一种燃料电池多用途PTC水加热器的制作方法

本实用新型涉及燃料电池加热技术领域，具体为一种燃料电池多用途PTC水加热器。

背景技术：

燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。燃料电池具有以下特点：能量转化效率高；它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。

随着全球石油资源短缺，世界各国汽油价格不断上涨，以及其它新能源开发未取得有效成果的前提下，电能是目前有着最大发展空间的能源。因此，以电能作为主要能源的汽车得到了长足的发展。

传统的发动机车一直把发动机散热作为制暖热源，但电动车没有发动机；混合动力车在发动机停转时车内也需要保暖。因此，需采用一种有效的加热源来作为电动车、混合动力、燃料电池车的制暖热源。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池多用途PTC水加热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种燃料电池多用途PTC水加热器，包括外壳体，所述外壳体内腔设有液体流道，且所述液体流道呈S形结构，所述液体流道一端为进液端，另一端为出液端，所述液体流道外壁上敷设有保温材料层，所述进液端和出液端外壁上均安装有PTC加热器；

所述PTC加热器包括PTC陶瓷元件、金属电极片和绝缘层，所述绝缘层包裹PTC陶瓷元件和金属电极片，所述绝缘层采用聚酰亚胺薄膜；所述金属电极片电性连接外部电源。

优选的，所述外壳体内壁上固定设有保温板，所述保温板包括发泡无机材料板，所述发泡无机材料板上设有多处镂空，且所述镂空处填充轻质发泡有机材料；所述轻质发泡有机材料包括以下任一种：聚苯乙烯泡沫、酚醛泡沫、岩棉、发泡胶、聚氨酯泡沫、挤塑板泡沫、炭黑聚苯板泡沫。

优选的，所述保温材料层材料组分按重量份数包括疏水性树脂15-25份、聚乙烯醇10-20份、高岭土8-18份、甲基硅酸钠15-20份、海泡石纤维4-12份、纳米二氧化硅10-20份、羟丙基甲基纤维5-10份、玻化微珠8-18份以及阻燃剂4-10份。

优选的，所述外壳体外壁上还固定安装有U形支架，所述U形支架固定燃料电池。

优选的，所述PTC陶瓷元件包括PTC 陶瓷板 ，在PTC 陶瓷板的两侧设置有波纹铝片，所述波纹铝片的外侧安装电极端子板，所述电极端子板连接金属电极片。

优选的，所述进液端和出液端处均安装有流量调节阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型结构原理简单，加热效率高，效率好，采用外壳体保温和液体流道保温，达到双重保温的效果，能够实现对燃料电池的加热保温的目的，节能效果好，能够延长燃料电池的使用寿命。

（2）本实用新型采用的保温板保温效果好，同时还具有优异的抗压性能，使用寿命长。

（3）本实用新型采用的保温材料层具有耐高温、耐腐、抗压、保温的优点，能够有效的保护液体流道，且保温时间长。

（4）本实用新型采用的S形结构的液体流道，能够增加接触面积，确保加热效果。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型PTC加热器结构示意图；

图3为本实用新型保温板结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种燃料电池多用途PTC水加热器，包括外壳体1，外壳体1外壁上还固定安装有U形支架14，所述U形支架14固定燃料电池；所述外壳体1内腔设有液体流道2，且所述液体流道2呈S形结构，本实用新型采用的S形结构的液体流道，能够增加接触面积，确保加热效果；所述液体流道2一端为进液端3，另一端为出液端4，进液端3和出液端4处均安装有流量调节阀18；所述液体流道2外壁上敷设有保温材料层5，所述进液端3和出液端4外壁上均安装有PTC加热器6；

所述PTC加热器6包括PTC陶瓷元件7、金属电极片8和绝缘层9，所述绝缘层9包裹PTC陶瓷元件7和金属电极片8，所述绝缘层9采用聚酰亚胺薄膜；聚酰亚胺薄膜有突出的耐高温、耐辐射、耐化学腐蚀和电绝缘性能，所述金属电极片8电性连接外部电源；PTC陶瓷元件7包括PTC 陶瓷板15 ，在PTC 陶瓷板15的两侧设置有波纹铝片16，所述波纹铝片16的外侧安装电极端子板17，所述电极端子板17连接金属电极片8。

本实用新型中，外壳体1内壁上固定设有保温板10，所述保温板10包括发泡无机材料板11，所述发泡无机材料板11上设有多处镂空12，且所述镂空12处填充轻质发泡有机材料13；所述轻质发泡有机材料13包括以下任一种：聚苯乙烯泡沫、酚醛泡沫、岩棉、发泡胶、聚氨酯泡沫、挤塑板泡沫、炭黑聚苯板泡沫。如果轻质发泡有机材料为聚苯乙烯泡沫、酚醛泡沫、岩棉，可以直接裁好形状，填充到镂空里；如果轻质发泡有机材料为发泡胶，可以将发泡胶挤入镂空内；或者先将发泡胶与活性剂混合，促进发泡胶发泡，构成发泡的动态，然后，将纤维放到发泡胶中，混合均匀，再放入镂空内，最后添加固化剂，进行形状、位置固定。本实用新型采用的保温板保温效果好，同时还具有优异的抗压性能，使用寿命长。

本实用新型中，保温材料层5材料组分按重量份数包括疏水性树脂15-25份、聚乙烯醇10-20份、高岭土8-18份、甲基硅酸钠15-20份、海泡石纤维4-12份、纳米二氧化硅10-20份、羟丙基甲基纤维5-10份、玻化微珠8-18份以及阻燃剂4-10份。其中，海泡石纤维具有较好的耐热性，海泡石还有良好离子交换和催化特性，及耐腐蚀、抗辐射、绝缘、隔热等优异特性；纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能；玻化微珠耐老化耐候性强，具有优异的绝热﹑防火﹑吸音性能；本实用新型采用的保温材料层具有耐高温、耐腐、抗压、保温的优点，能够有效的保护液体流道，且保温时间长。

综上所述，本实用新型结构原理简单，加热效率高，效率好，采用外壳体保温和液体流道保温，达到双重保温的效果，能够实现对燃料电池的加热保温的目的，节能效果好，能够延长燃料电池的使用寿命。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。