專利名稱：用于燃料電池的冷卻裝置及具有該裝置的燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)，特別是涉及一種用于燃料電池堆的冷卻裝置。
背景技術(shù)：
如在本領(lǐng)域中所知的，燃料電池是一種通過氧和包含在烴族材料如甲醇、乙醇和天然氣中的氫的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的系統(tǒng)。
最近，聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(以下簡稱PEMFC)在燃料電池領(lǐng)域得到了發(fā)展。由于該P(yáng)EMFC具有極好的輸出性能、低的工作溫度以及迅速啟動和響應(yīng)的性能，所以它的應(yīng)用范圍廣泛如用于機(jī)動車輛的移動電源、家庭或建筑物用的分布式電源和用于電子裝置的小尺寸電源。
該P(yáng)EMFC系統(tǒng)典型地包括堆(stack)、重整器、燃料箱和燃料泵。堆形成由多個單元電池組成的發(fā)電組件，燃料泵將燃料箱中儲備的燃料供應(yīng)給重整器。該重整器重整燃料以產(chǎn)生氫氣并將該氫氣供應(yīng)給堆。
因此，該P(yáng)EMFC系統(tǒng)通過燃料泵的工作將存儲在燃料箱中的燃料供應(yīng)給重整器，該燃料在重整器中重整以產(chǎn)生氫氣。然后，將氫氣供應(yīng)給堆。通過一分離泵也將空氣供應(yīng)給堆。隨后，氫氣和空氣中的氧氣在堆中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生電能。
在前邊提到的燃料電池系統(tǒng)的堆中，氫和氧之間的反應(yīng)產(chǎn)生預(yù)定溫度的熱量，該熱量對堆的穩(wěn)定性和性能產(chǎn)生不好的影響。
而且，在傳統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)中，供應(yīng)給堆的空氣要預(yù)熱以將堆中的驅(qū)動溫度維持在合適的水平。在這種情況下，預(yù)熱空氣消耗的能量減少了整個系統(tǒng)的性能效率。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明，提供一種用于燃料電池的冷卻裝置和具有該裝置的燃料電池系統(tǒng)，由此能夠提高堆的冷卻效率。此外，本發(fā)明提供一種燃料電池系統(tǒng)，該燃料電池系統(tǒng)能夠重復(fù)利用已經(jīng)用于冷卻堆的冷卻介質(zhì)。
本發(fā)明的一個方面，提供一種用于燃料電池的冷卻裝置，該冷卻裝置通過向接收發(fā)電單元的空間提供冷卻介質(zhì)來冷卻在發(fā)電單元中產(chǎn)生的熱量，并且引導(dǎo)冷卻介質(zhì)通過發(fā)電單元以將其排出到接收空間的外部。
用于燃料電池的冷卻裝置可包括用于接收發(fā)電單元的外殼；和與外殼連接并向發(fā)電單元提供冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元。外殼可以包括具有用于接收發(fā)電單元的空間的主體；與主體連接以收集通過發(fā)電單元的冷卻介質(zhì)的引導(dǎo)區(qū)；和與引導(dǎo)區(qū)連接以將冷卻介質(zhì)排出外殼外部的排出單元。
在接收空間內(nèi)可以安置一個或多個發(fā)電單元，以及冷卻介質(zhì)會沿著穿插在發(fā)電單元間的冷卻通道流動。
冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元可包括風(fēng)扇，該風(fēng)扇將空氣吸入并將空氣排出到接收空間。
引導(dǎo)區(qū)可朝著排出單元形成為內(nèi)徑漸減的漏斗形。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種燃料電池系統(tǒng)，包括通過氧和氫之間的反應(yīng)產(chǎn)生電的發(fā)電單元；向發(fā)電單元提供氫的燃料供應(yīng)源；在燃料電池系統(tǒng)的開始工作期間向發(fā)電單元提供氧的主要供氧源；向發(fā)電單元提供冷卻介質(zhì)以冷卻在發(fā)電單元中產(chǎn)生的熱量的冷卻裝置；和收集通過發(fā)電單元而被加熱的冷卻介質(zhì)并將冷卻介質(zhì)供應(yīng)給發(fā)電單元的次要供氧源。
發(fā)電單元可以包括隔膜和插入其間的膜電極組件(MEA)。
在燃料電池系統(tǒng)中可以安置一個或多個發(fā)電單元以形成堆，堆是發(fā)電單元的組合結(jié)構(gòu)。
堆可以具有使冷卻介質(zhì)通過相鄰的發(fā)電單元的冷卻通道。可以通過組合各個槽來形成冷卻通道，其中該槽形成于其中一個分隔件的一個面與相對的一個分隔件的一個面相鄰的空間內(nèi)。
冷卻通道可以通過組合安置在分隔件的相鄰面的每個表面上的槽來形成。
冷卻通道可以形成于放置在發(fā)電單元之間的冷卻板內(nèi)。
燃料供應(yīng)源可以包括用于儲備燃料的燃料箱；和與燃料箱連接以提供燃料的泵。
次要供氧源可包括與外殼的排出單元連接以吸取從排出單元排出的冷卻介質(zhì)并且將冷卻介質(zhì)供應(yīng)給發(fā)電單元的泵，并且該泵可以包括用于吸取冷卻介質(zhì)的入口和用于輸出冷卻介質(zhì)的出口。


圖1是說明根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是說明圖1的燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的堆結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖3是說明如圖1所示的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖4是沿著圖3中的線I-I截取的橫截面圖。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的堆結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖6是說明當(dāng)組裝圖5中的堆時的橫截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照圖1，燃料電池系統(tǒng)100采用PEMFC型系統(tǒng)，其中通過重整包含氫的燃料來產(chǎn)生氫氣。然后氫氣與氧化性氣體進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生電能。此外，系統(tǒng)100可以使用存儲在單獨的存儲容器中或簡單地包含在空氣中的氧氣作為氧化性氣體與氫氣反應(yīng)。在下文中，假設(shè)使用包含在空氣中的氧氣。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的燃料電池系統(tǒng)100包括通過氧和氫之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的至少一個發(fā)電單元11、向發(fā)電單元11提供氫氣的燃料供應(yīng)源30、在系統(tǒng)100最初的操作期間向發(fā)電單元11提供氧氣的主要供氧源50、和向發(fā)電單元11提供冷卻介質(zhì)以冷卻在發(fā)電單元11中產(chǎn)生的熱量的冷卻裝置70。
發(fā)電單元11接收來自燃料供應(yīng)源30的氫和來自主要供氧源50和次要供氧源90的氧，通過氧和氫之間的電化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生電能，這將在下文中描述，從而構(gòu)成燃料電池的基本單元。
根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100包括多個串聯(lián)連接的發(fā)電單元11以構(gòu)成發(fā)電單元11的組合，稱為堆10。
燃料供應(yīng)源30包括用于存儲液態(tài)燃料的燃料箱31、通過預(yù)定的泵壓力水平釋放存儲在燃料箱31中的燃料的燃料泵33、用于接收來自燃料箱31中的燃料以從燃料中產(chǎn)生氫氣并將氫氣供應(yīng)給堆10中的發(fā)電單元11的重整器35。
在燃料供應(yīng)源30中，在本領(lǐng)域中稱之為“燃料處理器”的重整器35與燃料箱31和堆10連接。重整器35包括重整反應(yīng)單元36和至少一個一氧化碳除去單元37，該重整反應(yīng)單元36通過重整催化反應(yīng)如蒸汽重整、部分氧化、自然熱反應(yīng)等從燃料中產(chǎn)生氫氣，該一氧化碳除去單元37通過使用催化反應(yīng)如水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)、優(yōu)先氧化反應(yīng)等或用分離隔膜提純氫來減少含在氫氣中的一氧化碳的濃度。上述提及的重整器35可以具有與代表性的PEMFC型重整器相似的結(jié)構(gòu)，因此以下將不對其進(jìn)行詳細(xì)描述。
此外，在系統(tǒng)100的開始工作期間向堆10中的發(fā)電單元11提供氧氣的主要供氧源50包括吸取外部空氣并將其輸?shù)桨l(fā)電單元11的第一空氣泵51。
作為選擇，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100可以使用DMFC配置，通過向堆10直接提供燃料來產(chǎn)生電。與PEMFC系統(tǒng)相比，DMFC配置不需要具有重整器35而僅需要在如圖1所示的燃料供應(yīng)源30內(nèi)有燃料箱31和燃料泵33。因此，下文中，以PEMFC系統(tǒng)100為例進(jìn)行說明。
現(xiàn)在，將更加詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的具有示例性的堆。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的堆結(jié)構(gòu)的分解透視圖，圖3是說明如圖1所示的冷卻裝置結(jié)構(gòu)的橫截面圖，以及圖4是沿圖3中的線I-I的截面圖。
如上提及的，該系統(tǒng)100的堆10包括發(fā)電單元11的組合。這種發(fā)電單元11包括MEA12和放置在其兩側(cè)的分隔件13(在本領(lǐng)域中也稱為雙極板)。
在MEA12中，陽極電極和陰極電極(未示出)相互對置而電解質(zhì)薄膜插入其間。在這種結(jié)構(gòu)中，陽極電極氧化氫使其轉(zhuǎn)換為氫離子(即，質(zhì)子)和電子。此外，陰極電極還原從陽極電極遷移過來的電子和氫離子以產(chǎn)生水和具有預(yù)定水平溫度的熱量。此外，電解質(zhì)薄膜具有將陽極電極上產(chǎn)生的氫離子遷移到陰極電極上的離子交換功能。
分隔件13緊密地粘貼到插入其間的MEA12的兩側(cè)以將重整器35中產(chǎn)生的氫氣供應(yīng)到MEA12的陽極電極上，并且將空氣供應(yīng)到MEA12的陰極電極上。此外，分隔件13具有用于串連連接陽極電極和陰極電極的傳導(dǎo)體功能。
在堆10的最外側(cè)，分別安置輸入壓力板15和輸出壓力板15′以給發(fā)電單元11提供壓力。然而，根據(jù)本發(fā)明的堆可以構(gòu)造為沒有輸入和輸出壓力板15、15′。作為替換，在發(fā)電單元11中的最外側(cè)的一個分隔件可以起到壓力板的功能。除這種功能外，如上所述，堆可以配置成具有分隔件13的普通功能。
此外，輸入壓力板15包括將氫氣供應(yīng)到發(fā)電單元11的第一入口15a和將空氣供應(yīng)到發(fā)電單元11的第二入口15b。輸出壓力板15′包括第一輸出口15c和第二輸出口15d，第一輸出口15c在反應(yīng)后將發(fā)電單元11中剩余的氫氣排出，第二輸出口15d用于排出氫和氧反應(yīng)產(chǎn)生的水分和同氫反應(yīng)后在發(fā)電單元11中殘留的空氣。在這種構(gòu)型中，第一輸入口15a可以與重整器35的一氧化碳除去單元37連接，以及第二輸入口15b可以與主要供氧源50和次要供氧源90連接，這將在下文中描述。
在根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100內(nèi)反應(yīng)期間，上述提及的發(fā)電單元11中的還原反應(yīng)產(chǎn)生熱量。該熱量使MEA12變得干燥，從而導(dǎo)致整個堆10的性能下降。
因此，燃料電池系統(tǒng)100構(gòu)造為向整個堆10提供冷卻介質(zhì)(即，冷卻裝置70)以冷卻堆10中產(chǎn)生的熱量。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，冷卻裝置70包括用于接收整個堆10的外殼71和將冷卻介質(zhì)輸入到外殼71內(nèi)部的冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元77。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，冷卻介質(zhì)可以是液態(tài)冷水。在另一實施例中，冷卻介質(zhì)可以是氣態(tài)的。從而，由于空氣很容易從自然界中獲得并且其比堆10內(nèi)的空氣具有更低的溫度，因而外部空氣可以用作冷卻介質(zhì)。
殼71具有安裝堆10的接收空間并且還具有引導(dǎo)、收集通過堆10的空氣和然后將其排出到外部空間的這么一種結(jié)構(gòu)，通過堆10的空氣即為被加熱到比由于冷卻堆10中產(chǎn)生的熱量而從冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元77中輸出的冷卻空氣具有更高溫度的空氣。
更特別地是，外殼71包括具有上述接收空間的主體、延伸到主體71a的一個面上以引導(dǎo)熱空氣的引導(dǎo)區(qū)71b、和延伸到引導(dǎo)區(qū)71b的一個面上以將熱空氣排出到外殼71外部的排氣管71。
在這種結(jié)構(gòu)中，主體71 a可形成為圓柱狀或矩形柱狀，引導(dǎo)區(qū)71b可形成為朝向排氣管71c內(nèi)徑漸減的漏斗形狀。該漏斗的橫截面可以是多邊形形狀如圓形或矩形形狀。
此外，為了將冷卻空氣供應(yīng)到外殼71的接收空間內(nèi)，在外殼71的上部安置有冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元77。冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元77包括至少一個風(fēng)扇78，其在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)力強(qiáng)度下從外部獲得冷空氣并將空氣排出到外殼71的接收空間內(nèi)。作為選擇，除風(fēng)扇外，冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元77可以安置有代表性的通風(fēng)設(shè)備如泵或鼓風(fēng)機(jī)。
在上述的堆10中，冷卻通道17安置在相鄰的發(fā)電單元11之間以使從冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元77提供的冷卻空氣流動。
當(dāng)其中一個發(fā)電單元11中的分隔件13與相鄰的一個發(fā)電單元11中的另一分隔件13合并時，冷卻通道17可以通過組合相對的槽17a而形成。在這種情況下，冷卻通道17可以根據(jù)冷卻空氣的相對于分隔件13的流動方向在垂直或水平方向形成，但并不局限于這種構(gòu)造。例如，冷卻空氣的流動方向可以是呈之字形移動的。
參照圖1、3和4，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100包括次要供氧單元90，為了在開始工作后的正常工作期間通過使用上述的冷卻裝置70以冷卻堆10中產(chǎn)生的熱量，次要供氧單元收集具有相對高溫度的被加熱的空氣以及將該被加熱的空氣供應(yīng)到堆10的發(fā)電單元11中。該次要供氧源90向發(fā)電單元11的MEA12提供被氫離子還原的氧。
這種次要供氧源90包括第二空氣泵91，其吸取從外殼71的排氣管71c中排出的被加熱的空氣，并將該被加熱的空氣供應(yīng)給堆10的發(fā)電單元11中。
第二空氣泵91還包括連接到外殼71的排氣管71c以吸取被加熱的空氣的入口91a和連接到堆10的第二入口15b以將被加熱的空氣輸出到第二入口15b的第一出口91b。此外，第二空氣泵91包括用于調(diào)節(jié)從第一出口91b供應(yīng)到堆10的第二入口15b的空氣量的第二出口。第二出口91c構(gòu)造為選擇性地輸出通過入口91a供應(yīng)的部分空氣，以充分調(diào)節(jié)通過第一出口91b供應(yīng)到堆10的空氣量。
現(xiàn)在，將更加詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的工作。
首先，在燃料電池系統(tǒng)10的開始工作期間，燃料泵33工作以吸取燃料箱31中儲存的燃料并且將該燃料供應(yīng)到重整器35的重整反應(yīng)單元36。然后，該重整反應(yīng)單元36通過重整催化反應(yīng)如蒸汽重整(SR)催化反應(yīng)從燃料中產(chǎn)生氫氣。在這種情況下，由于很難極好地進(jìn)行重整催化反應(yīng)，因而重整反應(yīng)單元36產(chǎn)生含有少量作為副產(chǎn)品的一氧化碳的氫氣。
隨后，將該氫氣供應(yīng)到一氧化碳除去單元37中。該一氧化碳除去單元37通過水汽轉(zhuǎn)換(WGS)催化反應(yīng)或優(yōu)先的CO氧化(PROX)催化反應(yīng)減少含在氫氣中的一氧化碳的濃度，并將該氫氣供應(yīng)到堆10的第一入口15a。
在這個過程中，通過驅(qū)動第一空氣泵51將空氣供應(yīng)到堆10的第二入口15b。
結(jié)果，通過分隔件13將氫氣和空氣供應(yīng)到發(fā)電單元11。在發(fā)電單元11內(nèi)，包含在氫氣中的氫和包含在空氣中的氧之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了預(yù)定量輸出電能。此外，在發(fā)電單元11中通過氧氣的還原產(chǎn)生了預(yù)定溫度的熱量。在這種情況下，熱量會傳遞到發(fā)電單元11的分隔件13上。
在這種情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)扇78以向外殼71的內(nèi)部空間提供低溫的冷卻空氣。然后，冷卻空氣通過安置在相鄰發(fā)電單元11之間的冷卻通道17以冷卻傳遞到分隔件13上的熱量。在這點上，當(dāng)冷卻空氣通過冷卻通道17時該冷卻空氣被加熱、通過外殼71的引導(dǎo)區(qū)71b引導(dǎo)、以及隨后通過排氣管71c排出到外殼71的外部。
在開始工作之后的正常操作模式期間，燃料電池系統(tǒng)100運(yùn)轉(zhuǎn)第二空氣泵91以吸取從排氣管71c輸出的被加熱的空氣，以及將該被加熱的空氣供應(yīng)到堆10的第二入口15b中。在這種情況下，停止第一空氣泵51的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，堆10的發(fā)電單元11不斷地通過第一入口15a接收氫氣。
當(dāng)從第二空氣泵91的第一出口91b供應(yīng)到第二入口15b的空氣量超過了與整個堆10的預(yù)定量輸出電能相對應(yīng)的空氣量時，空氣繞過第二空氣泵91的第二出口91c，從而調(diào)整了空氣量。
結(jié)果，堆10的發(fā)電單元11通過分隔件13接收氫氣和空氣，并通過包含在氫氣中的氫和包含在空氣中的氧之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。
因此，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100在開始工作后的正常工作期間通過重復(fù)一系列上述過程，就能夠向包括便攜式電子裝置如筆記本和PDA、以及移動終端的特定負(fù)載提供預(yù)定量電能。
圖5是說明在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的燃料電池系統(tǒng)內(nèi)使用的堆結(jié)構(gòu)的分解透視圖，圖6說明組裝圖5的堆時的橫截面圖。
參照圖5和6，根據(jù)本發(fā)明的堆20以這種方式配置，即，將冷卻板26安置在相鄰的發(fā)電單元11的分隔件23之間的每個空間內(nèi)，并且將冷卻通道27安置在冷卻板26中以給冷卻空氣通風(fēng)。當(dāng)發(fā)電單元11產(chǎn)生電時，冷卻板26將傳遞到分隔件23的熱量排出從而起到散熱器的作用。在這種情況下，冷卻板26可以由熱傳導(dǎo)的材料如Al、Cu、Fe和它們的合金制成。此外，可以通過冷卻板26的一側(cè)到另一例形成的冷卻通道27讓用于整個堆20的冷卻空氣順暢通風(fēng)。
根據(jù)第二實施例的堆20的其它組件與上述第一實施例的那些組件相似。
在根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置和使用該裝置的燃料電池系統(tǒng)中，堆合并到外殼的內(nèi)部空間中，將冷卻空氣輸入到內(nèi)部空間中，從而可以冷卻在堆中產(chǎn)生的熱量。因此，可以在整個堆上均衡熱量分布以及將堆中的工作溫度維持在合適的水平上。結(jié)果，可以保證堆的安全性、以及也提高了整個堆的效率性能。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于在堆的冷卻過程中被加熱的空氣可以再用來提供在堆中產(chǎn)生電所必需的氧，因而可以減少將空氣供應(yīng)給堆的泵的容量。而且，不需要預(yù)熱供應(yīng)給堆的空氣。因此，可以減少能量損失。同樣，由于可以減少驅(qū)動系統(tǒng)的能量消耗，因而可以進(jìn)一步提高整個系統(tǒng)的性能效率和能量效率。
盡管在上文中針對某些示例性實施例已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的實施例，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不局限于公開的示例性實施例，而相反的是用于涵蓋包含在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的如附加的權(quán)利要求書中所限定的各種改型和/或等同的配置。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池的冷卻裝置，該冷卻裝置通過將冷卻介質(zhì)供應(yīng)到發(fā)電單元的接收空間和引導(dǎo)冷卻介質(zhì)通過發(fā)電單元以將其排出到接收空間的外部來冷卻在發(fā)電單元中產(chǎn)生的熱量。
2.如權(quán)利要求1的冷卻裝置，其中該冷卻介質(zhì)包括空氣。
3.一種燃料電池的冷卻裝置，包括用于接收發(fā)電單元的外殼；和與外殼連接將冷卻介質(zhì)供應(yīng)到發(fā)電單元的冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元，其中該外殼包括具有接收發(fā)電單元的空間的主體；與主體連接收集通過發(fā)電單元的冷卻介質(zhì)的引導(dǎo)區(qū)；和與引導(dǎo)區(qū)連接將冷卻介質(zhì)排出到外殼外部的排出單元。
4.如權(quán)利要求3的冷卻裝置，其中將多個發(fā)電單元安置在接收空間內(nèi)，并且冷卻介質(zhì)沿穿插在發(fā)電單元之間的冷卻通道流動。
5.如權(quán)利要求3的冷卻裝置，其中該冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元包括吸取空氣并將空氣排出到接收空間的風(fēng)扇。
6.如權(quán)利要求3的冷卻裝置，其中該引導(dǎo)區(qū)形成為朝向排出單元具有內(nèi)徑漸減的漏斗形狀。
7.一種燃料電池系統(tǒng)，包括通過氧和氫之間的反應(yīng)產(chǎn)生電的發(fā)電單元；將氫供應(yīng)給發(fā)電單元的燃料供應(yīng)源；在燃料電池系統(tǒng)的最初工作期間將氧供應(yīng)給發(fā)電單元的主要供氧源；將冷卻介質(zhì)供應(yīng)給發(fā)電單元以冷卻在發(fā)電單元中產(chǎn)生的熱量的冷卻裝置；和收集通過發(fā)電單元的被加熱的冷卻介質(zhì)和將冷卻介質(zhì)供應(yīng)給發(fā)電單元的次要供氧源。
8.如權(quán)利要求7的燃料電池系統(tǒng)，其中發(fā)電單元包括分隔件和插入其間的膜電極組件，和多個發(fā)電單元安置在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)以形成結(jié)合發(fā)電單元的堆。
9.如權(quán)利要求8的燃料電池系統(tǒng)，其中該堆具有使冷卻介質(zhì)通過相鄰的發(fā)電單元的冷卻通道。
10.如權(quán)利要求9的燃料電池系統(tǒng)，其中該冷卻通道形成在一空間內(nèi)，在該空間內(nèi)其中一個分隔件的一個面與相對的一個分隔件的一個面相鄰。
11.如權(quán)利要求10的燃料電池系統(tǒng)，其中通過組合安置在分隔件的相鄰面的每個表面上的槽來形成冷卻通道。
12.如權(quán)利要求9的燃料電池系統(tǒng)，其中該冷卻通道形成于放置在發(fā)電單元間的冷卻板中。
13.如權(quán)利要求8的燃料電池系統(tǒng)，其中該冷卻裝置包括具有用于接收堆的空間的外殼；和與外殼連接將冷卻介質(zhì)供應(yīng)到接收空間的冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元。
14.如權(quán)利要求13的燃料電池系統(tǒng)，其中該外殼包括具有接收空間的主體；與主體連接以收集通過堆的冷卻介質(zhì)的引導(dǎo)區(qū)；和與引導(dǎo)區(qū)連接將冷卻介質(zhì)排出到外殼外部的排出單元。
15.如權(quán)利要求14的燃料電池系統(tǒng)，其中該引導(dǎo)區(qū)形成為朝向排出單元具有內(nèi)徑漸減的漏斗形狀。
16.如權(quán)利要求13的燃料電池系統(tǒng)，其中該冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元包括至少一個風(fēng)扇，該風(fēng)扇吸取空氣并將空氣排出到接收空間。
17.如權(quán)利要求7的燃料電池系統(tǒng)，其中該燃料供應(yīng)源包括用于儲備燃料的燃料箱；和與燃料箱連接以供應(yīng)燃料的泵。
18.如權(quán)利要求17的燃料電池系統(tǒng)，其中該燃料供應(yīng)源包括重整器，該重整器接收來自燃料箱的燃料、產(chǎn)生氫氣、并將該氫氣供應(yīng)給發(fā)電單元。
19.如權(quán)利要求7的燃料電池系統(tǒng)，其中該主要供氧源包括用于吸取空氣并將該空氣供應(yīng)給發(fā)電單元的空氣泵。
20.如權(quán)利要求14的燃料電池系統(tǒng)，其中該次要供氧源包括泵，該泵與外殼的排出單元連接以吸取從排出單元中排出的冷卻介質(zhì)并且將該冷卻介質(zhì)供應(yīng)給發(fā)電單元。
21.如權(quán)利要求20的燃料電池系統(tǒng)，其中該泵包括用于吸取冷卻介質(zhì)的入口和用于輸出冷卻介質(zhì)的出口。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于燃料電池的冷卻裝置及具有該裝置的燃料電池系統(tǒng)。該冷卻裝置包括提供接收發(fā)電單元的空間的外殼和與外殼連接將冷卻介質(zhì)供應(yīng)給發(fā)電單元的冷卻介質(zhì)供應(yīng)單元。該外殼具有主體，該主體具有用于接收發(fā)電單元的空間。一引導(dǎo)區(qū)與主體連接以收集通過發(fā)電單元的冷卻介質(zhì)。一排出單元與引導(dǎo)區(qū)連接以將冷卻介質(zhì)排出到外殼外部。
文檔編號H01M8/04GK1649198SQ200510056528
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月26日
發(fā)明者安圣鎮(zhèn), 權(quán)鎬真, 金亨俊, 金周龍, 殷瑩讚, 曹誠庸, 李東勛 申請人:三星Sdi株式會社