CN208272067U - 一种具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱，包括冷却水箱和其内部的去离子滤芯主体，所述冷却水箱设循环入口和出水口，所述去离子滤芯主体顶部设有滤芯上盖，所述滤芯上盖沿口处设翻边，所述翻边内壁设有用于与所述循环入口连接装配的螺纹；所述滤芯上盖上还开设入水口，所述入水口导向所述去离子滤芯主体；所述循环入口设于冷却水箱顶部；所述冷却水箱顶部还设有加水口，所述冷却水箱靠近底部的侧壁上设出水口。本实用新型的有益效果是为整个燃料电池汽车冷却循环系统实现去离子和排气补水功能提供了一种低成本、拆卸简单的解决方案，使整个冷却循环系统简化、去离子效率更好、去离子滤芯更换方便。

Description

一种具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱

技术领域

本实用新型属于燃料电池动力系统领域，涉及一种既具有良好的去离子效果又能补水排气的冷却集成水箱。

背景技术

燃料电池汽车冷却系统的绝缘性要求很高，需要冷却液的电导率小于5μs/cm，确保燃料电池系统的正常工作。但是冷却系统中存在能释放大量导电离子的部件，如散热器、中冷器、管接头等，导致冷却液的电导率升高，因此需要去离子装置保证电导率维持在较低水平。另外，冷却系统在循环过程中会产生气体，需要实时排出并及时补水。

现有燃料电池汽车冷却循环系统要实现冷却液的去离子功能和补水排气功能需要去离子装置和补水水箱两个部件共同实现。其具有如下缺点：

1、现有去离子装置和中冷器一起布置在冷却循环系统旁路上，去离子装置所引起的压力损失对整个旁路的流量以及整个冷却循环系统的压力分配产生较大影响，导致水泵功率增加，整个冷却循环系统效率降低。

2、现有去离子装置为了尽量减少压力损失，常常以牺牲去离子效率为代价，从而整个冷却循环系统的电导率下降速率较慢，且去离子装置使用寿命较短。

3、现有去离子装置常常布置于中央通道下面或前舱内，更换去离子装置非常不方便，且增加了整个冷却循环系统管路的复杂度，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，解决在减少去离子装置压力损失的同时，提升滤芯的快速拆装能力。

为达到上述发明目的，提供一种具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱，包括冷却水箱和其内部的去离子滤芯主体，所述冷却水箱设循环入口和用于连接水泵以为冷却工作区补水的出水口，所述去离子滤芯主体顶部设有滤芯上盖，所述滤芯上盖沿口处设翻边，所述翻边内壁设有用于与所述循环入口连接装配的螺纹；所述滤芯上盖上还开设用于连接燃料电池系统和主循环回水管的入水口，所述入水口导向所述去离子滤芯主体；所述循环入口设于冷却水箱顶部；所述冷却水箱顶部还设有用于将外部冷却液加入冷却循环系统并实现排气功能的加水口，所述冷却水箱靠近底部的侧壁上设出水口。

顶部是指其竖直方向的上部，底部是指其竖直方向的下部。冷却循环系统指的是供燃料电池冷却的冷却水循环。本方案所指的水可以是适配电池的冷却液、蒸馏水或冷却油等常规的非固态介质。

所述翻边朝向所述去离子滤芯主体的方向，此时的翻边呈环状。

优选的，所述去离子滤芯主体与所述冷却水箱连接处采用密封垫圈密封。

优选的，所述去离子滤芯主体还包括两个呈片状的滤芯外骨架、滤芯内骨架、滤膜以及阴阳离子交换树脂；所述滤芯内骨架为网形镂空的管状结构；所述滤膜采用膨松的片状滤网结构，并层叠地卷绕在所述滤芯内骨架外壁；所述阴阳离子交换树脂离散地铺设于所述滤膜卷绕的间隙中；两所述滤芯外骨架均为网形的镂空结构，并通过相互扣合形成管状结构的方式将所述阴阳离子交换树脂和滤膜压紧固定至所述滤芯内骨架外壁；所述入水口导向所述滤芯内骨架的筒内侧。

优选的，所述去离子滤芯主体底部还设有滤芯下盖；所述滤芯上盖和滤芯下盖分别固定装配于所述滤芯外骨架扣合后形成的管状结构两端，并与所述滤芯内骨架的管状结构两端分别顶靠。

管状结构两端指的是其轴向的两端位置。

优选的，所述滤芯外骨架扣合后形成的管状结构顶部、底部分别与所述滤芯上盖、滤芯下盖形成密封。

阴阳离子交换树脂采用特定配比，能快速去除冷却液中导电离子，以保证较低的电导率；

滤芯内骨架采用镂空结构有利于冷却液从侧壁穿过以及对滤膜起支撑作用；

滤芯上盖和滤芯下盖的布置，对内外骨架起限位作用，同时还能防止阴阳离子交换树脂从滤芯两端漏出。

所述装置内部的去离子滤芯是需要定期更换的，而冷却水箱一般布置于整车前舱内位置较高的地方，打开发罩即可看见，因此通过滤芯上盖的螺纹设计，使得更换滤芯非常方便。

去离子滤芯主体上的片状滤膜结构膨松，有利于离子交换树脂的附着，水阻极小，所有进入冷却水箱的冷却水几乎百分之百都经过树脂过滤，大大提升了过滤效率，只需小流量即可满足过滤要求，使用寿命更长。

该冷却水箱集排气和去离子功能于一体，既能实现整个冷却循环系统的排气功能，又能保证冷却液的电导率维持在较低水平，从而保证燃料电池系统的正常运转。

外部冷却液从水箱的加水口注入，冷却循环系统开始运转后，燃料电池系统和冷却液循环过程中所产生的气体以及小流量冷却液从滤芯上盖的入水口进入水箱，气体从加水口排出，而冷却液经入水口进入滤芯内骨架，从滤芯四周过滤实现去离子功能，过滤后的冷却液进入冷却水箱，并从出水口排出补水，既实现了去离子功能又达到了排气的目的。

方案整体将处于旁路上的去离子器产品集成于补水水箱中，简化了整个燃料电池汽车冷却循环系统，取消了至少两根循环管路，使整个冷却循环系统的布置更加便利，成本更低。

本实用新型的有益效果是为整个燃料电池汽车冷却循环系统实现去离子和排气补水功能提供了一种低成本、拆卸简单的解决方案，使整个冷却循环系统简化、去离子效率更好、去离子滤芯更换方便。

附图说明

图1为本实用新型的具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱结构爆炸图；

图2为本实用新型的去离子滤芯主体结构爆炸图；

图3为本实用新型的具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱内部运作示意图；

图4为本实用新型的具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱整体示意图；

其中：

1-去离子滤芯主体 2-密封垫圈 3-冷却水箱

4-滤芯上盖 5-滤芯外骨架 6-滤芯下盖

7-滤膜 8-滤芯内骨架 9-阴阳离子交换树脂

10-入水口 11-出水口 12-加水口

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。

根据图1至图4所示的一种具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱，包括冷却水箱3和其内部的去离子滤芯主体1，所述冷却水箱3设循环入口和用于连接水泵以为冷却工作区补水的出水口11，其特征在于，所述去离子滤芯主体1顶部设有滤芯上盖4，所述滤芯上盖4沿口处设翻边，所述翻边内壁设有用于与所述循环入口连接装配的螺纹；所述滤芯上盖4上还开设用于连接燃料电池系统和主循环回水管的入水口10，所述入水口10导向所述去离子滤芯主体1；所述循环入口设于冷却水箱3顶部；所述冷却水箱3顶部还设有用于将外部冷却液加入冷却循环系统并实现排气功能的加水口12，所述冷却水箱3靠近底部的侧壁上设出水口11。所述循环入口突出于冷却水箱3顶部，并在外壁上设置与翻边对应的螺纹。所述去离子滤芯主体1与所述冷却水箱3连接处采用密封垫圈2密封。

所述去离子滤芯主体1还包括两个呈片状的滤芯外骨架5、滤芯内骨架8、滤膜7以及阴阳离子交换树脂9；所述滤芯内骨架8为网形镂空的管状结构；所述滤膜7采用膨松的片状滤网结构，并层叠地卷绕在所述滤芯内骨架8外壁；所述阴阳离子交换树脂9离散地铺设于所述滤膜7卷绕的间隙中；两所述滤芯外骨架5均为网形的镂空结构，并通过相互扣合形成管状结构的方式将所述阴阳离子交换树脂9和滤膜7压紧固定至所述滤芯内骨架8外壁，滤芯外骨架5之间通过在相对边缘设置的卡扣结构相互对接，从而形成抱合形态，并将卷绕后的滤膜7与阴阳离子交换树脂9压紧；所述入水口10导向所述滤芯内骨架8的筒内侧。

所述去离子滤芯主体1底部还设有滤芯下盖6；所述滤芯上盖4和滤芯下盖6分别固定装配于所述滤芯外骨架5扣合后形成的管状结构两端，并与所述滤芯内骨架8的管状结构两端分别顶靠。所述滤芯外骨架5扣合后形成的管状结构顶部、底部分别与所述滤芯上盖4、滤芯下盖6形成密封。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种具有去离子功能的燃料电池汽车冷却水箱，包括冷却水箱(3)和其内部的去离子滤芯主体(1)，所述冷却水箱(3)设循环入口和用于连接水泵以为冷却工作区补水的出水口(11)，其特征在于，所述去离子滤芯主体(1)顶部设有滤芯上盖(4)，所述滤芯上盖(4)沿口处设翻边，所述翻边内壁设有用于与所述循环入口连接装配的螺纹；所述滤芯上盖(4)上还开设用于连接燃料电池系统和主循环回水管的入水口(10)，所述入水口(10)导向所述去离子滤芯主体(1)；所述循环入口设于冷却水箱(3)顶部；所述冷却水箱(3)顶部还设有用于将外部冷却液加入冷却循环系统并实现排气功能的加水口(12)，所述冷却水箱(3)靠近底部的侧壁上设出水口(11)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车冷却水箱，其特征在于，所述去离子滤芯主体(1)与所述冷却水箱(3)连接处采用密封垫圈(2)密封。

3.根据权利要求1所述的燃料电池汽车冷却水箱，其特征在于，所述去离子滤芯主体(1)还包括两个呈片状的滤芯外骨架(5)、滤芯内骨架(8)、滤膜(7)以及阴阳离子交换树脂(9)；

所述滤芯内骨架(8)为网形镂空的管状结构；

所述滤膜(7)采用膨松的片状滤网结构，并层叠地卷绕在所述滤芯内骨架(8)外壁；

所述阴阳离子交换树脂(9)离散地铺设于所述滤膜(7)卷绕的间隙中；

两所述滤芯外骨架(5)均为网形的镂空结构，并通过相互扣合形成管状结构的方式将所述阴阳离子交换树脂(9)和滤膜(7)压紧固定至所述滤芯内骨架(8)外壁；

所述入水口(10)导向所述滤芯内骨架(8)的筒内侧。

4.根据权利要求3所述的燃料电池汽车冷却水箱，其特征在于，所述去离子滤芯主体(1)底部还设有滤芯下盖(6)；所述滤芯上盖(4)和滤芯下盖(6)分别固定装配于所述滤芯外骨架(5)扣合后形成的管状结构两端，并与所述滤芯内骨架(8)的管状结构两端分别顶靠。

5.根据权利要求4所述的燃料电池汽车冷却水箱，其特征在于，所述滤芯外骨架(5)扣合后形成的管状结构顶部、底部分别与所述滤芯上盖(4)、滤芯下盖(6)形成密封。