CN103887544A - 燃料电池汽车散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池汽车散热装置，包括氢气瓶，氢气瓶通过供氢管道与电堆连通，供氢管道上设有减压器，供氢管道、减压器与冷却循环***热交换，冷却循环***与需冷却部件热交换。该燃料电池汽车散热装置，不仅解决了需冷却部件的冷却问题，而且将热量循环至供氢管路，对供氢管路进行了加温处理，避免了供氢管路温度过低引发的相关问题。此外，此散热装置也保证了车用装置相应的IP等级，同时使得散热装置更加紧凑简单。

Description

燃料电池汽车散热装置
技术领域
本发明涉及一种燃料电池汽车散热装置。
背景技术
随着世界经济与人口的快速增长，人们对石油等资源的需求越来越大。传统的化石燃料正面临枯竭的危险，同时，石油等资源的利用也不可避免地带来环境的污染。为了给子孙后代创造可持续的发展环境，我们急需发展一种全新的“清洁”汽车。
燃料电池汽车是一种用氢气作为能源的新技术汽车，具有节能、零排放、无污染、效率高、噪声低、可靠性高等优点。
燃料电池汽车的工作原理是：作为燃料的氢，与大气中的氧发生化学反应，从而产生出电能启动电动机，进而驱动汽车。虽然甲醇、天然气和汽油也可以替代氢（从这些物质里间接地提取氢），不过将会产生二氧化碳和氮氧化物。故，燃料电池汽车除了电能就只产生水，因此燃料电池车被称为“地道的环保车”。
在燃料电池汽车的工作过程中，许多车用装置均会产生大量热量，为保证这些装置工作在合适的温度条件下，必须对其进行冷却散热。
现有的燃料电池汽车技术中，主要采用的冷却方式有两种：一种是将管路延伸至需冷却部件处进行液冷，另一种是采用风扇直接进行风冷。但是前者所带来的问题就是冷却液循环管路延伸至需冷却部件处，增加了管路的复杂度以及冷却散热压力，使整车布置困难重重；而后者由于冷却空气从车底进入，严重影响到冷却风扇相应的IP等级，同时冷却空气经简单管路从乘员舱进入，若零部件出现问题，发生起火***等问题时，火焰直接进入乘员舱，存在极大安全隐患。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃料电池汽车散热装置，用于解决现有技术中燃料电池汽车散热装置结构复杂、安全隐患大的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种燃料电池汽车散热装置，包括氢气瓶，氢气瓶通过供氢管道与电堆连通，供氢管道上设有减压器，供氢管道、减压器与冷却循环***热交换，冷却循环***与需冷却部件热交换。
优选的，冷却循环***为液冷循环***，液冷循环***包括环形的冷却管路，冷却管路内装有冷媒，冷却管路与供氢管道、减压器、需冷却部件热交换，冷却管路上设有水泵。
优选的，冷却循环***为风冷循环***，风冷循环***包括位于减压器周围的风扇，风扇将减压器周围的冷空气吹向需冷却部件。
优选的，冷却循环***包括液冷循环***和风冷循环***；液冷循环***包括环形的冷却管路，冷却管路内装有冷媒，冷却管路与供氢管道、减压器、需冷却部件热交换，冷却管路上设有水泵；风冷循环***包括位于减压器周围的风扇，风扇将减压器周围的冷空气吹向需冷却部件。
优选的，需冷却部件周围还设有备用冷却***。
如上所述，本发明燃料电池汽车散热装置，具有以下有益效果：
该燃料电池汽车散热装置，不仅解决了需冷却部件的冷却问题，而且将热量循环至供氢管路，对供氢管路进行了加温处理，避免了供氢管路温度过低引发的相关问题。此外，此散热装置也保证了车用装置相应的IP等级，同时使得散热装置更加紧凑简单。
附图说明
图1显示为本发明燃料电池汽车散热装置的结构示意图。
元件标号说明
1 氢气瓶
2 供氢管道
3 电堆
4 减压器
5 需冷却部件
6 液冷循环***
61 冷却管路
62 水泵
7 风冷循环***
71 风扇
8 备用冷却***
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种燃料电池汽车散热装置，包括氢气瓶1，氢气瓶1通过供氢管道2与电堆3连通，供氢管道2上设有减压器4，供氢管道2、减压器4与冷却循环***热交换，冷却循环***与需冷却部件5热交换，需冷却部件5周围还设有备用冷却***8。
在燃料电池汽车工作过程中，燃料电池供氢***的氢气瓶1中的高压氢气经减压器4降压后向电堆3供气。在高压氢气降压过程中，由于气体膨胀吸收大量的热量，供氢管道2、减压器4周围的空气温度降低。冷却循环***与供氢管道2、减压器4热交换后，再对需冷却部件5进行冷却。
其中，冷却循环***的第一种实施方式：冷却循环***为液冷循环***6，液冷循环***6包括环形的冷却管路61，冷却管路61内装有冷媒，冷却管路61与供氢管道2、减压器4、需冷却部件5热交换，冷却管路61上设有水泵62。
在液冷循环***6中，冷媒在水泵62的作用下，在冷却管路61中循环。冷媒与供氢管道2、减压器4热交换升温后，流动至需冷却部件5附近后，与需冷却部件5热交换，对需冷却部件5进行冷却。
其中，冷却循环***的第二种实施方式：冷却循环***为风冷循环***7，风冷循环***7包括位于减压器4周围的风扇71，风扇71将减压器4周围的冷空气吹向需冷却部件5。
在风冷循环***7中，采用风扇71直接将减压器4及冷却管路2附件的冷气吹至需冷却部件5处，对需冷却部件5进行冷却。
其中，冷却循环***的第三种实施方式：冷却循环***包括液冷循环***6和风冷循环***7；液冷循环***6包括环形的冷却管路61，冷却管路61内装有冷媒，冷却管路61与供氢管道2、减压器4、需冷却部件5热交换，冷却管路61上设有水泵62；风冷循环***7包括位于减压器4周围的风扇71，风扇71将减压器4周围的冷空气吹向需冷却部件5。
将液冷循环***6和风冷循环***7结合在一起使用，可以加强燃料电池汽车的冷却效果。
由于在插电式燃料电池汽车中燃料电池并非一直工作，因此在燃料电池不工作或者功率需求比较低时，***的冷却功率会出现不满足整车冷却功率的现象，为防止此现象出现，需要启用备用冷却***8。当燃料电池功率需求比较低或者不工作时候，采用备用冷却***8对需冷却部件5进行冷却。
本发明燃料电池汽车散热装置，解决了以下几个问题：
1）充分利用燃料电池供氢***高压气体膨胀吸热的特性直接对需冷却部件进行冷却，减轻了传统冷却***的冷却压力；
2）利用供氢管路与需冷却部件构成的冷却循环***，对供氢管路进行加热，避免了供氢管路温度过低时导致的相关供氢问题；
3）简化冷却循环***，使冷却管路紧凑、散热装置更加安全可靠。
综上所述，本发明燃料电池汽车散热装置，不仅解决了需冷却部件的冷却问题，而且将热量循环至供氢管路，对供氢管路进行了加温处理，避免了供氢管路温度过低引发的相关问题。此外，此散热装置也保证了车用装置相应的IP等级，同时使得散热装置更加紧凑简单。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种燃料电池汽车散热装置，包括氢气瓶（1），所述氢气瓶（1）通过供氢管道（2）与电堆（3）连通，所述供氢管道（2）上设有减压器（4），其特征在于：所述供氢管道（2）、减压器（4）与冷却循环***热交换，所述冷却循环***与需冷却部件（5）热交换。
2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车散热装置，其特征在于：所述冷却循环***为液冷循环***（6），所述液冷循环***（6）包括环形的冷却管路（61），所述冷却管路（61）内装有冷媒，所述冷却管路（61）与所述供氢管道（2）、减压器（4）、需冷却部件（5）热交换，所述冷却管路（61）上设有水泵（62）。
3.根据权利要求1所述的燃料电池汽车散热装置，其特征在于：所述冷却循环***为风冷循环***（7），所述风冷循环***（7）包括位于所述减压器（4）周围的风扇（71），所述风扇（71）将所述减压器（4）周围的冷空气吹向所述需冷却部件（5）。
4.根据权利要求1所述的燃料电池汽车散热装置，其特征在于：所述冷却循环***包括液冷循环***（6）和风冷循环***（7）；所述液冷循环***（6）包括环形的冷却管路（61），所述冷却管路（61）内装有冷媒，所述冷却管路（61）与所述供氢管道（2）、减压器（4）、需冷却部件（5）热交换，所述冷却管路（61）上设有水泵（62）；所述风冷循环***（7）包括位于所述减压器（4）周围的风扇（71），所述风扇（71）将所述减压器（4）周围的冷空气吹向所述需冷却部件（5）。
5.根据权利要求1所述的燃料电池汽车散热装置，其特征在于：所述需冷却部件（5）周围还设有备用冷却***（8）。
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