一种新能源汽车用燃料电池冷却板

技术领域

本发明涉及新能源汽车燃料电池冷却板技术领域，具体为一种新能源汽车用燃料电池冷却板。

背景技术

燃料电池是一种能量转化装置，它是按电化学原理，即原电池工作原理，等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成：即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子，电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下，通过电解质迁移到阳极上，与燃料气反应，构成回路，产生电流。同时，由于本身的电化学反应以及电池的内阻，燃料电池在工作时还会产生一定的热量。

由于燃料电池在工作时，存在最佳的工作温度，如质子交换膜燃料电池的电解质的最佳工作温度为80℃左右，但是现有的燃料电池冷却板在工作时，冷却水一般是从冷却板的一端低位进入，然后从冷却板的另一端高位流出，在此过程中，冷却板的两端会存在一个温度差，会导致反应不均匀，进而对燃料电池的使用寿命造成不良影响。

发明内容

本发明提供了一种新能源汽车用燃料电池冷却板，具备冷却均匀的有益效果，解决了上述背景技术中所提到现有的燃料电池冷却板在工作时，冷却水一般是从冷却板的一端低位进入，然后从冷却板的另一端高位流出，在此过程中，冷却板的两端会存在一个温度差，会导致反应不均匀的问题。

本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车用燃料电池冷却板，包括板体，所述板体的内部设有空腔，且所述板体的下端设有第一冷却水进口，所述板体的上端设有冷却水出口，所述空腔内设有第一冷却槽、第二冷却槽和第三冷却槽，所述第三冷却槽的一端与所述冷却水出口连通，所述板体的上端设有第二冷却水进口，且所述第二冷却水进口与所述第二冷却槽连通，所述第一冷却槽的一端与所述第一冷却水进口连通，且所述第一冷却槽与所述第二冷却槽之间设有过水孔，所述第一冷却槽内设有孔密封组件。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述孔密封组件包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞通过第一弹性连接件与所述板体弹性连接，且所述第一活塞的另一端设有连接板，所述连接板远离所述第一活塞的一端设有限位板，所述第二活塞插接在所述过水孔内，且所述第二活塞的一端通过第二弹性连接件与所述第二冷却槽弹性连接，所述第二活塞的另一端与所述限位板相抵。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述孔密封组件包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞通过第一弹性连接件与所述板体弹性连接，且所述第一活塞的另一端设有连接板，所述连接板远离所述第一活塞的一端设有限位块，所述第二活塞插接在所述过水孔内，且所述第二活塞的一端通过第二弹性连接件与所述第二冷却槽弹性连接，所述第二活塞的另一端设有限位凸起，且所述限位凸起与所述限位块相抵触。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述限位块靠近所述第二活塞的一端设有斜面，且所述限位块上设有若干个槽口。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述第二冷却槽位于所述第一冷却槽的上端，且所述第二冷却槽与所述第三冷却槽之间通过导热板隔开，所述第二冷却槽的上端设有固定板和第三活塞，且所述第三活塞通过连接弹簧与所述导热板弹性连接，所述第三活塞靠近所述导热板的一端设有限位插块，且所述限位插块的一端贯穿所述导热板。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述导热板靠近所述第三活塞的一端设有开口，且所述开口位于所述限位插块的下侧，所述导热板靠近所述第二冷却槽的一侧设有挡板，且所述挡板通过滑槽与所述导热板上下滑动连接。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述第三冷却槽内设有用于连通第一冷却槽的第一出口，且所述第三冷却槽靠近所述第三活塞的一端设有第二出口。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述第二活塞靠近所述第二冷却槽的一端设有连接杆，且所述连接杆的一端与所述挡板固定连接。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述固定板的一端与所述导热板固定连接，且所述固定板上设有若干个通孔。

作为本发明所述一种新能源汽车用燃料电池冷却板的一种可选方案，其中：所述第二冷却槽和所述第三冷却槽内均设有若干个折流板。

本发明具备以下有益效果：

1、该一种新能源汽车用燃料电池冷却板，通过在板体内设置三个冷却槽，第一冷却槽、第二冷却槽和第三冷却槽共同组成一个矩形，在第一冷却槽、第二冷却槽和第三冷却槽之间，高温水区域和低温水区域都是相互对应的，可以相互换热、中和，从而使整个冷却板在工作时，各区域之间的温差较小，冷却效果更好。

2、该一种新能源汽车用燃料电池冷却板，通过在第二冷却槽和第三冷却槽之间设置一个导热板，导热板的存在可以提高第二冷却槽和第三冷却槽之间的换热效率，从而降低第二冷却槽与第三冷却槽内的冷却水的温差，在导热板的上端设有开口和挡板，第二冷却槽上端的低温冷却水可以通过开口进入第三冷却槽内，并对第三冷却槽内的高温冷却水进行冷却，从而降低冷却板内各区域的温差。

3、该一种新能源汽车用燃料电池冷却板，通过在限位块上设置一个斜面，斜面的存在，使得限位块在移动时，可以推动第二活塞向上运动，同时，在限位块上还设有若干个槽口，限位块在第一冷却槽内会阻碍到冷却水的流动，槽口的存在，方便冷却水流动。

附图说明

图1为本发明的板体内部结构示意图。

图2为本发明的板体剖视图。

图3为本发明的第一活塞结构示意图。

图4为本发明的实施例2中的板体剖视图。

图5为本发明的实施例2中的第一活塞结构示意图。

图中：1、板体；2、第一冷却水进口；3、冷却水出口；4、第一冷却槽；401、过水孔；5、第二冷却槽；6、第三冷却槽；601、第一出口；602、第二出口；7、第二冷却水进口；8、第一活塞；9、第二活塞；10、第一弹性连接件；11、连接板；12、限位板；13、第二弹性连接件；14、限位块；1401、槽口；15、导热板；1501、开口；16、固定板；17、第三活塞；18、挡板；19、连接杆；20、连接弹簧；21、折流板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-5，一种新能源汽车用燃料电池冷却板，包括板体1，板体1的内部设有空腔，且板体1的下端设有第一冷却水进口2，板体1的上端设有冷却水出口3，空腔内设有第一冷却槽4、第二冷却槽5和第三冷却槽6，第三冷却槽6的一端与冷却水出口3连通，板体1的上端设有第二冷却水进口7，且第二冷却水进口7与第二冷却槽5连通，第一冷却槽4的一端与第一冷却水进口2连通，且第一冷却槽4与第二冷却槽5之间设有过水孔401，第一冷却槽4内设有孔密封组件，第三冷却槽6内设有用于连通第一冷却槽4的第一出口601，且第三冷却槽6靠近所述第三活塞的一端设有第二出口602。

孔密封组件包括第一活塞8和第二活塞9，第一活塞8通过第一弹性连接件10与板体1弹性连接，且第一活塞8的另一端设有连接板11，连接板11远离第一活塞8的一端设有限位块14，第二活塞9插接在过水孔401内，且第二活塞9的一端通过第二弹性连接件13与第二冷却槽5弹性连接，第二活塞9的另一端设有限位凸起，且限位凸起与限位块14相抵触。

使用时，将冷却板夹在两个燃料电池之间，冷却水同时通过第一冷却水进口2和第二冷却水进口7进入空腔，首先，冷却水通过第一冷却水进口2进入第一冷却槽4后，会先通过第一出口601进入第三冷却槽6，然后依次流经第二出口602和冷却水出口3，冷却水在经过第二冷却水进口7进入第二冷却槽5后，由于此时过水孔401被第二活塞9堵住了，因此冷却水会很快充满第二冷却槽5，当冷却水充满第二冷却槽5后，第二冷却槽5的内部压力变大，此时，第三活塞17会因第二冷却槽5内部压力变大而向第三冷却槽6方向运动；

第三活塞17在运动时会带动限位插块一起运动，通过限位插块可以将第二出口602堵住，当第二出口602堵住后，第一冷却槽4内的冷却水无法通过冷却水出口3排走，因此第一冷却槽4的内部压力会变大，此时第一活塞8会因第一冷却槽4的内部压力变大而向板体1的外侧方向运动，第一活塞8在运动时会带动连接板11及限位块14一起运动，由于第二活塞9通过第二弹性连接件13与第二冷却槽5弹性连接的，因此在失去了限位块14的阻挡后，第二活塞9会被第二弹性连接件13从过水孔401内推出，此时，第二冷却槽5内的冷却水进入第一冷却槽4内，第二冷却槽5内的压力变小，第三活塞17回归原位，这时，第一冷却槽4和第二冷却槽5内的冷却水均会通过冷却水出口3排走，在第一活塞8的背部设有阻尼伸缩杆，在阻尼伸缩杆的作用下，第一活塞8会缓慢的回归原位，当第一活塞8回归原位后会推动连接板11及限位块14运动，限位块14在运动时，会推动第二活塞9并重新将过水孔401堵住，以此往复。

需要进一步说明的是，第一弹性连接件10和第二弹性连接件13均为弹簧，在第二冷却槽5内设有用于固定第二弹性连接件13的凸起。

第一冷却槽4、第二冷却槽5和第三冷却槽6共同组成一个矩形，第二冷却槽5位于第一冷却槽4的上侧，与传统的水循环冷却不同的是，冷却水是从第二冷却槽5的高位进入第二冷却槽5的，也就是说，第二冷却槽5的上端水温较低，其靠近第一冷却槽4的一端温度较高，第一冷却槽4在工作时，冷却水通过第一冷却水进口2进入第一冷却槽4，此时，第一冷却槽4靠近第二冷却槽5的一端温度是较低的，当冷却水进入第三冷却槽6并从冷却水出口3排走时，第三冷却槽6的上端水温是较高的，但是，此处与第二冷却槽5的低温冷却水区域是相对的，这样，第一冷却槽4、第二冷却槽5和第三冷却槽6之间，高温水区域和低温水区域都是相互对应的，可以相互换热、中和，从而使整个冷却板在工作时，各区域之间的温差较小，冷却效果更好。

实施例2

请参阅图4、5，在本实施例中，技术方案与实施例1基本相同，其区别仅在于孔密封组件包括第一活塞8和第二活塞9，第一活塞8通过第一弹性连接件10与板体1弹性连接，且第一活塞8的另一端设有连接板11，连接板11远离第一活塞8的一端设有限位板12，第二活塞9插接在过水孔401内，且第二活塞9的一端通过第二弹性连接件13与第二冷却槽5弹性连接，第二活塞9的另一端与限位板12相抵。

与实施例1不同的是，本技术方案中的第二活塞9的下端没有限位凸起，在连接板11的上端设有一个限位板12，限位板12呈直角梯形状，第二活塞9的底端直接与限位板12相抵，限位板12在运动时也可以实现第二活塞9的升降。

实施例3

请参阅图3，本实施例是对实施例1的进一步改进， 限位块14靠近第二活塞9的一端设有斜面，且限位块14上设有若干个槽口1401。在限位块14的上端设有斜面，斜面的存在，使得限位块14在移动时，可以推动第二活塞9向上运动，由于限位块14在第一冷却槽4内会阻碍到冷却水的流动，因此，在限位块14上开设了若干个槽口1401，方便冷却水流动。

实施例4

请参阅图1、2，本实施例是对实施例1的进一步改进，第二冷却槽5位于第一冷却槽4的上端，且第二冷却槽5与第三冷却槽6之间通过导热板15隔开，第二冷却槽5的上端设有固定板16和第三活塞17，且第三活塞17通过连接弹簧20与导热板15弹性连接，第三活塞17靠近导热板15的一端设有限位插块，且限位插块的一端贯穿导热板15。导热板15靠近第三活塞17的一端设有开口1501，且开口1501位于限位插块的下侧，导热板15靠近第二冷却槽5的一侧设有挡板18，且挡板18通过滑槽与导热板15滑动连接，第二活塞9靠近第二冷却槽5的一端设有连接杆19，且连接杆19的一端与挡板18固定连接。

通过在第二冷却槽5和第三冷却槽6之间设置一个导热板15，导热板15的存在可以提高第二冷却槽5和第三冷却槽6之间的换热效率，从而降低第二冷却槽5与第三冷却槽6内的冷却水的温差，在导热板15的上端设有开口1501和挡板18，正常情况，开口1501允许一部分冷却水通过，也就是说，当冷却水通过第二冷却水进口7进入第二冷却槽5后，有一部分冷却水会通过开口1501进入第三冷却槽6，进入第三冷却槽6内的冷却水的水温较低，可以对第三冷却槽6上端的冷却水进行降温，在第二活塞9的顶部设有连接杆19，当第二活塞9向下运动时，会带动连接杆19运动，连接杆19会向下拉动挡板18，平时，挡板18会将一部分开口1501挡住，随着挡板18的运动，开口1501露出的部分变大，相应的，开口1501处的水流流量也会变大，由于第二冷却槽5内的冷却水在进入第一冷却槽4后，会使第一冷却槽4内的冷却水升温，当第一冷却槽4内的冷却水进入第三冷却槽6后，水温会更高，通过开口1501引入更多的低温冷却水，可以有效降低第三冷却槽6内的水温。

实施例5

请参阅图1，本实施例是对实施例4的进一步改进，固定板16的一端与导热板15固定连接，且固定板16上设有若干个通孔。第三活塞17位于固定板16与第二冷却槽5的内壁之间，第三活塞17可以在固定板16与第二冷却槽5之间滑动，由于第三活塞17的存在会影响到冷却水的流动，因此在固定板16上设置若干个通孔，方便冷却水流动。

实施例6

请参阅图1、2，本实施例是对实施例1的进一步改进，第二冷却槽5和第三冷却槽6内均设有若干个折流板21，通过在第二冷却槽5和第三冷却槽6内设置折流板21，可以延长冷却水的停留时间，进一步提高冷却效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。