CN110970639B - 一种车用燃料电池管带式散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车零部件领域，并具体公开了一种车用燃料电池管带式散热器，其包括纵向设置的多层扁管，所述扁管横向两端分别设置有冷却液入口和出口，且每两层扁管之间横向交替设置有数个弯管层和金属片层，每个所述弯管层包括数根以一定角度弯曲的弯管，每个所述金属片层包括数组金属片，且所述金属片上开设有翅片。本发明在翅片之间加装弯管，使得空气流经翅片时发生偏转，流向上下两侧扁管处，增加导向扁管的空气流量，增大扁管表面换热量，提升散热器整体散热能力，为满足燃料电池汽车的散热要求奠定基础。

Description

一种车用燃料电池管带式散热器
技术领域
本发明属于汽车零部件领域，更具体地，涉及一种车用燃料电池管带式散热器。
背景技术
汽车散热系统主要由管道、冷却液、散热器等部分组成，其中大部分热量通过散热器传导给空气。散热器的形式多种多样，现在绝大部分汽车尤其是小轿车采用管带式散热器，除此之外，还有管片式散热器，其从制作工艺上来说会比较简便，但是其换热效率远远不及管带式散热器。其他散热器形式还有百叶窗式、平板式等等。
但是，无论什么形式的散热器都着重于增大其表面积以使得获得好的换热效果，而忽略了扁管表面的散热。对于燃料电池汽车来说，其高热负荷的工作状态已经成为一大难题，也就意味着传统的汽车散热器已经无法满足现在燃料电池汽车的散热需求。为了解决这一问题，有的整车厂商采用多重散热器的方案，但这会显而易见的增大汽车冷却系统的重量。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种车用燃料电池管带式散热器，其目的在于，在翅片之间加装弯管，使得空气流经翅片时发生偏转，流向上下两侧扁管处，增加导向扁管的空气流量，增大扁管表面换热量，提升散热器整体散热能力。
为实现上述目的，本发明提出了一种车用燃料电池管带式散热器，包括纵向设置的多层扁管，所述扁管横向两端分别设置有冷却液入口和出口，且每两层扁管之间横向交替设置有数个弯管层和金属片层，每个所述弯管层包括数根以一定角度弯曲的弯管，每个所述金属片层包括数组金属片，且所述金属片上开设有翅片。
作为进一步优选的，所述弯管层和所述金属片层平行设置，且均垂直于所述扁管。
作为进一步优选的，所述弯管层之间距离相等，每个所述弯管层包括2～20根弯管，且弯管的间距为1mm～20mm。
作为进一步优选的，所述弯管的弯曲角度为10°～170°，进一步优选为30°～90°。
作为进一步优选的，所述弯管为空心弯管或实心弯管，其直径为0.5mm～3mm。
作为进一步优选的，所述金属片层之间距离相等，该间距为2mm～15mm。
作为进一步优选的，每个所述金属片层包括1～5组金属片，每个所述金属片上开设有5～20片翅片，且开窗角度为20°～40°。
作为进一步优选的，每层所述扁管之间的距离为5mm～20mm。
作为进一步优选的，该散热器纵向高度为500mm～1500mm，横向宽度为500mm～1500mm。
作为进一步优选的，该散热器由金属或合金制成。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明在常规管带式散热器的基础上，在其中交错安置弯管，使得空气流经翅片时发生偏转，流向上下两侧扁管处，增大流经扁管表面的空气量，提高了散热器的散热效果；同时，相比于常规车用散热器，本发明提供的散热器大大提高了换热面积，增强了管带壁面的换热，整体散热性能比常规管带式散热器提高20％以上，为满足燃料电池汽车的散热要求奠定基础。
2.弯管的弯曲角度是导致空气发生上下偏转的原因，其角度不可过大也不可过小，否则会减小空气偏转的量，故将其设置为10°～170°，同时本发明经大量实验进一步将其设置为30°～90°，此时因弯管扰流偏转向扁管的空气较多，散热效果更好。
3.由于翅片间距和弯管间距的大小会直接对空气流通的阻力造成影响，过大会导致空气迅速流过而来不及进行换热，过小则会阻止空气流通、增大压降，依此本发明对翅片间距和弯管间距进行了设置，以在空气顺利流通的同时进行充分换热。
附图说明
图1为本发明实施例车用燃料电池管带式散热器结构示意图；
图2为本发明实施例车用燃料电池管带式散热器主视图；
图3为本发明实施例车用燃料电池管带式散热器左视图；
图4为本发明实施例车用燃料电池管带式散热器俯视图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-扁管，2-弯管，3-金属片，4-翅片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例提供的一种车用燃料电池管带式散热器，如图1至图4所示，包括纵向设置的多层扁管1，其中，所述扁管1用于通过冷却液，其横向两端分别设置有冷却液入口和出口，该冷却液出口和入口大小一致；每两层扁管1之间横向交替设置有数个弯管层和金属片层，所述弯管层和所述金属片层平行设置，且均垂直焊接在所述扁管1上；每个所述弯管层包括数根以一定角度弯曲的弯管2，该弯管2用以使空气发生偏转；每个所述金属片层包括数组并排设置的金属片3，且所述金属片3上开设有翅片4，该翅片4破坏热边界层。
进一步的，所述弯管层之间距离相等，每个所述弯管层包括2～20根弯管2，且弯管2的间距为1mm～20mm；所述弯管2为空心弯管或实心弯管，其弯曲角度为10°～170°，进一步优选为30°～90°，其直径为0.5mm～3mm。
进一步的，所述金属片层之间距离相等，该间距为2mm～15mm；每个所述金属片层包括1～5组金属片3，每个所述金属片3上开设有5～20片翅片4，且开窗角度为20°～40°。
进一步的，每层所述扁管1之间的距离为5mm～20mm。
进一步的，散热器由金属或合金制成，进一步优选由铝合金或铁合金制成，其热阻小且不易腐蚀；散热器整体尺寸由扁管1与翅片4的数量决定，优选的，散热器整体的纵向高度为500mm～1500mm，横向宽度为500mm～1500mm。
上述散热器工作时，高温冷却液从扁管1的入口一端进入扁管1，在其中散热后，温度较低的冷却液从扁管1出口流出，然后继续进入下一个循环，该冷却液可以是蒸馏水(DW)、乙二醇(EG)或纳米流等不受限制；同时，空气垂直通过弯管层和金属片层，空气经过金属片层上的翅片4，带走因冷却液散热而温度上升的翅片4上的热量，另外经过弯管2扰流的空气偏转向位于其上下的扁管1，吹扫过扁管1外壁，带走因冷却液加热的扁管1外壁的热量，从而提高散热器的整体散热能力。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，包括纵向设置的多层扁管(1)，所述扁管(1)横向两端分别设置有冷却液入口和出口，且每两层扁管(1)之间横向交替设置有数个弯管层和金属片层，每个所述弯管层包括数根以一定角度弯曲的弯管(2)，每个所述金属片层包括数组金属片(3)，且所述金属片(3)上开设有翅片(4)；
所述弯管层之间距离相等，每个所述弯管层包括2～20根弯管(2)，且弯管(2)的间距为1mm～20mm；所述弯管(2)的弯曲角度为10°～170°。
2.如权利要求1所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，所述弯管层和所述金属片层平行设置，且均垂直于所述扁管(1)。
3.如权利要求1所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，所述弯管(2)的弯曲角度为30°～90°。
4.如权利要求1所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，所述弯管(2)为空心弯管或实心弯管，其直径为0.5mm～3mm。
5.如权利要求1所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，所述金属片层之间距离相等，该间距为2mm～15mm。
6.如权利要求1所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，每个所述金属片层包括1～5组金属片(3)，每个所述金属片(3)上开设有5～20片翅片(4)，且开窗角度为20°～40°。
7.如权利要求1所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，每层所述扁管(1)之间的距离为5mm～20mm。
8.如权利要求1所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，该散热器纵向高度为500mm～1500mm，横向宽度为500mm～1500mm。
9.如权利要求1-8任一项所述的车用燃料电池管带式散热器，其特征在于，该散热器由金属或合金制成。
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