氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于氢能混合商用车技术领域，具体涉及氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置的改进和应用；一体化装置将散热管包覆在燃料电池电堆的外表面上，使用吸热管将散热管进行包覆，利用散热管对燃料电池的电堆产生的热量进行吸收，在散热管内设置两个高温击穿板和温度检测组件，当电池温度因短路等因素急剧上升并且击穿散热管内的高温击穿板时，VO2变相层由绝缘状态变相为导电状态，进而使得本发明专利技术在实现对电池进行散热保证电池正常工作的前提下，同时实现了在燃料电池的温度急剧变化时对燃料电池进行实时检测和预警的目的。的。的。

Integrated device for temperature detection and heat dissipation of fuel cell of hydrogen hybrid commercial vehicle

【技术实现步骤摘要】
氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置


[0001]本专利技术属氢能混合商用车燃料电池
，具体涉及氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置的改进和应用。

技术介绍

[0002]燃料电池是利用水的电解的逆反应的
″
发电机
″
。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，2013年正发展为直接使用固体的电解质。
[0003]工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气，起作用的成分为氧气)。氢在负极分解成正离子H+和电子e
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。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。
[0004]如图1所示的，氢燃料电池的核心部件是电堆，电堆由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成。双极板与膜电极MEA交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成氢燃料电池电堆。氢燃料电池电堆是发生电化学反应场所，为燃料电池系统(或燃料电池发动机)核心部分。电堆工作时，氢气和氧气分别经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。
[0005]燃料电池单体其结构一般为板状结构，包括两侧的阴极、阳极，以及加在中间的催化层和质子交换膜，完成化学反应后，除产生电流外，其中间质子交换膜位置还会产生大量的水和热量，当氢燃料电池输出功率较大时，其产生的热量必须达到快速散热的效果；但是目前的氢燃料电池使用的温度冷却装置是直接将锂离子动力电池的冷却装置进行尺寸适配后直接使用，而由于氢燃料电池的电堆正、反两面区域需要燃料和空气流通，不能用于散热，只有质子交换膜部位周围的环状区域可以进行散热；因此直接将其他动力电池的冷却装置进行尺寸适配，其散热效果并不好，本申请专利技术人所在团队在对现有的某款商用车燃料电池进行散热实验后，发现其冷却板布置在燃料电池电堆下表面，仅对电堆下表面部分区域的散热效果较好，而电堆其余部位的温度并不能快速下降。
[0006]另外，现有的散热装置的温度检测模块和散热模块属于两个独立的模块，对于锂离子动力电池来说，可以将散热模块布置在两侧，检测模块布置在上表面，两个模块错开布置，但是氢燃料动力电池的电堆通常是将多个燃料电池单体竖直放置后，前后堆叠在一起，如果两个模块仍然错开方式布置，则会导致氢燃料电池的体积较大。
[0007]另外，传统的氢燃料电池散热时仅使用冷却液系统进行热量交换，使得热量直接耗散在空气中，未能进行有效利用，氢燃料电池的燃烧效率较低。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置。
[0009]为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0010]氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置，包括散热管，所述散热管以环绕方式绝缘包覆在燃料电池单体的四周外表面上，多个燃料电池单体构成燃料电池电堆；所述散热管被吸热管包覆，所述吸热管用于吸收所述散热管内的热量，所述散热管的管腔内密封设置有两个高温击穿板，两个高温击穿板之间设置有通孔，所述通孔内设置有温度检测组件，所述温度检测组件用于检测所述散热管内的温度，所述温度检测组件与BMS通讯连接。
[0011]为了更好的实现本专利技术，作为上述方案的进一步优化，所述温度检测组件包括制冷片，所述通孔与所述吸热管连接处的侧面上设置有制冷片，所述制冷片的冷端位于所述通孔内，热端与所述吸热管的表面接触，所述制冷片的下部设置有隔温管，所述隔温管与吸热管表面接触，所述隔温管的管腔的底部设置有温度检测部件。
[0012]作为上述方案的进一步优化，所述隔温管管腔的底端设置有绝缘层，所述绝缘层内表面的内侧设置两个铜片，两个所述铜片之间设置有间隙，所述吸热管的管壁和所述绝缘层上均设置两个导电通道，所述吸热管管壁上的导电通道与所述绝缘层上的导电通道同轴设置，每个所述导电通道均设置有一根将所述铜片与BMS通讯连接的导线，两个所述铜片之间设置有VO2变相层，两个所述铜片通过所述VO2变相层电连接。
[0013]作为上述方案的进一步优化，所述隔温管的管腔中设置有温差发电板，所述温差发电板的底端与绝缘层绝缘接触。
[0014]作为上述方案的进一步优化，所述吸热管通过管路连通有温差发电器。
[0015]作为上述方案的进一步优化，所述吸热管的外表面上还设置有固定件，所述固定件与车辆的车架固定连接。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术所述的电池温度利用装置通过设置散热管，将散热管包覆在燃料电池电堆的外表面上，使用吸热管将散热管进行包覆，利用散热管对燃料电池的电堆产生的热量进行吸收，同时在散热管内设置两个高温击穿板，在两个高温击穿板之间设置一个通孔，在通孔内安装用于检测温度突然变化的温度检测组件，利用温度检测组件中的制冷片以及温差发电板同时对温度进行吸收，进而达到促使制冷片下方的隔温管内的VO2变相层在电池处于正常工作状态时一直保持绝缘状态；散热时为环形均匀散热，极大提高散热效果；当电池温度因短路等因素急剧上升并且击穿散热管内的高温击穿板时，VO2变相层由绝缘状态变相为导电状态，进而使得本专利技术在实现对电池进行散热保证电池正常工作的前提下，同时实现了在燃料电池的温度急剧变化时对燃料电池进行实时检测和预警的目的；通过上述结构，将温度检测模块和散热模块整合，同样大大减小了氢燃料电池电堆的体积。
附图说明
[0018]图1为氢燃料电池工作原理及结构示意图；
[0019]图2为实现本专利技术的装置的三维结构示意图；
[0020]图3为实现本专利技术的装置的另一种实施方式三维结构示意图；
[0021]图4为实现本专利技术所述的温度检测组件侧面结构示意图。
[0022]附图说明：1
‑
燃料电池，2
‑
散热管，3
‑
吸热管，4
‑
高温击穿板，5
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通孔，6
‑
温度检测
组件，7
‑
制冷片，8
‑
隔温管，9
‑
温度检测部件，10
‑
绝缘层，11
‑
铜片，12
‑
导电通道，13
‑
VO2变相层，14
‑
温差发电板，15
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温差发电器，16
‑
固定件。
具体实施方式
[0023]下面结合本专利技术的优选实施例对本专利技术做进一步地详细、准确说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0024]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置，其特征在于：包括散热管(2)，所述散热管(2)以环绕方式绝缘包覆在燃料电池单体(1)的四周外表面上，多个燃料电池单体(1)构成燃料电池电堆；所述散热管(2)被吸热管(3)包覆，所述散热管(2)的管腔内密封设置有两个高温击穿板(4)，两个所述高温击穿板(4)之间设置有通孔(5)，所述通孔(5)内设置有温度检测组件(6)，所述温度检测组件(6)与BMS通讯连接。所述温度检测组件(6)包括制冷片(7)，所述通孔(5)与所述吸热管(3)连接处的侧面上设置有制冷片(7)，所述制冷片(7)的冷端位于所述通孔(5)内，热端与所述吸热管(3)的表面接触，所述制冷片(7)的下部设置有隔温管(8)，所述隔温管(8)与吸热管(3)表面接触，所述隔温管(8)的管腔的底部设置有温度检测部件(9)；所述隔温管(8)的管腔中设置有温差发电板(14)，所述绝缘层(10)与所述温差发电板(14)的底端绝缘接触；所述吸热管(3)的外表面上还设置有固定件(16)，所述固定件(16)与车辆的车架固定连接。2.根据权利要求1所述的氢能混合商用车燃料电池温度检测散热一体化装置，其特征在于：所述隔温管(8)管腔的底端设置有绝缘层(10)，所述绝缘层(10)内表面的内侧设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建，王从明，陈凯镔，杨东，冉毅平，
申请(专利权)人：成都工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：