专利名称：一种新型燃料电池冷却系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及质子交换膜燃料电池，尤其涉及质子交换膜燃料电池冷却 水系统。
背景技术：
质子交换膜燃料电池可以用作车、船的动力装置。以质子交换膜燃料电池 为动力装置的发动机的工作方式与内燃机类似，必须连续不断地把氢燃料和氧 化剂送入电池，并连续排出反应产物水和一定的废热以维持电池物料与热的平 衡。所以为维持质子交换膜燃料电池发动机系统连续工作，通常包括空气系统、 氢气系统和冷却部分。空气系统向燃料电池提供具有一定压力、湿度温度的空 气量，保证氧化剂的供应；氢气系统提供具有相应压力、湿度和温度的氢气量， 满足还原剂的需求；冷却部分保证燃料电池需要的工作温度。
目前使用的质子交换膜燃料电池发动机的燃料电池冷却水系统，包括燃料 电池堆、水箱、冷却水泵、散热器等装置。散热器的进水口设在散热器的上部 (高端)，出水口设在散热器的下部(低端)，冷却水进出散热器是低进高山的 形式。燃料电池冷却系统复杂，很容易在局部高点有少量空气聚集，尤其电池 内部，很多单电池组合在一起，水流场曲折，更容易聚集空气。现有的质子交 换膜燃料电池发动机的燃料电池冷却水系统的不足是冷却系统加水和换水困 难，加水排出空气时间长而且排气不完全；冷却系统工作时，冷却水中聚集的 少量空气在燃料电池系统运行过程，不能及时从冷却水系统排出，只能在向系 统补加水的过程中排出空气，冷却水中的空气不从冷却系统排出去，会影响冷 却系统散热效果，从而影响燃料电池的工作性能。 发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供的一种提高 燃料电池冷却水系统性能的新型燃料电池冷却系统。
本实用新型的技术方案是 一种新型燃料电池冷却系统，包括水箱、散热 器、冷却水泵和燃料电池堆，散热器设有入水口和出水口，冷却水泵出水口与
散热器入水口连接；散热器的出水口与燃料电池堆冷却水进口连接，燃料电池堆冷却水出口与冷却水泵进水口连接，水箱的上部的注水口与大气常通，水箱下 部的出水口与冷却水泵进水口连接，水箱的安装位置高于燃料电池堆和散热器 的位置，其结构在于所述的散热器的入水口设在散热器的上部(高端)，出水口 设在散热器的下部(低端)，散热器还设有排气口，排气口设在散热器的顶部(高 端)，所述的水箱的上部还设有水箱排气口，散热器的顶部(高端)的排气口与 水箱上部的水箱排气口连接，连接管路上设有球阀。
本实用新型所述的一种新型燃料电池冷却系统，其结构在于所述的散热器 顶部(高端)的排气口与水箱上部的水箱排气口的连接管路上的球阀，是常开 球阀，球阀阀芯的开口大小根据冷却系统排气需要在1%丌口 100%开口之间 调整。
本实用新型所述的散热器的顶部(高端)的排气口与水箱上部的水箱排气 口的连接管路的管径小于冷却系统其他连接管路的管径，散热器的顶部(高端) 的排气口与水箱上部的水箱排气口的连接管的截面积冷却系统其他连接管的 截面积=1: 5 1: 100。
本实用新型所述的一种新型燃料电池冷却系统，其结构在于所述的水箱下 部的出水口通过三通管件连接在燃料电池堆冷却水出口与冷却水泵进水口之间 的管路上。
本实用新型的工作流程是；冷却水从冷却水泵出水口送出，沿管路从散热 器上部的进水口进入散热器，冷却水经散热后从散热器下部(低端)的出水口 送出，沿管路进入燃料电池冷却燃料电池，冷却后，冷却水同时携带了燃料电 池内残留的空气从燃料电池出水口流出，进入冷却水泵进行再循环。冷却水在 散热器中散热的过程中，冷却水中携带的空气将向散热器顶部汇集，通过散热 器顶部的排气口经过球阀从水箱的排气口进入水箱，同时冷却水箱由出水口向 循环管路中补充等量的水。这一过程随冷却系统的运行不间断进行，从而不断 的排出冷却水携带的空气。在系统运行一段时间后，球阀的开度可适当减小。 向系统中注水时球阀打开幅度增大，气体从散热器高端出气口快速流出使注水 的速度加快。
本实用新型的优点是系统加水迅速，并且可以排出冷却水残留的空气， 从而提高散热效果，保证燃料电池的工作性能。同时，由于排气管的接入，使 水箱向使系统补加冷却水迅速流畅，使冷却水泵工作性能更可靠。
本实用新型有附图一幅
图1为本实用新型燃料电池冷却系统示意图
附图中，1、燃料电池堆2、水箱201、水箱排气口 202、水箱山水口 203、水箱注水口 3、冷却水泵4、散热器 401、散热器卜.部(髙端)进 水口 402、散热器顶部(高端)排气口 403、散热器下部(低端)出水口 5、 球阀
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进-一步说明。实施例包括燃料 电池系统的燃料电池堆和冷却系统，冷却系统的水箱2的上部设有水箱排气口 201和与大气常通的注水口 203，水箱2的下部设有水箱出水口 202，水箱排气 口 201和水箱出水口 202用密封管件连接，散热器4的上部设有高端入水口 401， 散热器的顶部设有高端排气口 402，散热器的下部设有低端出水口 403，高端入 水口 401、高端排气口 402和低端出水口 403都用密封管件连接，冷却水泵3出 水口通过管路与散热器4高端入水口 401连接；散热器4的低端出水UI 403通过 管路与燃料电池堆1冷却水进口连接；燃料电池堆1冷却水出口通过管路与冷 却水泵进水口连接；散热器4的高端排气口 402通过管路与水箱2上部的水箱 排气口 201连接；水箱下部的水箱出水口 202通过三通管件连接在燃料电池堆1 冷却水出口与冷却水泵进水口之间的管路上，散热器的高端排气口 402与水箱 上部的排气口 201连接的管路上设有球阀5，球阀5阀芯的开口在向系统中注水 时调整在打开100%，刚开始运行时时调整在打开40。％，运行2小时以后可将 开度调整在10%。散热器(4)顶部(高端)的排气口 (402)与水箱(2)上部 的水箱排气口 (201)之间的连接管的直径为10mm，冷却系统其他连接管的直 径为32mm。
权利要求1、一种新型燃料电池冷却系统，包括水箱(2)、散热器(4)、冷却水泵(3)和燃料电池堆(1)，散热器(4)设有入水口(401)和出水口(403)，冷却水泵(3)出水口与散热器(4)入水口(401)连接；散热器(4)的出水口(403)与燃料电池堆(1)冷却水进口连接，燃料电池堆(1)冷却水出口与冷却水泵(3)进水口连接，水箱(2)的上部的注水口(203)与大气常通，水箱(2)下部的出水口(202)与冷却水泵(3)进水口连接，水箱(2)的安装位置高于燃料电池堆(1)和散热器(4)的位置，其特征在于所述的散热器(4)的入水口(401)设在散热器(4)的上部，出水口(403)设在散热器(4)的下部，散热器(4)还设有排气口(402)，排气口(402)设在散热器(4)的顶部，所述的水箱(2)的上部还设有水箱排气口(201)，散热器(4)的顶部的排气口(402)与水箱(2)上部的水箱排气口(201)连接，连接管路上设有球阀(5)。
2、 如权利要求1所述的一种新型燃料电池^^卩系统，其特征在于所述的散 热器(4)顶部的排气口 (402)与水箱(2)上部的水箱排气口 (201)的连接 管路上的球阀(5)，是常开球阀，球阀阀芯的开口大小根据冷却系统排气需要 在1%开口 100%开口之间调整。
3、 如权利要求2所述的一种新型燃料电池冷却系统，其特征在于所述的散 热器(4)的顶部的排气口 (402)与水箱(2)上部的水箱排气口 (201)的连 接管路的管径小于冷却系统其他连接管路的管径，散热器(4)的顶部的排气口(402)与水箱(2)上部的水箱排气口 (201)的连接管的截面积冷却系统其 他连接管的截面积=1: 5 1: 100。
4 、如权利要求3所述的一种新型燃料电池冷却系统，其特征在于所述的 水箱(2)下部的水箱出水口 (202)通过三通管件连接在燃料电池堆(1)冷却 水出口与冷却水泵(3)进水口之间的管路上。
专利摘要一种新型燃料电池冷却系统，包括燃料电池堆、水箱、冷却水泵、散热器，冷却水泵出水口连接散热器高端入水口；散热器低端出水口连接燃料电池堆；散热器高端排气口连接球阀进入水箱。本实用新型的优点是燃料电池冷却系统可以使系统加水迅速，运行时可提高散热效果，使冷却水泵工作性能更可靠。
文档编号H01M8/04GK201352583SQ200820232029
公开日2009年11月25日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者鹏 丁, 孙茂喜, 江洪春, 军 胡 申请人:新源动力股份有限公司