[发明专利]燃料电池冷却箱组件

说明书

技术领域

本发明大体上涉及的领域包括燃料电池系统、燃料电池 系统的部件，以及更具体而言涉及燃料电池冷却系统、燃料电池冷却 系统的部件及其制造和使用方法。

背景技术

与传统的内燃机系统相似，燃料电池系统包括冷却系统， 其使冷却流体循环通过燃料电池堆，例如，通过燃料电池堆的双极板， 以将燃料电池的工作温度控制在所期望的温度范围内。来自冷却剂的热 由散热器去除。散热器连接到冷却剂箱储存器。散热器可具有施压阀， 当散热器内达到一定的压力时，打开施压阀以允许散热器中的冷却剂溢 出进入冷却剂箱储存器。但是，一些散热器可能不包括这种施压阀。在 燃料电池中用作反应气体的氢或其他气体可进入冷却系统并在冷却剂箱 储存器中聚集。冷却剂箱储存器也可包括设计成释放气体的阀，例如在 一定的压力下释放聚集在冷却剂箱储存器顶部空间中的氢。

发明内容

本发明的一个实施例包括燃料电池系统，燃料电池系统 包括燃料电池堆、冷却系统，冷却系统包括：散热器，连接到燃料电 池堆以使冷却剂在燃料电池堆和散热器之间循环；冷却剂箱储存器， 连接到散热器，用于接收从散热器溢出的冷却剂，冷却剂箱储存器包 括泄压阀以在预定压力下释放聚集在冷却剂箱储存器中的氢，冷却系 统包括管道，管道的一部分缠绕着泄压阀以加热泄压阀。

本发明的其他示例实施例从在下文提供的具体实施方式 中会变得更加清楚。应该理解，具体实施方式和特定的实例，在公开 本发明的示例性实施例的同时，仅用于说明的目的而不是用于限制本 发明的范围。 附图说明

从具体实施方式和附图，将会更加充分地理解本发明的 示例性实施例。

图1示出了根据本发明的一个实施例的燃料电池系统。

图2为根据本发明的一个实施例的冷却箱储存器的剖视 图，冷却箱储存器包括泄压阀和缠绕着泄压阀的冷却系统管道的一部 分。

图3为处在关闭位置的冷却剂箱储存器泄压阀的放大视 图。

图4为根据本发明的一个实施例的冷却剂箱储存器泄压阀 处在打开位置的放大视图。

具体实施方式

下面对实施例的描述实质上仅为示例性的而绝不旨在限 定本发明、本发明的应用或使用。

现在参考图1，本发明的一个实施例包括燃料电池系统， 燃料电池系统包括燃料电池堆12，燃料电池堆12包括多个双极板(未 示出)，冷却流体可流过双极板以调节燃料电池堆12的温度。可提供 阳极气体入口14以使例如氢的燃料流进燃料电池堆12，可提供阴极入 口16以使例如氧的氧化剂流进燃料电池。可提供阳极排气管道14’以从 燃料电池排出阳极侧气体。相似地，可提供阴极排气管道16’以从燃料 电池排出阴极侧气体。

可提供包括散热器22的冷却系统18，散热器22具有从燃 料电池堆12连接到散热器22的第一管道20，以发送出由待被散热器22 冷却的燃料电池堆12加热了的冷却流体。燃料电池堆12可包括控制阀 54以调节通过第一冷却剂管道20的冷却剂的流量。由散热器22从冷却 剂中去除热，而低温冷却剂通过第二冷却剂管道24返回燃料电池堆12， 第二冷却剂管道24在散热器22和燃料电池堆12之间延伸。散热器22可 包括泄压阀23，泄压阀23可被构造和布置成当在散热器中的冷却剂的 压力达到预定温度时打开。当泄压阀23打开时，液态和/或气态形式的 冷却剂可通过第三冷却流体管道28流进冷却剂箱储存器26。在可替代 的实施例中，散热器22不包括泄压阀23。冷却剂箱储存器26足够大以 接收从散热器22溢出的冷却剂，以及为可能进入冷却系统18的包括氢 在内的气体的聚集提供顶部空间53。

冷却剂箱储存器26可包括泄压阀30，泄压阀30被构造和 布置成当冷却剂箱储存器中的压力达到预定压力时，释放冷却剂箱储 存器中的气体。当冷却剂箱储存器的泄压阀30打开时，气体可从冷却 剂箱储存器流到许多位置，包括，但不限于，通过从泄压阀30连接到 阴极排气管道16’的放气管道(degassing conduit)34进入阴极排气管道 16’。

冷却剂流体可包括，例如但不限于，水或去离子水和乙 二醇。来自冷却剂的水蒸汽可聚集在泄压阀30的表面，如将在下文详 细描述的。水可冻结并导致泄压阀30卡住并不能打开。