CN1986274A - 燃料电池汽车的冷起动阀结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃料电池汽车中的冷起动阀结构。该冷起动阀结构包括进入管、排出管和阀体。进入管具有椭圆形阀座。排出管设置为与进入管平行。阀体将进入管与排出管连接，使得进入管与排出管彼此连通，且阀体相对于进入管以预定角度倾斜。在阀体中设有提升阀，其具有与阀体相同的倾斜角度，并上下移动以打开或关闭阀座。本发明在将冷却水从冷却路径排出时，防止冷却水残留在排水阀中，从而防止排水阀冻结，因此允许排水阀平稳和可靠地工作。此外，不需要用于解冻的附加加热装置，从而降低了重量和制造成本且节约了能量。

Description

燃料电池汽车的冷起动阀结构
技术领域
本发明涉及用于燃料电池汽车的冷起动阀，且更具体地，涉及一种用于燃料电池汽车的冷起动阀，其具有良好的排放能力，从而无需消耗额外的能量即可进行驾驶操作，并且其不需要解冻时间，从而可即时起动燃料电池汽车，且即使在零下温度起动汽车时其也能保证稳定性。
背景技术
如图中1所示，用于燃料电池汽车的常规冷却系统包括第一冷却路径和第二冷却路径。第一冷却路径具有在散热器1和热交换器2中循环的冷却水。第二路径具有从燃料电池组3经过泵4和储水箱5循环至热交换器2的冷却水。
因此，在热交换器2中进行燃料电池组3中的冷却水与第一冷却路径中的冷却水之间的热交换操作，从而冷却燃料电池组3。
此外，燃料电池组3和第二冷却路径通过排水通道与附加的快速解冻装置6连接。另外，在各排水通道中安装有包括电磁阀的排水阀7。因此，当外界温度降至零下时，打开排水阀7，从而将冷却水从第二冷却路径和燃料电池组3排出，因而防止冷却水的冻结。
同时，当汽车重新起动时，关闭排水阀7，并通过泵4泵送存储在快速解冻装置6中的冷却水，从而将第二冷却路径注满冷却水。此时，排水阀必须可靠地关闭，以便通过泵4将冷却水泵送入第二冷却路径中。
由于水的表面张力导致冻结的水粘附在各排水阀7的表面，所以当汽车重新起动时，各排水阀7可能不能工作。为了解决该问题，各排水阀7设有附加的加热装置。通常，将电热丝缠绕在各排水阀7上。
然而，用于燃料电池汽车的常规冷却系统的问题在于，使用附加的加热装置解冻各排水阀7的冰，因此需要解冻时间并消耗解冻能量。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于燃料电池汽车的冷启动阀结构，其在将冷却水从冷却路径中排出时，防止冷却水残留在排水阀中，以防止在温度降低时冷却水冻结，从而防止排水阀冻结，因此允许排水阀平稳和可靠地工作，而且该冷启动阀结构不需要用于解冻的附加的加热装置，从而降低了重量和制造成本并节约了能量，并且在该冷启动阀结构中，即使当温度降低时也不需要进行解冻，从而提高了燃料电池汽车的冷起动能力。
根据本发明的实施例，用于燃料电池汽车的冷起动阀结构包括进入管、排出管和阀体。进入管具有椭圆形阀座。排出管设置为与进入管平行。阀体将进入管与排出管连接，使得进入管与排出管彼此连通，且阀体相对于进入管以预定角度倾斜。在阀体中设有提升阀，其具有与阀体相同的倾斜角度，并上下移动以打开或关闭阀座。
优选地，提升阀在阀体中安装成在圆周方向和垂直方向上与阀体的内圆周表面和阀座间隔开。
此外，提升阀由以硅树脂材料制成的外壳覆盖。
进入管在其内圆周表面上具有涂层，从而允许水滴的接触角度为140°或更大。
阀体和阀座分别具有相对于进入管的35°至55°的倾斜角度。
附图说明
为了更好地理解本发明的实质和目的，应该结合附图参考以下详细说明，其中：
图1示出了用于燃料电池汽车的常规冷却系统的结构；及
图2是示出根据本发明、用于燃料电池汽车的冷起动阀的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本发明的优选实施例进行说明。
图2示出了根据本发明、用于燃料电池汽车的冷起动阀的截面。即，进入管11和排出管12彼此平行地设置。进入管11与冷却水的第二冷却路径连接，其中该冷却水从燃料电池组循环经过热交换器并冷却燃料电池组。排出管12与快速解冻装置连接。所述两根管11和12连接为通过冷起动阀13的阀体13a彼此连通。
两根管彼此平行地设置。因此，为了打开或关闭进入管11，将进入管11的出口切割为具有椭圆形，从而形成椭圆形阀座11a。阀座11a与阀体13a连接并与之连通。提升阀13b安装在阀体13a中、以预定角度倾斜，其与阀座11a进行紧密接触或与之分离，以关闭或打开进入管11。
即，当由于温度降低而将第二冷却路径的冷却水排入快速解冻装置6时，提升阀13b打开，因此第二冷却路径的冷却水通过进入管11排出至快速解冻装置6。同时，当汽车重新起动时，提升阀13b与进入管11的阀座11a进行紧密接触，从而关闭进入阀11，所以在使用泵将储存在快速解冻装置6中的冷却水提供给第二冷却路径时，阻止冷却水经过排出管12流入第二冷却路径中。
安装在阀体13a中的提升阀13b的倾斜角度与设置在进入管11中的椭圆形阀座11a的倾斜角度相等。为了提高提升阀13b与阀座11a紧密接触时的气密性，用以硅树脂材料制成的外壳13c覆盖提升阀13b的外圆周表面。
此外，将提升阀13b安装为与阀体13a的内圆周表面在圆周方向及上下方向上间隔开。因此，即使冷却水残留在阀体13a中并冻结，由于冷却水解冻，所以提升阀13b也不会粘附在阀体13a上。
为了上下移动提升阀13b，将阀轴13d整体地设置在提升阀13b上。尽管在图中未示出，在阀轴13d的外圆周表面上设有例如线圈的磁生成装置，和例如弹簧的回位装置。因此，例如，当控制电流由适当的控制装置施加给线圈时，线圈产生磁力，从而拉起阀轴13d和提升阀13b。结果，提升阀1 3b打开进入管11。相反地，当控制电流中断时，阀轴13d和提升阀13b通过回位弹簧返回至其初始位置，从而关闭进入管11。
优选地，阀轴13d和阀座11a相对于进入管11的倾斜角度为35度至55度。
此外，在进入管11的内圆周表面上形成有涂层11b，从而防止冷却水以水滴的形式残留在进入管11的内圆周表面上，并随后冻结。该涂层11b形成为使得冷却水的水滴的接触角为140度或更大，从而将冷却水完全排出。
必须将设置在进入管11中的阀座11a制造为具有0.6mm或更小的厚度，从而将水滴的冻结减至最低程度。此外，必须将提升阀13b与阀体13a和阀座11a间隔开4mm或更多，从而防止冻结的水滴引起提升阀13b与阀体13a和阀座11a粘附。
从上文中显而易见，本发明的一个优点在于，当由于温度降低而将冷却水从燃料电池组和冷却水循环路径排出时，进入管打开以将冷却水排入快速解冻装置，因此在冷却水排入快速解冻装置后可能残留在进入管中的冷却水滴通过涂层完全排出，从而有效地防止了水滴冻结，且消除了残留在阀体中的水滴导致提升阀与阀体粘附的可能性，因而消除了为解冻提升阀而使用附加加热装置的必要性，因此降低了重量和制造成本，防止了能量的浪费，并消除了对解冻时间的需要，从而提高了冷起动性能，使得汽车可以即时起动。

Claims (7)

1.一种用于燃料电池汽车的冷起动阀结构，其包括：
进入管，其具有椭圆形阀座；
排出管，其设置为与所述进入管平行；和
阀体，其将所述进入管与所述排出管连接，使得所述进入管与所述排出管彼此连通，所述阀体相对于所述进入管以预定角度倾斜，提升阀设置在所述阀体中，其具有与所述阀体相同的倾斜角度，并上下移动以打开或关闭所述阀座。
2.如权利要求1所述的冷起动阀结构，其中将所述提升阀在所述阀体中安装成与所述阀体的内圆周表面和所述阀座在圆周方向上和垂直方向上间隔开。
3.如权利要求2所述的冷起动阀结构，其中所述提升阀由以硅树脂材料制成的外壳覆盖。
4.如权利要求1所述的冷起动阀结构，其中所述进入管在其内圆周表面上具有涂层，以允许水滴的接触角度为140°或更大。
5.如权利要求1所述的冷起动阀结构，其中每个所述阀体和所述阀座具有相对于所述进入管的35°至55°的倾斜角度。
6.如权利要求1所述的冷起动阀结构，其中所述提升阀与阀轴形成整体，所述阀轴包括磁生成装置和回位装置，用于倾斜地上下移动所述提升阀。
7.如权利要求1所述的冷起动阀结构，其中所述进入管与燃料电池组和冷却水循环路径连接以与其连通，且所述排出管与快速解冻装置连接以与其连通。
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