[實用新型]水滴形質子交換膜燃料電池堆冷卻流道

有效

• 申請號: 201920791516.0
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN210200872U
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 王珊;徐鑫;由世俊;韓冬林
• 申請（專利權）人: 天津中德應用技術大學
• 主分類號: H01M8/0267
• 分類號: H01M8/0267;H01M8/10
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 李文洋

本實用新型涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種水滴形質子交換膜燃料電池堆冷卻流道，包括冷卻板，所述冷卻板上設置有入口流道、水滴形冷卻流道以及出口流道；所述水滴形冷卻流道正向設置或反向設置，交錯分布或平行分布于冷卻板內，所述入口流道和出口流道上下對稱布置在冷卻板的上部和下部。本實用新型所提出的燃料電池冷卻流道可以提高冷卻板的冷卻效果，使冷卻液分布較為均勻，減少局部熱點的產生，提高燃料電池的總效率。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種水滴形質子交換膜燃料電池堆冷卻流道。

背景技術

燃料電池是一種能量轉換裝置，它按電化學原理，等溫地將貯存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能。在種類眾多的燃料電池中，質子交換膜燃料電池是一種環境友好、轉化效率高的能源轉換裝置，具有室溫快速啟動、比功率和比能量高等優點，最有希望成為汽車和居民用能源的替代品之一。質子交換膜燃料電池作為一種低溫燃料電池，典型的工作溫度范圍為60℃～85℃，在運行中會產生大量的熱，主要是由化學反應和水的凝結生成，并且散熱溫差很小，不充分或者無效的電池冷卻會導致整個或者局部電池溫度過高，使得膜脫水、收縮、褶皺甚至破裂，對于電池的性能和壽命都有很大的影響。燃料電池在大功率下通常采用液體冷卻，冷卻板中的冷卻液能夠帶走反應產生的多余熱量，冷卻流道的設計對燃料電池電堆的散熱有很大的影響，良好的設計可以使電堆內溫度分布更均勻，在較低的冷卻水流量下帶走更多的熱量，減少水泵的輸出功率，提高燃料電池的效率。平行流道是典型的傳統燃料電池冷卻流道之一，典型的流道包括具有入口的入口流道、具有出口的出口流道，至少一個分支流道，每一個分支流道的進口分別與入口流道相連通，每一個分支流道的出口分別與出口流道相連通，冷卻液通過入口進入流道，經過流道從出口排出。由于平行流道的結構特點導致溫度分布不均勻，且在大電流密度下電池內會有大量的熱點產生，從而影響電池性能及壽命。蛇形流道雖然具有較好的散熱性能，但是冷卻液在板內的流動的壓力損失過大，導致燃料電池的總效率降低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種水滴形質子交換膜燃料電池堆冷卻流道。

本實用新型為實現上述目的，采用以下技術方案：一種水滴形質子交換膜燃料電池堆冷卻流道，其特征在于：包括冷卻板，所述冷卻板上設置有入口流道、水滴形冷卻流道以及出口流道；所述水滴形冷卻流道正向設置或反向設置，交錯分布或平行分布于冷卻板內，所述入口流道和出口流道上下對稱布置在冷卻板的上部和下部。

優選地，所述冷卻板的外壁為流線型，壁面光滑。

本實用新型的有益效果是:本實用新型通過對冷卻流道重新設計，在流道內部設置水滴形冷卻流道，能夠使冷卻液有效的流動到流道間脊的部分，使脊下或附近不會聚集冷卻液，促進冷卻液的流動，使得流道中的冷卻液能全部流動，通過流道流出到達出口，有效預防或緩解局部熱點，且冷卻液與雙極板各處的換熱更加均勻，流動阻力較低，只需較低的泵送功率即可實現較好的冷卻效果。總而言之，本實用新型所提出的燃料電池冷卻流道可以提高冷卻板的冷卻效果，使冷卻液分布較為均勻，減少局部熱點的產生，提高燃料電池的總效率。

附圖說明

圖1為水滴形質子交換膜燃料電池堆冷卻流道示意圖。

具體實施方式