可实现空气的再循环的风冷式燃料电池的制作方法

本发明涉及一种风冷式燃料电池，尤其涉及一种可以通过将流过电池组之后的空气重新循环到外壳的流入口一侧并作为电池组的冷却用空气使用而即使是在外部空气的温度较低的情况下也可以防止电池组的过度冷却并维持适当的温度，而且可以通过沿着外壳的两侧进行空气的循环而实现对电池组的两侧末端的隔热并借此使得整个电池组维持均匀的温度，还可以通过对流过电池组之后的空气的循环程度进行调节而准确地对供应到电池组的空气温度进行调节的可实现空气的再循环的风冷式燃料电池。

背景技术：

1、燃料电池是一种通过电化学反应将燃料所具有的化学能转换成电能的能量转换装置，不仅可以用于供应产业用、家庭用以及车辆用电力，还可以用于供应小型电气/电子产品以及便携设备的电力。

2、虽然燃料电池包括多种类型，但是主要使用如下述专利文献所述的高电力密度的聚合物电解质膜燃料电池(polymer electrolyte membrane fuel cell，pemfc)，在最内侧配置有膜电极组件(membrane electrode assembly，mea)，而且在膜电极组件上配置有可以移动氢离子的固体聚合物电解质膜，和电解质膜两侧面的通过涂布催化剂而可以使得氢气以及氧气发生反应的电极层即阴极(cathode)以及阳极(anode)。此时，向阳极(anode)供应氢气并向阴极(cathode)供应氢气，从而通过空气中所包含的氧气与氢气的反应而生产出电力。

3、此外，在燃料电池中发生反应时将生成大量的热量，因此必须供应用于进行冷却的流体。

4、燃料电池可以根据冷却方式分为水冷式以及风冷式，为了简化装置的构成并实现小型化以及轻量化，主要适用利用空气进行冷却的风冷式，通常来讲是通过如下述专利文献中所述的如送风模块等将用于进行反应的空气以及用于进行冷却的空气一起供应到燃料电池中。

5、此时，为了对燃料电池进行冷却，如图1所示，利用送风扇100对外部空气进行循环并供应到燃料电池中，因此燃料电池的冷却性能只能依赖于外部空气的温度。

6、因此，在外部空气为20～40度的夏季，只通过送风扇的工作可以将燃料电池的工作温度维持在适当的温度计50～60度之间，但是在外部空气下降到0度以下的冬季，很难将燃料电池的工作温度维持在50～60度之间。

7、因此，在冬季会因为0度以下的空气流入到燃料电池而导致燃料电池的过度冷却，从而因为生成过度的冷凝水而造成水淹(flooding)现象并进一步导致燃料电池的性能的下降，在严重的情况下还会因为冷却空气结冰而导致燃料电池受到永久性损伤的问题。

8、现有技术文献

9、专利文献：公开专利公报第10-2017-0077893号(2017.07.07.公开)“配备有开放型流路的燃料电池组”

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本发明旨在解决如上所述的现有问题，

3、本发明的目的在于提供一种可以通过将流过电池组之后的空气重新循环到外壳的流入口一侧并作为电池组的冷却用空气使用而即使是在外部空气的温度较低的情况下也可以防止电池组的过度冷却并维持适当的温度的风冷式燃料电池。

4、本发明的目的在于提供一种可以通过沿着外壳的两侧进行空气的循环而实现对电池组的两侧末端的隔热并借此使得整个电池组维持均匀的温度的风冷式燃料电池。

5、本发明的目的在于提供一种可以通过对流过电池组之后的空气的循环程度进行调节而准确地对供应到电池组的空气温度进行调节的可实现空气的再循环的风冷式燃料电池。

6、本发明的目的在于提供一种可以通过对进出部件的凸出程度与流入口侧空气温度变化的相关关系进行分析而对进出部件的凸出程度进行调节并借此向电池组供应适当温度的空气，从而提升维持电池组的适当温度的准确性的风冷式燃料电池。

7、本发明的目的在于提供一种可以通过将空气循环部向两侧分割而在外壳的两侧分别形成并分别根据两侧的外壳流入口以及流出口一侧的温度对各个空气循环部的空气循环成都进行调节，从而使得整个电池组维持均匀的温度的风冷式燃料电池。

8、用于解决问题的方案

9、为了达成如上所述的目的，本发明通过如下所述构成的实施例实现。

10、在本发明的一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于，包括：电池组，由多个燃料电池层叠形成；外壳，用于在内部对所述电池组进行收容和围绕；送风扇，形成于所述外壳的一侧，用于通过循环外部空气而使其流过电池组；以及，空气循环部，用于将通过所述送风扇流过电池组之后的空气再循环到电池组的入口一侧。

11、在本发明的另一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于：所述空气循环部，包括：流入管道，在用于排出流过电池组之后的空气的外壳的流出口一侧形成，可供所排出的空气中的一部分流入；循环管道，用于将流入到所述流入管道的空气循环到可供空气流入到电池组的外壳的流入口一侧；以及，排出管道，与所述循环管道连接并在所述流入口上形成，用于将流过循环管道的空气供应到电池组。

12、在本发明的又一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于：所述流入管道，包括：进出部件，在流入管道内向流入口一侧凸出；以及，工作齿轮，用于驱动所述进出部件进出。

13、在本发明的又一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于，包括：工作调节部，用于对燃料电池的工作进行调节；所述工作调节部，包括：流入温度接收模块，用于接收外壳的流入口侧温度信息；以及，进出调节模块，用于根据流入口侧温度对进出部件的凸出程度进行调节。

14、在本发明的又一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于，包括：工作分析部，用于对所述进出部件的凸出程度与流入口侧温度变化的相关关系进行分析；所述工作分析部，包括：温度信息采集模块，用于对流入口侧温度信息进行采集；进出信息采集模块，用于对所述进出部件的工作信息进行采集；变化率计算模块，用于对进出部件工作前后的流入口侧温度变化程度进行计算；以及，相关分析模块，用于对所述进出部件的凸出程度与温度变化程度的相关关系进行分析；所述进出调节模块，利用通过所述相关分析模块分析出来的相关关系对进出部件的凸出程度进行调节。

15、在本发明的又一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于：所述排出管道，向流入口的两侧分割形成，所述流入管道，在流入口的两侧形成并分别与向两侧分割的排出管道连接，所述工作调节部，通过对流入口以及流出口两侧的温度进行测定而对与两侧排出管道连接的流入管道的进出部件的凸出程度进行调节。

16、在本发明的又一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于：所述排出管道，包括：排出孔，通过向电池组方向贯通形成而供应空气，相距一定的间隔形成多个。

17、在本发明的又一实施例中，适用本发明的风冷式燃料电池，其特征在于：所述排出管道，根据电池组的长度以及面积形成多个。

18、发明效果

19、本发明可以通过如上所述的实施例和下述说明的构成、结合以及使用关系达成如下所述的效果。

20、本发明可以通过将流过电池组之后的空气重新循环到外壳的流入口一侧并作为电池组的冷却用空气使用而即使是在外部空气的温度较低的情况下也可以防止电池组的过度冷却并维持适当的温度。

21、本发明可以通过沿着外壳的两侧进行空气的循环而实现对电池组的两侧末端的隔热并借此使得整个电池组维持均匀的温度。

22、本发明可以通过对流过电池组之后的空气的循环程度进行调节而准确地对供应到电池组的空气温度进行调节的可实现空气的再循环。

23、本发明可以通过对进出部件的凸出程度与流入口侧空气温度变化的相关关系进行分析而对进出部件的凸出程度进行调节并借此向电池组供应适当温度的空气，从而提升维持电池组的适当温度的准确性。

24、本发明可以通过将空气循环部向两侧分割而在外壳的两侧分别形成并分别根据两侧的外壳流入口以及流出口一侧的温度对各个空气循环部的空气循环成都进行调节，从而使得整个电池组维持均匀的温度。