一种高散热性能氢燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及一种新能源电池，具体地说是一种高散热性能氢燃料电池。


背景技术：

2.随着全球工业化进程的发展、人口日益增多、化石能源消耗量与日俱增，环境污染越发严重，因此迫切需要找到一些可以代替化石能源的经济且绿色的能源；作为新型能源的燃料电池被认为是最有前途的技术之一，现有技术中，国内外学者在燃料电池的散热方向做出了重要的贡献，thounthong等人使用燃料电池和电池组的相变材料特性，从而提升燃料电池能源散热特性，孟翔等人开发了一种多模式风方式散热，提高燃料电池能源管理特性，在一定程度上控制了成本，然而，现有的燃料电池还存在结构设计复杂、价格昂贵以及安全性差等问题，尤其是由于其使用过程中会产生大量的热量无法散出，因此使得安全性非常差。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、散热效果好，从而能够显著提高燃料电池汽车燃料经济性和安全性的高散热性能氢燃料电池。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的高散热性能氢燃料电池，包括能够分别对氢气和空气增湿的增湿堆、与增湿堆连接的能够对氢气进行稳压的稳压罐以及与稳压罐连接的氢燃料电池堆，增湿后的氢气能够在氢燃料电池堆内阳极反应，还包括能够将空气送到增湿堆的风机，增湿堆还与氢燃料电池堆直接连接并能够将增湿的空气送到燃料电池电堆阴极，氢燃料电池堆连接有氢水分离器并能够将反应得到的不纯气体通过氢水分离器排出，增湿堆连接有散热器，散热器经过一个水箱和一个水泵后连接氢燃料电池并能够利用水泵从水箱中抽水进入氢燃料电池反应堆内将氢燃料电池堆的热量带走。
5.所述增湿堆和氢燃料电池堆之间还经过一条散热管路连接散热器。
6.所述氢气依次减压阀减压、稳压阀稳压以及比例阀后进入增湿堆。
7.所述氢水分离器与比例阀连接并能够使分离出的氢离子继续进入比例阀进行下一步反应。
8.所述氢水分离器和氢燃料电池堆均通过一条出气管路输出尾气。
9.采用上述的结构后，通过巧妙地设置的散热器、水箱以及水泵，由此能够利用水泵从水箱中抽水进入氢燃料电池反应堆内将氢燃料电池堆的热量带走，其结构设计十分简单、制造成本降低并且可靠地利用水冷散热方式降温方式，显著地提高了燃料电池汽车燃料经济性和安全性，促进了节能减排和能源结构转型升级，推动新旧动能转化。
附图说明
10.图1为本实用新型高散热性能氢燃料电池的原理图。
具体实施方式
11.下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的高散热性能氢燃料电池作进一步详细说明。
12.如图所示，本实用新型的高散热性能氢燃料电池，包括能够分别对氢气和空气增湿的增湿堆、与增湿堆连接的能够对氢气进行稳压的稳压罐以及与稳压罐连接的氢燃料电池堆，增湿堆的入口端从前至后依次设置有减压阀、稳压阀以及比例阀，氢燃料电池堆还连接有氢水分离器，氢水分离器与比例阀连接，氢气依次经过减压阀减压并通过稳压阀稳压以及经过比例阀减压后进入增湿堆，氢气再到稳压罐对氢气进行稳压，然后增湿后的氢气进入氢燃料电池堆内阳极反应，电离出电子和氢离子，最后将反应得到的不纯气体通过氢水分离器排到系统外，而分离出来的氢继续进入比例阀进行下一步反应，还包括能够将空气送到增湿堆的风机，增湿堆还与氢燃料电池堆直接连接并能够将增湿的空气送到燃料电池电堆阴极，由此利用风机将过滤后的空气送到增湿堆，然后将增湿的空气送到燃料电池电堆阴极，最后将多余的空气和生成的去离子水带出燃料电池堆，空气中的氧就和刚才燃料电池电堆阳极电离电子和氢离子反应生成水，增湿堆连接有散热器，散热器经过一个水箱和一个水泵后连接氢燃料电池并能够利用水泵从水箱中抽水进入氢燃料电池反应堆内将氢燃料电池堆的热量带走。
13.进一步地，所说的增湿堆和氢燃料电池堆之间还经过一条散热管路连接散热器，氢水分离器和氢燃料电池堆均通过一条出气管路输出尾气。
14.其工作原理如下：
15.氢气经过减压阀减压并通过稳压阀稳压在0.5mpa，然后经过比例阀减压到0.05mpa后氢气进入增湿堆（增湿氢气），氢气再到稳压罐对氢气进行稳压，然后增湿后的氢气进入氢燃料电池堆内阳极反应，电离出电子和氢离子，最后将不纯气体通过氢水分离器排到系统外，而分离出来的氢继续进去比例阀进行下一步反应，风机将过滤后的空气送到增湿堆（增湿空气）然后将增湿的空气送到燃料电池电堆阴极，最后通过电池阀将多余的空气和生成的去离子水带出燃料电池堆，空气中的氧就和刚才燃料电池电堆阳极电离电子和氢离子反应生成水，这样阳极氢不断的电离电子和氢离子，阴极过来的空气不断的和阳极的过来的电子和氢离子反应生成水，氢燃料电堆就会持续发电，氢燃料电池在反应工程中会持续放出大量的热量，通过设置的水冷和散热器的方式进行降温，水泵从水箱抽水进入氢燃料电池反应堆散热管，低温的水就会把反应堆的热量带走，进入散热器，散热器配有分散辅助散热，冷却下来的水再进入水箱，反复循环，最终实现冷却循环，保证使用安全性。
16.当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种高散热性能氢燃料电池，包括能够分别对氢气和空气增湿的增湿堆、与增湿堆连接的能够对氢气进行稳压的稳压罐以及与稳压罐连接的氢燃料电池堆，增湿后的氢气能够在氢燃料电池堆内阳极反应，其特征在于：还包括能够将空气送到增湿堆的风机，所述增湿堆还与氢燃料电池堆直接连接并能够将增湿的空气送到燃料电池电堆阴极，所述氢燃料电池堆连接有氢水分离器并能够将反应得到的不纯气体通过氢水分离器排出，所述增湿堆连接有散热器，所述散热器经过一个水箱和一个水泵后连接氢燃料电池并能够利用水泵从水箱中抽水进入氢燃料电池反应堆内将氢燃料电池堆的热量带走。2.按照权利要求1所述的高散热性能氢燃料电池，其特征在于：所述增湿堆和氢燃料电池堆之间还经过一条散热管路连接散热器。3.按照权利要求1或2所述的高散热性能氢燃料电池，其特征在于：所述氢气依次减压阀减压、稳压阀稳压以及比例阀后进入增湿堆。4.按照权利要求3所述的高散热性能氢燃料电池，其特征在于：所述氢水分离器与比例阀连接并能够使分离出的氢离子继续进入比例阀进行下一步反应。5.按照权利要求1、2或4所述的高散热性能氢燃料电池，其特征在于：所述氢水分离器和氢燃料电池堆均通过一条出气管路输出尾气。

技术总结
本实用新型公开了一种高散热性能氢燃料电池。它包括增湿堆、与增湿堆连接的稳压罐以及与稳压罐连接的氢燃料电池堆，还包括风机，增湿堆还与氢燃料电池堆直接连接，氢燃料电池堆连接有氢水分离器，增湿堆连接有散热器，散热器经过一个水箱和一个水泵后连接氢燃料电池并能够利用水泵从水箱中抽水进入氢燃料电池反应堆内将氢燃料电池堆的热量带走。采用上述的结构后，其结构设计十分简单、制造成本降低并且可靠地利用水冷散热方式降温方式，显著地提高了燃料电池汽车燃料经济性和安全性，促进了节能减排和能源结构转型升级，推动新旧动能转化。能转化。能转化。


技术研发人员：王琦 徐晓明 司红磊 刘福杰 仝光耀
受保护的技术使用者：镇江市高等专科学校
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2022/2/7