一种用于冷却电堆的高效热管理结构制造技术

本发明专利技术提供一种高温燃料电池电堆。本发明专利技术包括按照预设比例间隔排布的板状换热结构和单体电池，板状换热结构上开设匹配单体电池连接孔的板状换热结构连接孔，通过螺杆完成多个板状换热结构和单体电池的固定；板状换热结构包括真空密封的导热壳体及内部设置的3D多孔结构，3D多孔结构设有通孔，导热壳体内部密封有导热介质。本发明专利技术有效解决冷却介质循环线路的密封问题。一片板状换热结构传导出多片膜电极产生的热量，避免膜电极被冷却介质污染。导热壳体内的3D多孔结构及导热介质，通过蒸发冷却原理改善电堆热分布一致性，提高电堆性能。应用于燃料电池系统将使系统减重和缩小体积，从而提高系统比功率，热管理方式简单、高效。

【技术实现步骤摘要】
一种用于冷却电堆的高效热管理结构
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种用于冷却电堆的高效热管理结构。
技术介绍
热管理是燃料电池电堆的核心技术，热管理设计主导着燃料电池电堆设计。热管理的主要目的是将膜电极产生的热量通过热传递的形式从电堆移除，使电堆达到热平衡状态。燃料电池电堆主要有内部冷却和外部冷却两种形式，高功率电堆内部冷却法以油冷法为主，导热油具有较高的比热容和导热系数，在冷却过程中仅产生较低的温度梯度和泵的寄生功耗。如图3所示的现有油冷却方法最大的技术挑战是导热油循环线路的密封问题，导热油泄漏所导致的膜电极污染将对电堆造成不可逆的损坏。外部冷却方式是将膜电极产生的热量通过热传导的形式传递到电堆外部，再与冷却介质进行热交换，冷却介质可以与电堆有较大的温度梯度。根据导热特性，在单池平面上中心温度高于四周温度，热量从中心向四周传导，高效的导热过程需要较高的热导率材料或者添加热管等高热导率部件，材料的高热导率将提高单池平面上温度的均匀性，这是外部冷却方式的显著优势。例如，高温甲醇燃料电池堆的运行温度，以水为内循环介质的热管适合应用于该类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温燃料电池电堆，其特征在于，包括按照预设比例间隔排布的板状换热结构和单体电池，所述板状换热结构上开设匹配单体电池连接孔的板状换热结构连接孔，通过螺杆完成多个板状换热结构和单体电池的固定；所述板状换热结构包括真空密封的导热壳体及内部设置的3D多孔结构，所述3D多孔结构设有通孔，且所述导热壳体内部密封有导热介质。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温燃料电池电堆，其特征在于，包括按照预设比例间隔排布的板状换热结构和单体电池，所述板状换热结构上开设匹配单体电池连接孔的板状换热结构连接孔，通过螺杆完成多个板状换热结构和单体电池的固定；所述板状换热结构包括真空密封的导热壳体及内部设置的3D多孔结构，所述3D多孔结构设有通孔，且所述导热壳体内部密封有导热介质。


2.根据权利要求1所述的高温燃料电池电堆，其特征在于，所述3D多孔结构的体积与表面积之比为5-50cm3/cm2；所述3D多孔结构的材质为导热材料。


3.根据权利要求1所述的高温燃料电池电堆，其特征在于，所述板状换热结构与单电池间隔排布的比例为每隔1-5节单电池设置有一板状换热结构。


4.根据权利要求1所述的高温燃料电池电堆，其特征在于，所述板状导热壳体的长大于等于单体电池长，和/或其宽大于等于单体电池的宽。


5.根据权利要求1～4任一项所述的高温燃料电池电堆，其特征在于，所述导热壳体四周边缘的一侧或一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海，张盟，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21