具有冷却循环系统的氢燃料电池的制作方法

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，特别涉及一种具有冷却循环系统的氢燃料电池。

背景技术：

在PEM氢燃料电池正常运行期间，为保持最佳工作温度，需用大型散热器将多余的热量散出。在PEM氢燃料电池冷启动时，由于需要经过大型散热器散热，氢燃料电池达到最佳工作温度需要较长的时间，工作效率低下。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本实用新型需要提供一种工作效率较高的具有冷却循环系统的氢燃料电池。

根据本实用新型实施例的具有冷却循环系统的氢燃料电池，燃料电池堆和用于对所述燃料电池堆进行冷却的冷却循环系统，所述冷却循环系统包括：热交换管路、主冷却管路、预热管路和主散热器，所述热交换管路与所述燃料电池堆匹配并进行热交换，所述主冷却管路的入口与所述热交换管路的出口连通，所述预热管路的入口与所述热交换管路的出口连通，所述主冷却管路和所述预热管路选择性地与所述热交换管路的入口接通以形成冷媒循环。

根据本实用新型的实施例的具有冷却循环系统的氢燃料电池，通过设置热交换管路，并在一开始时对燃料电池堆进行预热，可以缩短燃料电池系统达到最佳工作温度所需的时间，且冷却能力无需复杂的反馈控制，提升了整个氢燃料电池的工作效率。

另外，根据本实用新型上述实施例的具有冷却循环系统的氢燃料电池还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，具有冷却循环系统的氢燃料电池进一步包括恒温阀，所述恒温阀的第一入口与所述主冷却管路的出口连通，所述恒温阀的第二入口与所述与预热管路的出口连通，所述恒温阀的出口与所述热交换管路的入口连通。

根据本实用新型的一个实施例，所述恒温阀的出口与所述热交换管路的入口之间设有泵。

根据本实用新型的一个实施例，具有冷却循环系统的氢燃料电池进一步包括控制器，所述控制器与所述泵连接，以对热交换管路的冷媒对进行控制。

根据本实用新型的一个实施例，所述恒温阀为可调恒温阀。

根据本实用新型的一个实施例，所述主散热器为翅片散热器。

根据本实用新型的一个实施例，所述预热管路的容积小于所述主冷却管路的容积。

根据本实用新型的一个实施例，所述预热管路位于所述燃料电池堆与所述主散热器之间。

根据本实用新型的一个实施例，具有冷却循环系统的氢燃料电池进一步包括辅热器，所述辅热器与所述预热管路匹配。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的具有冷却循环系统的氢燃料电池的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，根据本实用新型的实施例的具有冷却循环系统的氢燃料电池100，包括：燃料电池堆10和用于对燃料电池堆10进行冷却的冷却循环系统20。

具体而言，冷却循环系统20可以包括：热交换管路21、主冷却管路22、预热管路23和主散热器24，热交换管路21与燃料电池堆10匹配并进行热交换。主冷却管路22的入口与热交换管路21的出口连通，以接受经过热交换后的冷媒。

预热管路23的入口与热交换管路21的出口连通，以接收冷媒并对冷媒进行预热。主冷却管路22和预热管路23选择性地与热交换管路21的入口接通以形成冷媒循环。换句话说，在不同的使用状态时，可以根据需要将主冷却管路22和预热管路23分别单独与热交换管路21的入口接通。

例如，预热管路23活跃(预热管路23的出口与热交换管路21的入口接通)，由热交换管路21流出的冷媒经过预热管路23的预热后直接流回到热交换管路21中，此时冷媒不经过主冷却管路22且不与主散热器24进行热交换，而是这样能够缩短达到最佳工作温度的时间。

根据本实用新型的实施例的具有冷却循环系统的氢燃料电池100，通过设置热交换管路21，并在一开始时对燃料电池堆10进行预热，可以缩短燃料电池系统达到最佳工作温度所需的时间，且冷却能力无需复杂的反馈控制，提升了整个氢燃料电池100的工作效率。

可以理解的时，预热管路23可以时存储前一时间段氢燃料电池100工作时产生的热量，也可以通过其它方式获得热量，例如为了方便使用，根据本实用新型的一个实施例，具有冷却循环系统的氢燃料电池100，进一步包括辅热器21，所述辅热器30与预热管路21匹配。这里的辅热器30可以是电加热器。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，具有冷却循环系统的氢燃料电池100进一步包括恒温阀40，恒温阀40的第一入口与主冷却管路22的出口连通，恒温阀40的第二入口与预热管路23的出口连通，恒温阀40的出口与热交换管路21的入口连通。由此，通过恒温阀40可以实现对预热管路23和主冷却管路22的分别控制。

如图1所示，为了提高工作效率，提高冷媒在各个管路中的流速，恒温阀40的出口与热交换管路21的入口之间设有泵50。为了便于控制，根据本实用新型的一个实施例，具有冷却循环系统的氢燃料电池100可以进一步包括控制器60，控制器60可以与泵50连接，以对热交换管路21的冷媒对进行控制。

根据本实用新型的一些实施例，为了提高工作效率，恒温阀40可以为可调恒温阀，主散热器24为可以翅片散热器。

为了提高换热效率，减少换热时间，预热管路23的容积小于主冷却管路22的容积。可以理解的为了减少主散热器24对预热管路23的影响，预热管路23位于燃料电池堆10与主散热器24之间。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。