CN113394430A - 可调式氢燃料电池卡车用散热系统及其散热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氢燃料电池卡车技术领域，公开了一种可调式氢燃料电池卡车用散热系统，包括散热器，散热器的出水口分别与第一水泵和第二水泵连接，第一水泵的出水口与电磁阀的第一进口连接，第二水泵的出水口与电磁阀的第二进口连接，电磁阀的第一出口与MCU连接，MCU与电机连接，电机与散热器连接，电磁阀的第二出口与升压DCDC连接，升压DCDC分别与空压机和空压机控制器连接，空压机和空压机控制器与散热器连接。本发明还公开了一种可调式氢燃料电池卡车用散热系统及其散热方法。本发明可调式氢燃料电池卡车用散热系统及其散热方法，降低了系统冷却液的流动阻力，减少了水泵的负载，且有效提高散热系统的可靠性。

Description

可调式氢燃料电池卡车用散热系统及其散热方法
技术领域
本发明涉及氢燃料电池卡车技术领域，具体涉及一种可调式氢燃料电池卡车用散热系统及其散热方法。
背景技术
汽车的大量使用加剧了环境污染及全球变暖等问题，促使人们寻找安全高效的可再生能源。燃料电池作为一种效率高、无污染、可靠性高的能源转换装置，受到了汽车行业的普遍重视。其中，质子交换膜燃料电池具有启动速度快、发电效率高等优点，最适合作为汽车的动力源。
为了保证燃料电池汽车的正常工作，对整车进行有效热管理十分必要。燃料电池卡车的热管理由三部分组成：燃电系统电堆的热管理系统、动力电池的热管理系统、电机电控和燃电系统附件的热管理系统。其中电机电控和燃电系统附件里面的电机、MCU、空压机、空压机控制器、升压DCDC这5大部件在正常工作状态下都会产生大量的热量，设计一套良好的热管理系统能够保证部件的正常运转。
如图2所示，现有技术条件下都是将这5个部件与水泵、散热器串联在一起，这种方案的好处是结构简单，但是由于串联部件太多，系统阻尼过大，需要选用较大功率的水泵，同时水泵的负载过大，导致水泵可靠性降低。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种可调式氢燃料电池卡车用散热系统及其散热方法，降低了系统冷却液的流动阻力，减少了水泵的负载，且有效提高散热系统的可靠性。
为实现上述目的，本发明所设计的可调式氢燃料电池卡车用散热系统，包括散热器，所述散热器存储有冷却液，所述散热器的出水口分别与第一水泵和第二水泵的进水口连接，所述第一水泵的出水口与电磁阀的第一进口连接，所述第二水泵的出水口与所述电磁阀的第二进口连接，所述电磁阀的第一出口与MCU的进水口连接，所述MCU的出水口与电机的进水口连接，所述电机的出水口与所述散热器的进水口连接，所述电磁阀的第二出口与升压DCDC的进水口连接，所述升压DCDC的出水口分别与空压机和空压机控制器的进水口连接，所述空压机和空压机控制器的出水口与所述散热器的进水口连接。
优选地，所述电磁阀控制所述冷却液的走向。
一种所述可调式氢燃料电池卡车用散热系统的散热方法，其特征在于：所述电磁阀中第一进口与第一出口连通，所述第一水泵与所述MCU、电机连通，所述第二水泵与所述升压DCDC、空压机、空压机控制器连通；
当所述第一水泵出现故障时，所述电磁阀中第二进口与第一出口连通，所述第二水泵与所述MCU、电机连通；
当所述第二水泵出现故障后，所述电磁阀中第一进口与第一出口连通，所述第一水泵与所述MCU、电机连通。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、降低了系统冷却液的流动阻力，减少水泵的负载，进而提高散热系统的可靠性；
2、当其中一路水泵出现故障时，可切换另外一路水泵工作，保证车辆够利用动力电池里的剩余电能继续行驶至维修服务区域，提升车辆发生故障的应急能力；
3、由于采用并联的散热管路，冷却液流动阻力降低，选用小功率的水泵即可满足要求，系统能耗更低，更加节能环保。
附图说明
图1为本发明可调式氢燃料电池卡车用散热系统的结构示意图；
图2为现有技术氢燃料电池卡车散热系统示意图。
图中各部件标号如下：
散热器1、第一水泵2、第二水泵3、电磁阀4、第一进口5、第二进口6、第一出口7、MCU8、电机9、第二出口10、升压DCDC11、空压机12、空压机控制器13。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明一种可调式氢燃料电池卡车用散热系统，包括散热器1，散热器1存储有冷却液，散热器1的出水口分别与第一水泵2和第二水泵3的进水口连接，第一水泵2的出水口与电磁阀4的第一进口5连接，第二水泵3的出水口与电磁阀4的第二进口6连接，电磁阀4的第一出口7与MCU8的进水口连接，MCU8的出水口与电机9的进水口连接，电机9的出水口与散热器1的进水口连接，电磁阀4的第二出口10与升压DCDC11的进水口连接，升压DCDC11的出水口分别与空压机12和空压机控制器13的进水口连接，空压机12和空压机控制器13的出水口与散热器1的进水口连接。
本实施例中，各个部件之间通过胶管连接，供冷却液流动。
本实施例中，散热器1的功能是存储冷却液，降低冷却液的温度，第一水泵2和第二水泵3为散热系统内的冷却液的流动提供动力，电磁阀4控制冷却液的走向。
其中，MCU8用来控制电机9转速、转矩，电机9作为整车的动力输出元件，升压DCDC11的作用是输出燃料电堆内产生的电能，空压机12、空压机控制器13的作用是保证燃料电堆内有充足的氧气。
整个散热系统通过第一水泵2、第二水泵3和电磁阀4形成并联的两路散热管路。第一水泵2与MCU8、电机9连接形成一个回路，第二水泵3与升压DCDC11、空压机12、空压机控制器13连接形成另外一个回路，两路散热管路共用一个散热器1。
正常工作时：电磁阀4中第一进口5与第一出口7连通，第一水泵2与MCU8、电机9连通，第一水泵2驱动冷却液流经MCU8、电机9，保证MCU9、电机8正常运转，第二水泵3与升压DCDC11、空压机12、空压机控制器13连通，第二水泵3驱动冷却液流经升压DCDC11、空压机12、空压机控制器13，保证升压DCDC11、空压机12、空压机控制器13正常运转；
当第一水泵2出现故障时，电磁阀4中第二进口5与第一出口7连通，第二水泵3与MCU8、电机9连通，关闭燃电系统附件，保证MCU8、电机9能够正常运转，车辆利用动力电池里的剩余电能继续行驶至维修服务区域；
当第二水泵3出现故障后，电磁阀4中第一进口5与第一出口7连通，第一水泵3与MCU8、电机9连通，关闭燃电系统附件，第一水泵3、MCU8和电机9继续正常运转，保证车辆能够利用动力电池里的剩余电能继续行驶至维修服务区域。
本发明可调式氢燃料电池卡车用散热系统及其散热方法，降低了系统冷却液的流动阻力，减少水泵的负载，进而提高散热系统的可靠性；当其中一路水泵出现故障时，可切换另外一路水泵工作，保证车辆够利用动力电池里的剩余电能继续行驶至维修服务区域，提升车辆发生故障的应急能力；由于采用并联的散热管路，冷却液流动阻力降低，选用小功率的水泵即可满足要求，系统能耗更低，更加节能环保。

Claims (3)

1.一种可调式氢燃料电池卡车用散热系统，包括散热器(1)，所述散热器(1)存储有冷却液，其特征在于：所述散热器(1)的出水口分别与第一水泵(2)和第二水泵(3)的进水口连接，所述第一水泵(2)的出水口与电磁阀(4)的第一进口(5)连接，所述第二水泵(3)的出水口与所述电磁阀(4)的第二进口(6)连接，所述电磁阀(4)的第一出口(7)与MCU(8)的进水口连接，所述MCU(8)的出水口与电机(9)的进水口连接，所述电机(9)的出水口与所述散热器(1)的进水口连接，所述电磁阀(4)的第二出口(10)与升压DCDC(11)的进水口连接，所述升压DCDC(11)的出水口分别与空压机(12)和空压机控制器(13)的进水口连接，所述空压机(12)和空压机控制器(13)的出水口与所述散热器(1)的进水口连接。
2.根据权利要求1所述可调式氢燃料电池卡车用散热系统，其特征在于：所述电磁阀(4)控制所述冷却液的走向。
3.一种如权利要求1或2所述可调式氢燃料电池卡车用散热系统的散热方法，其特征在于：正常工作时：所述电磁阀(4)中第一进口(5)与第一出口(7)连通，所述第一水泵(2)与所述MCU(8)、电机(9)连通，所述第二水泵(3)与所述升压DCDC(11)、空压机(12)、空压机控制器(13)连通；
当所述第一水泵(2)出现故障时，所述电磁阀(4)中第二进口(5)与第一出口(7)连通，所述第二水泵(3)与所述MCU(8)、电机(9)连通；
当所述第二水泵(3)出现故障后，所述电磁阀(4)中第一进口(5)与第一出口(7)连通，所述第一水泵(3)与所述MCU(8)、电机(9)连通。
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