CN211789399U - 金属燃料电池的散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属燃料电池的散热结构，包括：冷却液管和多个热管，冷却液管和金属燃料电池的电解液管均为多层S形管、均包括水平部和连接上下两层水平部的弯曲部，冷却液管的水平部与电解液管的水平部叠置，冷却液管的弯曲部与电解液管的弯曲部贴靠，多个热管卡接在每层叠置的冷却液管的水平部和电解液管的水平部上，热管呈U型、包括两个相对设置的水平段和两个水平段之间的弯折段，冷却液管的水平部和电解液管的水平部位于热管的两个水平段之间。本实用新型的散热结构将热管和液冷两种散热方式结合，可以在短时间内快速调节电解液温度，提高散热效率。

Description

金属燃料电池的散热结构

技术领域

本实用新型涉及金属燃料电池领域，更为具体来说，本实用新型涉及一种金属燃料电池的散热结构。

背景技术

金属燃料电池，顾名思义就是以金属与空气作为电池材料的一种新型电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，是一款对环境十分友好的电池。金属燃料电池具有很大的适应性，既可作动力电池，又能作长寿命高比能的信号电池，是一款十分强大的电池，具有广阔的应用前景。

金属燃料电池利用金属阳极与空气阴极的化学反应发电，反应会放出大量的热，需要及时将反应产生的热量带走，才能保证化学反应在合适的温度范围内，提高发电效率。

现有的散热方式主要为风冷和液冷，目前均采用单一的散热方式，散热效果差，而且风冷散热噪音大、液冷散热体积大。

鉴于前述金属燃料电池的散热方式单一、散热效果差等问题，需要一种能快速降温散热、提高金属燃料电池发电效率的散热结构。

实用新型内容

为解决现有金属燃料电池的散热方式单一、散热效果差等问题，本实用新型创新地提供了一种金属燃料电池的散热结构，该金属燃料电池的散热结构将热管和液冷两种散热方式结合，可以在短时间内快速调节电解液温度，提高散热降温效率，将金属燃料电池的反应温度维持在合适的温度范围内，使化学反应顺利进行，提高金属燃料电池的发电效率。

为实现上述的技术目的，本实用新型公开了一种金属燃料电池的散热结构，包括：冷却液管和多个热管，

所述冷却液管和所述金属燃料电池的电解液管均为多层S形管，所述冷却液管和所述电解液管均包括水平部和连接上下两层水平部的弯曲部，所述冷却液管的水平部与所述电解液管的水平部叠置，所述冷却液管的弯曲部与所述电解液管的弯曲部贴靠，

多个所述热管卡接在每层叠置的冷却液管的水平部和电解液管的水平部上，所述热管呈U型，所述热管包括两个相对设置的水平段和两个水平段之间的弯折段，所述冷却液管的水平部和电解液管的水平部位于所述热管的两个水平段之间。

进一步地，所述冷却液管和电解液管的管道均呈扁平状。

进一步地，所述冷却液管的水平部和/或所述电解液管的水平部上设置有用于卡接所述热管的固定槽，所述固定槽的两侧壁呈圆弧状。

进一步地，所述冷却液管的弯曲部和所述电解液管的弯曲部通过U型夹夹紧固定。

进一步地，所述电解液管的弯曲部上设有凹槽型导轨，所述U型夹的一侧固定在所述凹槽型导轨内，所述U型夹的另一侧贴紧在所述冷却液管上。

进一步地，所述热管的两个水平段与所述冷却液管的水平部和所述电解液管的水平部垂直。

进一步地，冷却液管的多个弯曲部的半径相同。

进一步地，电解液管的弯曲部包括第一弯曲部和第二弯曲部，第一弯曲部和第二弯曲部交错排列，第一弯曲部包围在冷却液管的弯曲部的外部，第二弯曲部被冷却液管的弯曲部包围。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供的金属燃料电池的散热结构将热管和液冷两种散热方式结合，可以在短时间内快速调节电解液温度，提高散热降温效率，将金属燃料电池的反应温度维持在合适的温度范围内，使化学反应顺利进行，进而提高发电效率。

(2)本实用新型的冷却液管和电解液管的管道均为扁平状，使液体流动阻力小，增大接触换热面积、提高散热降温效率；冷却液管和电解液管结构紧凑、分层布置，利于通风散热。

(3)本实用新型提供的金属燃料电池的散热结构结构简单，便于安装。

附图说明

图1为金属燃料电池的散热结构的结构示意图。

图2为固定槽的结构示意图。

图3为凹槽型导轨的结构示意图。

图4为金属燃料电池的散热结构工作时的连接关系示意图。

图中，

1、热管；2、冷却液管；3、电解液管；4、固定槽；6、U型夹；7、凹槽型导轨；11、热管的水平段；12、热管的弯折段；21、冷却液管的水平部；22、冷却液管的弯曲部；31、电解液管的水平部；32、电解液管的弯曲部；321、电解液管的第一弯曲部；322、电解液管的第二弯曲部；80、冷却液箱；81、第一循环泵；82、电解液箱；83、第二循环泵；84、电堆。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型提供的金属燃料电池的散热结构进行详细的解释和说明。

图1为金属燃料电池的散热结构的结构示意图。如图1所示，本实施例具体公开了一种金属燃料电池的散热结构，包括：冷却液管2和多个热管1，冷却液管2和金属燃料电池的电解液管3均为多层S形管，冷却液管2和电解液管3均包括水平部和连接上下两层水平部的弯曲部，冷却液管的水平部21与电解液管的水平部31叠置，冷却液管的弯曲部22与电解液管的弯曲部32贴靠。

优选地，冷却液管2的多个弯曲部的半径相同，电解液管的弯曲部32包括第一弯曲部321和第二弯曲部322，第一弯曲部321和第二弯曲部322交错排列，第一弯曲部321的内径大于冷却液管的弯曲部22的外径，第一弯曲部321包围在冷却液管的弯曲部22的外部，第二弯曲部322的外径小于冷却液管的弯曲部22的内径，第二弯曲部322被冷却液管的弯曲部22包围。

多个热管1卡接在每层叠置的冷却液管的水平部21和电解液管的水平部31上，热管1之间可以接触、也可以间隔一定距离。热管1呈U型，热管1包括两个相对设置的水平段11和两个水平段之间的弯折段12，冷却液管的水平部21和电解液管的水平部31位于热管1的两个水平段11之间，其中一个水平段11靠近U型内侧的表面与冷却液管的水平部21接触，另一个水平段11靠近U型内侧的表面与电解液管的水平部31接触，热管1对冷却液管2内的冷却液和电解液管3内的电解液进行散热降温。

冷却液管2和电解液管3的管道均呈扁平状，使液体流动阻力小，而且增大接触换热面积、提高散热降温效率。冷却液管的水平部21和冷却液管的弯曲部22一体成型，电解液管的水平部31和电解液管的弯曲部32一体成型。

在本实施例中，多个热管1直接贴紧在冷却液管的水平部21和电解液管的水平部31上，利用热管自身的弹力夹紧、无需固定件。

在一些实施例中，冷却液管的水平部21和/或电解液管的水平部31上设置有用于卡接热管1的固定槽4，即可以仅在冷却液管的水平部上设置固定槽，也可以仅在电解液管的水平部上设置固定槽，也可以在冷却液管的水平部和电解液管的水平部上都设置固定槽4。由于叠置的冷却液管的水平部和电解液管的水平部中，有时冷却液管的水平部处于上方，有时电解液管的水平部处于上方，优选地，固定槽4设置在每个叠置层中处于上方的水平部上，在固定槽的夹持作用和水平部的支撑作用便可实现热管的稳固固定。如图2所示，固定槽4的两侧壁呈圆弧状，匹配热管1的形状。在采用固定槽4对多个热管1进行固定时，固定槽4的大小根据实际需要设定。可以采用每个固定槽4内固定一个热管的方式，也可以先将多个热管1连接成一体，然后将多个热管1整体固定在固定槽4内。优选地，固定槽4焊接在其所在的水平部上。固定槽4焊接在每层叠置的冷却液管的水平部21和电解液管的水平部31中处于上方的水平部上。

冷却液管的弯曲部22和电解液管的弯曲部32通过U型夹6夹紧固定，使结构更加紧凑，散热效果更好。

优选地，电解液管的弯曲部32上设有凹槽型导轨7，凹槽型导轨7的结构如图3所示。U型夹6的一侧固定在凹槽型导轨7内部，U型夹6的另一侧贴紧在冷却液管2上。凹槽型导轨7避免U型夹6的滑动，使U型夹6固定更加牢固，使电解液管3与冷却液管2紧挨着，增强散热效果。更优选地，凹槽型导轨7设置在包围在冷却液管的弯曲部22外部的电解液管的弯曲部32的外表面上，即第一弯曲部(321)的外表面上。

热管1的两个水平段11与冷却液管的水平部21和电解液管的水平部31垂直，热管1的弯折段12尽可能靠近冷却液管2和电解液管3，增强散热效果，同时也便于安装。

图4为金属燃料电池的散热结构工作时的连接关系示意图。如图4所示，冷却液管2的进液口与冷却液箱80的供液口相连，冷却液管2的出液口与冷却液箱80的回液口相连，冷却液管2与冷却液箱80之间设有第一循环泵81，第一循环泵81为冷却液流动提供动力；电解液管3的进液口通过第二循环泵83与电解液箱82的供液口相连，电解液管3的出液口与电堆84的进液口相连，电堆84的出液口与电解液箱82的回液口相连。

在金属燃料电池进行发电时，第二循环泵83启动，电解液从电解液箱82流经第二循环泵83，经过热管1和冷却液管2散热，流入电堆84发生化学反应后再流回电解液箱82内。冷却液从冷却液箱80经过第一循环泵81流入冷却液管2内，通过直接接触电解液管3、流动带走电解液的热量进行降温。热管1和冷却液同时对电解液进行降温，提高降温速度。

本实用新型提供的金属燃料电池的散热结构将热管1和液冷两种散热方式结合，可以在短时间内快速调节电解液温度，使金属燃料电池的反应温度维持在合适的温度范围内，使化学反应顺利进行，提高发电效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属燃料电池的散热结构，其特征在于，包括：冷却液管(2)和多个热管(1)，

所述冷却液管(2)和所述金属燃料电池的电解液管(3)均为多层S形管，所述冷却液管(2)和所述电解液管(3)均包括水平部和连接上下两层水平部的弯曲部，所述冷却液管的水平部(21)与所述电解液管的水平部(31)叠置，所述冷却液管的弯曲部(22)与所述电解液管的弯曲部(32)贴靠，

多个所述热管(1)卡接在每层叠置的冷却液管的水平部(21)和电解液管的水平部(31)上，所述热管(1)呈U型，所述热管(1)包括两个相对设置的水平段(11)和两个水平段之间的弯折段(12)，所述冷却液管的水平部(21)和电解液管的水平部(31)位于所述热管(1)的两个水平段(11)之间。

2.根据权利要求1所述的金属燃料电池的散热结构，其特征在于，所述冷却液管(2)和电解液管(3)的管道均呈扁平状。

3.根据权利要求1所述的金属燃料电池的散热结构，其特征在于，所述冷却液管的水平部(21)和/或所述电解液管的水平部(31)上设置有用于卡接所述热管(1)的固定槽(4)，所述固定槽(4)的两侧壁呈圆弧状。

4.根据权利要求1所述的金属燃料电池的散热结构，其特征在于，所述冷却液管的弯曲部(22)和所述电解液管的弯曲部(32)通过U型夹(6)夹紧固定。

5.根据权利要求4所述的金属燃料电池的散热结构，其特征在于，所述电解液管的弯曲部(32)上设有凹槽型导轨(7)，所述U型夹(6)的一侧固定在所述凹槽型导轨(7)内，所述U型夹(6)的另一侧贴紧在所述冷却液管(2)上。

6.根据权利要求1所述的金属燃料电池的散热结构，其特征在于，所述热管(1)的两个水平段(11)与所述冷却液管的水平部(21)和所述电解液管的水平部(31)垂直。

7.根据权利要求1所述的金属燃料电池的散热结构，其特征在于，冷却液管(2)的多个弯曲部的半径相同。

8.根据权利要求7所述的金属燃料电池的散热结构，其特征在于，电解液管的弯曲部(32)包括第一弯曲部(321)和第二弯曲部(322)，第一弯曲部(321)和第二弯曲部(322)交错排列，第一弯曲部(321)包围在冷却液管的弯曲部(22)的外部，第二弯曲部(322)被冷却液管的弯曲部(22)包围。

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