一种能够快速冷启动的燃料电池电堆结构

1.本实用新型涉及燃料电池堆技术领域，具体为一种能够快速冷启动的燃料电池电堆结构。


背景技术：

2.燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。然而，现有的燃料电池在温度低于零摄氏度时使用的过程中，电池内部产生的水会产生结冰现象，由于质子交换膜燃料电池的电化学反应在水-气体-质子(电子)三相界面上进行，当温度低于零度时启动燃料电池，结冰的水会阻塞反应区的气体通道，造成质子交换膜的破裂从而影响电池性能。因此，本实用新型提出了一种能够快速冷启动的燃料电池电堆结构。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种能够快速冷启动的燃料电池电堆结构，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种能够快速冷启动的燃料电池电堆结构，包括安装架，所述安装架的内腔设置有燃料电池本体，所述燃料电池本体有多个单电池组件组成，其中一个单电池组件的前端面分别设置有第一温度传感器和控制器，每个单电池组件上均设置有多组加热散热机构，所述安装架的后端面设置有安装机构，所述安装架的下方设置有散热机构，所述散热机构的底部设置有四组支腿，且每组支腿的底部均连接有底座，所述安装架内腔的底部均匀贯穿设置有多组散热长槽。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
8.进一步，所述安装机构包括双向螺杆，所述双向螺杆的左右端均套接固定有轴承座，所述轴承座的前侧固定连接有连接杆一，且两组连接杆一均固定连接于安装架的后端面，所述双向螺杆的右端延伸出匹配的轴承座并固定连接有转盘，所述螺套上固定连接有夹持板。
9.进一步，所述双向螺杆的上方设置有导正杆，所述导正杆的外周活动套接有两组导向环，且两组导向环分别与两组夹持板固定连接，所述导正杆上固定连接有两组连接杆二，且两组连接杆二均固定连接于安装架的后端面。
10.进一步，所述加热散热机构包括导热金属套，所述导热金属套的内腔设置有电加热棒，其中一组所述导热金属套的外壁设置有连接槽，且连接槽的内腔设置有第二温度传
感器，所述第二温度传感器的外表面与该组所述导热金属套的外表面齐平，所述单电池组件的顶部均匀设置有多组预留孔，且每组导热金属套分别插接固定至各自匹配的预留孔内腔之中。
11.进一步，所述散热机构包括基板，所述基板顶部的四角处均固定连接有立杆，所述基板上均匀贯穿设置有多组安装孔，且每组安装孔的内腔均设置有电扇组件，四组所述支腿分别连接于基板底部的四角处。
12.进一步，所述电扇组件包括通风管，所述通风管的内腔设置有散热电扇，所述散热电扇的外周套接固定有固定环，所述通风管活动插接至基板上的安装孔内腔。
13.进一步，所述固定环的底部均匀连接有多组定位块，所述基板的顶部与每组定位块位置对应处均设置有与其匹配的插槽，且每组定位块分别活动插接至各自匹配的插槽内腔，所述固定环通过螺栓与基板固定连接。
14.进一步，所述第一温度传感器以及第二温度传感器均电性连接控制器的输入端，所述电加热棒电性连接控制器的输出端。
15.(三)有益效果
16.本实用新型提出了一种能够快速冷启动的燃料电池电堆结构，具备以下有益效果：
17.1、将燃料电池放置于安装架内腔，操作人员通过转动转盘，使得转盘能够带动双向螺杆转动，再由两组相向运动的夹持板对放入的燃料电池进行夹持固定，使得燃料电池得以快速安装固定在安装架上，从而能够对燃料电池进行快速安装作业，缩短了安装时间，有利于安装效率的提升；
18.2、通过第一温度传感器对燃料电池所处外部环境的温度进行实时监测，当外部环境温度低于五摄氏度时，控制器迅速控制电加热棒开启，再由导热金属套将热量均匀传递至单电池组件的内部，从而避免组成燃料电池本体的单电池组件内部的水在低温条件下出现结冰阻塞反应区的气体通道的情况发生，提高了燃料电池的使用寿命；
19.3、在燃料电池本体运行的过程产生的热量，通过散热电扇对燃料电池本体进行及时降温散热处理，从而保障燃料电池本体在运行的过程中能够始终得到散热通风处理，避免运行过程中产生的热量对燃料电池本体造成损坏。
20.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为图1中散热机构的侧视图；
23.图3为图1中安装机构的侧视图；
24.图4为图2中电扇组件的结构示意图；
25.图5为图1中加热散热机构的结构示意图；
26.图6为图5中固定环的结构示意图。
27.图中：1、安装架；2、燃料电池本体；3、加热散热机构；4、第一温度传感器；5、控制
器；6、散热长槽；7、安装机构；8、散热机构；9、支腿；10、底座；11、连接杆一；12、双向螺杆；13、螺套；14、夹持板；15、导正杆；16、导向环；17、连接杆二；18、轴承座；19、转盘；20、立杆；21、基板；22、电扇组件；25、通风管；26、散热电扇；27、固定环、28、定位块；29、导热金属套；30、电加热棒；31、第二温度传感器。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.请参阅图1至图6，本实用新型提供一种技术方案：一种能够快速冷启动的燃料电池电堆结构，包括安装架1，安装架1的内腔设置有燃料电池本体2，燃料电池本体2有多个单电池组件组成，其中一个单电池组件的前端面分别设置有第一温度传感器4和控制器5，每个单电池组件上均设置有多组加热散热机构3，安装架1的后端面设置有安装机构7，安装架1的下方设置有散热机构8，散热机构8的底部设置有四组支腿9，且每组支腿9的底部均连接有底座10，安装架1内腔的底部均匀贯穿设置有多组散热长槽6。
30.优选的，安装机构7包括双向螺杆12，双向螺杆12的左右端均套接固定有轴承座18，轴承座18的前侧固定连接有连接杆一11，且两组连接杆一11均固定连接于安装架1的后端面，双向螺杆12的右端延伸出匹配的轴承座18并固定连接有转盘19，螺套13上固定连接有夹持板14。将燃料电池放置于安装架1内腔，操作人员通过转动转盘19，使得转盘19能够带动双向螺杆12转动，再由两组相向运动的夹持板14对放入的燃料电池本体2进行夹持固定。
31.优选的，双向螺杆12的上方设置有导正杆15，导正杆15的外周活动套接有两组导向环16，且两组导向环16分别与两组夹持板14固定连接，导正杆15上固定连接有两组连接杆二17，且两组连接杆二17均固定连接于安装架1的后端面。通过导正杆15对夹持板14运动进行导正处理，避免夹持板14在运动的过程中发生偏斜，保障夹持板14运动的稳定性以及平顺性。
32.优选的，加热散热机构3包括导热金属套29，导热金属套29的内腔设置有电加热棒30，其中一组导热金属套29的外壁设置有连接槽，且连接槽的内腔设置有第二温度传感器31，第二温度传感器31的外表面与该组导热金属套29的外表面齐平，单电池组件的顶部均匀设置有多组预留孔，且每组导热金属套29分别插接固定至各自匹配的预留孔内腔之中。
33.优选的，散热机构8包括基板21，基板21顶部的四角处均固定连接有立杆20，基板21上均匀贯穿设置有多组安装孔，且每组安装孔的内腔均设置有电扇组件22，四组支腿9分别连接于基板21底部的四角处。
34.优选的，电扇组件22包括通风管25，通风管25的内腔设置有散热电扇26，散热电扇26的外周套接固定有固定环27，通风管25活动插接至基板21上的安装孔内腔。通过散热电扇26对燃料电池本体2运行时产生的热量进行降温散热处理。
35.优选的，固定环27的底部均匀连接有多组定位块28，基板21的顶部与每组定位块28位置对应处均设置有与其匹配的插槽，且每组定位块28分别活动插接至各自匹配的插槽内腔，固定环27通过螺栓与基板21固定连接。通过插槽对定位块28的定位作用，使得固定环
27在通过螺栓固定时不会发生滑动，从而方便固定环27进行安装作业。
36.优选的，第一温度传感器4以及第二温度传感器31均电性连接控制器5的输入端，电加热棒30电性连接控制器5的输出端。燃料电池本体2通过第一温度传感器4对燃料电池所处外部环境的温度进行实时监测，当外部环境温度低于五摄氏度时，控制器5迅速控制电加热棒30开启，再由导热金属套29将热量均匀传递至单电池组件的内部，过程释放出的热量会加热单电池组件，直至成功实现冷启动，避免了单电池组件内部的水在低温条件下出现结冰阻塞反应区的气体通道的情况发生，当第二温度传感器31监测到单电池组件内部液体的温度加热到四十度度时，控制器5控制电加热棒30关闭，从而节省电能。
37.综上所述，该能够快速冷启动的燃料电池电堆结构，使用时，先将燃料电池放置于安装架1内腔，操作人员通过转动转盘19，使得转盘19能够带动双向螺杆12转动，再由两组相向运动的夹持板14对放入的燃料电池本体2进行夹持固定。燃料电池本体2通过第一温度传感器4对燃料电池所处外部环境的温度进行实时监测，当外部环境温度低于五摄氏度时，控制器5迅速控制电加热棒30开启，再由导热金属套29将热量均匀传递至单电池组件的内部，过程中释放出的热量会加热单电池组件，从而能够快速实现冷启动，避免了单电池组件内部的水在低温条件下出现结冰阻塞反应区的气体通道的情况发生，当第二温度传感器31监测到单电池组件内部液体的温度加热到四十度度时，控制器5控制电加热棒30关闭，从而节省电能。通过散热电扇26对燃料电池本体2运行时产生的热量进行降温散热处理。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，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。
39.此外，术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。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。
40.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。