风冷型燃料电池装置的制作方法

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种风冷型燃料电池装置。

背景技术：

燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池与常规电池不同在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水，并释放出电能；只要保持燃料供应，电池就会不断工作提供电能。燃料电池在使用过程中电池通过叠片式串联的方法来达到所需功率，散热效果差，需要配置相应的散热措施。

一般燃料电池为水冷型燃料电池，即在各单电池之间插入水冷散热板，利用冷却水或者冷却液进入电堆进行冷却，运行环境稳定,电堆性能较高,但是整体系统复杂且功耗大。

技术实现要素：

基于此，本实用新型提供一种风冷型燃料电池装置，结构简单、功耗较小，可提高燃料电池的性能，进行快速散热。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风冷型燃料电池装置，包括外壳组件、安装于所述外壳组件内部的电堆组件、及安装于所述外壳组件外部的相对两侧的散热组件；所述电堆组件包括电池组、安装于所述电池组一侧面上的压力传感器、及安装于所述电池组另一侧面上的温度传感器；所述散热组件包括安装于所述外壳组件一侧面的第一风扇、及安装于所述外壳组件另一侧面的第二风扇；所述第一风扇与所述第二风扇同向设置，所述第一风扇的位置与所述压力传感器的位置相对应，所述第二风扇的位置与所述温度传感器的位置相对应；所述第一风扇根据所述压力传感器的压力反馈来调整转速，所述第二风扇根据所述温度传感器的温度反馈来调整转速。

上述风冷型燃料电池装置，结构简单、功耗较小，在外壳组件的相对两侧分别设置第一风扇与第二风扇，第一风扇与第二风扇带动的气流穿过电堆组件，配合压力传感器与温度传感器可实时调整第一风扇与第二风扇的转速，保证气体供应，提高燃料电池的性能；同时，将反应产生的热量与水一起带走，实现快速散热。

在其中一个实施例中，所述外壳组件包括主壳体、盖设于所述主壳体一侧的盖板、及连接于所述盖板相对两端处的进气嘴与出气嘴。

在其中一个实施例中，所述主壳体容纳安装所述电堆组件；所述主壳体的相对两侧面分别设有过孔，所述过孔连通所述主壳体的内部与外部。

在其中一个实施例中，所述压力传感器与所述温度传感器分别穿设所述过孔。

在其中一个实施例中，所述第一风扇与所述第二风扇分别对应所述过孔。

在其中一个实施例中，所述盖板的相对两端处分别设有冲孔，所述冲孔分别连接所述进气嘴与所述出气嘴。

在其中一个实施例中，所述电堆组件还包括第一集流板及第二集流板；所述第一集流板的相对两端分别设有穿孔，所述穿孔对应所述冲孔。

在其中一个实施例中，所述电池组夹设于所述第一集流板与所述第二集流板之间；所述电池组包括相互叠合的若干单电池，所述单电池包括膜电极及贴设所述膜电极相对两面的双极板。

在其中一个实施例中，所述膜电极的相对两端分别设有通气孔，所述双极板的相对两端分别设有通气槽，所述通气槽对应所述通气孔，所述通气槽还对应所述冲孔。

在其中一个实施例中，所述双极板的一面设有呈均匀间隔设置的若干介质流道，所述介质流道的相对两端对应所述穿孔；所述双极板的另一面设有若干气体流道，所述气体流道的相对两端分别连接所述通气槽。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施方式的风冷型燃料电池装置的立体示意图；

图2为图1所示的风冷型燃料电池装置的分解示意图；

图3为图2所示的风冷型燃料电池装置中的外壳组件与电堆组件的分解对比图；

图4为图3所示的风冷型燃料电池装置中的单电池的分解示意图；

图5为图4所示的风冷型燃料电池装置中的单电池的另一视角的分解示意图。

附图标注说明：

10-外壳组件，11-主壳体，110-过孔，12-盖板，120-冲孔，13-进气嘴，14-出气嘴；

20-电堆组件，21-第一集流板，210-穿孔，22-第二集流板，23-电池组，24-压力传感器，25-单电池，26-膜电极，260-通气孔，27-双极板，270-通气槽，271-介质流道，272-气体流道；

30-散热组件，31-第一风扇，32-第二风扇。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1至图5，为本实用新型一较佳实施方式的风冷型燃料电池装置，包括外壳组件10、安装于外壳组件10内部的电堆组件20、及安装于外壳组件10外部的相对两侧的散热组件30。

所述外壳组件10包括主壳体11、盖设于主壳体11一侧的盖板12、及连接于盖板12相对两端处的进气嘴13与出气嘴14。在本实施例中，主壳体11大致呈中壳的罩体设置，主壳体11的相对两侧面分别设有过孔110，过孔110连通主壳体11的内部与外部，使得主壳体11内的电堆组件20能沟通外界。盖板12的相对两端处分别设有冲孔120，冲孔120分别对应连接进气嘴13与出气嘴14。

所述电堆组件20安装于主壳体11的内部，包括第一集流板21、第二集流板22、夹设于第一集流板21与第二集流板22之间的电池组23、安装于电池组23一侧面上的压力传感器24、及安装于电池组23另一侧面上的温度传感器(图未示)。压力传感器24与温度传感器分别穿设过孔110。电池组23包括相互叠合的若干单电池25，单电池25包括膜电极26及贴设膜电极26相对两面的双极板27。在本实施例中，膜电极26的相对两端分别设有通气孔260。双极板27的相对两端分别设有通气槽270，通气槽270对应通气孔260，通气槽270还对应冲孔120。进一步地，双极板27的一面设有呈均匀间隔设置的若干介质流道271，介质流道271的相对两端对应穿孔110，以供外界的空气通过；双极板27的另一面设有若干气体流道272，气体流道272的相对两端分别连通二所述通气槽270。

在本实施例中，第一集流板21的相对两端还分别设有穿孔210，穿孔210对应冲孔120，燃料氢气经过冲孔120与穿孔210后，进入电池组23内，在双极板27的气体流道272流通，燃料氢气与介质流道271上的空气进行反应，产生电能、热能与水。

所述散热组件30包括安装于主壳体11一侧面的第一风扇31、及安装于主壳体11另一侧面的第二风扇32。第一风扇31与第二风扇32同向设置，第一风扇31与第二风扇32分别对应过孔110，使得空气从第一风扇31的一侧流向第二风扇32的一侧，空气穿过介质流道271。第一风扇31的位置与压力传感器24的位置相对应，第二风扇32的位置与温度传感器的位置相对应，第一风扇31受压力传感器24的反馈控制，第二风扇32受温度传感器的反馈控制。

当电堆组件20启动时，第二风扇32低转速运行，第一风扇31低转速运行或不运行，较低的气流量及进气压力有利于电堆组件20的温度和湿度的提升，均匀的进气流利于膜电极26各处均匀反应；随着电堆组件20功率的提升，慢慢加大第一风扇31的转速，第二风扇32低速运行，提高进气的气流量，控制电堆组件20的温度，提高进气压力，提高膜电极26的湿润度及均匀性，使得膜电极26充分湿润以保证性能；燃料电池达到额定输出状态时，第一风扇31根据压力传感器24的压力反馈实时调整转速，第二风扇32根据温度传感器的温度反馈实时调整转速。若出现短时间功率过载时，第二风扇32和第一风扇31同时高速运行，保证散热量的同时，提高气体压力以取得更好的排水效果。

上述风冷型燃料电池装置，结构简单、功耗较小，在外壳组件10的相对两侧分别设置第一风扇31与第二风扇32，第一风扇31与第二风扇32带动的气流穿过电堆组件20，配合压力传感器与温度传感器可实时调整第一风扇31与第二风扇32的转速，保证气体供应，提高燃料电池的性能；同时，将反应产生的热量与水一起带走，实现快速散热。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。