靠近远离方向z)上的相对两端分别固定于燃料电池110与吸热部件120。作为一种示例，支架150例如是以燃料电池110在宽度方向x上的中心线为对称线，在宽度方向x上对称地设置有两个，从而可动部件130与传热部件140位在一对支架150之间。据此，支架150能保持燃料电池110与吸热部件120之间的距离不变，仅透过可动部件130的移动来连接吸热部件120与传热部件140，可避免燃料电池110或传热部件140因为移动或震动而造成损坏。然而，本实用新型并不限制支架150的具体结构、以及设置与否，其可依据需求调整。
[0060]
请参考图3，详细来说，在本实施例中，多个双金属片132包括燃料电池侧双金属片
132a以及吸热部件侧双金属片132b，且燃料电池侧双金属片132a以及吸热部件侧双金属片132b在面向所述吸热部件的一侧各设置有传热贴片132c。传热贴片132c例如是导热系数比多个双金属片132高且厚度可以制作成比多个双金属片132薄的石墨片，且其具有柔软性与可弯曲性，且可经由接合件例如双面胶带等平整地设置在多个双金属片132的表面(可为单面或双面)上。由此，通过传热贴片132c的设置来增加多个双金属片132的吸热效果，不仅能够提升多个双金属片132因热而产生变形的效率，由于传热贴片132c可以在不牺牲多个双金属片132的反作用力的情况下随着多个双金属片132的变形而移动，不用担心传热贴片132c因多个双金属片132的变形而脱落。然而，本实用新型不限制传热贴片132c的材质、具体结构、以及设置与否，其可依据需求调整。
[0061]
再者，在本实施例中，如图3所示，可动部件130还包括连接部件134、以及按压部件136。按压部件136为由金属构成的板件，用以传递热h。连接部件134连接按压部件136各自面向燃料电池110的一侧与多个双金属片132面向吸热部件120的一侧。在多个双金属片132因燃料电池110产生的热h到达预设温度以上而变形的情况下，变形的多个双金属片132推抵连接部件134，以通过连接部件134推抵按压部件136朝向吸热部件120靠近。按压部件136靠近吸热部件120的一侧设置有低热阻柔软贴片136a，使得按压部件136能够无间隙的抵接于吸热部件120，以保持优选的散热效果。其中，连接部件134例如是导热性良好的磁性体，透过磁力吸附多个双金属片132以及按压部件136，但本实用新型不以此为限制。
[0062]
请参考图3与图4，在本实施例中，燃料电池侧双金属片132a在靠近远离方向z上的厚度t1大于吸热部件侧双金属片132b在靠近远离方向z上的厚度t2。并且，燃料电池侧双金属片132a在与靠近远离方向z垂直的长边方向y上的长度l1大于吸热部件侧双金属片132b在长边方向y上的长度l2(如图4所示)。如此，在靠近远离方向z上的厚度以及长边方向y上的长度皆较小的吸热部件侧双金属片132b，对于热的敏感度较高而容易产生变形。据此，即使吸热部件侧双金属片132b位于靠近远离方向z上的下方，而热h的传入量较小，吸热部件侧双金属片132b也能够产生足够的变形，而不妨碍位于靠近远离方向z上的上方的燃料电池侧双金属片132a的变形。然而，燃料电池侧双金属片132a与吸热部件侧双金属片132b的具体尺寸与相对比例可依据需求调整，本实用新型不以此为限制。
[0063]
请继续参考图4，在本实施例中，多个双金属片132在与靠近远离方向z垂直的长边方向y上的中央部c设置有导热件132d。具体来说，导热件132d为螺栓，贯穿多个双金属片132的中央部c以固定于燃料电池110。如此的设置方式，能够使多个双金属片132以中央部c为中心固定不动，多个双金属片132在长边方向y上的相对两侧平均地朝向吸热部件120变形。并且，燃料电池侧双金属片132a以及吸热部件侧双金属片132b的两端各自连接在连接部件134上，以平均地在靠近远离方向z上推抵连接部件134以及按压部件136。
[0064]
请参考图5，在前述的燃料电池系统100的一变形例中，传热部件140’在靠近远离方向z上较传热部件140略为上方。即，传热部件140’的第二平面部141’位在比第一平面部121更靠上方的位置。其中，传热部件140’包括传热板142，传热板142沿着宽度方向x延伸相较于第二平面部141’更往第一平面部121的方向凸出，且传热板142面向吸热部件120的一侧叠置于吸热部件120的第一平面部121。也就是说，传热部件140’经由传热板142连接到吸热部件120，由此，燃料电池110产生的热h能够直接透过传热部件140’传递至吸热部件120。
[0065]
进而，在多个双金属片132因燃料电池110产生的热h到达预设温度以上而变形的
情况下，可动部件130’靠近传热板142而将热h传导至传热板142上。也就是说，在多个双金属片132到达预设温度以上变形而使得可动部件130’抵接于传热板142时，燃料电池110产生的热h可从可动部件130’以及传热部件140’两者同时传递，相较于可动部件130’未变形前而仅透过传热部件140’将燃料电池110产生的热h传递至吸热部件120的状况，能够进一步增加散热效率。进而，本变形例中的按压部件136’例示为一个，低热阻柔软贴片136a’的大小设置为对应于吸热部件120的第一平面部121的大小，以适于接触叠置于第一平面部121的传热板142，但本实用新型不以此为限制。
[0066]
综上所述，在本实用新型的燃料电池系统中，在由燃料电池产生的热到达预设温度以上的情况下，可动部件中在向吸热部件的靠近远离方向上层积的多个双金属片朝吸热部件变形，从而可抵接于吸热部件与传热部件以将热传导至吸热部件。也就是说，可动部件随着燃料电池的温度变化，可自动地连接吸热部件与传热部件以导通散热路径，据以提高散热性能来控制燃料电池的温度。另外，透过多个双金属片的变形力，能够更加确实地按压于吸热部件与传热部件，防止因安装空间受限而使得变形力不够的情况产生。并且，更强的按压力还能够防止移动体移动时的振动造成可动部件的脱离。此外，吸热部件侧双金属片在靠近远离方向上的厚度以及在长边方向的长度皆小于吸热部件侧双金属片，进而即使吸热部件侧双金属片的传入热量较燃料电池侧双金属片低，吸热部件侧双金属片也能够产生足够的变形而不妨碍燃料电池侧双金属片的变形。据此，本实施例的燃料电池系统能够节省空间且具有良好的散热性。
[0067]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。