CN208690396U - 一种燃料电池车辆的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种燃料电池车辆的冷却装置，涉及汽车技术领域。其中，这种冷却装置包含：具有燃料电池堆的燃料电池机构、用以给燃料电池堆冷却的冷却水循环机构、用以给车辆的车厢冷却的空调制冷机构、用以给冷却水循环机构和空调制冷机构进行热传递的热交换器，以及电连接燃料电池机构、水循环机构和空调制冷机构的控制机构。控制机构具有电连接燃料电池的控制器，冷却水循环机构具有对燃料电池进行冷却的循环水路，该循环水路具有一段连接于热交换器的管路，空调制冷机构具有连接到热交换器的第一冷却管路；空调制冷机构能够单独对车厢，或者同时对车厢和热交换器进行冷却，形成车厢和燃料电池共享的冷却装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池车辆的冷却装置。
背景技术
燃料电池车辆是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的车辆。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧产生的，燃料电池汽车不会产生有害产物；随着经济和科技的发展，以及对环境保护的需求，燃料电池车辆也被越加广泛的使用。
由于燃料电池车辆的燃料电池，在工作时会发热，过高的温度会大大降低燃料电池的能量转换效率，同时对燃料电池的安全和使用寿命都有很大影响较大，因此需要对燃料电池进行降温。现有技术中，燃料电池的冷却技术，大部分采用散热器搭载风扇强制抽取自然风进行散热，散热效率不高，不利于燃料电池长期稳定的工作。而且，随着燃料电池功率的增大，为保证散热效果，其散热面积也要加大，风扇的数量也会增多，散热***的体积会越来越大，占用更大的整车空间，不利于整车布置设计、安装及维护。
有鉴于此，发明人在研究了现有的技术后特提出本申请。
实用新型内容
本实用新型提供了一种燃料电池车辆的冷却装置，旨在改善现有技术中燃料电池的冷却装置，为了达到给燃料电池冷却的目的，冷却装置越做越大的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃料电池车辆的冷却装置，包含：具有燃料电池堆的燃料电池机构、用以给所述燃料电池堆冷却的冷却水循环机构、用以给车辆的车厢冷却的空调制冷机构、用以给所述冷却水循环机构和所述空调制冷机构进行热传递的热交换器，以及电连接所述燃料电池机构、所述水循环机构和所述空调制冷机构的控制机构；
所述控制机构具有电连接所述燃料电池堆的控制器，所述冷却水循环机构具有对所述燃料电池堆进行冷却的循环水路，该循环水路具有一段连接于所述热交换器的管路，所述空调制冷机构具有连接到所述热交换器的第一冷却管路；所述空调制冷机构能够单独对所述车厢，或者同时对所述车厢和所述热交换器进行冷却。
作为进一步优化，所述空调制冷机构具有制冷驱动组件，以及配置在所述第一冷却管路上的第一膨胀阀，所述第一冷却管路连通于所述制冷驱动组件，所述第一膨胀阀电连接于所述控制机构，且所述控制机构能够控制所述第一膨胀阀的开启和关闭。
作为进一步优化，所述空调制冷机构具有：蒸发器、第二冷却管路，以及配置该第二冷却管路上的第二膨胀阀，所述第二冷却管路用以连通所述蒸发器和所述制冷驱动组件，所述所述蒸发器用以冷却所述车厢。
作为进一步优化，所述所述制冷驱动组件包含：视液镜、冷凝器总成、压缩机，以及气液分离器，所述冷凝器总成包含冷凝器和风扇。
作为进一步优化，所述控制机构具有用以检测所述循环水路的温度的温度传感器，该温度传感器电连接于所述控制器。
作为进一步优化，所述冷却水循环机构具有用以容纳所述循环水路中冷却液的膨胀量的膨胀水箱，所述控制机构具有用以检测所述膨胀水箱的液位的液位传感器，该液位传感器电连接于所述控制器。
作为进一步优化，所述冷却水循环机构具有去离子器和电磁阀，所述去离子器和所述电磁阀均连通于所述循环水路，所述电磁阀电连接于所述控制器；所述控制机构具有用以检测所述循环水路的电导率的电导率传感器，该电导率传感器电连接于所述控制器。
作为进一步优化，所述冷却水循环机构具有连通于所述循环水路的水泵和过滤器，所述循环水路具有管道和位于该管道内的冷却液，所述水泵能够驱动冷却液沿所述管道流动，所述过滤器用以过滤冷却液中的杂质。
作为进一步优化，所述冷却水循环机构具有多个手阀，该多个手阀能够断开所述循环水路和所述燃料电池机构的连接。
通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：
本实用新型的一种燃料电池车辆的冷却装置，通过配置冷却水循环机构、空调制冷机构、热交换器和控制机构，其中冷却水循环机构通过循环水路给燃料电池堆冷却降温，且冷却水循环机构和空调制冷机构通过热交换器达到热传递的目的；当冷却水循环机构在冷却燃料电池堆的过程中，循环水路的温度会升高，而空调制冷机构能够通过热交换器使循环水路的温度下降，最终达到冷却燃料电池堆的作用；由于空调制冷机构能够单独给车厢，或者同时给车厢和燃料电池堆冷却，把燃料电池车辆的燃料电池冷却装置和车厢的冷却装置集合在一起，相对现有技术中燃料电池冷却装置和车厢的冷却装置相互独立的情况，本实用新型的燃料电池车辆的冷却装置，能够极大的缩小燃料电池冷却装置的体积，使燃料电池车辆的冷却装置占用更小的整车空间，有利于整车的布置设计。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型一实施例，燃料电池车辆的冷却装置的原理示意图；
图2是本实用新型一实施例，冷却水循环机构、燃料电池机构和热交换器3的原理示意图；
图3是本实用新型一实施例，空调制冷机构和热交换器的原理示意图；
图4是本实用新型一实施例，燃料电池车辆的电性关系图；
图中标记：1-燃料电池机构；2-冷却水循环机构；3-热交换器；4-空调制冷机构；5-制冷驱动组件；6-膨胀水箱；7-液位传感器；8-手阀；9-去离子器；10-电磁阀；11-水泵；12-过滤器；13-温度传感器；14-燃料电池堆；15-电导率传感器；16-第一膨胀阀；17-第一冷却管路；18-第二膨胀阀；19-蒸发器；20-第二冷却管路；21-视液镜；22-冷凝器总成；23-压缩机；24-气液分离器；25-车厢；26-控制机构。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
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”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设备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。
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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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。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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
由图1至图4所示，在本实施例中，一种燃料电池车辆的冷却装置，包含：具有燃料电池堆14的燃料电池机构1、用以给燃料电池堆14冷却的冷却水循环机构2、用以给车辆的车厢25冷却的空调制冷机构4、用以给冷却水循环机构2和空调制冷机构4进行热传递的热交换器3，以及电连接燃料电池机构1、水循环机构和空调制冷机构4的控制机构26。由图1和图4所示，控制机构26具有电连接燃料电池堆14的控制器，冷却水循环机构2具有对燃料电池堆14进行冷却的循环水路，该循环水路具有一段连接于热交换器3的管路，空调制冷机构4具有连接到热交换器3的第一冷却管路17；空调制冷机构4能够单独对车厢25，或者同时对车厢25和热交换器3进行冷却。在本实施例中，冷却水循环机构2在冷却燃料电池堆14的过程中，循环水路的温度会逐渐升高；空调制冷机构4能够通过热交换器3使循环水路的温度下降，最终达到冷却燃料电池堆14的作用。
在本实施例中，由于把燃料电池车辆的燃料电池冷却装置和车厢25的冷却装置集合在一起，空调制冷机构4能够单独给车厢25，或者同时给车厢25和燃料电池堆14冷却，相对现有技术中燃料电池冷却装置和车厢25的冷却装置相互独立的情况，本实用新型的燃料电池车辆的冷却装置，能够极大的缩小燃料电池冷却装置的体积，使燃料电池车辆的冷却装置占用更小的整车空间，有利于整车的布置设计。
由图1和图3所示，在本实施例中，空调制冷机构4具有制冷驱动组件5，以及配置在第一冷却管路17上的第一膨胀阀16，第一冷却管路17连通于制冷驱动组件5，第一膨胀阀16电连接于控制机构26，且控制机构26能够控制第一膨胀阀16的开启和关闭。图3所示，空调制冷机构4具有：蒸发器19、第二冷却管路20，以及配置该第二冷却管路20上的第二膨胀阀18，第二冷却管路20用以连通蒸发器19和制冷驱动组件5，蒸发器19用以冷却车厢25。其中，制冷驱动组件5包含：视液镜21、冷凝器总成22、压缩机23，以及气液分离器24，冷凝器总成22包含冷凝器和风扇。在本实施例中，第一膨胀阀16和第二膨胀阀18均为电子膨胀阀。
由图1和图2所示，在本实施例中，控制机构26具有用以检测循环水路的温度的温度传感器13，该温度传感器13电连接于控制器。冷却水循环机构2具有用以容纳循环水路中冷却液的膨胀量的膨胀水箱6，控制机构26具有用以检测膨胀水箱6的液位的液位传感器7，该液位传感器7电连接于控制器。冷却水循环机构2具有去离子器9和电磁阀10，去离子器9和电磁阀10均连通于循环水路，电磁阀10电连接于控制器；控制机构26具有用以检测循环水路的电导率的电导率传感器15，该电导率传感器15电连接于控制器。由图2所示，在本实施例中，冷却水循环机构2具有连通于循环水路的水泵11和过滤器12，循环水路具有管道和位于该管道内的冷却液，水泵11能够驱动冷却液沿管道流动，过滤器12用以过滤冷却液中的杂质，且水泵11电连接于控制器。由图2所示，在本实施例中，冷却水循环机构2具有3个连通在循环水路上的手阀8，其中2个手阀8位于燃料电池机构1的两侧，另一个手阀8和去离子器9、电磁阀10，以及水箱一起并联在循环水路上。位于燃料电池机构1两侧的手阀8能够断开循环水路和燃料电池机构1的连接，以便维护燃料电池机构1。另一个手阀8和电磁阀10够断开去离子器9和循环水路的连通，以便维去离子器9。
由图1所示，在本实施例中，当控制机构26接收到燃料电池堆14加热指令时，开启水泵11、第一膨胀阀16和空调制冷机构4；此时，制冷驱动组件5处于工作状态，压缩机23开启，冷凝器总成22的风扇开启，空调制冷机构4A路处于连通状态，制冷驱动组件5能够对热交换器3进行冷却，以达到冷却燃料电池堆14的目的；当温度传感器13检测到循环水路中的冷却液温度值，小于等于制冷下限值时，控制器控制压缩机23、风扇、水泵11和第一膨胀阀16关闭；同时，电导率传感器15检测到循环水路中的冷却液的电导率值，大于等于预先设定的第一阈值时，控制电磁阀10开启；当电导率值小于等于预先设定的第二阈值时，控制电磁阀10开启，以达到控制循环水路的电导率。当控制机构26没有接收到燃料电池堆14加热指令时，控制机构26控制第一膨胀阀16处于关闭的状态；此时如果司机开启第二膨胀阀18，制冷驱动组件5能够驱动蒸发器19对车厢25进行冷却。当控制机构26接收到燃料电池堆14加热指令，且司机开启第二膨胀阀18对车厢25进行冷却时，第一膨胀阀16和第二膨胀阀18都处于开启的状态，燃料电池堆14和车厢25同时处于被制冷的状态，直至温度传感器13检测到循环水路中的冷却液温度值，小于等于制冷下限值时，控制器控制压缩机23、风扇、水泵11和第一膨胀阀16关闭。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种燃料电池车辆的冷却装置，其特征在于，包含：具有燃料电池堆(14)的燃料电池机构(1)、用以给所述燃料电池堆(14)冷却的冷却水循环机构(2)、用以给车辆的车厢(25)冷却的空调制冷机构(4)、用以给所述冷却水循环机构(2)和所述空调制冷机构(4)进行热传递的热交换器(3)，以及电连接所述燃料电池机构(1)、所述冷却水循环机构(2)和所述空调制冷机构(4)的控制机构(26)；
所述控制机构(26)具有电连接所述燃料电池堆(14)的控制器，所述冷却水循环机构(2)具有对所述燃料电池堆(14)进行冷却的循环水路，该循环水路具有一段连接于所述热交换器(3)的管路，所述空调制冷机构(4)具有连接到所述热交换器(3)的第一冷却管路(17)；所述空调制冷机构(4)能够单独对所述车厢(25)，或者同时对所述车厢(25)和所述热交换器(3)进行冷却。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述空调制冷机构(4)具有制冷驱动组件(5)，以及配置在所述第一冷却管路(17)上的第一膨胀阀(16)，所述第一冷却管路(17)连通于所述制冷驱动组件(5)，所述第一膨胀阀(16)电连接于所述控制机构(26)，且所述控制机构(26)能够控制所述第一膨胀阀(16)的开启和关闭。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述空调制冷机构(4)具有：蒸发器(19)、第二冷却管路(20)，以及配置该第二冷却管路(20)上的第二膨胀阀(18)，所述第二冷却管路(20)用以连通所述蒸发器(19)和所述制冷驱动组件(5)，所述蒸发器(19)用以冷却所述车厢(25)。
4.根据权利要求2或3所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述制冷驱动组件(5)包含：视液镜(21)、冷凝器总成(22)、压缩机(23)，以及气液分离器(24)，所述冷凝器总成(22)包含冷凝器和风扇。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述控制机构(26)具有用以检测所述循环水路的温度的温度传感器(13)，该温度传感器(13)电连接于所述控制器。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述冷却水循环机构(2)具有用以容纳所述循环水路中冷却液的膨胀量的膨胀水箱(6)，所述控制机构(26)具有用以检测所述膨胀水箱(6)的液位的液位传感器(7)，该液位传感器(7)电连接于所述控制器。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述冷却水循环机构(2)具有去离子器(9)和电磁阀(10)，所述去离子器(9)和所述电磁阀(10)均连通于所述循环水路，所述电磁阀(10)电连接于所述控制器；所述控制机构(26)具有用以检测所述循环水路的电导率的电导率传感器(15)，该电导率传感器(15)电连接于所述控制器。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述冷却水循环机构(2)具有连通于所述循环水路的水泵(11)和过滤器(12)，所述循环水路具有管道和位于该管道内的冷却液，所述水泵(11)能够驱动冷却液沿所述管道流动，所述过滤器(12)用以过滤冷却液中的杂质。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池车辆的冷却装置,其特征在于,所述冷却水循环机构(2)具有多个手阀(8)，该多个手阀(8)能够断开所述循环水路和所述燃料电池机构(1)的连接。
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| CN112537218A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于制冷循环的低温储氢技术的燃料电池充电*** |
| CN114335593A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-12 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池用散热*** |
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2018
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114335593A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-12 | 北京亿华通科技股份有限公司 | 一种燃料电池用散热*** |
| CN112537218A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于制冷循环的低温储氢技术的燃料电池充电*** |
| CN112537218B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-07-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于制冷循环的低温储氢技术的燃料电池充电*** |
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