CN210706785U - 一种新能源氢燃料电堆的余热装置 - Google Patents

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赵洪波
刘孝艳
王晶
牛嗣永
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Abstract

本实用新型属于新能源氢燃料客车散热系统领域，主要用于寒冷季节车内除霜取暖，具体涉及一种新能源氢燃料电堆的余热装置，其特征在于：包括PTC加热器和导热装置，导热装置由散热腔体和置于散热腔体内的螺旋管组成，水泵分别与第一电池阀、第二电池阀管路连接，第一电池阀和PTC加热器管路连接，PTC加热器和水泵管路连接，第二电池阀与螺旋管一端连接，螺旋管另一端与水泵管路连接，去离子水去向管路一端、去离子水回向管路一端分别与散热腔体相连，去离子水去向管路另一端、去离子水回向管路另一端相连，水泵与暖风开关电连接。本实用新型能够双模式切换、充分利用电堆余热、结构简洁、加热高效。

Description

一种新能源氢燃料电堆的余热装置
技术领域
本实用新型属于新能源氢燃料客车散热系统领域，主要用于寒冷季节车内除霜取暖，具体涉及一种新能源氢燃料电堆的余热装置。
背景技术
近年来，燃料电池车逐渐走进了人们的生活，由于燃料电池电堆工作排出水无污染，在国家政策的大力扶持下，燃料电池客车慢慢在城市公交中得到应用。燃料电池电堆在工作中由于最高效率只有50％左右，其余的能量均转变为热量，这些热量如果单纯的通过散热器散掉，不但增加了能量消耗，还会产生噪音，造成热量的浪费。公交车前后门经常开关，对车内温度的需求更为强烈。尤其冬季早上热车，普通柴油车水温上升较慢，不但造成燃料的浪费，还会增加排放污染。而近年来纯电动客车所应用的电加热(PTC加热器)在使用时往往会增加20％以上的电耗，尤其冬季早上启动车辆时除电池自身加热外还需要通过PTC电加热器加热来提高车内温度及除霜，并且加热时间长，造成不小的能源浪费。为此，本实用新型提供一种新能源氢燃料电堆的余热装置。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种双模式切换、充分利用电堆余热、结构简洁、加热高效的新能源氢燃料电堆的余热装置。
本实用新型的技术方案为：
一种新能源氢燃料电堆的余热装置，包括PTC加热器(3)和导热装置(5)，导热装置(5)由散热腔体(5-2)和置于散热腔体(5-2)内的螺旋管(5-1)组成，水泵(1)分别与第一电池阀(2)、第二电池阀(4)管路连接，第一电池阀(2)和PTC加热器(3)管路连接，PTC加热器(3)和水泵(1)管路连接，第二电池阀(4)与螺旋管(5-1)一端连接，螺旋管(5-1)另一端与水泵(1)管路连接，去离子水去向管路(7)一端、去离子水回向管路(8)一端分别与散热腔体(5-2)相连，去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端相连，水泵(1)与暖风开关(9)电连接，去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均深入氢燃料电堆(6)或去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均贴合氢燃料电堆(6)。
进一步地，锂电池和PTC加热器(3)电连接。
进一步地，去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均U形环式深入氢燃料电堆(6)或去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均U形环式贴合氢燃料电堆(6)。
进一步地，暖风开关(9)设置在仪表台。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型具有两种加热模式的装置，在锂电池电量不足情况下，充分利用氢燃料电堆余热在工作时数分钟之内就可以到达70℃，该温度足以提供车内取暖及除霜所需求的热量；且在锂电池电量充足情况下，又能够通过PTC加热器加热。在保证热量需求的同时，最大程度的利用余热。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
图2为本实用新型工作过程流程图；
图3为图1中导热装置的示意图；
其中，1：水泵，2：第一电磁阀，3：PTC加热器，4：第二电磁阀，5：导热装置，5-1：螺旋管，5-2：散热腔体，6：氢燃料电堆，7：去离子水去向管路，8：去离子水回向管路，9：暖风开关。
具体实施方式
结合附图1-3对本实用新型作进一步的说明。
如图1、3所示，一种新能源氢燃料电堆的余热装置，包括PTC加热器(3)和导热装置(5)，导热装置(5)由散热腔体(5-2)和置于散热腔体(5-2)内的螺旋管(5-1)组成，水泵(1)分别与第一电池阀(2)、第二电池阀(4)管路连接，第一电池阀(2)和PTC加热器(3)管路连接，PTC加热器(3)和水泵(1)管路连接，第二电池阀(4)与螺旋管(5-1)一端连接，螺旋管(5-1)另一端与水泵(1)管路连接，去离子水去向管路(7)一端、去离子水回向管路(8)一端分别与散热腔体(5-2)相连，去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端相连，水泵(1)与暖风开关(9)电连接，去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均U形环式深入氢燃料电堆(6)或去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均U形环式贴合氢燃料电堆(6)，暖风开关(9)设置在仪表台。其中图1中单箭头为水暖冷却液流向，双箭头为去离子水流向。
氢燃料电堆散热用的去离子水工作在散热腔体内，暖风加热用水暖冷却液在螺旋管中循环，两套相互独立的水循环系统通过导热装置传递热量。氢燃料电堆散热用的去离子水的热量很高，很快就会把螺旋管中加热用的水暖冷却液加热，从而达到水暖冷却液热量除霜并整车供暖使用。
进一步地，锂电池和PTC加热器(3)电连接。锂电池能够驱动车辆行驶，作为动力电池使用，锂电池为高压锂离子电池；氢燃料电堆作为发电装置，氢燃料电堆与锂电池连接，氢燃料电堆将发出来的电储存在高压锂离子电池中供车辆行驶使用。
工作过程：
如图2所示，水暖冷却液先流经水泵后通过电磁阀(第一电池阀、第二电池阀)关闭来确定走哪路循环。氢燃料客车启动后，驾驶员根据需求确定是否打开暖风开关。判断锂离子电池电量，如锂离子电池电量高于70％时，直接启动PTC加热系统器，此时第二电池阀(4)关闭，第一电池阀(2)处于开启状态，水暖冷却液经过第一电池阀、PTC加热器循环；如果锂离子电池电量低于70％，启动氢燃料电堆加热，此时第一电池阀关闭，第二电池阀开启，水暖冷却液经过第二电池阀、导热装置循环。当水温到达预设值后，如无需加热则停止加热，如需继续加热，此时根据锂电池电量状态是否到达70％确定是继续使用氢燃料电堆加热或者启动PTC加热器。当水温未达到预设值，此时仍根据锂电池电量状态是否到达70％确定是继续使用氢燃料电堆加热或者启动PTC加热器。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新能源氢燃料电堆的余热装置，其特征在于：包括PTC加热器(3)和导热装置(5)，导热装置(5)由散热腔体(5-2)和置于散热腔体(5-2)内的螺旋管(5-1)组成，水泵(1)分别与第一电池阀(2)、第二电池阀(4)管路连接，第一电池阀(2)和PTC加热器(3)管路连接，PTC加热器(3)和水泵(1)管路连接，第二电池阀(4)与螺旋管(5-1)一端连接，螺旋管(5-1)另一端与水泵(1)管路连接，去离子水去向管路(7)一端、去离子水回向管路(8)一端分别与散热腔体(5-2)相连，去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端相连，水泵(1)与暖风开关(9)电连接，去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均深入氢燃料电堆(6),或去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均贴合氢燃料电堆(6)。
2.根据权利要求1所述的一种新能源氢燃料电堆的余热装置，其特征在于：锂电池和PTC加热器(3)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种新能源氢燃料电堆的余热装置，其特征在于：去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均U形环式深入氢燃料电堆(6)或去离子水去向管路(7)另一端、去离子水回向管路(8)另一端均U形环式贴合氢燃料电堆(6)。
4.根据权利要求1所述的一种新能源氢燃料电堆的余热装置，其特征在于：暖风开关(9)设置在仪表台。
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