用于燃料电池的冷却装置以及燃料电池的制作方法

本技术涉及燃料电池领域，具体而言涉及一种用于燃料电池的冷却装置以及一种相应的燃料电池。

背景技术：

1、随着燃料电池系统、尤其是氢燃料电池系统在车辆、尤其是乘用车中的广泛应用，对燃料电池系统的安全性也提出了更高的要求。

2、在氢燃料电池系统中，在阳极处供应的氢气与在阴极处供应的氧气进行电化学反应，从而产生电能。通常，在氢燃料电池系统中设置有冷却系统，该冷却系统利用液体冷却液来对氢燃料电池系统进行冷却。然而，用于进行电化学反应的氢气以及反应气体可能会泄漏至冷却系统的冷却液储存罐中并且积聚在其中。这一方面导致储存罐中的压力升高。另一方面，随着氢气的积聚，在冷却液储存罐中的氢气浓度升高，这会带来安全隐患并且违反系统安全要求以及法规的规定。

3、此外，需要在产品下线测试(eol-testing)以及制造装配设备(manufacturingassembly equipment，mae)时在氢气泄漏方面附加地对冷却液储存罐进行检验。这也增加了检验成本。

4、因而，针对现有技术中的诸多不足之处，仍存在对现有方案的改进需求。

技术实现思路

1、为了克服上述缺点之一和/或本文未提及到的现有技术中可能的其它缺点，本实用新型的目的是提出一种用于燃料电池的改进的冷却装置和一种相应的燃料电池。

2、根据本实用新型的第一方面，提供一种用于燃料电池的冷却装置，所述冷却装置包括：

3、储存罐，在所述储存罐中构造有储存空间，在所述储存空间中储存有用于冷却所述燃料电池的冷却液并且存在有来自所述燃料电池的泄漏的氢气；

4、充注口，所述充注口构造在所述储存罐的罐壁上并且配置为适于对所述储存空间充注冷却液；

5、盖，所述盖配置为适于能打开地闭合所述充注口；和

6、通风机构，所述通风机构配置为适于持续地将所述氢气从所述储存空间中排出。

7、本实用新型的基本构思在于，在燃料电池的冷却装置中设置相应的通风机构，从而通过该通风机构能够持续地将泄漏至冷却装置的储存罐中的氢气从储存罐中持续地排出。由此，能够避免泄漏的氢气与冷却介质混合以及避免冷却装置内部的过压并确保燃料电池的可靠和安全运行。

8、本实用新型的技术方案的有利构型能够从以下可选的实施例中获得。

9、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述通风机构包括膜片，所述膜片容纳在所述储存罐的罐壁中和/或所述盖中。该实施例结构简单并且易于装配。

10、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，在所述盖的顶面开设有用于容纳所述膜片的第一容纳开口，所述膜片能更换地固定在所述第一容纳开口中。该实施例易于制造并且便于装配或集成。

11、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，在所述储存罐的顶壁上开设有用于容纳所述膜片的第二容纳开口，所述膜片能更换地固定在所述第二容纳开口中。该实施例易于制造并且便于装配或集成。

12、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述膜片具有限定的孔隙并且仅允许气体通过。该实施例能够在可靠地确保气体的排出的情况下阻止液态流体、例如液态冷却介质流出，从而保证冷却装置的功能性。

13、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述膜片构造为能弹性变形的膜片。该实施例能够在储存罐中的压力升高的情况下发生弹性变形，从而避免膜片在极端压力下损坏。

14、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述膜片构造为圆形。该实施例结构简单且易于加工。

15、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述冷却装置还包括限压阀，所述限压阀配置为适于在所述储存罐中的压力超过压力阈值的情况下打开以对所述储存罐泄压。该实施例能够在冷却液蒸发的情况下快速地排出气体冷却介质，避免储存罐中的过压力，从而保证储存罐中的压力始终处于允许的范围以内并保证冷却装置的可靠功能。

16、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述通风机构包括通风孔，其中，所述通风孔开设在所述盖中，其中，所述通风孔与所述充注口流体连通。替代地或附加地，所述通风孔集成在所述限压阀的管路中，其中，所述管路与所述储存空间流体连通。该实施例结构简单并且易于加工。

17、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述通风孔构造为圆形并且所述通风孔的直径处于0.01mm至10mm之间。该实施例结构简单、易于加工并且通过合理地尺寸设计与选择实现可靠的功能性。

18、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述限压阀的打开压力处于0.1bar至0.25bar之间。该实施例通过合理地设计并选择限压阀的打开压力也能够可靠地将泄漏的氢气连同气体冷却介质排出。

19、根据本实用新型的冷却装置的一个可选实施例，所述氢气经由所述通风机构被排出至周围环境中或排出至氢气再循环机构中。该实施例能够简单且有效地将氢气排出。尤其通过将氢气排出到氢气再循环机构中能够再利用泄漏的氢气，提高氢气利用率、节约成本。

20、根据本实用新型的第二方面，提供一种燃料电池，所述燃料电池包括本实用新型的冷却装置。

21、本实用新型的更多的特征从权利要求、附图和附图的描述中变得显而易见的。在上述说明中提到的特征和特征组合以及在下文的附图描述中提到的和/或只在附图中示出的特征和特征组合不仅可以以相应指定的组合使用，而且可以在不脱离本实用新型的范围的情况下以其它组合使用。因此，下述内容也视作被本实用新型涵盖和公开：这些内容未在附图中明确示出并未被明确解释，而是源自由来自所解释的内容的分离的特征所组成的组合并由这些组合产生。下述内容和特征组合也被视作是被公开的：其不具有原始撰写的独立权利要求的所有特征。此外，下述内容和特征组合被视作尤其被上文内容所公开：其超出或偏离权利要求的引用关系中所限定的特征组合。

技术特征：

1.一种用于燃料电池的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置(1)包括：

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述通风机构(16)包括膜片(161)，所述膜片(161)容纳在所述储存罐(10)的罐壁中和/或所述盖(15)中。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置(1)还包括限压阀(20)，所述限压阀(20)配置为适于在所述储存罐(10)中的压力超过压力阈值的情况下打开以对所述储存罐(10)泄压。

6.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述通风机构(16)包括通风孔(162)，其中，

7.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述通风孔(162)构造为圆形，并且所述通风孔(162)的直径处于0.01mm至10mm之间。

8.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述限压阀(20)的打开压力处于0.1bar至0.25bar之间。

9.根据权利要求1至4和6至8中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述氢气(13)经由所述通风机构(16)被排出至周围环境中或排出至氢气再循环机构中。

10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括根据权利要求1至9中任一项所述的冷却装置。

技术总结本技术涉及一种用于燃料电池的冷却装置，所述冷却装置包括储存罐，在所述储存罐中构造有储存空间，在所述储存空间中储存有用于冷却所述燃料电池的冷却液并且存在有来自所述燃料电池的泄漏的氢气；充注口，所述充注口构造在所述储存罐的罐壁上并且配置为适于对所述储存空间充注冷却液；盖，所述盖配置为适于能打开地闭合所述充注口；和通风机构，所述通风机构配置为适于持续地将所述氢气从所述储存空间中排出。本技术还涉及一种具有冷却装置的燃料电池。通过本技术能够将泄漏至冷却装置中的氢气和其他气体有效地排出到例如周围环境中，由此，避免了泄漏的氢气与冷却介质混合以及冷却装置内部的过压并确保了燃料电池的可靠和安全运行。技术研发人员：S·安布罗迪,钱立彬,许玉江受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司技术研发日：20231107技术公布日：2024/7/29