專利名稱：一種用于燃料電池的熱管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱管理裝置。
背景技術(shù)：
燃料電池(FC， FUELCELL)是一種電化學(xué)發(fā)電裝置，它能等溫地 將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能，不經(jīng)過熱機(jī)過程，不受卡諾循環(huán)效率的限 制，能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)40-60%,同時(shí)，該電池還具有環(huán)境友好、幾 乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物，二氧化碳的排放量也比常規(guī)電廠 減少40%以上等優(yōu)點(diǎn)。目前，燃料電池技術(shù)已成為節(jié)能減排的重要能 源技術(shù)。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是較早開發(fā)的燃料電池， 具有工作溫度低，無電解液流失等優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的應(yīng)用前景。
但是，燃料電池(尤其是PEMFC)要實(shí)用化，成功開發(fā)簡單、 實(shí)用、安全、可靠的燃料電池組的熱管理系統(tǒng)是個(gè)關(guān)鍵。FC (PEMFC) 在啟動(dòng)時(shí)需要外界提供一定的熱量，以便電池能快速啟動(dòng)；而在電池 正常工作時(shí)，又需及時(shí)將電池工作時(shí)產(chǎn)生的熱量排走，以保證電池能 正常工作，而不被破壞。現(xiàn)有技術(shù)是采用非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng) 來保證電池的正常工作，這種方式無疑加大了燃料電池的成本，另外 這種方式由于采用復(fù)雜的系統(tǒng)，使得燃料電池的安全性和可靠性受到 很大的影響。 實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有燃料電池的熱管理裝置存在的不足，本實(shí)用新型的目的 是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，安全、可靠的用于燃料電池的熱管理裝置。
一種用于燃料電池的熱管理裝置，包括能導(dǎo)熱的殼體，殼體內(nèi)填 充有升溫過程中低溫段放熱而高溫段吸熱的相變材料。
在上述熱管理裝置中，為了增強(qiáng)相變材料與殼體的熱交換效果， 在殼體內(nèi)部設(shè)有若干能導(dǎo)熱的肋片。
在上述熱管理裝置中，為了增強(qiáng)相變材料的導(dǎo)熱能力，可以在相 變材料中摻混金屬粉。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果
本實(shí)用新型的熱管理裝置非常簡單，不需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和控制系
統(tǒng)。它僅僅由包裹在燃料電池外表面的殼體與填充于殼體內(nèi)的相變材
料構(gòu)成。只需將熱管理裝置緊密覆蓋在燃料電池外表面即可實(shí)現(xiàn)對(duì)燃
料電池的熱管理。本實(shí)用新型的熱管理裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、 安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有燃料電池?zé)峁芾硌b置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、
成本高、可靠性差等缺點(diǎn)。

圖1為用于PEMFC的熱管理裝置示意圖； 圖2為圖1中的A-A截面示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖1、 2所示，質(zhì)子交換膜燃料電池1的外表面上緊密包裹有 熱管理裝置2，而只將輸送燃料及排水的出入口留出。該熱管理裝置 2包括殼體21，殼體21內(nèi)填充有升溫過程中低溫段放熱而高溫段吸熱的相變材料22，殼體21內(nèi)部設(shè)有肋片23。殼體21的材料必須是 能導(dǎo)熱的材料， 一般選擇金屬材料。肋片23的作用是增強(qiáng)相變材料 22與殼體21的熱交換，肋片23的材料也必須是能導(dǎo)熱的材料，一 般也選擇金屬材料。為了增強(qiáng)相變材料22的導(dǎo)熱能力，可以在相變 材料22中摻混金屬粉，如銅粉。
殼體21的大小可根據(jù)燃料電池1的功率、規(guī)格和尺寸大小而設(shè)計(jì)， 填充的相變材料22用量根據(jù)燃料電池1的功率和最佳工作的溫度水 平設(shè)計(jì)計(jì)算。
當(dāng)要啟動(dòng)質(zhì)子交換膜燃料電池1時(shí)，外界供給燃料電池1 一定熱 量，燃料電池l開始工作，溫度開始上升，緊密包圍在燃料電池l上 的相變材料22開始升溫，當(dāng)升溫溫度達(dá)到35"C時(shí)，相變材料22開 始發(fā)生相變放熱，這時(shí)燃料電池1正處于啟動(dòng)階段，這些熱量正好提 供給燃料電池l，以滿足燃料電池1快速啟動(dòng)的需求。當(dāng)燃料電池l 正常工作時(shí)，因工作產(chǎn)生的熱量使溫度不斷上升， 一旦當(dāng)溫度達(dá)到 8(TC時(shí)，相變材料22即開始發(fā)生相變吸熱，使燃料電池l的溫度維 持在相變溫度下而系統(tǒng)保持恒溫狀態(tài)，從而保證了燃料電池1在最佳 的工作溫度下以最大功率正常工作而又不至于受到破壞，達(dá)到保護(hù)電 池的目的。當(dāng)燃料電池1停止工作時(shí)(相當(dāng)于降溫過程)，相變材料 22不會(huì)放熱也不會(huì)吸熱，不影響燃料電池1的工作。
權(quán)利要求1.一種用于燃料電池的熱管理裝置，其特征在于包括能導(dǎo)熱的殼體，殼體內(nèi)填充有升溫過程中低溫段放熱而高溫段吸熱的相變材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱管理裝置，其特征在于所述殼體內(nèi)部設(shè) 有若干能導(dǎo)熱的肋片。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的熱管理裝置，其特征在于所述相變材 料中摻混有金屬粉。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于燃料電池的熱管理裝置，它包括能導(dǎo)熱的殼體，殼體內(nèi)填充有升溫過程中低溫段放熱而高溫段吸熱的相變材料。本實(shí)用新型的熱管理裝置非常簡單，不需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。它僅僅由包裹在燃料電池外表面的殼體與填充于殼體內(nèi)的相變材料構(gòu)成。只需將熱管理裝置緊密覆蓋在燃料電池外表面即可實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料電池的熱管理。本實(shí)用新型的熱管理裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有燃料電池?zé)峁芾硌b置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、可靠性差等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M8/04GK201332117SQ200920050308
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者朱津裘 申請(qǐng)人:中山大學(xué)