CN212625678U - 一种燃料电池发动机水路温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水路温控系统，所述水路温控系统包括：进水回路，与燃料电池电动机的进水口相连接，所述进水回路依次包括第一球阀、第一压力传感器、第一温度传感器、过滤器以及电导率传感器；回水回路，与所述燃料电池电动机的回水口相连接，所述回水回路依次包括第二球阀、第二压力传感器以及第二温度传感器，第二球阀和第二压力传感器之间还与用于向外部排出所述燃料电池电动机内部水的第三球阀相连接；以及水箱，与所述燃料电池电动机的排空口连接，并且通过第四球阀与所述燃料电池电动机的补水口相连接，其中，所述回水回路远离所述排空口的一端与所述进水回路远离所述进水口的一端相连接，并且通过闸阀和去离子罐与所述水箱连接。

Description

一种燃料电池发动机水路温控系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池发动机水路温控系统。

背景技术

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料中的部分化学能转换成电能，能量转化的效率较高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，没有机械传动部件，因此没有噪声污染，并且排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

目前，随着燃料电池的发展，测试系统及测试要求也随之不断地提升，越来越多的测试设备出现在市面上。然而，由于这些测试设备功能臃肿、价格昂贵，并且无法针对燃料电池发动机来实现单一的测试功能，因此在实践中未能得到很好的推广。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种燃料电池发动机水路温控系统，该温控系统克服了以上技术问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种燃料电池电动机的水路温控系统，所述水路温控系统包括：进水回路，与所述燃料电池电动机的进水口相连接，所述进水回路依次包括第一球阀、第一压力传感器、第一温度传感器、过滤器以及电导率传感器；回水回路，与所述燃料电池电动机的回水口相连接，所述回水回路依次包括第二球阀、第二压力传感器以及第二温度传感器，第二球阀和第二压力传感器之间还与用于向外部排出所述燃料电池电动机内部水的第三球阀相连接；以及水箱，与所述燃料电池电动机的排空口连接，并且通过第四球阀与所述燃料电池电动机的补水口相连接，其中，所述回水回路远离所述排空口的一端与所述进水回路远离所述进水口的一端相连接，并且通过闸阀和去离子罐与所述水箱连接。

进一步地，第一温度传感器或第二温度传感器是热电偶温度传感器。

进一步地，所述水路温控系统还包括：冷却回路，用于与所述回水回路进行热交换。

进一步地，所述水箱还与第五球阀、水泵和液位开关相连接，其中，第五球阀用于排空所述水箱内的水，所述水泵用于向所述水箱补入去离子水，所述液位开关用于检测所述水箱内的水位，并且当所述水位达到预定值时，发出信号以控制所述水泵关闭。

进一步地，所述冷却回路包括压力传感器和温度传感器，用于检测所述冷却回路内的水压和水温。

进一步地，所述冷却回路包括比例阀，所述比例阀用于控制所述冷却回路内的水流量以控制和调节从所述燃料电池电动机的回水口排出的水的水温。

进一步地，将第四球阀打开，将水从所述水箱流入所述燃料电池电动机以完成初始补水。

进一步地，打开第一球阀、第二球阀以及第四球阀，执行对所述燃料电池发动机的补水排气。

进一步地，所述水温控制系统还包括控制器，所述控制器从所述燃料电池发动机接收测试需求指令，并基于所述指令控制所述水温控制系统的运行。

进一步地，当测试结束时，继续对下一燃料电池发动机的测试；或者通过第三球阀和第五球阀排出水。

上述水路温控系统可以通过水冷的方式来对燃料电池发动机进行冷却，不仅可以自动控制，并且安全性高，可以长时间连续运行，并且，该水路温控系统的结构紧凑，不仅占地面积小，而且可适用于所有类型的发动机的水温控制系统。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的燃料电池发动机水路温控系统的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、球阀；2、球阀；3、压力传感器；4、温度传感器；5、板式换热器；6、比例阀；7、压力传感器；8、温度传感器；9、压力传感器；10、热电偶温度传感器；11、球阀；12、球阀；13、电导率传感器；14、过滤器；15、压力传感器；16、热电偶温度传感器；17、球阀；18、球阀；19、球阀；20、水箱；21、水泵；22、液位开关；23、去离子罐；24、闸阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本申请的实施例的燃料电池电动机水路温控系统的示意图。该图仅为示例，并不旨在限定本公开的范围。

如图1所示，在该燃料电池电动机的一侧包括进水口和回水口，以及在该水路温控系统的另一侧包括补水口和排空口。

该燃料电池电动机的进水口与该水路温控系统的进水回路相连接，该进水回路依次包括第一球阀17、第一压力传感器15、第一温度传感器16、过滤器14、电导率传感器13相连接。该第一温度传感器16可以是热电偶温度传感器。

该燃料电池电动机的回水口依次与第二球阀12、第二压力传感器9、第二温度传感器10相连接，在第二球阀12和第二压力传感器9之间，可以通过第三球阀11进行排水。如图1中进一步示出地，从回水口排出的热水还可以与从冷水机组流出的冷水进行热交换，使其水温降低，并依次通过与进水口相连的电导率传感器13、过滤器14、第一压力传感器15、第一温度传感器16以及第一球阀17流入被测试的燃料电池发动机的进水口，或者通过闸阀24和去离子罐23，流入水箱20。该第二温度传感器10可以是热电偶温度传感器。

该燃料电池电动机的补水口通过第四球阀18与水箱20相连，并且其排空口也与该水箱20相连。此外，该水箱20还连接有第五球阀19、水泵21和液位开关22，另一端通过去离子罐23和第四球阀24接收从该燃料电池发动机排出的水。其中，第五球阀19用于排空该水箱20内的水，水泵21用于向水箱20中补入去离子水，液位开关22用于检测水箱内的水位，当该水位达到预定值时，向水泵21发出信号以通知其关闭。

此外，如图1所示，该冷水机组的供水回路还可以与第六球阀1和第七球阀2相连，并且该供水回路在与从燃料电池发动机排出的水进行热交换的前后，还分别与第三压力传感器3、第三温度传感器4以及第四压力传感器7、第四温度传感器8相连，用于分别检测在进行热交换前后的水压和水温。第六球阀1和第七球阀2分别用于排空该供水回路在热交换前后的水。在进行热交换之后的供水回路还与比例阀6相连。该比例阀6可以用于控制该供水回路内的水流量，进而对从该燃料电池电动机的回水口排出的水的水温进行控制和调节。

当然，上述采用冷却机组来构成对于从回水口排出的水进行冷却的冷却回路仅仅是一种示例，本领域的技术人员也可以采取其他的构成冷却回路的方式。

在利用上述水温控制系统对该燃料电池发动机测试时，可以采用如下步骤：

在第一步骤中，通过水泵21向水箱20补水，其中当判断注入水箱的水位已达到预设值时，水泵21被关闭；

在第二步骤中，分别连接燃料电池发动机的进水口、回水口、补水口和排空口，然后打开第四球阀18，由于水箱挂在高处，因此水会从水箱流入发动机，并且将燃料电池发动机内部的空气排出，从而完成对该燃料电池发动机的初始补水；

在第三步骤中，打开第一球阀17、第二球阀12以及第四球阀18，执行对整个燃料电池发动机的补水排气；

在第四步骤中，启动发动机进行测试；

在测试时，可以通过该水温控制系统的控制器来实现对设备的控制以及信息的采集。控制器可以不需人员的操控而自动运行。当发动机需要被测试时，向该控制器发送测试需求的指令，该控制器接收到该指令后，通过编译处理之后将指令发送给燃料电池发动机的水温控制系统以控制其运行。该控制器可以采用常见的控制芯片或芯片组，也可以由厂家自主研发。

在第五步骤中，对该燃料电池发动机的测试结束。此时，可以对下一个燃料电池发动机进行测试；或者，可以打开第三球阀11、第五球阀19、第六球阀1和第七球阀2，以将水从该水路温控系统排出。

上述燃料电池发动机的水路温控系统可以通过水冷的方式来对燃料电池发动机进行冷却，其中可以实现对该水路温控系统的自动控制，并且设置了多处保护结构，因此安全可靠，可以长时间连续运行；同时，该水路温控系统的结构紧凑且多为机械结构，不仅占地面积小，而且可适用于所有类型的发动机的水温控制系统，而无需做多余的软件设计工作，从而提高了工作效率并且降低了测试成本。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、低”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于，所述水路温控系统包括：

进水回路，与所述燃料电池发动机的进水口相连接，所述进水回路依次包括第一球阀、第一压力传感器、第一温度传感器、过滤器以及电导率传感器；

回水回路，与所述燃料电池发动机的回水口相连接，所述回水回路依次包括第二球阀、第二压力传感器以及第二温度传感器，第二球阀和第二压力传感器之间还与用于向外部排出所述燃料电池发动机内部水的第三球阀相连接；以及

水箱，与所述燃料电池发动机的排空口连接，并且通过第四球阀与所述燃料电池发动机的补水口相连接，

其中，所述回水回路远离所述排空口的一端与所述进水回路远离所述进水口的一端相连接，并且通过闸阀和去离子罐与所述水箱连接。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于，第一温度传感器或第二温度传感器是热电偶温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于，所述水路温控系统还包括：

冷却回路，用于与所述回水回路进行热交换。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于，所述水箱还与第五球阀、水泵和液位开关相连接，

其中，第五球阀用于排空所述水箱内的水，

所述水泵用于向所述水箱补入去离子水，

所述液位开关用于检测所述水箱内的水位，并且当所述水位达到预定值时，发出信号以控制所述水泵关闭。

5.根据权利要求3所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于：

所述冷却回路包括压力传感器和温度传感器，用于检测所述冷却回路内的水压和水温。

6.根据权利要求3所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于：

所述冷却回路包括比例阀，所述比例阀用于控制所述冷却回路内的水流量以控制和调节从所述燃料电池发动机的回水口排出的水的水温。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于：

将第四球阀打开，将水从所述水箱流入所述燃料电池发动机以完成初始补水。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于：

打开第一球阀、第二球阀以及第四球阀，执行对所述燃料电池发动机的补水排气。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于：

所述水路温控系统还包括控制器，所述控制器从所述燃料电池发动机接收测试需求指令，并基于所述测试需求指令控制所述水路温控系统的运行。

10.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机水路温控系统，其特征在于：

当测试结束时，继续对下一燃料电池发动机的测试；或者

通过第三球阀和第五球阀排出水。

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