[实用新型]一种应用于燃料电池系统的集成膨胀水箱

说明书

本实用新型涉及一种应用于燃料电池系统的集成膨胀水箱，包括内设空腔的壳体、设于空腔内的去离子单元与电导率传感器，以及设于壳体底部的入口管与出口管；其中去离子单元包括底部与入口管相连通、侧壁顶部与空腔相连通的罐体，以及设于罐体内的离子交换树脂；罐体侧壁底部与入口管内缘之间设有入口环隙，入口管能够通过入口环隙与空腔相连通。与现有技术相比，本实用新型将去离子器集成于膨胀水箱内，冷却液流经去离子器时，一部分水流从罐体去离子内部经过，一部分从去离子器与壳体之间的间隙经过，作为水流的一个旁通，该旁通结构可使得整个系统的流阻降低，减少损耗，而且在低温的时候，可以使冷却液更快的循环，使得系统温度快速提升。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，涉及一种应用于燃料电池系统的集成膨胀水箱。

背景技术

发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发，已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。值得注意的是，这种重要的新型发电方式可以大大降低空气污染及解决电力供应、电网调峰问题，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成。燃料电池的高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色革命。燃料电池技术的广泛应用也带动了相关部件和技术的开发和应用。

由于放热反应，燃料电池系统在动态和静态运行状态下均会产生热量。对于热管理，冷却回路一般采用冷却液在回路里进行循环，比如冷却水或水和乙二醇的混合物。冷却回路中还设有冷却液膨胀水箱，用以补偿不同工作温度下的冷却液体积。并且，为了使冷却回路中的部件达到最佳冷却状态和使用寿命，需要安装去离子器等过滤器。

去离子器的作用是去除冷却液中的离子，以避免由于冷却液的导电性导致短路的风险。而起到去离子作用的主要是去离子器中的离子交换树脂，一旦离子交换树脂吸附饱和后，去离子器即达到使用寿命，需要更换。实际使用过程中，很难直观判断去离子器是否达到寿命，从而容易导致去离子器未充分使用，或者过度使用而起不到去除离子的功能。而且目前常见设计和应用中，膨胀水箱和去离子器在系统中是两个不同的部件分开进行布置，占用的空间比较大，无法满足有些主机厂有限的空间要求。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种应用于燃料电池系统的集成膨胀水箱。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于燃料电池系统的集成膨胀水箱，包括内设空腔的壳体、设于空腔内的去离子单元与电导率传感器，以及设于壳体底部的入口管与出口管；

所述的去离子单元包括底部设有进液口并与入口管相连通、侧壁顶部设有出液口并与空腔相连通的罐体，以及设于罐体内的离子交换树脂；

所述的罐体侧壁底部与入口管内缘之间设有入口环隙，所述的入口管能够通过入口环隙与空腔相连通。通过入口环隙以形成去离子单元的旁通结构，从而降低流动阻力，减少能量损耗，改善低温启动性能。

进一步地，所述的入口环隙的面积与罐体底部进液口面积之比为1:20或其他合适值，以使得在满足降低流动阻力的同时，也避免短路而使得去离子单元失去去离子功能。

进一步地，所述的壳体由密封连接且相互合围的上壳体与下壳体组成。

进一步地，所述的上壳体上设有端盖安装孔，所述的去离子单元还包括设于罐体顶部的安装端盖，所述的去离子单元通过相连接的端盖安装孔与安装端盖固定于壳体上。

进一步地，所述的安装端盖侧壁内缘与罐体侧壁之间设有间隔，并形成连通罐体侧壁顶部的出液口与壳体内空腔的回液槽。

进一步地，所述的罐体外设有夹套，所述的夹套底部与入口环隙相连通，顶部与回液槽出口相对设置，以使得从入口环隙进入的冷却液流体穿过夹套，并与从去离子单元流出的去离子冷却液流体汇聚后，再进入壳体内的空腔。