CN117790835B - 一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，包括集风罩、风洞件、若干散热格栅、移动机构和旋转清洗机构，集风罩内设有进风通道；风洞件呈圆筒体，风洞件的一端与进风通道的出风端相连通；若干散热格栅均设置于风洞件的内壁上，且沿风洞件的轴向延伸方向设置，散热格栅内设有流体通道，氢燃料电堆的冷却液流动在流体通道中；该装置的散热格栅沿风洞件的轴向方向设置在风洞件的内壁上，在引风面上受到的风阻较小，进而不会影响到车辆行驶中的受力问题，有效的保证了车辆驾驶的安全性，并且节能环保，同时，该装置结构集成度高，占用空间小，满足车辆上有限的空间、轻量化和节约电能的要求。
Description
技术领域
本发明涉及新能源燃料电池堆技术领域，尤其涉及一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置及其使用方法。
背景技术
氢燃料电堆是氢能源车辆电力的来源，电堆运行中会产生大量的热量，电堆正常的运行温度域在65度到80度之间，温度超高会导致电堆电池单元质子交换膜损坏，而造成电堆电池单元失效，电堆发电量降低，甚至整体失效；这就给氢堆的散热系统提出很高的要求，散热系统的散热效率必须有充足的能力来保证电堆的温度要求。
公开号为CN214137256U公开了一种氢燃料电堆冷却模块，包括壳体、设置在壳体内的无刷风机一、无刷风机二，壳体上方和下方均设置有冷凝器安装支架，冷凝器安装支架延伸到壳体外侧，壳体外边缘处还设置有连接装置，连接装置包括U形板一、U形板二和连接栓，U形板一焊接在壳体外侧且其凹进部分朝向壳体边缘，U形板二通过连接栓与U形板一连接且其凹进部分与U形板一的凹进部分朝向相反，连接栓整体位于U形板一的凹进部分及U形板二的凹进部分中。
上述现有技术方案中对氢燃料电堆进行辅助散热是依靠散热片和风扇来完成，散热器面积越大、风扇越多或功率越大散热效率会越高，但这与车辆上有限的空间和轻量化及节省电能消耗的要求产生矛盾，并且，散热器面积越大，车辆在行驶过程中遇到的风阻就会越大，会影响车辆行驶中的受力问题，降低了车辆驾驶的安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，将氢燃料电堆的冷却液分别输送到均匀分布的格栅中，依靠车辆行驶中的自然风完成对冷却液的散热，结构集成度高，占用空间小，满足车辆上有限的空间和轻量化的要求，同时，采用风洞式结构，可减小车辆在行驶中收到的风阻，不会影响到车辆行驶中的受力问题，有效的保证了车辆驾驶的安全性。
本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，用于氢燃料电堆的冷却液辅助散热，包括集风罩、风洞件、若干散热格栅、移动机构和旋转清洗机构，其中，
集风罩设置在车辆上，集风罩内设有进风通道，进风通道用于接收车辆行驶中产生的风力；
风洞件呈圆筒体，且设置在车辆上，风洞件的一端与进风通道的出风端相连通；
若干散热格栅均设置于风洞件的内壁上，且沿风洞件的轴向延伸方向设置，散热格栅内设有流体通道，氢燃料电堆的冷却液流动在流体通道中；
移动机构设置于风洞件的轴心处，且沿风洞件的轴向延伸方向设置，移动机构具有可沿风洞件轴向方向直线移动的移动部；
旋转清洗机构设置在移动机构的活动部外侧，旋转喷洒机构上设有一个转动部和喷洒部，转动部可沿风洞件的周向转动，喷洒部设置在转动部的外侧，喷洒部与外界水路相连通，用于对散热格栅进行冲洗及降温。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述移动机构包括至少两个支架、往复丝杆、扇轮、滑块和限位件，其中，
至少两个支架呈间隔设置在风洞件内，且至少两个支架分设于散热格栅的两侧；
往复丝杆转动连接至少两个支架之间，且位于风洞件的轴心处；
扇轮固定在往复丝杆靠近进风通道的一端；
滑块套设于往复丝杆的外侧，且滑块沿风洞件的轴向方向开设有滑孔，滑块作为移动机构的移动部；
限位件固定在至少两个支架之间，且限位件的一端贯穿滑孔从内部伸出，限位件与滑孔的直径相匹配。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述风洞件内设有缩径段，其中，缩径段的直径小于风洞件的直径，且缩径段的两侧均与风洞件的内壁呈倾斜设置，所述扇轮位于缩径段内。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述旋转清洗机构包括转筒件、若干叶片、若干喷洒件和输液管路，其中，
滑块的形状呈圆形状，且滑块的外侧开设有环形凹槽；
转筒件转动密封连接在环形凹槽内，且转筒件内部设有腔体；
若干叶片沿滑块的周向方向均匀设置在转筒件的外部，进风通道内的风吹动叶片使转筒件周向转动；
若干喷洒件沿滑块的周向方向均匀设置在转筒件的外部，且喷洒件与腔体相连通；
输液管路的一端依次贯穿风洞件和滑块并延伸至腔体内，输液管路的另一端与外界供液设备相连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括连接管道和防护件，其中，
连接管道的两端分别与进风通道的出风端和风洞件相连通，用于将进入到进风通道内的风输送到风洞件内；
防护件套设在连接管道的外侧，且防护件采用纵横交错编制而成的金属网，用于对连接管道起到防护。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述散热格栅具有一个进液端口和一个出液端口，且散热格栅的进液端口和出液端口分设在散热格栅的两端，散热格栅的进液端口和出液端口均与流体通道相连通；所述散热格栅的各进液端口和出液端口均设置有相连通的支路管道，各支路管道远离散热格栅的一端均贯穿风洞件向外伸出，同侧多个支路管道之间设置有相连通的主管道，一侧主管道与氢燃料电堆的冷却液输入端相连通，另一端主管道与外界泵体的输出端相连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括至少两个阻隔组件和栅网，其中，
所述集风罩的进风端和风洞件的出风端侧均设有凸台部；
至少两个阻隔组件分别设置在集风罩和风洞件内，且阻隔组件的一侧端面与相对应的凸台部相抵接，阻隔组件上设有若干可朝迎风方向转动的活动部，活动部随车辆行驶中产生的风力发生转动，使进风通道和风洞件与外界空气相连通；
栅网固定在集风罩的进风端处，且栅网与阻隔组件的表面相抵接。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述阻隔组件包括框体、若干弹簧铰链和若干隔板件，其中，
框体位于集风罩和风洞件内，且框体的一侧端面与凸台部相抵接，框体靠近栅网的一侧开设有若干呈等间距分布的开口；
若干弹簧铰链均设置在框体远离栅网的一侧，且各弹簧铰链分别与各开口的位置相对应；
若干隔板件分别固定各弹簧铰链的转动端上，隔板件可朝开口侧转动与框体表面抵接，将开口关闭。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述若干散热格栅沿风洞件的周向方向均匀设置，散热格栅的形状呈条形状，且散热格栅表面均匀设置有槽洞，用于增大散热面积。
另一方面，本发明还提供了一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1，将多个氢燃料电堆风洞式辅助散热装置均匀分布安装在车辆上，使车辆受力均衡，再将多个氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的主管道依次首尾相连，位于首端的主管道与外界泵体的输出端相连通，位于末端的主管道与氢燃料电堆的冷却液输入端相连通，氢燃料电堆的冷却液流动在散热格栅的流体通道中，将输液管路与氢燃料电堆的排水口相连通；
步骤S2，车辆在怠速无风状态时，增大氢燃料电堆的冷却液的流速，氢燃料电堆中反应产生的水通过输液管路输入到喷洒件内对散热格栅进行定点喷洒，氢燃料电堆的冷却液流过散热格栅时进行散热；
步骤S3，车辆在行驶状态时，减小氢燃料电堆的冷却液的流速，行驶产生的新风进入到集风罩内，此时新风的风力大于弹簧铰链的扭力，新风推动隔板件朝向远离框体的一侧摆动，将开口打开，使进风通道和风洞件与外界空气相连通；
步骤S4，新风穿过开口沿着进风通道和连接管道进入到风洞件内，新风吹送到缩径段时，管径的截面变小加快风的流速，加快的风速流过散热格栅表面时，将其表面的温度带走，使氢燃料电堆的冷却液降温；
步骤S5，经过缩径段后风速加快后使扇轮转动，在限位件的限位下使滑块在往复丝杆上往复轴向移动，并新风吹动叶片使转筒件转动，通过输液管路输入到腔体内，再通过喷洒件朝环形均匀分布的散热格栅进行喷洒，对散热格栅的表面进行喷淋换热。
本发明的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置及其使用方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过车辆在行驶过程中会产生的自然风，将该自然风通过集风罩引入到风洞件内对环形均匀分布的散热格栅进行散热，可将散热格栅表面的温度带走，使氢燃料电堆的冷却液降温，同时，引入的自然风驱动移动机构的移动部直线往复移动和旋转清洗机构的转动部周向转动，外界水路向喷洒部供液，可使旋转清洗机构的喷洒部沿风洞件的轴向方向往复移动并转动喷洒，均匀喷洒在散热格栅的表面，喷洒的液体可对散热格栅表面的灰尘进行清洗，并且还可对散热格栅起到辅助散热的效果，达到了良好的散热效果，该过程中移动部的移动及转动部的转动均采用引入的自然风驱动，无需外部驱动装置进行驱动，达到了节省电能和环保的目的，并且，散热格栅沿风洞件的轴向方向设置在风洞件的内壁上，在引风面上受到的风阻较小，进而不会影响到车辆行驶中的受力问题，有效的保证了车辆驾驶的安全性，同时，该装置结构集成度高，占用空间小，满足车辆上有限的空间和轻量化的要求；
(2)通过设置的缩径段，当自然风通过缩径段时，由于缩径段的截面面积变小，所以导致风速加快，进而可使扇轮快速转动，保证车辆在行驶过程中，滑块可在往复丝杆上进行轴向方向的往复移动；
(3)通过设置的支路管道、主管道和多个散热格栅，在氢燃料电堆的冷却液输入到装置内时进行分流到各散热格栅中进行分散散热，有效的提高了氢燃料电堆的冷却液的散热效率；
(4)通过设置的防护件一方面可避免连接管道出现弯折导致风道堵塞的情况，另一方面可避免鼠类动物的啃咬情况，进而起到对连接管道的防护，有效的保证了风道的正常流通；
(5)通过设置的栅网拦截外界的杂物，并通过阻隔组件上的活动部，在车辆行驶中产生的风力发生转动，使进风通道和风洞件与外界空气相连通，当车辆停止时，阻隔组件的活动部回到初始位置，使进风通道和风洞件与外界空气隔断，使装置内部保证良好的清洁度，避免灰尘对使用造成影响。
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为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的立体图；
图2为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的正视图；
图3为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的图2中A-A处剖面图；
图4为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的图3中B处局部放大示意图；
图5为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的散热格栅与支路管道连接剖面图；
图6为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的图2中C-C处剖面图；
图7为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的旋转清洗机构的截面图；
图8为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的旋转清洗机构立体图；
图9为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的散热格栅立体图；
图10为本发明的氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
如图1-9所示，本发明的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，用于氢燃料电堆的冷却液辅助散热，包括集风罩1、风洞件2和若干散热格栅3。
其中，集风罩1设置在车辆上，集风罩1内设有进风通道100，进风通道100用于接收车辆行驶中产生的风力，风洞件2呈圆筒体，且设置在车辆上，风洞件2的一端与进风通道100的出风端相连通；若干散热格栅3均设置于风洞件2的内壁上，且沿风洞件2的轴向延伸方向设置，散热格栅3内设有流体通道300，氢燃料电堆的冷却液流动在流体通道300中。
需要说明的是，车辆在行驶过程中会产生较大的风力，将该风力通过集风罩1引入到风洞件2内对环形均匀分布的散热格栅3进行散热，可将散热格栅3表面的温度带走，使氢燃料电堆的冷却液降温。
具体的，若干散热格栅3沿风洞件2的周向方向均匀设置，且散热格栅3的形状呈条形状，散热格栅3表面均匀设置有槽洞，用于增大散热面积，散热格栅3采用铝合金材料制成，并且流体通道300内需要按照氢能电堆对电导率和冷液杂质洁净度的要求，进行内部表面钝化处理，使电导率不高于5μs/cm，具有持久的保持能力。
并且，散热格栅3靠近进风侧的一端呈弧形状，用于减少散热格栅3端面与新风之间的阻力，将新风分流到两侧面上，可提高散热的效果。
由于在装置长时间使用，其散热格栅3的表面会产生大量的灰尘，会导致其散热效果的问题。
实施例1
如图10所示，风洞件2的内部设置有两个呈间隔分布的安装架，两个安装架分设在散热格栅3的两侧，两个安装架之间固定安装有固定管路55，固定管路55的内部空心，且固定管路55的一端水平贯穿并延伸至风洞件2的外部，并且，固定管路55的外侧均匀设置有若干呈环形分布的喷头管56。
需要说明的是，在停车清洗车辆时，通过外界水管与固定管路55伸出风筒件2的一端连接，外界水源通过固定管路55和喷头管56对散热格栅3的表面进行冲洗，有效保证散热格栅3的散热效果。
实施例2
本实施例中还包括移动机构4和旋转清洗机构5，其中，移动机构4设置于风洞件2的轴心处，且沿风洞件2的轴向延伸方向设置，移动机构4具有可沿风洞件2轴向方向直线移动的移动部；旋转清洗机构5设置在移动机构4的活动部外侧，旋转喷洒机构5上设有一个转动部和喷洒部，转动部可沿风洞件2的周向转动，喷洒部设置在转动部的外侧，喷洒部与外界水路相连通，用于对散热格栅3进行冲洗及降温。
需要说明的是，引入的新风驱动移动机构4的移动部直线往复移动和旋转清洗机构5的转动部周向转动，外界水路向喷洒部供液，进而可使旋转清洗机构5的喷洒部沿风洞件2的轴向方向往复移动并转动喷洒，实现对均匀分布的散热格栅3表面均匀喷洒，喷洒的液体可对散热格栅3起到辅助散热的效果，并且还可对散热格栅3表面的灰尘进行清洗，该过程中移动机构4的移动部移动以及旋转清洗机构5的转动部周向转动均采用引入的新风驱动，无需外部驱动装置进行驱动，达到了节省能源环保的目的，同时，散热格栅3沿风洞件2的轴向方向设置在风洞件2的内壁上，在引风面上受到的风阻较小，进而不会影响到车辆行驶中的受力问题，有效的保证了车辆驾驶的安全性。
作为一种优选的实施方式，本实施中的移动机构4包括至少两个支架41、往复丝杆42、扇轮43、滑块44和限位件45，其中，至少两个支架41呈间隔设置在风洞件2内，且至少两个支架41分设于散热格栅3的两侧；往复丝杆42转动连接至少两个支架41之间，且位于风洞件2的轴心处；扇轮43固定在往复丝杆42靠近进风通道100的一端；滑块44套设于往复丝杆42的外侧，且滑块44沿风洞件2的轴向方向开设有滑孔，滑块44作为移动机构4的移动部；限位件45固定在至少两个支架41之间，且限位件45的一端贯穿滑孔从内部伸出，限位件45与滑孔的直径相匹配。
需要说明的是，支架41包括多个支撑杆和轴承，多个支撑杆呈环形均匀固定在风洞件2的内壁上，轴承固定在多个支撑杆之间，往复丝杆42的两端伸入到相应的轴承中，并与轴承转子固定连接。
根据本实施例通过引入的新风使扇轮43转动带动往复丝杆42单向转动，通过限位件45对滑块44的限位，进而可使滑块44沿着散热格栅3的长度方向进行往复直线运动。
其往复丝杆42与滑块44之间的传动原理，往复丝杆42上开设有两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，其两端用过渡曲线连接，滑块44的上设置有与螺旋槽相配合的月牙销，通过往复丝杆42的旋转，利用螺旋槽侧面推动置于螺旋槽内的滑块作轴向往复运动，该为现有技术，公开号为CN207687287U的一种可变速往复丝杆，包括往复丝杆、滑动机构、导向套、支撑座和手轮，往复丝杆水平设置于支撑座上，手轮安装于往复丝杆的一端，导向套套设于往复丝杆的外侧，滑动机构套设于导向套上，往复丝杆上开设有左右螺旋槽，其中左旋螺旋槽的螺距为12mm，右旋螺旋槽的螺距为24mm，滑动机构包括套于导向套上的滑块，在滑块上设置有压板，在压板上设置有弹性的月牙销，月牙销的端部与往复丝杆的螺旋槽相，故在此不做过多赘述。
并且，风洞件2内设有缩径段21，其中，缩径段21的直径小于风洞件2的直径，且缩径段21的两侧均与风洞件2的内壁呈倾斜设置，所述扇轮43位于缩径段21内。
需要说明的是，由于缩径段21的直径小于风洞件2的直径，所以新风通过缩径段21时，截面面积变小导致风速加快，进而可使扇轮43快速转动，保证车辆在行驶过程中，滑块44可在往复丝杆42上进行轴向方向的往复移动，其中，风洞件2的直径缩径段21的直径为两倍。
作为一种优选的实施方式，本实施中的旋转清洗机构5包括转筒件51、若干叶片52、若干喷洒件53和输液管路54，其中，滑块44的形状呈圆形状，且滑块44的外侧开设有环形凹槽500；转筒件51转动密封连接在环形凹槽500内，且转筒件51内部设有腔体510；若干叶片52沿滑块44的周向方向均匀设置在转筒件51的外部，进风通道100内的风吹动叶片52使转筒件51周向转动；若干喷洒件53沿滑块44的周向方向均匀设置在转筒件51的外部，且喷洒件53与腔体510相连通；输液管路54的一端依次贯穿风洞件2和滑块44并延伸至腔体510内，输液管路54的另一端与外界供液设备相连通。
需要说明的是，还包括若干滚珠和密封件，其中，环形凹槽500的内壁以及转筒件51上均设置有环形半圆槽，环形凹槽500上的环形半圆槽与转筒件51上的环形半圆槽位置相对应，若干滚珠分别设置在各相对的两个环形半圆槽之间，用于使转筒件51与滑块44之间转动连接，密封件设置在转筒件51与滑块44之间的间隙内，且密封件的两侧分别与转筒件51的外壁和滑块44的环形凹槽500内壁相接触，用于起到密封作用。
本实施例通过自然风吹动叶片52使转筒件51周向转动，带动外侧的喷洒件53转动，现有的氢燃料电堆在使用时内部发生反应，最后的产物只有水和热量，并在《GB/T29126-2012燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》标准中，氢燃料电池排水的环境温度条件为20-30°，同时，氢燃料电堆在反应过程中排出的水为纯净水，进而可将该纯净水进行收集，再通过水泵进行抽取，通过输液管路54向转筒件51的腔体510内输送，液体沿着喷洒件53向外喷出，其喷洒件53的出液端靠近散热格栅3设置，进而液体会被喷洒到散热格栅3的表面，可对散热格栅3进行清洗和降温的效果，起到辅助散热的效果，同时保证散热格栅3的散热效率。
其中，通过向输液管路54内通入纯净水对散热格栅的表面进行喷洒和降温，可避免长时间产生水垢，影响辅助散热装置的使用。
本实施例中的散热格栅3具有一个进液端口和一个出液端口，且散热格栅3的进液端口和出液端口分设在散热格栅3轴向延伸方向的两端，散热格栅3的进液端口和出液端口均与流体通道300相连通；散热格栅3的各进液端口和出液端口均设置有相连通的支路管道8，各支路管道8远离散热格栅3的一端均贯穿风洞件2向外伸出，同侧多个支路管道8之间设置有相连通的主管道9，一侧主管道9与氢燃料电堆的冷却液输入端相连通，另一端主管道9与外界泵体的输出端相连通。
需要说明的是，氢燃料电堆的冷却液从一侧的进液端口流入到主管道9中，然后通过多个支路管道8进行分流到均匀分布的各散热格栅3中，从各散热格栅3的流体通道300中流动，然后在另一侧进行汇集到主管道9中，再输送回氢燃料电堆，本实施例将冷却液进行分流散热，有效的提高了氢燃料电堆的冷却液的散热效率。
其中，进液端口位于靠近出风侧，出液端口位于靠近进风侧，氢燃料电堆的冷却液的流动方向与新风的流动方向相反，该设计可提高散热的效率。
本实施例中还包括连接管道6和防护件7，其中，连接管道6的两端分别与进风通道100的出风端和风洞件2相连通，用于将进入到进风通道100内的风输送到风洞件2内；防护件7套设在连接管道6的外侧，且防护件7采用纵横交错编制而成的金属网，用于对连接管道6起到防护。
需要说明的是，通过设置的防护件7一方面可避免连接管道6出现弯折导致风道堵塞的情况，另一方面可避免鼠类动物的啃咬情况，进而起到对连接管道6的防护，有效的保证了风道的正常流通。
其中，由于风道的进风口与出风口常处于敞开状态，在车辆长时间处于停车状态时，其外部的灰尘会进入到风道内，进而会造成扇轮43、叶片52和散热格栅3的表面积累灰尘情况，导致使用效果较差的问题。
进而本实施例中还包括至少两个阻隔组件10和栅网11，其中，所述集风罩1的进风端和风洞件2的出风端侧均设有凸台部；至少两个阻隔组件10分别设置在集风罩1和风洞件2内，且阻隔组件10的一侧端面与相对应的凸台部相抵接，阻隔组件10上设有若干可朝迎风方向转动的活动部，活动部随车辆行驶中产生的风力发生转动，使进风通道100和风洞件2与外界空气相连通；栅网11固定在集风罩1的进风端处，且栅网11与阻隔组件10的表面相抵接。
需要说明的是，通过设置的栅网11拦截外界的杂物，并且通过将阻隔组件10分别设置在集风罩1的进风端和风洞件2的出风端处，阻隔组件10上设有若干可朝迎风方向转动的活动部，活动部随车辆行驶中产生的风力发生转动，使进风通道100和风洞件2与外界空气相连通，当车辆停止时，在没有风力的作用下，阻隔组件10的活动部回到初始位置，使进风通道100和风洞件2与外界空气隔断，使装置内部保证良好的清洁度，避免灰尘对使用造成影响。
另外，车辆在停驶或者怠速下，耗用功率较小，氢燃料电堆的冷却液在水箱内循环，自有换热能力满足降温需求。
作为一种优选的实施方式，本实施例中的阻隔组件10包括框体101、若干弹簧铰链102和若干隔板件103，其中，框体101位于集风罩1和风洞件2内，且框体101的一侧端面与凸台部相抵接，框体101靠近栅网11的一侧开设有若干呈等间距分布的开口110；若干弹簧铰链102均设置在框体101远离栅网11的一侧，且各弹簧铰链102分别与各开口110的位置相对应；若干隔板件103分别固定各弹簧铰链102的转动端上，隔板件103可朝开口110侧转动与框体101表面抵接，将开口110关闭。
需要说明的是，通过隔板件103连接在弹簧铰链102上，其隔板件103在被自然风推动转动时，弹簧铰链102上的弹簧会处于受力状态，当车辆停止后，弹簧复位使隔板件103自动复位将开口关闭，其中，通过设置的弹簧铰链102可保证在车辆停止状时，外界平常的起风产生的风力不会吹动隔板件103移动，提高了结构的稳定性。
可以理解的是，由于不同的弹簧的扭力值不相同，本实施例可根据车辆行驶在低速状态时受到的风力进行选择相适应的弹簧。
该装置只要外界环境温度小于氢燃料电堆冷却液的出口温度，就会有辅助散热效率出现，且环境温度越低、车速越快，该辅助散热的效率就会更高，为加大散热的效率，可以延长风洞散热部分的长度，也可以在车辆上设置多个辅助散热装置，在设置多个辅助散热装置时，应将辅助散热装置均匀分布在车辆上，以保持受力平衡，并且风洞件2在安装时，后端向地面倾斜，有利于风洞内杂物和水排出。
本发明还提供了一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1，将多个氢燃料电堆风洞式辅助散热装置均匀分布安装在车辆上，使车辆受力均衡，再将多个氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的主管道9依次首尾相连，位于首端的主管道9与外界泵体的输出端相连通，位于末端的主管道9与氢燃料电堆的冷却液输入端相连通，氢燃料电堆的冷却液流动在散热格栅3的流体通道300中，将输液管路54与氢燃料电堆的排水口相连通；
步骤S2，车辆在怠速无风状态时，增大氢燃料电堆的冷却液的流速，氢燃料电堆中反应产生的水通过输液管路54输入到喷洒件53内对散热格栅3进行定点喷洒，氢燃料电堆的冷却液流过散热格栅3时进行散热；
步骤S3，车辆在行驶状态时，减小氢燃料电堆的冷却液的流速，行驶产生的新风进入到集风罩1内，此时新风的风力大于弹簧铰链102的扭力，新风推动隔板件103朝向远离框体101的一侧摆动，将开口110打开，使进风通道100和风洞件2与外界空气相连通；
步骤S4，新风穿过开口110沿着进风通道100和连接管道6进入到风洞件2内，新风吹送到缩径段21时，管径的截面变小加快风的流速，加快的风速流过散热格栅3表面时，将其表面的温度带走，使氢燃料电堆的冷却液降温；
步骤S5，经过缩径段后风速加快后使扇轮43转动，在限位件45的限位下使滑块44在往复丝杆42上往复轴向移动，并新风吹动叶片52使转筒件51转动，通过输液管路54输入到腔体510内，再通过喷洒件53朝环形均匀分布的散热格栅3进行喷洒，对散热格栅3的表面进行喷淋换热。
通过车辆在怠速无风状态时，增大氢燃料电堆的冷却液的流速，保证氢燃料电堆的冷却液在低功率状态下正常降温，通过车辆在行驶状态时，减小氢燃料电堆的冷却液的流速，由于车辆行驶时，则新风进入到风洞件2内进行散热，降低氢燃料电堆的冷却液的流速不仅可提高散热效率，还可以降低泵体的能源损耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，用于氢燃料电堆的冷却液辅助散热，其特征在于，包括集风罩(1)、风洞件(2)、若干散热格栅(3)、移动机构(4)和旋转清洗机构(5)，其中，
集风罩(1)设置在车辆上，集风罩(1)内设有进风通道(100)，进风通道(100)用于接收车辆行驶中产生的新风；
风洞件(2)呈圆筒体，且设置在车辆上，风洞件(2)的一端与进风通道(100)的出风端相连通；
若干散热格栅(3)均设置于风洞件(2)的内壁上，且沿风洞件(2)的轴向延伸方向设置，散热格栅(3)内设有流体通道(300)，氢燃料电堆的冷却液流动在流体通道(300)中；
移动机构(4)设置于风洞件(2)的轴心处，且沿风洞件(2)的轴向延伸方向设置，移动机构(4)具有可沿风洞件(2)轴向方向直线移动的移动部；
所述移动机构(4)包括至少两个支架(41)、往复丝杆(42)、扇轮(43)、滑块(44)和限位件(45)，其中，
至少两个支架(41)呈间隔设置在风洞件(2)内，且至少两个支架(41)分设于散热格栅(3)的两侧；
往复丝杆(42)转动连接至少两个支架(41)之间，且位于风洞件(2)的轴心处；
扇轮(43)固定在往复丝杆(42)靠近进风通道(100)的一端；
滑块(44)套设于往复丝杆(42)的外侧，且滑块(44)沿风洞件(2)的轴向方向开设有滑孔，滑块(44)作为移动机构(4)的移动部；
限位件(45)固定在至少两个支架(41)之间，且限位件(45)的一端贯穿滑孔从内部伸出，限位件(45)与滑孔的直径相匹配；
旋转清洗机构(5)设置在移动机构(4)的活动部外侧，旋转喷洒机构(5)上设有一个转动部和喷洒部，转动部可沿风洞件(2)的周向转动，喷洒部设置在转动部的外侧，喷洒部与外界水路相连通，用于对散热格栅(3)进行冲洗及降温；
所述旋转清洗机构(5)包括转筒件(51)、若干叶片(52)、若干喷洒件(53)和输液管路(54)，其中，
滑块(44)的形状呈圆形状，且滑块(44)的外侧开设有环形凹槽(500)；
转筒件(51)转动密封连接在环形凹槽(500)内，且转筒件(51)内部设有腔体(510)；
若干叶片(52)沿滑块(44)的周向方向均匀设置在转筒件(51)的外部，进风通道(100)内的风吹动叶片(52)使转筒件(51)周向转动；
若干喷洒件(53)沿滑块(44)的周向方向均匀设置在转筒件(51)的外部，且喷洒件(53)与腔体(510)相连通；
输液管路(54)的一端依次贯穿风洞件(2)和滑块(44)并延伸至腔体(510)内，输液管路(54)的另一端与外界供液设备相连通。
2.如权利要求1所述的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，其特征在于：所述风洞件(2)内设有缩径段(21)，其中，缩径段(21)的直径小于风洞件(2)的直径，且缩径段(21)的两侧均与风洞件(2)的内壁呈倾斜设置，所述扇轮(43)位于缩径段(21)内。
3.如权利要求1所述的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，其特征在于：还包括连接管道(6)和防护件(7)，其中，
连接管道(6)的两端分别与进风通道(100)的出风端和风洞件(2)相连通，用于将进入到进风通道(100)内的风输送到风洞件(2)内；
防护件(7)套设在连接管道(6)的外侧，且防护件(7)采用纵横交错编制而成的金属网，用于对连接管道(6)起到防护。
4.如权利要求1所述的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，其特征在于：所述散热格栅(3)具有一个进液端口和一个出液端口，散热格栅(3)的进液端口和出液端口分设在散热格栅(3)的两端，散热格栅(3)的进液端口和出液端口均与流体通道(300)相连通；所述散热格栅(3)的各进液端口和出液端口均设置有相连通的支路管道(8)，各支路管道(8)远离散热格栅(3)的一端均贯穿风洞件(2)向外伸出，同侧多个支路管道(8)之间设置有相连通的主管道(9)，一侧主管道(9)与氢燃料电堆的冷却液输入端相连通，另一端主管道(9)与外界泵体的输出端相连通。
5.如权利要求1所述的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，其特征在于：还包括至少两个阻隔组件(10)和栅网(11)，其中，
所述集风罩(1)的进风端和风洞件(2)的出风端侧均设有凸台部；
至少两个阻隔组件(10)分别设置在集风罩(1)和风洞件(2)内，且阻隔组件(10)的一侧端面与相对应的凸台部相抵接，阻隔组件(10)上设有若干可朝迎风方向转动的活动部，活动部随车辆行驶中产生的风力发生转动，使进风通道(100)和风洞件(2)与外界空气相连通；
栅网(11)固定在集风罩(1)的进风端处，且栅网(11)与阻隔组件(10)的表面相抵接。
6.如权利要求5所述的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，其特征在于：所述阻隔组件(10)包括框体(101)、若干弹簧铰链(102)和若干隔板件(103)，其中，
框体(101)位于集风罩(1)和风洞件(2)内，且框体(101)的一侧端面与凸台部相抵接，框体(101)靠近栅网(11)的一侧开设有若干呈等间距分布的开口(110)；
若干弹簧铰链(102)均设置在框体(101)远离栅网(11)的一侧，且各弹簧铰链(102)分别与各开口(110)的位置相对应；
若干隔板件(103)分别固定各弹簧铰链(102)的转动端上，隔板件(103)可朝开口(110)侧转动与框体(101)表面抵接，将开口(110)关闭。
7.如权利要求1所述的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置，其特征在于：所述若干散热格栅(3)沿风洞件(2)的周向方向均匀设置，散热格栅(3)的形状呈条形状，且散热格栅(3)表面均匀设置有槽洞，用于增大散热面积。
8.如权利要求1至7任一项所述的一种氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将多个氢燃料电堆风洞式辅助散热装置均匀分布安装在车辆上，使车辆受力均衡，再将多个氢燃料电堆风洞式辅助散热装置的主管道(9)依次首尾相连，位于首端的主管道(9)与外界泵体的输出端相连通，位于末端的主管道(9)与氢燃料电堆的冷却液输入端相连通，氢燃料电堆的冷却液流动在散热格栅(3)的流体通道(300)中，将输液管路(54)与氢燃料电堆的排水口相连通；
步骤S2，车辆在怠速无风状态时，增大氢燃料电堆的冷却液的流速，氢燃料电堆中反应产生的水通过输液管路(54)输入到喷洒件(53)内对散热格栅(3)进行定点喷洒，氢燃料电堆的冷却液流过散热格栅(3)时进行散热；
步骤S3，车辆在行驶状态时，减小氢燃料电堆的冷却液的流速，行驶产生的新风进入到集风罩(1)内，此时新风的风力大于弹簧铰链(102)的扭力，新风推动隔板件(103)朝向远离框体(101)的一侧摆动，将开口(110)打开，使进风通道(100)和风洞件(2)与外界空气相连通；
步骤S4，新风穿过开口(110)沿着进风通道(100)和连接管道(6)进入到风洞件(2)内，新风吹送到缩径段(21)时，管径的截面变小加快风的流速，加快的风速流过散热格栅(3)表面时，将其表面的温度带走，使氢燃料电堆的冷却液降温；
步骤S5，经过缩径段后风速加快后使扇轮(43)转动，在限位件(45)的限位下使滑块(44)在往复丝杆(42)上往复轴向移动，并新风吹动叶片(52)使转筒件(51)转动，通过输液管路(54)输入到腔体(510)内，再通过喷洒件(53)朝环形均匀分布的散热格栅(3)进行喷洒，对散热格栅(3)的表面进行喷淋换热。
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