CN212461746U - 一种燃料电池系统及燃料电池系统的冷却子系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池系统及燃料电池系统的冷却子系统，其中，燃料电池系统的冷却子系统包括循环冷却回路，循环冷却回路包括水泵以及并联设置的第一冷却支路和第二冷却支路，第二冷却支路设有散热器；水泵设有第一接头和第二接头，第一接头设有第一流量调节件并与第一冷却支路连通，第二接头设有第二流量调节件并与第二冷却支路连通。能够在满足燃料电池系统的冷却需求的同时，稳定地控制燃料电池系统的冷却子系统内冷却液的温度变化，避免发生水温反复震荡的情况。

Description

一种燃料电池系统及燃料电池系统的冷却子系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统及燃料电池系统的冷却子系统。

背景技术

燃料电池系统的冷却子系统通过循环水流对燃料电池系统进行冷却，具体的，该燃料电池系统的冷却子系统包括大循环支路和小循环支路、水泵、节温器和散热器，其中，散热器设置在大循环支路中。

节温器有三个接口，分别与大循环支路、小循环支路和燃料电池堆连通，在冷却水温较低时，该节温器与小循环支路以及燃料电池堆连通，并与大循环支路之间断开，随着该冷却子系统的水温不断升高，节温器内的蜡包受热膨胀，节温器与大循环支路之间连通，由于大循环中的冷却液仍处于低温状态，连通后使得节温器处的温度降低并造成节温器与大循环支路之间再次关闭，并在整个大循环打开的过程中反复开启关闭造成该冷却系统内的水温反复震荡。而且，在系统运行过程中对大小循环流量的比例无法按需要调整，使得系统温度的控制比较粗糙。

因此，如何稳定地控制燃料电池系统的冷却子系统内冷却液的温度变化，避免发生水温反复震荡的情况，并可满足燃料电池系统的冷却需求，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是燃料电池系统及燃料电池系统的冷却子系统，能够在满足燃料电池系统的冷却需求的同时，稳定地控制燃料电池系统的冷却子系统内冷却液的温度变化，避免发生水温反复震荡的情况。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种燃料电池系统的冷却子系统，其包括循环冷却回路，所述循环冷却回路包括水泵以及并联设置的第一冷却支路和第二冷却支路，所述第二冷却支路设有散热器；所述水泵设有第一接头和第二接头，所述第一接头设有第一流量调节件并与所述第一冷却支路连通，所述第二接头设有第二流量调节件并与所述第二冷却支路连通。

水泵设有两个接口，并且经过各接口的冷却液的流量能够通过流量调节件调节，设有散热器的第二冷却支路与循环冷却回路连通相当于一个大循环回路，第一冷却支路与循环冷却回路连通相当于一个小循环回路。当温度较低时，小循环回路即可满足燃料电池系统的冷却需求，此时，可通过调节设于第二接口的第二流量调节件，使得第二冷却支路与循环冷却回路断开，并根据循环冷却回路中冷却液的温度等调节第一流量调节件，调节小循环回路内的冷却液流量以满足燃料电池系统的冷却需求。

当冷却液的温度升高至一定温度后，小循环回路无法满足燃料电池系统的冷却需求，此时，同时调节第一流量调节件和第二流量调节件，使得第一冷却支路和第二冷却支路并联于循环冷却回路中，即大循环回路和小循环回路同时工作并对燃料电池系统进行冷却，通过两个流量调节件的调节(如减小第一接口的流量增大第二接口的流量)使得循环冷却回路内的冷却液温度保持稳定地变化，以满足燃料电池的冷却需求，避免发生温度震荡的情况。

进一步的，随着循环冷却回路内冷却液温度的进一步升高，第二冷却支路内的冷却液流量逐渐增大，第一冷却支路内的冷却液流量逐渐减小，直至第一流量调节件开度最小，使得第一冷却支路与循环冷却回路断开，此时，小循环回路断开，仅通过大循环回路对燃料电池系统进行冷却，进而实现由小循环回路到大循环回路的切换。

也就是说，通过两个接头和对应的两个流量调节件的设置，使得两个冷却支路(第一冷却支路和第二冷却支路)能够稳定地对该循环冷却回路内的冷却液温度进行调节，在由小循环回路切换至大循环回路对燃料电池系统进行冷却的过程中，系统内的冷却液的温度变化稳定，不会发生温度反复震荡的情况，并且该冷却子系统无需设置节温器，可简化整体结构。

可选地，所述水泵包括电机以及与所述电机连接的第一泵头和第二泵头，所述第一泵头形成所述第一接头，所述第二泵头形成所述第二接头。

可选地，所述第一流量调节件和所述第二流量调节件均为电磁离合器。

可选地，所述第一冷却支路和所述第二冷却支路分别设有止回阀。

可选地，还包括温度检测装置和控制装置，所述温度检测装置设于所述循环冷却回路内并用于检测所述循环冷却回路内的冷却液的温度，所述控制装置用于根据所述冷却液的温度控制所述第一流量调节件和所述第二流量调节件。

另外，本实用新型还提供了一种燃料电池系统，其包括燃料电池堆以及如上所述的冷却子系统，所述燃料电池堆连通于所述冷却子系统的循环冷却回路中。

可选地，还包括与所述燃料电池堆并联设置的中冷器和去离子器。

具有如上所述的冷却子系统的燃料电池系统，其技术效果与上述冷却子系统的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的燃料电池系统的冷却子系统的结构框图。

附图1中，附图标记说明如下：

1-水泵，11-电机，12-第一泵头，13-第二泵头，14-第一流量调节件，15-第二流量调节件；

2-第一冷却支路；

3-第二冷却支路；

4-散热器；

5-止回阀；

6-燃料电池堆；

7-中冷器；

8-去离子器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1是本实用新型实施例所提供的燃料电池系统的冷却子系统的结构框图。

本实用新型实施例提供了一种燃料电池系统及燃料电池系统的冷却子系统，该燃料电池系统包括燃料电池堆6和冷却子系统，其中，冷却子系统能够用于对燃料电池堆6进行冷却。

具体的，如图1所示，燃料电池系统的冷却子系统包括循环冷却回路，燃料电池堆6连通于该循环冷却回路中，该循环冷却回路包括水泵1以及并联设置的第一冷却支路2和第二冷却支路3，第二冷却支路3设有散热器4；水泵1设有第一接口和第二接口两个接口，其中，第一接口设有第一流量调节件14并与第一冷却支路2连通，第二接口设有第二流量调节件15并与第二冷却支路3连通。

水泵1设有两个接口，并且经过各接口的冷却液的流量能够通过流量调节件调节，设有散热器4的第二冷却支路3与循环冷却回路连通相当于一个大循环回路，第一冷却支路2与循环冷却回路连通相当于一个小循环回路。当温度较低时，小循环回路即可满足燃料电池系统的冷却需求，此时，可通过调节设于第二接口的第二流量调节件15，使得第二冷却支路3与循环冷却回路断开，并根据循环冷却回路中冷却液的温度等调节第一流量调节件14，调节小循环回路内的冷却液流量以满足燃料电池系统的冷却需求。

当冷却液的温度升高至一定温度后，小循环回路无法满足燃料电池系统的冷却需求，此时，同时调节第一流量调节件14和第二流量调节件15，使得第一冷却支路2和第二冷却支路3并联于循环冷却回路中，即大循环回路和小循环回路同时工作并对燃料电池系统进行冷却，通过两个流量调节件的调节(如减小第一接口的流量增大第二接口的流量)使得循环冷却回路内的冷却液温度保持稳定地变化，以满足燃料电池的冷却需求，避免发生温度震荡的情况。

进一步的，随着循环冷却回路内冷却液温度的进一步升高，第二冷却支路3内的冷却液流量逐渐增大，第一冷却支路2内的冷却液流量逐渐减小，直至第一流量调节件14开度最小，使得第一冷却支路2与循环冷却回路断开，此时，小循环回路断开，仅通过大循环回路对燃料电池系统进行冷却，进而实现由小循环回路到大循环回路的切换。

也就是说，本实施例中，通过两个接头和对应的两个流量调节件的设置，使得两个冷却支路(第一冷却支路2和第二冷却支路3)能够稳定地对该循环冷却回路内的冷却液温度进行调节，在由小循环回路切换至大循环回路对燃料电池系统进行冷却的过程中，系统内的冷却液的温度变化稳定，不会发生温度反复震荡的情况，并且本实施例所提供的冷却子系统无需设置节温器，可简化整体结构。

在上述实施例中，如图1所示，水泵1包括电机11以及与该电机11连通的第一泵头12和第二泵头13，其中，第一泵头12形成上述第一接头，第二泵头13形成上述第二接头。也就是说，本实施例中的水泵1设有一个电机11和两个泵头，或者，本实施例中，还可以将该水泵1设置为包括电机11和一个泵头的结构，同时设置一个三通结构，该三通结构能够分别与泵头、第一冷却支路2和第二冷却支路3连通，并且三通结构和第一冷却支路2之间设有上述第一流量调节件14，三通结构和第二冷却支路3之间设有上述第二流量调节件15即可实现两个冷却支路的流量的调节。

而将电机11设置为包括电机11和两个泵头的结构时，可简化整体结构，并且，电机11通过与两个泵头实现连接，能够保证两个接口处的调节效果更为稳定。具体的，电机11和两个泵头之间如何连接，对于本领域技术人员来说已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

进一步的，上述第一流量调节件14和第二流量调节件15均为电磁离合器，通过电磁离合器调节第一泵头12和第二泵头13的流量，或者，本实施例中，还可以将流量调节件设置为流量调节阀，实现第一泵头12和第二泵头13的冷却液的流量调节，而将流量调节件设置为电磁离合器时，在仅需一个泵头即可实现冷却需求时，另一个泵头处于关闭状态，即关闭状态的泵头无需工作，相较于将流量调节件设置为流量调节阀来说，可减少泵头的工作时间，进而降低功耗。

在上述实施例中，第一冷却支路2和第二冷却支路3分别设有止回阀5，用于防止冷却支路内的冷却液出现倒流的情况，并且，设于第二冷却支路3的止回阀5设于散热器4和第二接口之间。止回阀5的设置能够避免发生由泵头进入冷却支路内的冷却液未对燃料电池堆6进行冷却而直接返回水泵1的情况。

在上述实施例中，该冷却子系统还包括温度检测装置和控制装置，其中，温度检测装置设于循环冷却回路内并用于检测该循环冷却回路内的冷却液温度，控制装置可根据该温度检测装置的检测结果以及系统冷却需求控制第一流量调节件14和第二流量调节件15。当两个流量调节件均为电磁离合器时，控制装置能够控制通过两个电磁离合器的电流，从而实现两个冷却支路的冷却液的流量的调节。具体的，控制装置如何根据冷却液温度以及系统冷却需求控制两个流量调节件的流量，对于本领域技术人员来说已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

在上述实施例中，如图1所示，燃料电池系统还包括中冷器7和去离子器8，该中冷却和去离子器8串联并与燃料电池堆6并联，也就是说，中冷器7和去离子器8均连通于循环冷却回路内，该循环冷却回路内的冷却液能够对中冷器7和去离子进行冷却。

另外，本实施例中，图1所示的各部件之间的连接结构框图，具体的，对于各部件之间的具体连接方式不做限制，并且各部件之间的连接方式对于本领域技术人员来说已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种燃料电池系统的冷却子系统，其特征在于，包括循环冷却回路，所述循环冷却回路包括水泵(1)以及并联设置的第一冷却支路(2)和第二冷却支路(3)，所述第二冷却支路(3)设有散热器(4)；

所述水泵(1)设有第一接头和第二接头，所述第一接头设有第一流量调节件(14)并与所述第一冷却支路(2)连通，所述第二接头设有第二流量调节件(15)并与所述第二冷却支路(3)连通。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的冷却子系统，其特征在于，所述水泵(1)包括电机(11)以及与所述电机(11)连接的第一泵头(12)和第二泵头(13)，所述第一泵头(12)形成所述第一接头，所述第二泵头(13)形成所述第二接头。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统的冷却子系统，其特征在于，所述第一流量调节件(14)和所述第二流量调节件(15)均为电磁离合器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池系统的冷却子系统，其特征在于，所述第一冷却支路(2)和所述第二冷却支路(3)分别设有止回阀(5)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池系统的冷却子系统，其特征在于，还包括温度检测装置和控制装置，所述温度检测装置设于所述循环冷却回路内并用于检测所述循环冷却回路内的冷却液的温度，所述控制装置用于根据所述冷却液的温度控制所述第一流量调节件(14)和所述第二流量调节件(15)。

6.一种燃料电池系统，其特征在于，包括燃料电池堆(6)以及如权利要求1-5任一项所述的冷却子系统，所述燃料电池堆(6)连通于所述冷却子系统的循环冷却回路中。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括与所述燃料电池堆(6)并联设置的中冷器(7)和去离子器(8)。

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