[發明專利]一種甲醇重整燃料電池電堆散熱系統

在審

• 申請號: 201910013346.8
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109546179A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 周明強;劉飛;楊二輝
• 申請（專利權）人: 中氫新能技術有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/2465
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健;張國香

本發明公開了一種甲醇重整燃料電池電堆散熱系統，根據散熱循環系統不同可分為固定式循環散熱方法和可變式循環散熱方法，所述固定式循環散熱方法，具體包括以下步驟：S1、首先將散熱管道安裝在電堆的循環介質進口、循環介質出口，然后將散熱管道的兩端分別與板式換熱器的進水口和出水口連接，并進行密封處理。本發明涉及燃料電池散熱技術領域。該甲醇重整燃料電池電堆散熱系統，實現通過把甲醇重整燃料電池散熱裝置更換為板式換熱器，加裝定量的散熱介質噴射裝置，靈活的利用板式換熱器的散熱介質，可以采用水、甲醇水或其他燃料，以提高散熱效率，板式換熱器具有結構緊湊、體積小、重量輕、散熱效率高、熱損失小、成本低、使用壽命長等特點。

技術領域

本發明涉及燃料電池散熱技術領域，具體為一種甲醇重整燃料電池電堆散熱系統。

背景技術

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置，又稱電化學發電器，它是繼水力發電、熱能發電和原子能發電之后的第四種發電技術，由于燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能，甲醇重整制氫燃料電池，是質子交換膜燃料電池的一種。其技術原理是采用蒸汽重整法將甲醇與水中攜帶的氫轉換為H₂，H₂中的化學能經化學方式轉換為電能。所謂蒸汽重整法是將甲醇燃料與水蒸氣混合后進入重整器，在適當溫度和催化劑的作用下發生重整反應產生氫氣，甲醇重整燃料電池是一種高溫燃料電池，其正常工作時溫度是160℃-180℃，燃料電池正常工作時氫氣與氧氣在電堆內部發生電化學反應發電，同時會釋放出大量的熱量，需要及時通過散熱裝置把這部分熱量散出電堆外，并且把溫度維持在電堆反應的最適溫度范圍內，避免造成電堆內部熱量超過最適溫度影響發電效率，甚至電堆內部熱集聚對電堆產生不可逆的損壞。

目前，甲醇重整燃料電池散熱裝置為散熱器，散熱介質通過散熱器時利用氣流把散熱介質內的部分熱量散出去，這種的散熱介質及散熱方式會使散熱器體積大，重量重，在產品內部布置不靈活，且散熱器包含風扇、散熱芯子等部件，結構復雜，散熱器主要通過風扇轉動形成的氣流把熱量發散出去，造成散熱速度慢、效率低，相對體積散熱密度小，整體散熱效果欠佳，同時散熱器的風扇轉動需要消耗電量，需要配置專門的供電裝置，通過散熱器發散出去的熱量很難在被利用，使得整體熱量利用效率低，成本高。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種甲醇重整燃料電池電堆散熱系統，解決了現有的散熱介質及散熱方式會使散熱器體積大，重量重，在產品內部布置不靈活，且散熱器包含風扇、散熱芯子等部件，結構復雜，散熱器主要通過風扇轉動形成的氣流把熱量發散出去，造成散熱速度慢、效率低，相對體積散熱密度小，整體散熱效果欠佳，同時散熱器的風扇轉動需要消耗電量，需要配置專門的供電裝置，通過散熱器發散出去的熱量很難在被利用，使得整體熱量利用效率低，成本高的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種甲醇重整燃料電池電堆散熱系統，根據散熱循環系統不同可分為固定式循環散熱方法和可變式循環散熱方法，所述固定式循環散熱方法，具體包括以下步驟：

S1、首先將散熱管道安裝在電堆的循環介質進口、出口，然后將散熱管道的兩端分別與板式換熱器的進水口和出水口連接，并進行密封處理；

S2、之后在散熱管的回路上安裝循環動力裝置，為散熱管中的散熱介質提供循環動力，可使板式換熱器與電堆之間通過循環介質進行充分熱交換；

S3、持續工作運行，使電堆正常工作溫度穩定在160℃-180℃，且把多余的熱量散失出去；

所述可變式循環散熱方法的系統中板式換熱器、定量的散熱介質噴射裝置保持不變，散熱介質配套的系統組件可根據散熱介質的不同而不同，板式換熱器的散熱介質有多種，可以采用水、甲醇水或其他燃料，所述可變式循環散熱方法通過選用不同散熱介質和利用場景的不同，可包括以下散熱步驟：