[发明专利]一种燃料电池电堆的风冷装置

说明书

本申请提出的一种燃料电池电堆的风冷装置，包括：电堆本体：所述电堆本体设置于第一支撑板和第二支撑板之间，所述第一支撑板与所述第二支撑板通过多个紧固件固定连接，所述电堆本体包括阴极流道开放的双极板；电堆外壳：所述电堆外壳的一端围合固定于所述第一支撑板的外周侧面上，另一端围合固定于所述第二支撑板的外周侧面上；所述电堆外壳的侧面上设置有多个进风口和多个出风口，所述进风口与所述出风口相对设置在所述电堆外壳的两个侧面上，且所述进风口的个数比所述出风口的个数多；进风风扇，设置于所述进风口的外侧；出风风扇，设置于所述出风口的外侧。本申请可实现电堆的水热管理，显著提升电堆性能，并有效延长电堆的使用寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池电堆的风冷装置。

背景技术

燃料电池是将化学能转化为电能的在线发电装置。质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高、噪音低、零污染、低温下快速启动等优势，在车用动力系统、固定式发电站、备用电源、便携式电源等领域有很广泛的应用前景。而风冷型燃料电池结构简易、系统控制逻辑简单，同时其造价成本较低，非常适合对功率需求低的用电场景。

阴极开放式的风冷燃料电池电堆在工作过程中阴极需通入足量的空气，以提供足够的氧气，保证燃料电池反应的进行，同时足量的空气经过开放阴极流道能将反应产生的热量带走，起到电堆散热的作用。对于阴极侧通常采用单侧风扇进行供应空气，这种进气方式在电堆运行过程阴极开放流道中的空气压力相对比较低。同时为了保证电堆的散热效果，风扇提供的风量远大于电堆化学反应所需要的风量，使得空气利用率低，也容易导致电堆中的水分挥发快，使膜电极湿度降低，影响电堆中质子交换膜的质子传导率，影响电堆的输出功率。

发明内容

基于此，本发明提供一种燃料电池电堆的风冷装置，旨在解决现有的风冷燃料电池电堆阴极流道空气压力低、空气利用率低、电堆湿度低及电堆散热效果差而影响电堆的质子传导率和输出功率的等问题。本申请装置能有效提升电堆阴极流道中的空气压力，在获得良好散热效果的同时保持电堆的湿度，可以提升电堆的输出性能。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

本发明提出了一种燃料电池电堆的风冷装置，包括：

电堆本体，所述电堆本体设置于第一支撑板和第二支撑板之间，所述第一支撑板与所述第二支撑板通过多个紧固件固定连接；所述电堆本体包括阴极流道开放的双极板；

电堆外壳，所述电堆外壳的一端围合固定于所述第一支撑板的外周侧面上，另一端围合固定于所述第二支撑板的外周侧面上；所述电堆外壳的侧面上设置有多个进风口和多个出风口，所述进风口与所述出风口相对设置在所述电堆外壳的两个侧面上，且所述进风口的个数比所述出风口的个数多；

进风风扇，设置于所述进风口的外侧；所述进风风扇为吹气风扇；

出风风扇，设置于所述出风口的外侧；所述出风风扇为吸气风扇。

进一步地，所述进风口设置于所述电堆外壳靠近所述阴极流道的侧面。

进一步地，所述进风风扇的个数、所述出风风扇的个数均与所述电堆本体的输出功率相适配。这样，以满足燃料电池电堆的发电和散热的需求，保证燃料电池电堆的正常运行。

进一步地，所述进风风扇的转速、所述出风风扇的转速均与所述燃料电池电堆的阴极流道的空气需求量及气体压力相适配。这样，以满足燃料电池电堆运行过程中阴极所需的压力，保证燃料电池电堆的正常运行。

进一步地，所述进风风扇的吹气速度大于或等于所述出风风扇的吸气速度。

进一步地，所述进风风扇通过多个第一螺钉固定于所述电堆外壳的一侧面上；所述出风风扇通过多个第二螺钉固定于所述电堆外壳的另一侧面上。