[實用新型]一種燃料電池用陰陽極預處理換熱模塊

有效

• 申請號: 201420506004.2
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN204088477U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 王仁芳;杜超;沈鴻娟;侯中軍;李曉楠;胡景春
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;F28D9/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

技術領域

本實用新型涉及燃料電池領域，尤其涉及燃料電池陰陽極預處理換熱管理。

背景技術

質子交換膜燃料電池陰極側隨著操作壓力的提升，在氣體輸送壓縮時，氣體溫度大幅升高，甚至達到100℃以上，因此在低溫質子交換膜燃料電池中需對空氣進行預冷，配有中冷器；而陽極側氫氣從氫儲罐減壓輸送至質子交換膜燃料電池，溫度低，甚至在管路上會結霜，大部分設計會對氫氣進行預熱，安裝預熱器；最終使燃料電池電堆輸入流體特性基本一致，以提升低溫質子交換膜燃料電池的壽命。現有技術中有將中冷器和預熱器結合的技術，申請號：CN201310409783.4的專利技術“一種燃料電池發動機系統”公開了三股流換熱器。該技術的不足是換熱器換熱效率是固定的，不能根據需要調節換熱流體換熱量和阻力。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種燃料電池陰陽極預處理換熱模塊，可根據換熱量需要和阻力要求組成換熱模塊，通過換熱流場板的特殊結構，節省換熱流場板片數，從而降低部件成本、重量、體積。

本實用新型的技術方案是：一種燃料電池用陰陽極預處理換熱模塊，包括疊裝在上下端板之間的膠線、換熱流場板和導熱板，其特征在于：所述上下端板內側是平板，其中上端板的兩端部位各開有三個透孔，分別是A流體進口、A流體出口、B流體進口、B流體出口、C流體進口和C流體出口，其中A流體和B流體為需換熱流體，C流體為換熱介質；所述換熱流場板的外形和大小與端板相同，換熱流場板由兩張流場板四周密封連接組成，流場板的兩端部與端板兩端部三個透孔對應位置開有與端板兩端部三個透孔相同的透孔，流場板中部設有流場流道，換熱流場板的兩張流場板之間是C流體流道，所述換熱流場板包括AB型換熱流場板、AA型換熱流場板和BB型換熱流場板，所述AB型換熱流場板正面的A流體進口和A流體出口與流場流道之間設有連通流道，B流體進口、B流體出口、C流體進口和C流體出口與流場流道之間不設連通流道，背面的B流體進口和B流體出口與流場流道之間設有連通流道，A流體進口、A流體出口、C流體進口和C流體出口與流場流道之間不設連通流道，C流體進口和C流體出口與兩張流場板中間的C流體流道連通，即AB型換熱流場板正面為A流體的流通通道，背面為B流體的流通通道；所述AA型換熱流場板正面和背面的A流體進口和A流體出口與流場流道之間設有連通流道，B流體進口、B流體出口、C流體進口和C流體出口與流場流道之間不設連通流道，C流體進口和C流體出口與兩張流場板中間的C流體流道連通，即AA型換熱流場板正面和背面都是A流體的流通通道；所述BB型換熱流場板正面和背面的B流體進口、B流體出口與流場流道之間設有連通流道，A流體進口和A流體出口、C流體進口和C流體出口與流場流道之間不設連通流道，C流體進口和C流體出口與兩張流場板中間的C流體流道連通，即BB型換熱流場板正面和背面都是B流體的流通通道；所述膠線由四周密封線和透孔密封線組成，四周密封線是設置在換熱流場板邊緣將透孔、連通流道和流場流道密封的線，所述透孔密封線是設置在換熱流場板兩端透孔周邊密封透孔的線，根據透孔密封線對不同透孔的密封，膠線分為A型膠線和B型膠線，所述A型膠線的透孔密封線將B流體進口、B流體出口、C流體進口和C流體出口與流場板流場流道之間密封，B型膠線的透孔密封線將A流體進口、A流體出口、C流體進口和C流體出口與流場板流場流道之間密封；所述導熱板是外形和大小與端板相同的導熱薄板，導熱板的兩端部與端板兩端部三個透孔對應位置開有與端板兩端部三個透孔相同的透孔；所述疊裝在上下端板之間的膠線、換熱流場板和導熱板，以A型膠線，AB型換熱流場板，B型膠線，導熱板為序組成AB型組，以A型膠線，AA型換熱流場板，A型膠線，導熱板為序組成AA型組，B型膠線，BB型換熱流場板，B型膠線，導熱板為序組成BB型組，若干組AB型組、AA型組和BB型組交互疊裝后壓力固定。

本實用新型所述一種燃料電池用陰陽極預處理換熱模塊，其特征在于：所述導熱板是導熱金屬薄板。

本實用新型所述一種燃料電池用陰陽極預處理換熱模塊，其特征在于：所述導熱金屬薄板是銅板或鋁板。

本實用新型所述的燃料電池用陰陽極預處理換熱模塊的使用方法，是依據A流體和B流體中換熱量大的那種流體與C流體逆向流動連接，A流體與B流體逆向流動。

阻力平衡方法包括以下步驟：先以AB型組按換熱需求確定AB型換熱流場板片數，然后進行判斷：

Ⅰ、如A、B流體阻力均滿足要求，完成阻力平衡，確定的AB型換熱流場板(3)片數為阻力平衡片數；