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专利名称：一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410827722.8

专利申请（专利权）人：辽宁航天凌河汽车有限公司
权利人地址：辽宁省朝阳市凌源市文化路66号

专利发明（设计）人：发明人:李永超,高旭宏,李弘基,高明阳,姬伟泽,于旺

专利摘要：本发明属于氢燃料电池技术领域，尤其是一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，针对现在的氢燃料电池并不能将产生的水利用来实现散热的问题，现提出以下方案，包括主机箱，所述主机箱的顶部固定有主机箱顶盖，所述主机箱的中间位置固定有隔离中板，所述主机箱的内部通过隔离中板分割成换热腔室和电池固定腔室。本发明电池本体内部反应产生电子、水以及热量，产生的水通过竖直的反应排水槽流入底部的集水底盒内，通过底部的冷却液泵将产生的水抽至换热机箱内，通过换热机箱的顶部进入一侧的冷却水侧进水箱，再通过电池本体的冷却液导热槽流至另一侧的冷却水侧排水箱内，最后通过底部的底排水管排出。

主权利要求：
1.一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，包括主机箱（1），所述主机箱（1）的顶部固定有主机箱顶盖（3），所述主机箱（1）的中间位置固定有隔离中板（17），其特征在于，所述主机箱（1）的内部通过隔离中板（17）分割成换热腔室（15）和电池固定腔室（19），所述主机箱（1）位于电池固定腔室（19）的底部固定有水平设置的固定底板（8），所述固定底板（8）的顶部固定有集水底盒（10），所述集水底盒（10）的顶部固定有冷却水侧排水箱（9），且冷却水侧排水箱（9）与集水底盒（10）之间相密封设置，所述主机箱（1）位于换热腔室（15）的内部固定有换热机箱（14），所述主机箱（1）位于换热腔室（15）的底部固定有冷却液泵（20），所述冷却液泵（20）的输入端与集水底盒（10）之间设置有同一个抽水管（11），所述冷却液泵（20）的顶部输出端固定有换热机箱底管（21），且换热机箱底管（21）与换热机箱（14）的底部相固定，所述主机箱（1）的底部开设有进气口（7），所述进气口（7）的顶部固定有进气滤芯盒（13），所述进气滤芯盒（13）的一端固定有两个进气支管（12），且两个进气支管（12）与换热机箱（14）的底部相固定；
主机箱（1）的内部设置有电池本体（18），所述电池本体（18）的一侧固定有冷却水侧进水箱（28），所述电池本体（18）的另一侧固定有冷却水侧排水箱（9），且冷却水侧排水箱（9）与冷却水侧进水箱（28）分别与主机箱（1）的两侧内壁相固定；
所述冷却水侧排水箱（9）的底部固定有底排水管（6），且底排水管（6）竖直贯穿主机箱（1）并延伸至底部；
所述电池本体（18）的一端设置有氧气进气管（23），所述电池本体（18）的另一端设置有氢气进气管（22），所述电池本体（18）包括氢气进气板（29）、阳极电极层（30）、质子交换膜（31）、阴极电极层（32）和氧气进气板（33），所述氧气进气板（33）的一侧开设有竖直的反应排水槽（34），所述氧气进气板（33）的内部开设有水平设置的冷却液导热槽（35），所述反应排水槽（34）的底部与集水底盒（10）相导通，所述冷却液导热槽（35）的两侧分别与冷却水侧排水箱（9）和冷却水侧进水箱（28）相导通；
所述进气滤芯盒（13）的内部放置有进气滤芯；
所述主机箱（1）的两侧位置均开设有侧出气口，且侧出气口位置与换热机箱（14）的两侧相对齐，两侧的侧出气口均固定有侧进气盒（4）；
所述主机箱顶盖（3）的顶部开设有顶进气口，且顶进气口的顶部固定有顶进气盒（27），所述顶进气口开设位置位于电池固定腔室（19）顶部，所述顶进气盒（27）的两侧与两侧的侧进气盒（4）之间均固定有侧导气管（5），且侧导气管（5）与侧进气盒（4）和顶进气盒（27）相导通，所述主机箱（1）的一端底部开设有主机箱排风口，所述主机箱排风口内放置有主机箱排风滤芯（2）。
2.根据权利要求1所述的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，其特征在于，所述换热机箱（14）的底部开设有两个换热机箱进风口（24），且两个换热机箱进风口（24）分别与两个进气支管（12）相对应导通，所述换热机箱（14）的内部开设有水平位置贯穿的气体流动腔室（26），气体流动腔室（26）与底部的两个换热机箱进风口（24）相导通。
3.根据权利要求2所述的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，其特征在于，所述换热机箱（14）的顶部和底部之间开设有竖直设置的冷却水流动腔室（25），且换热机箱底管（21）与冷却水流动腔室（25）的底部相导通，所述换热机箱（14）的顶部与冷却水侧进水箱（28）之间设置有冷却液出水管（16），且冷却液出水管（16）将冷却水侧进水箱（28）的内部和冷却水流动腔室（25）之间相导通。 说明书 : 一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置技术领域[0001] 本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置。背景技术[0002] 氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，在氢燃料电池的反应过程中，内部不仅产生电子来给车辆提供电力，还产生了水和热量，氢燃料电池在工作过程中需要对产生的水排出以及对产生的热量散去。[0003] 现有的氢燃料电池在使用过程中存在以下问题：现在的氢燃料电池在组装时，将氢燃料电池固定在金属箱体内，对氢燃料电池散热实现的方式是直接对金属箱体内部散热，通过压缩机制冷的方式或者直接风冷的方式来带走热量实现散热，并不能将氢燃料电池产生的水利用来实现散热及排水的双效，而现有技术不易解决此类问题，因此，亟需氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置来解决上述问题。发明内容[0004] 基于现在的氢燃料电池并不能将产生的水利用来实现散热的技术问题，本发明提出了一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置。[0005] 本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，包括主机箱，所述主机箱的顶部固定有主机箱顶盖，所述主机箱的中间位置固定有隔离中板，所述主机箱的内部通过隔离中板分割成换热腔室和电池固定腔室，所述主机箱位于电池固定腔室的底部固定有水平设置的固定底板，所述固定底板的顶部固定有集水底盒，所述集水底盒的顶部固定有冷却水侧排水箱，且冷却水侧排水箱与集水底盒之间相密封设置，所述主机箱位于换热腔室的内部固定有换热机箱，所述主机箱位于换热腔室的底部固定有冷却液泵，所述冷却液泵的输入端与集水底盒之间设置有同一个抽水管，所述冷却液泵的顶部输出端固定有换热机箱底管，且换热机箱底管与换热机箱的底部相固定，所述主机箱的底部开设有进气口，所述进气口的顶部固定有进气滤芯盒，所述进气滤芯盒的一端固定有两个进气支管，且两个进气支管与换热机箱的底部相固定。[0006] 优选地，主机箱的内部设置有电池本体，所述电池本体的一侧固定有冷却水侧进水箱，所述电池本体的另一侧固定有冷却水侧排水箱，且冷却水侧排水箱与冷却水侧进水箱分别与主机箱的两侧内壁相固定。[0007] 优选地，所述冷却水侧排水箱的底部固定有底排水管，且底排水管竖直贯穿主机箱并延伸至底部。[0008] 优选地，所述换热机箱的底部开设有两个换热机箱进风口，且两个换热机箱进风口分别与两个进气支管相对应导通，所述换热机箱的内部开设有水平位置贯穿的气体流动腔室，气体流动腔室与底部的两个换热机箱进风口相导通。[0009] 优选地，所述换热机箱的顶部和底部之间开设有竖直设置的冷却水流动腔室，且换热机箱底管与冷却水流动腔室的底部相导通，所述换热机箱的顶部与冷却水侧进水箱之间设置有冷却液出水管，且冷却液出水管将冷却水侧进水箱的内部和冷却水流动腔室之间相导通。[0010] 优选地，所述电池本体的一端设置有氧气进气管，所述电池本体的另一端设置有氢气进气管，所述电池本体包括氢气进气板、阳极电极层、质子交换膜、阴极电极层和氧气进气板，所述氧气进气板的一侧开设有竖直的反应排水槽，所述氧气进气板的内部开设有水平设置的冷却液导热槽，所述反应排水槽的底部与集水底盒相导通，所述冷却液导热槽的两侧分别与冷却水侧排水箱和冷却水侧进水箱相导通。[0011] 优选地，所述进气滤芯盒的内部放置有进气滤芯。[0012] 优选地，所述主机箱的两侧位置均开设有侧出气口，且侧出气口位置与换热机箱的两侧相对齐，两侧的侧出气口均固定有侧进气盒。[0013] 优选地，所述主机箱顶盖的顶部开设有顶进气口，且顶进气口的顶部固定有顶进气盒，所述顶进气口开设位置位于电池固定腔室顶部，所述顶进气盒的两侧与两侧的侧进气盒之间均固定有侧导气管，且侧导气管与侧进气盒和顶进气盒相导通。[0014] 优选地，所述主机箱的一端底部开设有主机箱排风口，所述主机箱排风口内放置有主机箱排风滤芯。[0015] 本发明中的有益效果为：[0016] 1、该氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，电池本体内部反应产生电子、水以及热量，产生的水通过竖直的反应排水槽流入底部的集水底盒内，通过底部的冷却液泵将产生的水抽至换热机箱内，通过换热机箱的顶部进入一侧的冷却水侧进水箱，再通过电池本体的冷却液导热槽流至另一侧的冷却水侧排水箱内，最后通过底部的底排水管排出。[0017] 2、该氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，底部进气通过两个进气支管进入换热机箱的底部，冷空气在换热机箱内的气体流动腔室内快速流通，并通过两侧位置的侧进气盒排出，换热机箱内流通的冷空气将内部流通的冷却水降温。[0018] 3、该氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，两侧的风通过顶部的顶进气盒进入电池固定腔室内，并通过底部的主机箱排风口排出电池固定腔室，通过流动的风流带走电池本体产生的热量。附图说明[0019] 图1为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置的整体结构示意图；[0020] 图2为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置的整体结构底部示意图；[0021] 图3为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置的主机箱内部结构示意图；[0022] 图4为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置的主机箱内部结构俯视示意图；[0023] 图5为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置的换热机箱内部结构示意图；[0024] 图6为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置图5中的A部分结构放大示意图；[0025] 图7为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置的电池本体内部结构示意图；[0026] 图8为本发明提出的一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置图7中的B部分结构放大示意图。[0027] 图中：1、主机箱；2、主机箱排风滤芯；3、主机箱顶盖；4、侧进气盒；5、侧导气管；6、底排水管；7、进气口；8、固定底板；9、冷却水侧排水箱；10、集水底盒；11、抽水管；12、进气支管；13、进气滤芯盒；14、换热机箱；15、换热腔室；16、冷却液出水管；17、隔离中板；18、电池本体；19、电池固定腔室；20、冷却液泵；21、换热机箱底管；22、氢气进气管；23、氧气进气管；24、换热机箱进风口；25、冷却水流动腔室；26、气体流动腔室；27、顶进气盒；28、冷却水侧进水箱；29、氢气进气板；30、阳极电极层；31、质子交换膜；32、阴极电极层；33、氧气进气板；34、反应排水槽；35、冷却液导热槽。具体实施方式[0028] 参照图1?图6，一种氢能汽车的氢燃料电池高效散热装置，包括主机箱1，主机箱1的顶部固定有主机箱顶盖3，主机箱1的中间位置固定有隔离中板17，主机箱1的内部通过隔离中板17分割成换热腔室15和电池固定腔室19，主机箱1位于电池固定腔室19的底部固定有水平设置的固定底板8，固定底板8的顶部固定有集水底盒10，集水底盒10的顶部固定有冷却水侧排水箱9，且冷却水侧排水箱9与集水底盒10之间相密封设置，主机箱1位于换热腔室15的内部固定有换热机箱14，主机箱1位于换热腔室15的底部固定有冷却液泵20，冷却液泵20的输入端与集水底盒10之间设置有同一个抽水管11，冷却液泵20的顶部输出端固定有换热机箱底管21，且换热机箱底管21与换热机箱14的底部相固定，主机箱1的底部开设有进气口7，进气口7的顶部固定有进气滤芯盒13，进气滤芯盒13的一端固定有两个进气支管12，且两个进气支管12与换热机箱14的底部相固定。[0029] 进一步的，主机箱1的内部设置有电池本体18，电池本体18的一侧固定有冷却水侧进水箱28，电池本体18的另一侧固定有冷却水侧排水箱9，且冷却水侧排水箱9与冷却水侧进水箱28分别与主机箱1的两侧内壁相固定；冷却水侧排水箱9的底部固定有底排水管6，且底排水管6竖直贯穿主机箱1并延伸至底部；电池本体18在氢燃料反应时产生水，通过底部的集水底盒10将水收集，并将其在电池本体18的两侧位置进行流动，通过流动的冷却水带走氢燃料反应产生的热量；[0030] 进一步的，换热机箱14的底部开设有两个换热机箱进风口24，且两个换热机箱进风口24分别与两个进气支管12相对应导通，换热机箱14的内部开设有水平位置贯穿的气体流动腔室26，气体流动腔室26与底部的两个换热机箱进风口24相导通；换热机箱14的顶部和底部之间开设有竖直设置的冷却水流动腔室25，且换热机箱底管21与冷却水流动腔室25的底部相导通，换热机箱14的顶部与冷却水侧进水箱28之间设置有冷却液出水管16，且冷却液出水管16将冷却水侧进水箱28的内部和冷却水流动腔室25之间相导通；换热机箱14的底部进气，将汽车行驶过程中灌入的冷空气导入内部的气体流动腔室26中，通过冷空气将冷却水流动腔室25内的水换热降温，再通过降温的水对电池本体18进行散热；[0031] 进一步的，电池本体18的一端设置有氧气进气管23，电池本体18的另一端设置有氢气进气管22，电池本体18包括氢气进气板29、阳极电极层30、质子交换膜31、阴极电极层32和氧气进气板33，氧气进气板33的一侧开设有竖直的反应排水槽34，氧气进气板33的内部开设有水平设置的冷却液导热槽35，反应排水槽34的底部与集水底盒10相导通，冷却液导热槽35的两侧分别与冷却水侧排水箱9和冷却水侧进水箱28相导通；氧气进气板33内设置了独特的槽位，其中竖直的反应排水槽34与底部的集水底盒10导通，使得反应产生的水由重力下降至底部，通过集水底盒10收集，后续通过收集的水将电池本体18产生的热量带走；[0032] 进一步的，进气滤芯盒13的内部放置有进气滤芯；[0033] 进一步的，主机箱1的两侧位置均开设有侧出气口，且侧出气口位置与换热机箱14的两侧相对齐，两侧的侧出气口均固定有侧进气盒4；主机箱顶盖3的顶部开设有顶进气口，且顶进气口的顶部固定有顶进气盒27，顶进气口开设位置位于电池固定腔室19顶部，顶进气盒27的两侧与两侧的侧进气盒4之间均固定有侧导气管5，且侧导气管5与侧进气盒4和顶进气盒27相导通；主机箱1的一端底部开设有主机箱排风口，主机箱排风口内放置有主机箱排风滤芯2；侧进气盒4将导入的风引至顶部的顶进气盒27，使得电池固定腔室19内部产生风流，风流通过顶部进入在电池本体18的四周流通最后通过底部的主机箱排风口排出，形成循环，通过进入的风将电池本体18外部的热量带走，提高电池本体18的散热效果。[0034] 本发明使用时：电池本体18固定在主机箱1的内部，且主机箱1底部的进气口7连接外置的总进气盒，通过车外进气，将主机箱1整体固定在车辆内部的电池仓，在车辆行驶过程中，内部的电池本体18两端的氢气进气管22和氧气进气管23分别通入氢气及氧气，在电池本体18内部反应产生电子、水以及热量，产生的水通过竖直的反应排水槽34流入底部的集水底盒10内，通过底部的冷却液泵20将产生的水抽至换热机箱14内，通过换热机箱14的顶部进入一侧的冷却水侧进水箱28，再通过电池本体18的冷却液导热槽35流至另一侧的冷却水侧排水箱9内，最后通过底部的底排水管6排出；在冷却水流通的过程中，底部进气通过两个进气支管12进入换热机箱14的底部，冷空气在换热机箱14内的气体流动腔室26内快速流通，并通过两侧位置的侧进气盒4排出，换热机箱14内流通的冷空气将内部流通的冷却水降温，对电池本体18的内部进行散热；两侧的风通过顶部的顶进气盒27进入电池固定腔室19内，并通过底部的主机箱排风口排出电池固定腔室19，通过流动的风流带走电池本体18产生的热量。[0035] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

专利地区：辽宁

专利申请日期：2024-06-25

专利公开日期：2024-10-22

专利公告号：CN118380616B