全文摘要
本实用新型属于氢气燃料电池技术领域，尤其是工作温度在100～200℃范围内的中温燃料电池的冷却散热装置。既能使导热油的流道阻力较小，又能避免导热油渗漏而污染燃料电池。一种中温燃料电池的散热装置，包括：石墨冷却板、导热油管、分流油管、汇流油管、隔离垫圈、油封压板；采用本方案后，由于用多根导热油管作为导热油的流道，因此流道阻力较低，可以采用较低扬程的油泵而达到较大的流量，油泵的功耗较低；另外，由于导热油与燃料电池的石墨板之间，被导热油管完全隔离，不存在导热油渗漏而污染燃料电池的风险，因而燃料电池工作的可靠性大幅度提高。
主设计要求
1.一种中温燃料电池的散热装置，包括：石墨冷却板(10)、导热油管(20)、分流油管(30)、汇流油管(40)、隔离垫圈(90)、油封压板(50)；其特征是：在所述石墨冷却板(10)的一面，设置有与导热油管(20)相适配的导热沟槽(11)，用于容纳导热油管(20)；在石墨冷却板(10)的另一面设置有氢气或空气流道(12)；或者，在所述石墨冷却板(10)的一面，设置有与导热油管(20)相适配的导热沟槽(11)，用于容纳导热油管(20)，而将石墨冷却板(10)的另一面，与氢气或空气流场板(80)无流道的一面接触；将所述导热油管(20)包夹于两个石墨冷却板(10)的导热沟槽(11)内，在导热油管(20)的输入端和输出端分别设置有密封端头(21)，在密封端头(21)上设置有密封沟槽(22)，在密封沟槽(22)内设置有密封圈(23)，所述导热油管(20)采用金属材料；在所述分流油管(30)上设置有中心孔作为分流腔(31)，在分流油管(30)的外壁上，沿中心孔轴线均匀分布有多个分流孔(32)，用于对接导热油管(20)的密封端头(21)，分流孔(32)与导热油管(20)的数量相等，且分流油管(30)采用金属材料；在所述汇流油管(40)上设置有中心孔作为汇流腔(41)，在汇流油管(40)的外壁上，沿中心孔轴线均匀分布有多个汇流孔(42)，用于对接导热油管(20)的密封端头(21)，汇流孔(42)与导热油管(20)的数量相等，且汇流油管(40)采用金属材料；在所述隔离垫圈(90)上设置有密封沟槽(91)，用于放置密封圈(92)，将隔离垫圈(90)放置在导热油管(20)的密封端头(21)与汇流油管(40)、分流油管(30)之间，隔离垫圈(90)采用绝缘材料；所述油封压板(50)用于将导热油管(20)的密封端头(21)、隔离垫圈(90)压紧在分流油管(30)、汇流油管(40)上，且油封压板(50)采用绝缘材料。
设计方案
1.一种中温燃料电池的散热装置，包括：石墨冷却板(10)、导热油管(20)、分流油管(30)、汇流油管(40)、隔离垫圈(90)、油封压板(50)；其特征是：在所述石墨冷却板(10)的一面，设置有与导热油管(20)相适配的导热沟槽(11)，用于容纳导热油管(20)；在石墨冷却板(10)的另一面设置有氢气或空气流道(12)；
或者，在所述石墨冷却板(10)的一面，设置有与导热油管(20)相适配的导热沟槽(11)，用于容纳导热油管(20)，而将石墨冷却板(10)的另一面，与氢气或空气流场板(80)无流道的一面接触；
将所述导热油管(20)包夹于两个石墨冷却板(10)的导热沟槽(11)内，在导热油管(20)的输入端和输出端分别设置有密封端头(21)，在密封端头(21)上设置有密封沟槽(22)，在密封沟槽(22)内设置有密封圈(23)，所述导热油管(20)采用金属材料；
在所述分流油管(30)上设置有中心孔作为分流腔(31)，在分流油管(30)的外壁上，沿中心孔轴线均匀分布有多个分流孔(32)，用于对接导热油管(20)的密封端头(21)，分流孔(32)与导热油管(20)的数量相等，且分流油管(30)采用金属材料；
在所述汇流油管(40)上设置有中心孔作为汇流腔(41)，在汇流油管(40)的外壁上，沿中心孔轴线均匀分布有多个汇流孔(42)，用于对接导热油管(20)的密封端头(21)，汇流孔(42)与导热油管(20)的数量相等，且汇流油管(40)采用金属材料；
在所述隔离垫圈(90)上设置有密封沟槽(91)，用于放置密封圈(92)，将隔离垫圈(90)放置在导热油管(20)的密封端头(21)与汇流油管(40)、分流油管(30)之间，隔离垫圈(90)采用绝缘材料；
所述油封压板(50)用于将导热油管(20)的密封端头(21)、隔离垫圈(90)压紧在分流油管(30)、汇流油管(40)上，且油封压板(50)采用绝缘材料。
2.按照权利要求1所述的一种中温燃料电池的散热装置，其特征是：在石墨冷却板(10)与氢气或空气流场板(80)的接触面之间，设置有碳纸(81)。
3.按照权利要求1所述的一种中温燃料电池的散热装置，其特征是：在石墨冷却板(10)的导热沟槽(11)内壁上和\/或在导热油管(20)外壁上涂有导热硅脂，用于提高导热性能。
设计说明书
技术领域
本发明属于氢气燃料电池技术领域，尤其是工作温度在100～200℃范围内的中温燃料电池的冷却散热装置。
背景技术
由于燃料电池在发电的同时，还伴随有热量产生，因此需要对燃料电池进行冷却，以免热量累积，使燃料电池内部温度超过其最高允许的工作温度而损坏燃料电池；中温燃料电池工作温度在100～200℃范围，无法用水作为冷却剂，只能用导热油作为冷却剂；由于导热油相对于水更粘稠，其流动阻力更大，因此导热油的流道，如采用像低温燃料电池那样的冷却水流道，必然要求油泵的压力更高，才能达到相应的流量，这会使油泵消耗更大的功率；由于导热油的压力较高，必然对密封要求更高，且一旦导热油有渗漏，不能像冷却水那样被蒸发掉，而是黏附在燃料电池的石墨板甚至膜电极上，最终使燃料电池失效。
发明内容
本发明的目的是：提供一种中温燃料电池的散热装置，既能使导热油的流道阻力较小，又能避免导热油渗漏而污染燃料电池。
一种中温燃料电池的散热装置，包括：石墨冷却板、导热油管、分流油管、汇流油管、隔离垫圈、油封压板；其特征是：在所述石墨冷却板的一面，设置有与导热油管相适配的导热沟槽，用于容纳导热油管；石墨冷却板的另一面设置有氢气或空气流道；
或者，在所述石墨冷却板的一面，设置有与导热油管相适配的导热沟槽，用于容纳导热油管，而石墨冷却板的另一面，与氢气或空气流场板无流道的一面接触；
将所述导热油管包夹于两个石墨冷却板的导热沟槽内，在导热油管的输入端和输出端分别设置有密封端头，在密封端头上设置有密封沟槽，在密封沟槽内设置有密封圈；
在所述分流油管上设置有中心孔作为分流腔，在分流油管的外壁上，沿中心孔轴线均匀分布有多个分流孔，用于对接导热油管的密封端头，分流孔与导热油管的数量相等，且分流油管采用金属材料；
在所述汇流油管上设置有中心孔作为汇流腔，在汇流油管的外壁上，沿中心孔轴线均匀分布有多个汇流孔，用于对接导热油管的密封端头，汇流孔与导热油管的数量相等，且汇流油管采用金属材料；
在所述隔离垫圈上设置有密封沟槽，用于放置密封圈，将隔离垫圈放置在导热油管的密封端头与汇流油管和\/或分流油管之间，起隔离绝缘作用，防止将燃料电池短路，隔离垫圈采用绝缘材料；
所述油封压板用于将导热油管的密封端头、隔离垫圈压紧在分流油管和汇流油管上，且油封压板采用绝缘材料。
进一步，在石墨冷却板与氢气或空气流场板的接触面之间，设置有碳纸。
进一步，在石墨冷却板的导热沟槽内壁上和\/或在导热油管外壁上涂有导热硅脂，用于提高导热性能。
采用本方案后，由于用多根导热油管作为导热油的流道，因此流道阻力较低，可以采用较低扬程的油泵而达到较大的流量，油泵的功耗较低；另外，由于导热油与燃料电池的石墨板之间，被导热油管完全隔离，不存在导热油渗漏而污染燃料电池的风险，因而燃料电池工作的可靠性大幅度提高。
附图说明
图1是本发明的实施例1的立体图；
图2是本发明的实施例1平面图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图3的B-B剖视图；
图5是本发明的实施例2的立体图；
图6是本发明的实施例3的立体图；
图7是本发明的冷却系统原理图；
图中：10石墨冷却板、11导热沟槽、12氢气或空气流道、20导热油管、21密封端头、22密封沟槽、23密封圈、30分流油管、31分流腔、32分流孔、40汇流油管、41汇流腔、42汇流孔、50油封压板、51螺钉、60油泵、61油泵输出口、62油泵输入口、70散热器、71散热风扇、80氢气或空气流场板、81碳纸、90隔离垫圈、91密封沟槽、92密封圈。
具体实施方式
图1为本发明的实施例1，在所述石墨冷却板10的一面，设置有与导热油管20相适配的导热沟槽11，用于容纳导热油管20；石墨冷却板10的另一面设置有氢气或空气流道12；用两个石墨冷却板10将所述导热油管20包夹于的导热沟槽11内，导热油管20可以是单根蛇形的，也可以是多根并联的。
在导热油管20的两端设置有密封端头21，在密封端头21的径向或端面上设置有密封沟槽22，在密封沟槽22内设置有密封圈23；可以每间隔一个燃料电池单元设置一根导热油管20和两个石墨冷却板10；也可以每间隔2～5个燃料电池单元设置一根导热油管20和两个石墨冷却板10；导热油管采用金属材料，如铜、铝合金、不锈钢。
在所述分流油管30上设置有中心孔作为分流腔31，在分流油管30的外壁上，沿中心孔的轴线均匀分布有多个分流孔32，用于对接导热油管20的密封端头21，分流孔32与导热油管20的数量相等，且分流油管30采用金属材料，如铝合金、铜、不锈钢。
在所述汇流油管40上设置有中心孔作为汇流腔41，在汇流油管40的外壁上，沿中心孔的轴线均匀分布有多个汇流孔42，用于对接导热油管20的密封端头21，汇流孔42与导热油管20的数量相等，且汇流油管40采用金属材料，如铝合金、铜、不锈钢。
在所述隔离垫圈90上设置有密封沟槽91，用于放置密封圈92，将隔离垫圈90放置在导热油管20的密封端头21与汇流油管40和\/或分流油管30之间，起隔离绝缘作用，防止将燃料电池短路，隔离垫圈90采用绝缘材料，如PPS、PC、PP塑料。
所述油封压板50用于将导热油管20的密封端头21、隔离垫圈90，压紧在分流油管30的分流孔32上，压紧在汇流油管40的汇流孔42上；且油封压板50采用绝缘材料，如PPS、PC、PP塑料；螺钉51用于锁紧油封压板50。
为了使导热油管20与石墨冷却板10接触紧密，在导热沟槽21的内壁上和\/或在导热油管20外壁上涂有导热硅脂，用于提高导热性能。
如图7所示，工作时，导热油从油泵60的输出口61流出，经管路流入分流油管30的分流腔31内，然后从各分流孔32分流到各导热油管20，在吸收石墨冷却板10的热量后，从汇流孔42流入汇流油管40的汇流腔41，从汇流腔41流出的导热油流入散热器70，经散热风扇71对散热器70强制冷却后，导热油流入油泵60的输入口62从而完成循环。
图5为本发明的实施例2，与实施例1的区别在于，在所述石墨冷却板10导热沟槽11的背面，未直接设置氢气或空气流道，而是将石墨冷却板10与氢气或空气流场板80做成分离式的。
图6为本发明的实施例3，与实施例2的区别在于，在石墨冷却板10与氢气或空气流场板80之间设置有碳纸81，用于增加接触的紧密性，提高导电导热性能。本发明并不仅限于上述实施例，还可根据上述实施例的原理进行各种变化组合。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920042811.6
申请日:2019-01-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209418653U
授权时间:20190920
主分类号:H01M 8/04007
专利分类号:H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04029
范畴分类:38G;
申请人:上海铭寰新能源科技有限公司
第一申请人:上海铭寰新能源科技有限公司
申请人地址:201306 上海市浦东新区新元南路600号02B一层
发明人:郭新新;明其敏;其他发明人请求不公开姓名
第一发明人:郭新新
当前权利人:上海铭寰新能源科技有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计