[发明专利]用于燃料电池系统的压缩空气冷却装置

说明书

本发明提供燃料电池系统的压缩空气冷却装置，包含：ⅰ）吸热器，安装在空气供给系统的第一部件，该空气供给系统向燃料电池组供应由空气压缩机压缩的压缩空气，ⅱ）散热器，安装在电池组冷却系统的第二部件，该电池组冷却系统使循环至燃料电池组的冷却剂冷却，ⅲ）热管，连接吸热器与散热器，并在其中填充有致冷剂，其中，吸热器布置在比散热器更低的位置，以使致冷剂从散热器流向吸热器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0132515号的优先权和权益，其全部内容通过引用的方式合并于本文。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及燃料电池系统，更具体地，涉及能够使经由空气压缩机供应至燃料电池组的压缩空气冷却的压缩空气冷却装置。

背景技术

通常而言，燃料电池系统向燃料电池组供应用作燃料的氢和作为氧化剂的空气，电力通过燃料电池组内的氢与氧的电化学反应而产生。当燃料电池系统安装在车辆中时，通过由燃料电池组产生的电力来操作电动机，从而驱动车辆。

通常情况下，燃料电池系统包含向燃料电池组供应燃料的燃料供给系统、向燃料电池组供应空气的空气供给系统、以及除去由燃料电池组产生的热的冷却系统。

一种类型的空气供给系统是压缩空气并将所压缩的空气供应给燃料电池组的空气压缩机，且增湿器在空气压缩机与燃料电池组之间用燃料电池组产生的水来加湿压缩空气。

然而，在燃料电池组的高输出功率驱动条件下，由于空气的高压缩比和体积，由空气压缩机压缩的空气的温度增加到约120℃。

由于上述温度高于燃料电池组的正常驱动温度（60～80℃），造成与增湿器的加湿效率以及燃料电池组的驱动效率相关的问题。因此，在供应至电池组之前，燃料电池系统需要将由空气压缩机供应至增湿器的高温压缩空气进行冷却。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明已经做出努力来提供用于燃料电池系统的压缩空气冷却装置，其具有的优点是，通过使用简化的结构，使从空气压缩机供应给燃料电池组的处于比燃料电池的正常工作温度更高的温度下的压缩空气冷却。

此外，本发明提供燃料电池系统的压缩空气冷却装置，其在燃料电池组的较高输出功率驱动条件下，有效控制压缩空气的温度，并且改善空气冷却性能和效率，以提供压缩空气温度的迅速降低。

本发明的示例性实施方式提供燃料电池系统的压缩空气冷却装置，其包含：ⅰ）吸热器，安装在空气供给系统的高温部件，该空气供给系统向燃料电池组供应由空气压缩机压缩的高温压缩空气（例如，约60℃～80℃以上），ⅱ）散热器，安装在电池组冷却系统的低温部件，该电池组冷却系统使经由燃料电池组循环的冷却剂冷却，ⅲ）热管，连接吸热器与散热器，并在其中填充有致冷剂。

此外，在根据本发明示例性实施方式的燃料电池系统的压缩空气冷却装置中，吸热器可以布置在比散热器相对较低的位置（即，在散热器下方）。

而且，燃料电池系统的压缩空气冷却装置可以包含，与散热器连接以存储致冷剂的致冷剂储库、以及大体连接致冷剂储库与吸热器并选择地向吸热器供应致冷剂储库中的致冷剂的致冷剂供给装置。

此外，在根据本发明示例性实施方式的燃料电池系统的压缩空气冷却装置中，吸热器可以安装在空气供给管道，空气供给管道是高温部件，其连接空气压缩机与增湿器。

此外，在根据本发明示例性实施方式的燃料电池系统的压缩空气冷却装置中，吸热器可以布置在增湿器的压缩空气入口侧。