一种冷却液加注结构及方法与一种燃料电池发动机系统
技术领域
本发明涉及燃料电池发动机领域,尤其涉及一种冷却液加注结构及方法与一种燃料电池发动机系统。
背景技术
目前的燃料电池发动机冷却系统包括燃料电池和散热器,燃料电池和散热器之间通过冷却液循环管路连接,燃料电池和散热器分别通过排气管路连接于膨胀水箱,膨胀水箱通过补水管路连接于冷却液循环管路。当燃料电池发动机配套到整车后,需要加注燃料电池冷却液。目前,冷却液的加注方式比较多,例如,从膨胀水箱顶部加注,或者从冷却液循环管路上的三通阀处加注,等等。然而,从膨胀水箱顶部加注冷却液的方式,在加注时容易导致流道产生气泡,很难一次性加足冷却液,一旦车辆运行后还需要多次加注,十分不便。从三通阀处加注冷却液的方式,整个过程需要控制进水压力,以防止对燃料电池造成损害,使得加注过程较慢,加注效率极低。
因此,如何提高燃料电池冷却液的加注效率,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种冷却液加注结构及方法,用于提高燃料电池冷却液的加注效率,同时减少加注过程气泡的产生。本发明的另一个目的在于提供一种燃料电池发动机系统。
一种冷却液加注结构,包括连接于燃料电池与散热器之间的供冷却液循环流动的两条冷却管路,每条所述冷却管路上分别设置有一个三通换向阀,所述三通换向阀的第一通口和第二通口分别与其所在的所述冷却管路串联,且至少一个所述三通换向阀的第三通口为冷却液加注口。
优选地,至少一个所述冷却液加注口连接有冷却液加注水泵。
优选地,所述冷却液加注水泵与所述冷却液加注口可拆卸连接。
优选地,所述冷却液加注水泵为变频水泵。
优选地,所述冷却管路上设置有压力检测装置。
优选地,所述冷却管路上设置有流量计。
优选地,所述散热器和所述燃料电池均连接有膨胀水箱。
本发明提供的冷却液加注结构,包括连接于燃料电池与散热器之间的供冷却液循环流动的两条冷却管路,每条冷却管路上分别设置有一个三通换向阀,三通换向阀的第一通口和第二通口分别与其所在的冷却管路串联,且至少一个三通换向阀的第三通口为冷却液加注口。
本发明提供的冷却液加注结构的使用过程如下:
需要加注冷却液时,将冷却液加注水泵连接到三通换向阀的冷却液加注口,然后,将三通换向阀的冷却液加注口与散热器连通,并截断三通换向阀与燃料电池之间的冷却管路,启动冷却液加注水泵按照散热器最大加注压力加注冷却液,直至散热器加注完毕;然后,将三通换向阀的冷却液加注口与燃料电池连通,并截断三通换向阀与散热器之间的冷却管路,启动冷却液加注水泵按照燃料电池的入口压力加注冷却液,直至燃料电池加注完毕;最后,将三通换向阀的第一通口和第二通口连通,并将冷却液加注口截断,完成冷却液的加注过程。
通过上述技术方案可见,本发明通过在冷却管路中增加一个三通换向阀,可以实现散热器侧管路和燃料电池侧管路的分开单侧加注,散热器侧的冷却液加注过程不受燃料电池入口水压限制,提高了加注效率;同时,单侧加注冷却液可以大大减少管路中气泡的产生,减少后期燃料电池发动机的售后维修,降低燃料电池冷却不良造成的风险。
本发明还提供了一种冷却液加注方法,应用于如上所述的冷却液加注结构,包括以下步骤:
将冷却液加注水泵连接到冷却液加注口;
将三通换向阀的冷却液加注口与连通至散热器的通口连通,并将三通换向阀连通至燃料电池的通口截断,启动冷却液加注水泵按照散热器最大加注压力加注冷却液,直至散热器加注完毕;
将三通换向阀的冷却液加注口与连通至燃料电池的通口连通,并将三通换向阀连通至散热器的通口截断,启动冷却液加注水泵按照燃料电池的入口压力加注冷却液,直至燃料电池加注完毕;
将三通换向阀的第一通口和第二通口连通,并将冷却液加注口截断,冷却液加注过程结束。
通过上述冷却液加注方法,可以通过分次加注的方式实现对燃料电池发动机系统快速加注冷却液,在提高加注效率的同时,还能大大减少加注过程中气泡的产生。
本发明还提供了一种燃料电池发动机系统,包括燃料电池和散热器,还包括如上所述的冷却液加注结构。该燃料电池发动机系统产生的有益效果的推导过程与上述冷却液加注结构带来的有益效果的推导过程大体类似,故本文不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。
图1为本发明具体实施例中的燃料电池发动机冷却管路布置结构示意图;
图2为本发明具体实施例中的冷却液加注方法的流程图。
图1中各项附图标记的含义为:
1-燃料电池、2-散热器、3-膨胀水箱、4-冷却管路、5-排气管路、6-补水管路、7-第一三通换向阀、8-第二三通换向阀、9-第一冷却液加注水泵、10-第二冷却液加注水泵、11-循环水泵、12-小循环管路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参照图1,图1为本发明具体实施例中的燃料电池发动机冷却管路布置结构示意图。
本发明提供了一种冷却液加注结构,用于对燃料电池发动机系统加注冷却液,具体的,该冷却液加注结构包括连接于燃料电池1与散热器2之间的供冷却液循环流动的两条冷却管路4,每条冷却管路4上分别设置有一个三通换向阀,如图1所示,两个三通换向阀分别为第一三通换向阀7和第二三通换向阀8,每个三通换向阀包括三个通口,三个通口分别为第一通口、第二通口和第三通口。三通换向阀的第一通口和第二通口分别与其所在的冷却管路4串联,如图1所示,第一三通换向阀7的第一通口和第二通口与其所在的冷却管路4串联,第二三通换向阀8的第一通口和第二通口也与其所在的冷却管路4串联,且至少一个三通换向阀的第三通口为冷却液加注口,即,第一三通换向阀7的第三通口和/或第二三通换向阀8的第三通口为冷却液加注口。冷却液加注口用于连接冷却液加注水泵,从而为燃料电池发动机系统内加注冷却液。另外,冷却管路4上设置有循环水泵11,用于驱动冷却液在散热器2和燃料电池1之间循环运行。两个冷却管路4之间还连通有小循环管路12。
优选地,散热器2和燃料电池1均连接有膨胀水箱3。如图1所示,散热器2和燃料电池1均可以通过排气管路5连接于膨胀水箱3,当散热器2和燃料电池1内加注足够量的冷却液后,多余的冷却液可以进入膨胀水箱3中储存,膨胀水箱3通过补水管路6连接于冷却管路4,当冷却系统压力变化时,膨胀水箱3可以及时为冷却管路4补充冷却液或者将多余的冷却液进行储存。
本发明提供的冷却液加注结构的使用过程如下:
需要加注冷却液时,将冷却液加注水泵连接到三通换向阀的冷却液加注口,然后,将三通换向阀的冷却液加注口与散热器2连通,并截断三通换向阀与燃料电池1之间的冷却管路4,启动冷却液加注水泵按照散热器2最大加注压力加注冷却液,实现散热器2一侧的快速加注,直至膨胀水箱3内有冷却液冒出,表示散热器2加注完毕;然后,将三通换向阀的冷却液加注口与燃料电池1连通,并截断三通换向阀与散热器2之间的冷却管路4,启动冷却液加注水泵按照燃料电池1的冷却液入口压力加注冷却液,直至膨胀水箱3内的冷却液到达指定刻度,表示燃料电池1加注完毕;最后,将三通换向阀的第一通口和第二通口连通,并将冷却液加注口截断,拆下冷却液加注水泵,完成冷却液的加注过程。
通过上述技术方案可见,本发明通过在冷却管路4中增加一个三通换向阀,可以实现散热器2侧管路和燃料电池1侧管路的分开单侧加注。在散热器2侧进行加注时,由于冷却液不需要经过燃料电池1,散热器2侧的冷却液加注过程不受入口水压限制,因此,可以按照加注水泵最大压力加注冷却液,散热器2侧的需求水量较大,该侧冷却液的快速加注可以大大缩短冷却液加注时间,提高了加注效率。同时,单侧加注冷却液可以大大减少管路中气泡的产生,减少后期燃料电池发动机的售后维修,降低燃料电池冷却不良造成的风险。
需要说明的是,为了便于进行冷却液加注过程,优选地,本发明提供的冷却液加注结构还包括冷却液加注水泵,具体的,至少一个冷却液加注口连接有冷却液加注水泵。如图1所示,本方案中的两个三通换向阀的第三通口均为冷却液加注口,且两个冷却液加注口均连接有一个冷却液加注水泵,第一三通换向阀7连接有第一冷却液加注水泵9,第二三通换向阀8连接有第二冷却液加注水泵10。
优选地,冷却液加注水泵与冷却液加注口可拆卸连接。具体的,冷却液加注水泵可以通过管道法兰或管道快接头等实现与冷却液加注口的可拆卸连接,便于拆装和维修。
优选地,冷却液加注水泵为变频水泵。本方案采用变频水泵,有利于根据管路压力和加注情况等随时调节冷却液的加注速度。
优选地,冷却管路4上设置有压力检测装置(图中未示出),便于实时监测冷却管路4内的压力,本方案还可以将该压力检测装置与燃料电池发动机系统的控制器通信连接,用于向控制器实时反馈冷却管路4的压力,从而便于控制器根据冷却管路4的压力对冷却液加注过程进行闭环控制,进而使冷却管路4的压力在预设范围内。
优选地,冷却管路4上设置有流量计(图中未示出),便于实时监测冷却管路4内的流量,本方案还可以将该压力检测装置与燃料电池发动机系统的控制器通信连接,用于向控制器实时反馈冷却管路4内的冷却液流量,从而便于控制器根据冷却管路4内的流量对冷却液加注过程进行闭环控制,进而使冷却液流量控制在预设范围内。
请参照图2,本发明还提供了一种冷却液加注方法,应用于如上所述的冷却液加注结构,包括以下步骤:
S1:将冷却液加注水泵连接到冷却液加注口;
S2:将三通换向阀的冷却液加注口与连通至散热器的通口连通,并将三通换向阀连通至燃料电池的通口截断,启动冷却液加注水泵按照散热器最大加注压力加注冷却液,直至散热器加注完毕;
S3:将三通换向阀的冷却液加注口与连通至燃料电池的通口连通,并将三通换向阀连通至散热器的通口截断,启动冷却液加注水泵按照燃料电池的入口压力加注冷却液,直至燃料电池加注完毕;
S4:将三通换向阀的第一通口和第二通口连通,并将冷却液加注口截断,冷却液加注过程结束。
通过上述冷却液加注方法,可以通过分次加注的方式实现对燃料电池发动机系统快速加注冷却液,在提高加注效率的同时,还能大大减少加注过程中气泡的产生。
本发明还提供了一种燃料电池发动机系统,包括燃料电池1和散热器2,还包括如上所述的冷却液加注结构。该燃料电池发动机系统产生的有益效果的推导过程与上述冷却液加注结构带来的有益效果的推导过程大体类似,故本文不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。