[實用新型]一種燃料電池水熱管理系統

有效

• 申請號: 201920230279.0
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN209418654U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 楊青龍;郭桂華;葛榮軍;胡小彪;王欣民
• 申請（專利權）人: 武漢喜瑪拉雅光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/04044;H01M8/0432;H01M8/04701;H01M8/04746
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 陳振玉

本實用新型涉及一種燃料電池水熱管理系統，包括燃料電池、水泵和儲存水箱，燃料電池包括兩個流水孔，兩個流水孔分別與儲存水箱連通，令其中一個流水孔為第一流水孔，第一流水孔通過水泵與儲存水箱連通，令燃料電池中電堆的最低點所在的水平面為基準面，燃料電池在所述基準面上方的部分的容積為第一容積，兩個流水孔中至少有一個的位置低于基準面，儲存水箱至少有一部分的位置低于基準面，且儲存水箱的流水孔的位置低于基準面，令儲存水箱低于基準面的部分的容積為第二容積，第二容積不小于第一容積。本實用新型的技術方案能夠使燃料電池始終在合適的溫度下工作，并能夠避免電堆長時間浸泡在水中，提升燃料電池的使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池水熱管理系統。

背景技術

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能轉換成電能的化學裝置，由于燃料電池具有效率高、噪音低和污染小等特點，已被用于電動汽車上為電動汽車的電動機提供電能。燃料電池在發電過程中會不斷產生熱量，燃料電池工作在合適的溫度時，有利于提高電化學反應速度和質子在電解質膜內的傳遞速度，獲得更大的電流，但是如果不對燃料電池產生的熱量進行控制，燃料電池內部溫度過高時，會導致電解質膜脫水，不利于質子傳遞，甚至會導致電解質膜出現孔隙，使得氣體進入空氣中，產生安全隱患。

目前，常通過水冷的方式對燃料電池進行散熱，通過水循環帶走多余的熱量，控制燃料電池內的溫度，但是會使燃料電池的電堆長期浸泡在水中，影響燃料電池的壽命，并且可能影響燃料電池的密封性，不利于燃料電池安全穩定的運行。

實用新型內容

為了使燃料電池在合適的溫度下工作，同時提高燃料電池的使用壽命，本實用新型提供一種燃料電池水熱管理系統。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：

本實用新型提供了一種燃料電池水熱管理系統，包括燃料電池、水泵和儲存水箱，所述燃料電池包括兩個流水孔，兩個所述流水孔分別與所述儲存水箱連通，令其中一個所述流水孔為第一流水孔，所述第一流水孔通過所述水泵與所述儲存水箱的流水孔連通，所述水泵的進水端與所述儲存水箱的流水孔連通，所述水泵的出水端與所述第一流水孔連通，令所述燃料電池中電堆的最低點所在的水平面為基準面，所述基準面將所述燃料電池分成上下兩個部分，所述燃料電池在所述基準面上方的部分的容積為第一容積，兩個所述流水孔中至少有一個的位置低于所述基準面，所述儲存水箱至少有一部分低于所述基準面，且所述儲存水箱的流水孔的位置低于所述基準面，令所述儲存水箱低于所述基準面的部分的容積為第二容積，所述第二容積不小于所述第一容積。

本實用新型的燃料電池水熱管理系統的有益效果是：當電動汽車電源接通時，燃料電池發電，接通水泵電源啟動水泵，將儲存水箱中的水從燃料電池的第一流水孔輸送至燃料電池，并從燃料電池的另一流水孔流出，將燃料電池中多余的熱量排出，使燃料電池始終在合適的溫度下工作，并且從燃料電池中流出的水會回流到儲存水箱中，實現水的循環利用。當電動汽車電源斷開時，燃料電池停止發電，斷開水泵電源控制水泵停止運轉，燃料電池中的水在重力的作用下會從流水孔流出，回流到儲存水箱中，由于兩個流水孔中至少有一個的位置低于燃料電池中電堆的位置，并且儲存水箱有一部分的位置也低于電堆的位置，使得最終燃料電池中的液面會低于電堆的位置，避免電堆長時間浸泡在水中，減少浸泡在水中對電堆性能的影響，能夠有效提升電堆的使用壽命。

進一步，還包括散熱器和控制裝置，令燃料電池的另一個所述流水孔為第二流水孔，所述第二流水孔通過所述散熱器與所述儲存水箱的流水孔連通，所述散熱器與所述控制裝置電連接。

上述進一步方案的有益效果是：由于從燃料電池中流出的水溫度較高，通過散熱器對排出水進行散熱，能夠減少排出水的冷卻時間。

進一步，所述第一流水孔位于所述燃料電池的底部，所述第二流水孔位于所述燃料電池的頂部，所述儲存水箱的位置低于所述燃料電池的位置。