一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统的制作方法

文档序号:11104424阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统,其特征在于,冷却液箱(3)分为上部的保温区(31)和下部的散热区(32);在冷却液箱(3)内装有悬浮/漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系,所述悬浮/漂浮相变胶囊的密度与冷却液的密度相当,使其能够悬浮于冷却液中,吸热后密度降低,使其能够漂浮于冷却液表面而进入保温区(31);冷却液箱(3)的冷却液出口经液泵(2)连接至燃料电池堆(1)中的冷却液进口,燃料电池堆(1)中的冷却液出口连接至冷却液箱(3)的冷却液进口,形成冷却液的闭合循环回路;在冷却液箱(3)的冷却液出口设有金属筛(6),所述金属筛(6)的孔径小于悬浮/漂浮相变胶囊的粒径。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还设有散热风扇(5)用于对散热区(32)中的冷却液进行散热。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述悬浮/漂浮相变胶囊以固液相变材料和气液相变材料作为胶囊的芯材。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述固液相变材料采用石蜡;所述气液相变材料采用低沸点易挥发的醇类,包括甲醇和/或乙醇;所述悬浮/漂浮相变胶囊的囊壁膜采用弹性膜,包括聚乙烯膜或聚丙烯膜。

5.根据权利要求3或4所述的系统,其特征在于,所述悬浮/漂浮相变胶囊的平均密度为0.8~1.1g/cm3

6.根据权利要求3或4所述的系统,其特征在于,所述悬浮/漂浮相变胶囊的粒径为1~10mm;选用的悬浮/漂浮相变胶囊或粒径相当,或为不同粒径的混合。

7.根据权利要求3或4所述的系统,其特征在于,所述冷却液采用醇/水混合液,所述醇选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或几种;通过调节醇/水比例,使得醇/水混合液的密度与所述悬浮/漂浮相变胶囊的密度相当。

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述悬浮/漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系的制备方法包括如下步骤:

1)分别制备固液相变材料、气液相变材料和囊壁膜;

2)囊壁膜包覆固液相变材料和气液相变材料,制备悬浮/漂浮相变胶囊;

3)调配醇/水混合液,通过调节醇和水之间的比例,获得与悬浮/漂浮相变胶囊材料密度相当的醇/水混合液体作为冷却液;

4)将步骤2)制得的悬浮/漂浮相变胶囊和步骤3)制得的冷却液混合,使悬浮/漂浮相变胶囊材料悬浮分散在冷却液中。

9.权利要求1或2所述系统的应用,其特征在于,悬浮/漂浮相变胶囊材料吸热前悬浮分散在冷却液中;

燃料电池堆(1)处于工作状态时,使用液泵(2)驱动,将冷却液部分循环于燃料电池堆(1)中的冷却液流场中,在冷却液箱(3)中的悬浮/漂浮相变胶囊吸收冷却液的热量分别发生固-液相变和液-气相变,从而实现冷却液与燃料电池堆(1)循环发生热交换,其中气液相变材料从液体转变为气体使得悬浮/漂浮相变胶囊膨胀而密度降低,从而使冷却液中的悬浮/漂浮相变胶囊从悬浮状态转变为漂浮状态,漂浮的悬浮/漂浮相变胶囊在保温区(31)中进行保温,同时便于冷却液在散热区(32)的良好散热;

燃料电池堆(1)处于停止状态时,悬浮/漂浮相变胶囊贮存的相变潜热缓慢释放,加热冷却液,使冷却液对燃料电池堆(1)进行保温;

悬浮/漂浮相变胶囊放热后发生气-液相变而密度增大,从而使得悬浮/漂浮相变胶囊重新回到冷却液中,在燃料电池堆(1)工作时继续吸热。

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