发明名称 热交换元件及使用其之燃料电池系统
摘要
申请公布号 TWI357171 申请公布日期 2012.01.21
申请号 TW096146622 申请日期 2007.12.06
申请人 扬光绿能股份有限公司 发明人 王正;李璟柏;周志成
分类号 H01M8/02 主分类号 H01M8/02
代理机构 代理人 郭晓文 台北市中正区思源街18号A栋2楼206室
主权项 一种热交换元件,适用于一燃料电池系统中,该热交换元件包括:多个热交换单元,沿一第一方向彼此间隔排列;以及一固定单元,固定该些热交换单元,且以该固定单元为界而区分成一第一部分与该第一部分所延伸之一第二部分,其中该固定单元连接每一该热交换单元之该第一部分与该第二部分的交界处,该些热交换单元的热传导系数高于该固定单元的热传导系数,且该固定单元延迟该些热交换单元间之热传导。如申请专利范围第1项所述之热交换元件,其中该每一热交换单元包括:多个鳍片,沿一第二方向彼此间隔排列成多层,该第一方向实质上垂直于该第二方向;以及一连接部,连接该些鳍片,该每一鳍片的两端是分别位于该连接部的两侧以及该固定单元的两侧。如申请专利范围第2项所述之热交换元件,其中在相邻两热交换单元中,其中一热交换单元的该些鳍片是对应至另一热交换单元的该些鳍片之间的空隙。如申请专利范围第1项所述之热交换元件,其中该每一热交换单元包括沿一第二方向彼此间隔排列成多层的多个鳍片,该每一鳍片的两端是分别位于该固定单元的两侧,且该第一方向实质上垂直该第二方向。如申请专利范围第4项所述之热交换元件,其中在相邻两热交换单元中,其中一热交换单元的该些鳍片是对应至另一热交换单元的该些鳍片之间的空隙。如申请专利范围第1项所述之热交换元件,其中该固定单元系以热传导系数小于20 W/(mK)之材料制成。如申请专利范围第1项所述之热交换元件,其中该些热交换单元系以热传导系数大于50 W/(mK)之材料制成。一种燃料电池系统,包括:一燃料电池堆;一第一风流产生器,适于提供一风流;一第一热交换模组,配置于该燃料电池堆与该第一风流产生器之间,其中该第一热交换模组包括至少一申请专利范围第1项所述之该热交换元件;一第二热交换模组,配置于该第一风流产生器与该第一热交换模组之间,其中该第二热交换模组包括至少一申请专利范围第1项所述之该热交换元件;以及一导流单元,连接该燃料电池堆、该第一风流产生器、该第一热交换模组及该第二热交换模组,以使该风流依序流经该第二热交换模组、该第一热交换模组、该燃料电池堆、该第一热交换模组、该第二热交换模组后排至该导流单元外,其中该导流单元之一侧壁具有一分流口,位于该第一热交换模组与该第二热交换模组之间,以将从该第二热交换模组流往该第一热交换模组的部分该风流经由该分流口导引至该导流单元外。如申请专利范围第8项所述之燃料电池系统,更包括一第二风流产生器,连接于该导流单元,且位于该燃料电池堆与该第一热交换模组之间。如申请专利范围第9项所述之燃料电池系统,其中该导流单元具有一分隔部,位于该第一风流产生器与该燃料电池堆之间,且该第一热交换模组及该第二热交换模组的该些热交换元件之该些热交换单元的该些第一部分是位于该分隔部的一侧,该第一热交换模组及该第二热交换模组的该些热交换元件之该些热交换单元的该些第二部分是位于该分隔部的另一侧,而从该第一风流产生器流往该燃料电池堆的该风流是流经该些第一部分,从该燃料电池堆流往该导流单元外的该风流是流经该些第二部分。如申请专利范围第10项所述之燃料电池系统,其中该第一热交换模组包括的至少一该热交换元件系为多个。如申请专利范围第11项所述之燃料电池系统,更包括一加热件,配置于该第二风流产生器旁,其中该加热件适于加热该风流。如申请专利范围第12项所述之燃料电池系统,其中该导流单元更具有一阀门,设置于该分隔部之一开口,该开口位于该第一热交换模组之邻近该燃料电池堆的两个该热交换元件之间。如申请专利范围第13项所述之燃料电池系统,更包括:一侦测单元,用以侦测流至该燃料电池堆的该风流之含氧量、该燃料电池堆的温度以及该导流单元外的环境温度;一控制单元,电性连接至该侦测单元、该加热件、该阀门、该第一风流产生器及该第二风流产生器,以根据该侦测单元的侦测结果来控制该加热件、该阀门、该第一风流产生器及该第二风流产生器的开启与关闭。如申请专利范围第10项所述之燃料电池系统,其中该分隔部的材质包括塑胶、泡棉或矽胶。如申请专利范围第9项所述之燃料电池系统,其中该第二风流产生器包括一离心扇、一轴流扇或一帮浦。如申请专利范围第8项所述之燃料电池系统,其中该第一风流产生器包括一离心扇、一轴流扇或一帮浦。一种燃料电池系统,包括:一燃料电池堆;一第一热交换模组,包括多个申请专利范围第1项所述之该热交换元件;一第一风流产生器,配置于该燃料电池堆与该第一热交换模组之间,该第一风流产生器适于提供一风流至该燃料电池堆;一第二热交换模组,配置于该第一热交换模组旁,其中该第二热交换模组包括至少一申请专利范围第1项所述之该热交换元件;以及一导流单元,连接该燃料电池堆及该第一热交换模组,该导流单元之侧壁具有多个阀门组,对应于该第一热交换模组之该些热交换元件设置,该每一阀门组包括至少二彼此相对的阀门,该导流单元用以使该风流依序流经该第一热交换模组、该燃料电池堆、该第一热交换模组、并从该些阀门组其中之一流至该第二热交换模组之该热交换元件的该些热交换单元之该些第一部分。如申请专利范围第18项所述之燃料电池系统,更包括一第二风流产生器,配置于该第二热交换模组之一端,以提供一冷却风流至该第二热交换模组之该热交换元件的该些热交换单元之该些第二部分。如申请专利范围第18项所述之燃料电池系统,其中该导流单元具有一分隔部,分布于该第一热交换模组之该些热交换元件之间以及该第一热交换模组与该燃料电池堆之间,且该第一热交换模组之该些热交换元件的该些热交换单元之该些第一部分是位于该分隔部的一侧,该第一热交换模组之该些热交换元件的该些热交换单元之该些第二部分是位于该分隔部的另一侧,且邻近该第二热交换模组。如申请专利范围第18项所述之燃料电池系统,更包括:一侦测单元,用以侦测该导流单元外的环境温度以及该燃料电池堆的温度;一控制单元,电性连接至该侦测单元及该些阀门组,以根据该侦测单元的侦测结果来控制该些阀门组的开启与关闭。如申请专利范围第18项所述之燃料电池系统,其中该分隔部的材质包括塑胶、泡棉或矽胶。
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