本发明专利技术公开了一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置，属于燃料电池技术领域，一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置，包括燃料电池本体、高压氢气罐和空气压缩机，其特征在于：燃料电池本体包括安装壳和多个电池组，安装壳内固定连接有一对隔板，且一对隔板将安装壳分割为两个电池组放置空腔和一个风力散热腔，且风力散热腔位于安装壳的下端部，安装壳上连接有广面散热机构，广面散热机构包括调速风扇和快速散热柱，一对调速风扇安装在风力散热腔内，多个快速散热柱均匀分布在安装壳上端，它可以实现保证电池组在使用过程中的温度场的均匀性,提高电池性能的可靠性和一致性,进而实现显著提高整车的性能和运行安全性。
A fuel cell vehicle hydrogen fuel cell group and heat dissipation device
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置
本专利技术涉及燃料电池
，更具体地说，涉及一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置。
技术介绍
人类对新能源的广泛运用，导致了二次电池市场的急速扩大，当前新能源体系中对二次电池的要求无处不在，无论是电动汽车，风能，太阳能并网还是电网调峰，都急需一种廉价、可靠、安全和寿命长的二次电池，目前所发展的二次电池主要集中在锂离子电池，高温钠硫电池，钠镍氯电池和钒液流电池，这些电池都具有各自的优点，比如锂离子电池和高温钠硫电池寿命长以及能量密度高，钒液流电池更是理论上具备无限的寿命等，但无论哪种电池，都无法同时满足廉价、可靠、安全和寿命长的要求，燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极.和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点。燃料电池被认为是影响未来世界的十大科技之一，是将燃料(氢气、天然气、液化气、甲醇等)的化学能直接转换成电能的装置，它具有高效率、低污染无噪音等特点，受到世界各国的普遍重视，近期，燃料电池技术有了突破性的进展，被应用于汽车、轮船等，目前燃料电池的核心原件为质子交换膜，而温度的变化对于质子交换膜有十分大的影响，研究表明，燃料电池温度在70℃—80℃时，可改善膜内水分布，提高膜内质子的传递速度，减少膜电阻，从而改善燃料电池的性能，然而由于燃料电池是连续工作，不停的进行化学反应输出电能，同时伴随大量的热量放出，使得燃料电池的温度很快超过这个温度，电池的稳定性和质子传导性能下降，从而导致燃料电池输出电量不稳定，严重影响电池的寿命，甚至会产生较大的安全问题，动力电池冷却系统的核心是如何将电池整体维持在一个适当的温度范围，并且保证电池单体自身以及电池包中电池之间的温度均匀，由于受现阶段动力电池能量密度的限制，电池组的功率密度仍未达到令人满意的程度，与传统燃油车相比，电动汽车性能仍有差距，主要受续航里程，充电时间以及电池循环寿命的限制，目前，动力电池的技术发展趋势为高能量密度以及长寿命周期，不断增大的能量密度势必会使电池在充放电过程中温度进一步升高，对影响动力电池寿命的各种性能因素中，电池温度的影响极大，过高的电池温度会使得电池内部不可逆反应物增多，从而减少电池容量及循环寿命，此外，电池组内部温度分布不均匀也会导致各电池单体以及电池模组之间的性能不均匀，并最终影响电池性能的一致性以及对电池荷电状态估算的准确性，因此，维持适当的电池温度以及均匀的温度分布对维持电池循环寿命以及充放电性能来说至关重要，而高性能的电池冷却系统势必会进一步增大电池组的体积与重量，不利于电动汽车的轻量化，消耗更多的寄生功率，进一步降低续航里程。之所以燃料电池还未在社会上得到普及，燃料电池的发展无疑受到自身续航里程，充电时间以及电池循环寿命的限制，而燃料电池在工作时的过高温度是燃料电池迫不及待需要解决的重要因素。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置，它可以实现保证电池组在使用过程中的温度场的均匀性,提高电池性能的可靠性和一致性,进而实现显著提高整车的性能和运行安全性。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置，包括燃料电池本体、高压氢气罐和空气压缩机，其特征在于：所述燃料电池本体包括安装壳和多个电池组，所述安装壳内固定连接有一对隔板，且一对隔板将安装壳分割为两个电池组放置空腔和一个风力散热腔，且风力散热腔位于安装壳的下端部，所述安装壳上连接有广面散热机构，所述广面散热机构包括调速风扇和快速散热柱，一对所述调速风扇安装在风力散热腔内，多个所述快速散热柱均匀分布在安装壳上端，且快速散热柱与透风孔交错排布，所述安装壳和隔板上均开凿有透风孔，多个所述电池组均匀安装在电池组放置空腔内，相邻的一对所述电池组之间安装有电控箱，所述电池组与隔板之间连接有一对架空散热板，所述电池组包括多个串联在一起的电池单体，所述电池单体包括壳体、氢电极、氧电极和石绵膜，且氢电极和氧电极分别位于石绵膜左右两端，所述壳体左端连通有氢气进气管，且氢气进气管与高压氢气罐连接，所述壳体右端连通有氧气进气管，且氧气进气管与空气压缩机连接，所述电池单体内设有子散热机构，可以实现保证电池组在使用过程中的温度场的均匀性,提高电池性能的可靠性和一致性,进而实现显著提高整车的性能和运行安全性。进一步的，所述子散热机构包括主降温管、备用降温管和冷却液箱，所述壳体内开凿有环形降温腔，多个主降温管均匀分布在环形降温腔内，且上下两侧的一对主降温管与冷却液箱均通过循环管连通，所述冷却液箱与主降温管之间还连接有增压泵和电磁阀，相邻的一对所述主降温管之间通过软性短管连通，相邻的一对所述主降温管之间还连接有多个环形阵列分布的温度响应机构，所述温度响应机构包括导热板、弹性复位件和温度响应管，所述导热板固定连接在环形降温腔靠近石绵膜的一端侧壁上，一对所述弹性复位件固定连接在导热板和温度响应管之间，所述温度响应管上下两端与相邻的主降温管之间固定连接有弧形座，通过子散热机构对每个电池单体进行全局性散热，并由温度响应机构配合子散热机构根据电池单体的温度分布进行自适应调整散热性能，实现对电池单体的均匀性散热，维持适当的电池温度以及均匀的温度分布进而延长电池循环寿命以及提高充放电性能。进一步的，所述壳体内还开凿有与环形降温腔相连通的备用空腔，所述备用降温管位于备用空腔内，所述备用降温管与相邻的主降温管之间设有刚性连接杆，所述刚性连接杆与相邻的主降温管和备用降温管之间同样固定连接有弧形座，当电池单体整体温度过高时，一对备用降温管可以起到辅助散热降温的效果。进一步的，所述弹性复位件包括记忆弹簧和导热网，且导热网贴合在记忆弹簧的外表面，不仅可以将电池单体内的热量导向温度响应管，使得温度响应管可以根据温度作出响应，且可以提供辅助主降温管复位的作用力。进一步的，所述氢电极和氧电极均包括由外至内的集流板、扩散层和催化层，所述石绵膜为含35％苛性钾溶液的石棉膜，使得电池单体内的电化学反应充分有序的进行。进一步的，所述壳体靠近氢电极一端开凿有回流孔，所述回流孔与氢气进气管之间通过氢气回流管连通，可以将未被解离的多余氢气进行回收，并可使收集的多余氢气回流直接参与化学反应，降低成本和减少浪费，所述壳体靠近氧电极一端开凿有落水孔，所述落水孔通过收集水管连接有蓄水箱，电化学的反应物是水，清洁环保，收集起来可以实现回收利用。进一步的，所述快速散热柱包括导热柱和散热鳍片，且多个散热鳍片均与分布在导热柱的外表面，所述快速散热柱上端固定连接有散热球，配合下侧调速风扇的风力将热量迅速从安装壳内散发出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置，包括燃料电池本体(001)、高压氢气罐(6)和空气压缩机，其特征在于：所述燃料电池本体(001)包括安装壳(2)和多个电池组(3)，所述安装壳(2)内固定连接有一对隔板，且一对隔板将安装壳(2)分割为两个电池组放置空腔和一个风力散热腔，且风力散热腔位于安装壳(2)的下端部，所述安装壳(2)上连接有广面散热机构，所述广面散热机构包括调速风扇(5)和快速散热柱(9)，一对所述调速风扇(5)安装在风力散热腔内，多个所述快速散热柱(9)均匀分布在安装壳(2)上端，且快速散热柱(9)与透风孔交错排布，所述安装壳(2)和隔板上均开凿有透风孔，多个所述电池组(3)均匀安装在电池组放置空腔内，相邻的一对所述电池组(3)之间安装有电控箱(4)，所述电池组(3)与隔板之间连接有一对架空散热板，所述电池组(3)包括多个串联在一起的电池单体(1)，所述电池单体(1)包括壳体(101)、氢电极(102)、氧电极(103)和石绵膜(104)，且氢电极(102)和氧电极(103)分别位于石绵膜(104)左右两端，所述壳体(101)左端连通有氢气进气管(105)，且氢气进气管(105)与高压氢气罐(6)连接，所述壳体(101)右端连通有氧气进气管(106)，且氧气进气管(106)与空气压缩机连接，所述电池单体(1)内设有子散热机构。/n...
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置，包括燃料电池本体(001)、高压氢气罐(6)和空气压缩机，其特征在于：所述燃料电池本体(001)包括安装壳(2)和多个电池组(3)，所述安装壳(2)内固定连接有一对隔板，且一对隔板将安装壳(2)分割为两个电池组放置空腔和一个风力散热腔，且风力散热腔位于安装壳(2)的下端部，所述安装壳(2)上连接有广面散热机构，所述广面散热机构包括调速风扇(5)和快速散热柱(9)，一对所述调速风扇(5)安装在风力散热腔内，多个所述快速散热柱(9)均匀分布在安装壳(2)上端，且快速散热柱(9)与透风孔交错排布，所述安装壳(2)和隔板上均开凿有透风孔，多个所述电池组(3)均匀安装在电池组放置空腔内，相邻的一对所述电池组(3)之间安装有电控箱(4)，所述电池组(3)与隔板之间连接有一对架空散热板，所述电池组(3)包括多个串联在一起的电池单体(1)，所述电池单体(1)包括壳体(101)、氢电极(102)、氧电极(103)和石绵膜(104)，且氢电极(102)和氧电极(103)分别位于石绵膜(104)左右两端，所述壳体(101)左端连通有氢气进气管(105)，且氢气进气管(105)与高压氢气罐(6)连接，所述壳体(101)右端连通有氧气进气管(106)，且氧气进气管(106)与空气压缩机连接，所述电池单体(1)内设有子散热机构。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车氢燃料电池组及散热装置，其特征在于：所述子散热机构包括主降温管(14)、备用降温管(15)和冷却液箱(8)，所述壳体(101)内开凿有环形降温腔(13)，多个主降温管(14)均匀分布在环形降温腔(13)内，且上下两侧的一对主降温管(14)与冷却液箱(8)均通过循环管连通，所述冷却液箱(8)与主降温管(14)之间还连接有增压泵和电磁阀，相邻的一对所述主降温管(14)之间通过软性短管连通，相邻的一对所述主降温管(14)之间还连接有多个环形阵列分布的温度响应机构，所述温度响应机构包括导热板(16)、弹性复位件(17)和温度响应管(19)，所述导热板(16)固定连接在环形降温腔(13)靠近石绵膜(104)的一端侧壁上，一对所述弹性复位件(17)固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：李得波，
申请(专利权)人：李得波，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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