一种燃料电池电堆的风冷装置制造方法及图纸

本申请提出的一种燃料电池电堆的风冷装置，包括：电堆本体：所述电堆本体设置于第一支撑板和第二支撑板之间，所述第一支撑板与所述第二支撑板通过多个紧固件固定连接，所述电堆本体包括阴极流道开放的双极板；电堆外壳：所述电堆外壳的一端围合固定于所述第一支撑板的外周侧面上，另一端围合固定于所述第二支撑板的外周侧面上；所述电堆外壳的侧面上设置有多个进风口和多个出风口，所述进风口与所述出风口相对设置在所述电堆外壳的两个侧面上，且所述进风口的个数比所述出风口的个数多；进风风扇，设置于所述进风口的外侧；出风风扇，设置于所述出风口的外侧。本申请可实现电堆的水热管理，显著提升电堆性能，并有效延长电堆的使用寿命。用寿命。用寿命。

An air cooling device for fuel cell stack

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆的风冷装置


[0001]本技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池电堆的风冷装置。

技术介绍

[0002]燃料电池是将化学能转化为电能的在线发电装置。质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高、噪音低、零污染、低温下快速启动等优势，在车用动力系统、固定式发电站、备用电源、便携式电源等领域有很广泛的应用前景。而风冷型燃料电池结构简易、系统控制逻辑简单，同时其造价成本较低，非常适合对功率需求低的用电场景。
[0003]阴极开放式的风冷燃料电池电堆在工作过程中阴极需通入足量的空气，以提供足够的氧气，保证燃料电池反应的进行，同时足量的空气经过开放阴极流道能将反应产生的热量带走，起到电堆散热的作用。对于阴极侧通常采用单侧风扇进行供应空气，这种进气方式在电堆运行过程阴极开放流道中的空气压力相对比较低。同时为了保证电堆的散热效果，风扇提供的风量远大于电堆化学反应所需要的风量，使得空气利用率低，也容易导致电堆中的水分挥发快，使膜电极湿度降低，影响电堆中质子交换膜的质子传导率，影响电堆的输出功率。

技术实现思路

[0004]基于此，本技术提供一种燃料电池电堆的风冷装置，旨在解决现有的风冷燃料电池电堆阴极流道空气压力低、空气利用率低、电堆湿度低及电堆散热效果差而影响电堆的质子传导率和输出功率的等问题。本申请装置能有效提升电堆阴极流道中的空气压力，在获得良好散热效果的同时保持电堆的湿度，可以提升电堆的输出性能。
[0005]为实现上述目的，本技术提出如下技术方案：
[0006]本技术提出了一种燃料电池电堆的风冷装置，包括：
[0007]电堆本体，所述电堆本体设置于第一支撑板和第二支撑板之间，所述第一支撑板与所述第二支撑板通过多个紧固件固定连接；所述电堆本体包括阴极流道开放的双极板；
[0008]电堆外壳，所述电堆外壳的一端围合固定于所述第一支撑板的外周侧面上，另一端围合固定于所述第二支撑板的外周侧面上；所述电堆外壳的侧面上设置有多个进风口和多个出风口，所述进风口与所述出风口相对设置在所述电堆外壳的两个侧面上，且所述进风口的个数比所述出风口的个数多；
[0009]进风风扇，设置于所述进风口的外侧；所述进风风扇为吹气风扇；
[0010]出风风扇，设置于所述出风口的外侧；所述出风风扇为吸气风扇。
[0011]进一步地，所述进风口设置于所述电堆外壳靠近所述阴极流道的侧面。
[0012]进一步地，所述进风风扇的个数、所述出风风扇的个数均与所述电堆本体的输出功率相适配。这样，以满足燃料电池电堆的发电和散热的需求，保证燃料电池电堆的正常运行。
[0013]进一步地，所述进风风扇的转速、所述出风风扇的转速均与所述燃料电池电堆的
阴极流道的空气需求量及气体压力相适配。这样，以满足燃料电池电堆运行过程中阴极所需的压力，保证燃料电池电堆的正常运行。
[0014]进一步地，所述进风风扇的吹气速度大于或等于所述出风风扇的吸气速度。
[0015]进一步地，所述进风风扇通过多个第一螺钉固定于所述电堆外壳的一侧面上；所述出风风扇通过多个第二螺钉固定于所述电堆外壳的另一侧面上。
[0016]进一步地，所述进风口的两侧设置有第一开孔，所述进风风扇通过所述第一开孔固定于所述电堆外壳上；所述出风口的两侧设置有第二开孔，所述出风风扇通过所述第二开孔固定于所述电堆外壳上。
[0017]进一步地，所述阴极流道与所述进风风扇的空气流道连通；所述阴极流道的空气压力优选为20～30kPa。
[0018]进一步地，所述进风风扇与所述出风风扇均为转速可调的风扇。
[0019]进一步地，所述第一支撑板和所述第二支撑板平行且对称设置。
[0020]进一步地，所述电堆外壳为不锈钢铝合金外壳。
[0021]相对于现有技术，本申请具有如下技术效果：本申请通过设置进风风扇和出风风扇，并控制两者的进气方式，可以使更多的空气进入到阴极流道中，提供足够的反应氧化剂，同时也可以及时排出电堆产生的多余热量，有效控制电堆的温度。通过控制进风风扇和出风风扇的转速，能够有效增强风扇的空气流道中的空气压力，提高阴极流道中氧化剂的浓度，同时也可以有效减少电堆内水分的流失，提高电堆中质子交换膜在运行条件下的质子传导率。本申请装置没有改变电堆的结构即可实现电堆的水热管理，提高空气在阴极流道中的压力，显著提升电堆的性能，并有效延长电堆的使用寿命。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0023]图1为本技术实施例所述燃料电池电堆的风冷装置的结构示意图；
[0024]图2为图1的燃料电池电堆的风冷装置的另一侧面视角的结构示意图；
[0025]图3为图1的燃料电池电堆的风冷装置的另一端视角的结构示意图；
[0026]图4中电堆外壳和风扇的结构示意图；
[0027]图5为图1中电堆外壳的结构示意图。
[0028]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0030]需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、
顶、底
……
)，则该方向性指示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。
[0031]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0032]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0033]另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆的风冷装置，其特征在于，包括：电堆本体，所述电堆本体设置于第一支撑板和第二支撑板之间，所述第一支撑板与所述第二支撑板通过多个紧固件固定连接；所述电堆本体包括阴极流道开放的双极板；电堆外壳，所述电堆外壳的一端围合固定于所述第一支撑板的外周侧面上，另一端围合固定于所述第二支撑板的外周侧面上；所述电堆外壳的侧面上设置有多个进风口和多个出风口，所述进风口与所述出风口相对设置在所述电堆外壳的两个侧面上，且所述进风口的个数比所述出风口的个数多；进风风扇，设置于所述进风口的外侧；所述进风风扇为吹气风扇；出风风扇，设置于所述出风口的外侧；所述出风风扇为吸气风扇。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的风冷装置，其特征在于，所述进风口设置于所述电堆外壳靠近所述阴极流道的侧面。3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的风冷装置，其特征在于，所述进风风扇的个数、所述出风风扇的个数均与所述电堆本体的输出功率相适配。4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的风冷装置，其特征在于，所述进风风扇的转速、所述出风风扇的转速均与所述燃料电池电堆的阴极流道的空...

【专利技术属性】
技术研发人员：池滨，高鹏然，曹加鹏，陈宏，张华农，
申请(专利权)人：深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司，
类型：新型
国别省市：