CN214753856U - 散热装置、燃料电池辅助系统散热装置及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热装置，包括：冷却液，用于通过热交换降低待散热设备的温度；流体控制器，用于切换冷却液的流动路线。本实用新型还提供了一种包括上述散热装置的燃料电池辅助系统散热装置，用于通过热交换为燃料电池辅助系统的各组件散热；以及包括上述散热装置的燃料电池系统。采用本实用新型的散热装置、燃料电池辅助系统散热装置及燃料电池系统的优点在于：能够切换冷却液的流动路线，实现不同的散热效果，无需拆卸燃料电池辅助散热系统的各组件，快速实现各组件间串联和并联的转换。

Description

散热装置、燃料电池辅助系统散热装置及燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，具体而言，涉及一种用于为燃料电池散热的散热装置、燃料电池辅助系统散热装置及包括该散热装置的燃料电池系统。

背景技术

随着燃料电池技术的发展，针对燃料电池尤其是燃料电池辅助系统散热相关技术的研究越来越多。目前常用的燃料电池辅助系统通常包括空压机(ACP)、空压机逆变器(ACPINV)、燃料电池升压装置(FDC)、电压平台转换装置(DC/DC)、氢泵水泵逆变器(WP/HP INV)等结构，上述结构需要合理排布以达到最佳散热能力。主要的排布方式有串联和并联两种，测试中如需进行串联和并联的转换，以及更换燃料电池辅助散热系统的位置，需要手动拆下所有燃料电池辅助散热系统的所有组件，进而重新进行连接，在此过程中，会造成冷却液的大量泄漏，同时操作不便，时间成本和人力成本较大。

发明内容

本实用新型旨在提供一种散热装置、燃料电池辅助系统散热装置及燃料电池系统，用以实现对燃料电池尤其是燃料电池辅助系统的散热。本实用新型的发明目的通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供了一种散热装置，包括：

冷却液，用于通过热交换降低待散热设备的温度；

流体控制器，用于切换冷却液的流动路线。

该燃料电池散热装置，还包括：

散热风扇，用于降低冷却液的温度。

上述燃料电池散热装置中的散热风扇设置有风扇水道，冷却液通过风扇水道流经散热风扇内部。

上述燃料电池散热装置，还包括：

水泵，用于为冷却液的流动提供动力。

上述燃料电池散热装置，还包括：

水箱，用于存储暂未使用的冷却液，在需要时，将水箱中存储的暂未使用的冷却液被注入使用中的冷却液中，一同通过热交换降低待散热设备的温度。具体的，当容纳冷却液的管路中尚未被注入冷却液时，水箱中未使用的冷却液向下进入管路中，进而在管路中流动进行热交换；当管路内使用中的冷却液充分流动后，由于热量蒸发等原因，导致冷却液减少，液面下降，此时水箱内存储暂未使用的冷却液作为补给，向管路流入，与管路内使用中的冷却液汇合。

上述燃料电池散热装置，还包括：流体截止器，该流体截止器设置于待散热设备的输入端及输出端，用于截断或开启冷却液向待散热设备的流入及流出。

上述燃料电池散热装置中的流体截止器为球阀和/或电控截止阀和/或保压阀，即任选球阀、电控截止阀、保压阀中的一种或几种组合均可。

上述燃料电池散热装置中的流体控制器为电控三通阀和/或手动三通阀和/或球阀，即任选电控三通阀、手动三通阀、球阀中的一种或几种组合均可。

本实用新型还提供了一种燃料电池辅助系统散热装置，包括上述的散热装置，用于通过热交换为燃料电池辅助系统的各组件散热。

本实用新型还提供了一种燃料电池系统，包括：燃料电池升压装置、电压平台转换装置、空压机逆变器、空压机、氢泵水泵逆变器，以及上述的散热装置；

上述燃料电池升压装置、电压平台转换装置、空压机逆变器、空压机、氢泵水泵逆变器内部均设置有用于冷却液流经的水道；

上述燃料电池升压装置、氢泵水泵逆变器、电压平台转换装置串联，上述空压机逆变器、空压机串联；上述燃料电池升压装置、氢泵水泵逆变器、电压平台转换装置形成的串联通路的输入端，与上述空压机逆变器、空压机形成的串联通路的输入端连接；上述燃料电池升压装置、氢泵水泵逆变器、电压平台转换装置形成的串联通路的输出端，与上述空压机逆变器、空压机形成的串联通路的输出端连接；

上述流体控制器至少有两个，分别设置于上述燃料电池升压装置、氢泵水泵逆变器、电压平台转换装置形成的串联通路的输入端，及上述空压机逆变器、空压机形成的串联通路的输出端，两个上述流体控制器连接；

当上述流体控制器关闭时，上述燃料电池升压装置、氢泵水泵逆变器、电压平台转换装置形成的串联通路，与上述空压机逆变器、空压机形成的串联通路并联；当上述流体控制器打开时，上述空压机逆变器、空压机形成的串联通路的输出端，与上述燃料电池升压装置、氢泵水泵逆变器、电压平台转换装置形成的串联通路的输入端连接。

该散热装置、燃料电池辅助系统散热装置及燃料电池系统的优点在于：能够切换冷却液的流动路线，实现不同的散热效果，无需拆卸燃料电池辅助散热系统的各组件，快速实现各组件间串联和并联的转换；同时在更换燃料电池辅助散热系统位置时，造成的冷却液流失大大减小，节省了时间和人力等各项成本，同时有利于保持实验室干净整洁的操作条件，提高实验室的整体安全性。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1示出了本实用新型实施例中散热装置的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例中流体控制器关闭时的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例中流体控制器打开时的结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例中辅助散热系统中的各组件为快速排布的连接方式时，流体控制器打开情况下的结构示意图。

具体实施方式

图1-4和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

如图1所示，为本实用新型实施例中散热装置的结构示意图，其设置于燃料电池系统中，用于通过热交换为燃料电池辅助系统的各组件散热。其中，1为散热风扇，2为水泵，3为水箱，4为管路，5为球阀，6为电控三通阀，11为燃料电池升压装置，12为氢泵水泵逆变器，13为电压平台转换装置，14为空压机逆变器，15为空压机。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中，流体截止器选取为球阀5，流体控制器选取为电控三通阀6。

燃料电池辅助散热系统中的各组件在本实施例中包括：空压机15、空压机逆变器14、燃料电池升压装置11、电压平台转换装置13、氢泵水泵逆变器12，如图1所示，燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13串联；空压机逆变器14、空压机15串联。燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13形成的串联通路的输入端，与空压机逆变器14、空压机15形成的串联通路的输入端连接；燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13形成的串联通路的输出端，与空压机逆变器14、空压机15形成的串联通路的输出端连接。电控三通阀6设置有两个，分别设置于燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13形成的串联通路的输入端，及空压机逆变器14、空压机15形成的串联通路的输出端，两个电控三通阀6连接。

燃料电池升压装置11、电压平台转换装置13、空压机逆变器14、空压机15、氢泵水泵逆变器12内部均设置有用于冷却液流经的水道；散热风扇1设置有风扇水道。冷却液经水箱3流出后，进入管路4，并在水泵2的作用下，沿管路4流动，进入燃料电池升压装置11、电压平台转换装置13、空压机逆变器14、空压机15、氢泵水泵逆变器12内部的水道，通过热交换，为上述各组件降温。由各组件流出的冷却液，经管路4流至散热风扇1的风扇水道中，由散热风扇对冷却液进行降温处理，降温后的冷却液再次在水泵2的作用下，进行循环，循环过程中冷却液如有损失，水箱3中存储的暂未使用的冷却液可由水箱3，进入管路4中，与管路4内使用中的冷却液汇合，进行补充。

球阀5的数量根据燃料电池辅助散热系统中的组件的数量设置，分别设置于燃料电池辅助散热系统中的各组件的输入端及输出端，在本实施例中，球阀5共10个，分别设置于燃料电池升压装置11、电压平台转换装置13、空压机逆变器14、空压机15、氢泵水泵逆变器12的输入端及输出端，用于截断或开启冷却液向以上组件的流入及流出。当需要拆卸其中某一或者全部组件时，可通过关闭需拆卸组件输入端以及输出端的球阀5，实现减少冷却液损失的目的。在本实施例中，作为一种优选的实施方式，球阀5均设置于以上各组件的输入端以及输出端的管路4上。

如图2所示，为本实用新型实施例中流体控制器关闭时的结构示意图，当两个电控三通阀6关闭时，燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13形成的串联通路，与空压机逆变器14、空压机15形成的串联通路并联。冷却液同时流经燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13形成的串联通路，以及空压机逆变器14、空压机15形成的串联通路。

如图3所示，为本实用新型实施例中流体控制器打开时的结构示意图，当两个电控三通阀6打开时，空压机逆变器14、空压机15形成的串联通路的输出端，与燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13形成的串联通路的输入端连接。冷却液依次流经空压机逆变器14、空压机15、燃料电池升压装置11、氢泵水泵逆变器12、电压平台转换装置13。

如图4所示，为本实用新型实施例中辅助散热系统中的各组件为快速排布的连接方式时，流体控制器打开情况下的结构示意图，其中，电压平台转换装置13、氢泵水泵逆变器12、燃料电池升压装置11依次串联；空压机逆变器14、空压机15串联，两个电控三通阀6打开，空压机逆变器14、空压机15、电压平台转换装置13、氢泵水泵逆变器12、燃料电池升压装置11依次串联，冷却液依次流经空压机逆变器14、空压机15、电压平台转换装置13、氢泵水泵逆变器12、燃料电池升压装置11。

本实用新型的流体截止器可根据需要选取为球阀、电控截止阀、保压阀中的一种或几种组合，流体控制器选取为电控三通阀、手动三通阀、球阀中的一种或几种组合，其他部分也可根据需要进行适应性修改，在此不再赘述。

当然应意识到，虽然通过本实用新型的示例已经进行了前面的描述，但是对本实用新型做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本实用新型宽广范围内。因此，尽管本实用新型已经参照了优选的实施方式进行描述，但是，其意并不是使具新颖性的设备由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，包括：

冷却液，用于通过热交换降低待散热设备的温度；

流体控制器，用于切换所述冷却液的流动路线。

2.如权利要求1所述的燃料电池散热装置，其特征在于，还包括：

散热风扇(1)，用于降低所述冷却液的温度。

3.如权利要求2所述的燃料电池散热装置，其特征在于，

所述散热风扇(1)设置有风扇水道，所述冷却液通过所述风扇水道流经所述散热风扇(1)内部。

4.如权利要求1所述的燃料电池散热装置，其特征在于，还包括：

水泵(2)，用于为所述冷却液的流动提供动力。

5.如权利要求1所述的燃料电池散热装置，其特征在于，还包括：

水箱(3)，用于存储暂未使用的所述冷却液。

6.如权利要求1所述的燃料电池散热装置，其特征在于，还包括：流体截止器，所述流体截止器设置于待散热设备的输入端及输出端，用于截断或开启所述冷却液向待散热设备的流入及流出。

7.如权利要求6所述的燃料电池散热装置，其特征在于，所述流体截止器为球阀(5)和/或电控截止阀和/或保压阀。

8.如权利要求1所述的燃料电池散热装置，其特征在于，所述流体控制器为电控三通阀(6)和/或手动三通阀和/或球阀。

9.一种燃料电池辅助系统散热装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的散热装置，用于通过热交换为燃料电池辅助系统的各组件散热。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：燃料电池升压装置(11)、电压平台转换装置(13)、空压机逆变器(14)、空压机(15)、氢泵水泵逆变器(12)，以及权利要求1-8中任一项所述的散热装置；

所述燃料电池升压装置(11)、电压平台转换装置(13)、空压机逆变器(14)、空压机(15)、氢泵水泵逆变器(12)内部均设置有用于所述冷却液流经的水道；

所述燃料电池升压装置(11)、氢泵水泵逆变器(12)、电压平台转换装置(13)串联，所述空压机逆变器(14)、空压机(15)串联；所述燃料电池升压装置(11)、氢泵水泵逆变器(12)、电压平台转换装置(13)形成的串联通路的输入端，与所述空压机逆变器(14)、空压机(15)形成的串联通路的输入端连接；所述燃料电池升压装置(11)、氢泵水泵逆变器(12)、电压平台转换装置(13)形成的串联通路的输出端，与所述空压机逆变器(14)、空压机(15)形成的串联通路的输出端连接；

所述流体控制器至少有两个，分别设置于所述燃料电池升压装置(11)、氢泵水泵逆变器(12)、电压平台转换装置(13)形成的串联通路的输入端，及所述空压机逆变器(14)、空压机(15)形成的串联通路的输出端，两个所述流体控制器连接；

当所述流体控制器关闭时，所述燃料电池升压装置(11)、氢泵水泵逆变器(12)、电压平台转换装置(13)形成的串联通路，与所述空压机逆变器(14)、空压机(15)形成的串联通路并联；当所述流体控制器打开时，所述空压机逆变器(14)、空压机(15)形成的串联通路的输出端，与所述燃料电池升压装置(11)、氢泵水泵逆变器(12)、电压平台转换装置(13)形成的串联通路的输入端连接。

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