[实用新型]一种燃料电池浸没式冷却系统

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池浸没式冷却系统，包括冷却箱、辅助水泵、散热器和主水泵；冷却箱包括浸没腔和冷凝腔；在浸没腔内安装燃料电池电堆和辅助水泵，且燃料电池电堆和辅助水泵浸没在液态冷却介质中，辅助水泵出口与燃料电池电堆的冷却液入口相连；在浸没腔和冷凝腔之间设置有导热板；冷凝腔的冷却液出口与散热器入口相连，散热器出口与主水泵入口相连，主水泵出口与冷凝腔的冷却液入口相连。本实用新型导热速率高、效率高、能力强，能够稳定维持电堆工作温度，能够适应电堆工作的各类工况、环境；能够极大地减少高绝缘性能冷却介质的使用量以及延长使用周期，从而有效降低高绝缘性能冷却介质使用和维护成本。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池浸没式冷却系统。

背景技术

现有燃料电池冷却系统多采用单相液冷的方式，即不发生相变，仅通过冷却介质的温度变化来实现热量传递。现有燃料电池冷却系统采用的单相液冷方式换热系数低，导热速率低、效率低、能力弱，此外若发生热交换不及时的情况，冷却介质的局部温升也会导致电堆温度升高，难以稳定维持电堆工作温度，特别是电堆产热量突然大幅度增加时对电堆的工作状态、故障率、寿命等影响很大，无法完全适应电堆工作的各类工况、环境。

现有燃料电池冷却系统的特点是燃料电池电堆和产热辅助部件在同一个循环内，具体表现在燃料电池电堆和其他产热部件共用冷却介质，而燃料电池电堆对冷却介质绝缘性能的要求比其他产热部件高，从而导致冷却系统对冷却介质绝缘性能的整体要求较高，冷却介质的使用和维护成本较高。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种燃料电池浸没式冷却系统，导热速率高、效率高、能力强，能够稳定维持电堆工作温度，能够适应电堆工作的各类工况、环境；能够极大地减少高绝缘性能冷却介质的使用量以及延长使用周期，从而有效降低高绝缘性能冷却介质使用和维护成本。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种燃料电池浸没式冷却系统，包括冷却箱、辅助水泵、散热器和主水泵；

所述冷却箱包括浸没腔和冷凝腔；浸没腔为密闭结构，在浸没腔内充斥有液态冷却介质；在浸没腔内安装燃料电池电堆和辅助水泵，且燃料电池电堆和辅助水泵浸没在液态冷却介质中，辅助水泵出口与燃料电池电堆的冷却液入口相连；在所述浸没腔和冷凝腔之间设置有导热板，浸没腔和冷凝腔之间通过导热板连接；所述冷凝腔上设置有冷却液出口和冷却液入口；

冷凝腔的冷却液出口与散热器入口相连，散热器出口与主水泵入口相连，主水泵出口与冷凝腔的冷却液入口相连。

进一步的是，还包括去离子器，去离子器安装在浸没腔内且浸没在液态冷却介质中，去离子器与辅助水泵并联。利用去离子器是吸附冷却液中的离子，增加冷却液绝缘性能，延长冷却液使用周期。通过在水泵并联去离子器是为了驱动冷却液通过去离子器，同时尽量减小辅助水泵回路冷却液流动阻力。

进一步的是，在所述浸没腔内设置有箱体压力传感器，箱体压力传感器位于浸没腔内上方气体中。

进一步的是，在所述浸没腔上设置有紧急泄压阀，在箱体内气体压力过大时打开泄压，防止冷凝循环中断发生爆箱事件。

进一步的是，还包括主水泵出口温度传感器、散热器入口温度传感器和散热器出口温度传感器，主水泵出口温度传感器、散热器入口温度传感器和散热器出口温度传感器分别位于主水泵出口、散热器入口和散热器出口。

进一步的是，在所述冷凝腔和散热器的冷却回路上串联设置燃料电池系统中的产热辅助部件，冷凝腔的冷却液出口与燃料电池系统中产热辅助部件的冷却液入口相连，产热辅助部件的冷却液出口与散热器入口相连。

进一步的是，在所述冷凝腔和散热器的冷却回路上并联设置燃料电池系统中产热辅助部件，所述燃料电池系统中产热辅助部件两端并联在冷凝腔两端。