專利名稱：一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及質(zhì)子交換膜燃料電池，尤其涉及質(zhì)子交換膜燃料電池冷卻 水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池可以用作車、船的動(dòng)力裝置。以質(zhì)子交換膜燃料電池 為動(dòng)力裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式與內(nèi)燃機(jī)類似，必須連續(xù)不斷地把氫燃料和氧 化劑送入電池，并連續(xù)排出反應(yīng)產(chǎn)物水和一定的廢熱以維持電池物料與熱的平 衡。所以為維持質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)連續(xù)工作，通常包括空氣系統(tǒng)、 氫氣系統(tǒng)和冷卻部分?？諝庀到y(tǒng)向燃料電池提供具有一定壓力、濕度溫度的空 氣量，保證氧化劑的供應(yīng)；氫氣系統(tǒng)提供具有相應(yīng)壓力、濕度和溫度的氫氣量， 滿足還原劑的需求；冷卻部分保證燃料電池需要的工作溫度。
目前使用的質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料電池冷卻水系統(tǒng)，包括燃料 電池堆、水箱、冷卻水泵、散熱器等裝置。散熱器的進(jìn)水口設(shè)在散熱器的上部 (高端)，出水口設(shè)在散熱器的下部(低端)，冷卻水進(jìn)出散熱器是低進(jìn)高山的 形式。燃料電池冷卻系統(tǒng)復(fù)雜，很容易在局部高點(diǎn)有少量空氣聚集，尤其電池 內(nèi)部，很多單電池組合在一起，水流場(chǎng)曲折，更容易聚集空氣?，F(xiàn)有的質(zhì)子交 換膜燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料電池冷卻水系統(tǒng)的不足是冷卻系統(tǒng)加水和換水困 難，加水排出空氣時(shí)間長(zhǎng)而且排氣不完全；冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，冷卻水中聚集的 少量空氣在燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行過程，不能及時(shí)從冷卻水系統(tǒng)排出，只能在向系 統(tǒng)補(bǔ)加水的過程中排出空氣，冷卻水中的空氣不從冷卻系統(tǒng)排出去，會(huì)影響冷 卻系統(tǒng)散熱效果，從而影響燃料電池的工作性能。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供的一種提高 燃料電池冷卻水系統(tǒng)性能的新型燃料電池冷卻系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)，包括水箱、散熱 器、冷卻水泵和燃料電池堆，散熱器設(shè)有入水口和出水口，冷卻水泵出水口與
散熱器入水口連接；散熱器的出水口與燃料電池堆冷卻水進(jìn)口連接，燃料電池堆冷卻水出口與冷卻水泵進(jìn)水口連接，水箱的上部的注水口與大氣常通，水箱下 部的出水口與冷卻水泵進(jìn)水口連接，水箱的安裝位置高于燃料電池堆和散熱器 的位置，其結(jié)構(gòu)在于所述的散熱器的入水口設(shè)在散熱器的上部(高端)，出水口 設(shè)在散熱器的下部(低端)，散熱器還設(shè)有排氣口，排氣口設(shè)在散熱器的頂部(高 端)，所述的水箱的上部還設(shè)有水箱排氣口，散熱器的頂部(高端)的排氣口與 水箱上部的水箱排氣口連接，連接管路上設(shè)有球閥。
本實(shí)用新型所述的一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)在于所述的散熱器 頂部(高端)的排氣口與水箱上部的水箱排氣口的連接管路上的球閥，是常開 球閥，球閥閥芯的開口大小根據(jù)冷卻系統(tǒng)排氣需要在1%丌口 100%開口之間 調(diào)整。
本實(shí)用新型所述的散熱器的頂部(高端)的排氣口與水箱上部的水箱排氣 口的連接管路的管徑小于冷卻系統(tǒng)其他連接管路的管徑，散熱器的頂部(高端) 的排氣口與水箱上部的水箱排氣口的連接管的截面積冷卻系統(tǒng)其他連接管的 截面積=1: 5 1: 100。
本實(shí)用新型所述的一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)在于所述的水箱下 部的出水口通過三通管件連接在燃料電池堆冷卻水出口與冷卻水泵進(jìn)水口之間 的管路上。
本實(shí)用新型的工作流程是；冷卻水從冷卻水泵出水口送出，沿管路從散熱 器上部的進(jìn)水口進(jìn)入散熱器，冷卻水經(jīng)散熱后從散熱器下部(低端)的出水口 送出，沿管路進(jìn)入燃料電池冷卻燃料電池，冷卻后，冷卻水同時(shí)攜帶了燃料電 池內(nèi)殘留的空氣從燃料電池出水口流出，進(jìn)入冷卻水泵進(jìn)行再循環(huán)。冷卻水在 散熱器中散熱的過程中，冷卻水中攜帶的空氣將向散熱器頂部匯集，通過散熱 器頂部的排氣口經(jīng)過球閥從水箱的排氣口進(jìn)入水箱，同時(shí)冷卻水箱由出水口向 循環(huán)管路中補(bǔ)充等量的水。這一過程隨冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行不間斷進(jìn)行，從而不斷 的排出冷卻水?dāng)y帶的空氣。在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，球閥的開度可適當(dāng)減小。 向系統(tǒng)中注水時(shí)球閥打開幅度增大，氣體從散熱器高端出氣口快速流出使注水 的速度加快。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)加水迅速，并且可以排出冷卻水殘留的空氣， 從而提高散熱效果，保證燃料電池的工作性能。同時(shí)，由于排氣管的接入，使 水箱向使系統(tǒng)補(bǔ)加冷卻水迅速流暢，使冷卻水泵工作性能更可靠。


本實(shí)用新型有附圖一幅
圖1為本實(shí)用新型燃料電池冷卻系統(tǒng)示意圖
附圖中，1、燃料電池堆2、水箱201、水箱排氣口 202、水箱山水口 203、水箱注水口 3、冷卻水泵4、散熱器 401、散熱器卜.部(髙端)進(jìn) 水口 402、散熱器頂部(高端)排氣口 403、散熱器下部(低端)出水口 5、 球閥
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)-一步說明。實(shí)施例包括燃料 電池系統(tǒng)的燃料電池堆和冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的水箱2的上部設(shè)有水箱排氣口 201和與大氣常通的注水口 203，水箱2的下部設(shè)有水箱出水口 202，水箱排氣 口 201和水箱出水口 202用密封管件連接，散熱器4的上部設(shè)有高端入水口 401， 散熱器的頂部設(shè)有高端排氣口 402，散熱器的下部設(shè)有低端出水口 403，高端入 水口 401、高端排氣口 402和低端出水口 403都用密封管件連接，冷卻水泵3出 水口通過管路與散熱器4高端入水口 401連接；散熱器4的低端出水UI 403通過 管路與燃料電池堆1冷卻水進(jìn)口連接；燃料電池堆1冷卻水出口通過管路與冷 卻水泵進(jìn)水口連接；散熱器4的高端排氣口 402通過管路與水箱2上部的水箱 排氣口 201連接；水箱下部的水箱出水口 202通過三通管件連接在燃料電池堆1 冷卻水出口與冷卻水泵進(jìn)水口之間的管路上，散熱器的高端排氣口 402與水箱 上部的排氣口 201連接的管路上設(shè)有球閥5，球閥5閥芯的開口在向系統(tǒng)中注水 時(shí)調(diào)整在打開100%，剛開始運(yùn)行時(shí)時(shí)調(diào)整在打開40。％，運(yùn)行2小時(shí)以后可將 開度調(diào)整在10%。散熱器(4)頂部(高端)的排氣口 (402)與水箱(2)上部 的水箱排氣口 (201)之間的連接管的直徑為10mm，冷卻系統(tǒng)其他連接管的直 徑為32mm。
權(quán)利要求1、一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)，包括水箱(2)、散熱器(4)、冷卻水泵(3)和燃料電池堆(1)，散熱器(4)設(shè)有入水口(401)和出水口(403)，冷卻水泵(3)出水口與散熱器(4)入水口(401)連接；散熱器(4)的出水口(403)與燃料電池堆(1)冷卻水進(jìn)口連接，燃料電池堆(1)冷卻水出口與冷卻水泵(3)進(jìn)水口連接，水箱(2)的上部的注水口(203)與大氣常通，水箱(2)下部的出水口(202)與冷卻水泵(3)進(jìn)水口連接，水箱(2)的安裝位置高于燃料電池堆(1)和散熱器(4)的位置，其特征在于所述的散熱器(4)的入水口(401)設(shè)在散熱器(4)的上部，出水口(403)設(shè)在散熱器(4)的下部，散熱器(4)還設(shè)有排氣口(402)，排氣口(402)設(shè)在散熱器(4)的頂部，所述的水箱(2)的上部還設(shè)有水箱排氣口(201)，散熱器(4)的頂部的排氣口(402)與水箱(2)上部的水箱排氣口(201)連接，連接管路上設(shè)有球閥(5)。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種新型燃料電池^^卩系統(tǒng)，其特征在于所述的散 熱器(4)頂部的排氣口 (402)與水箱(2)上部的水箱排氣口 (201)的連接 管路上的球閥(5)，是常開球閥，球閥閥芯的開口大小根據(jù)冷卻系統(tǒng)排氣需要 在1%開口 100%開口之間調(diào)整。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的散 熱器(4)的頂部的排氣口 (402)與水箱(2)上部的水箱排氣口 (201)的連 接管路的管徑小于冷卻系統(tǒng)其他連接管路的管徑，散熱器(4)的頂部的排氣口(402)與水箱(2)上部的水箱排氣口 (201)的連接管的截面積冷卻系統(tǒng)其 他連接管的截面積=1: 5 1: 100。
4 、如權(quán)利要求3所述的一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的 水箱(2)下部的水箱出水口 (202)通過三通管件連接在燃料電池堆(1)冷卻 水出口與冷卻水泵(3)進(jìn)水口之間的管路上。
專利摘要一種新型燃料電池冷卻系統(tǒng)，包括燃料電池堆、水箱、冷卻水泵、散熱器，冷卻水泵出水口連接散熱器高端入水口；散熱器低端出水口連接燃料電池堆；散熱器高端排氣口連接球閥進(jìn)入水箱。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是燃料電池冷卻系統(tǒng)可以使系統(tǒng)加水迅速，運(yùn)行時(shí)可提高散熱效果，使冷卻水泵工作性能更可靠。
文檔編號(hào)H01M8/04GK201352583SQ200820232029
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者鵬 丁, 孫茂喜, 江洪春, 軍 胡 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司