CN214797490U - 冷却系统及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃料电池发动机技术领域，具体涉及一种冷却系统及具有其的车辆。本实用新型中的冷却系统包括三通阀、储液组件、燃料电池、第二水泵和控制面板，三通阀的第一接口与第一水泵相连通，三通阀的第二接口与储液组件相连通，燃料电池的冷却液入口和储液组件之间设有第一通路，燃料电池的冷却液出口与储液组件之间设有第二通路，三通阀的第三接口与第二通路相连通，第二水泵位于第二通路上，第一水泵和第二水泵均与控制面板电连接。通过使用本技术方案中的冷却系统，第二水泵能够带动冷却液的流动，进而使得冷却液中的气体在经过储液组件时排出至外界，提升了排气的效率。

Description

冷却系统及具有其的车辆

技术领域

本实用新型属于燃料电池发动机技术领域，具体涉及一种冷却系统及具有其的车辆。

背景技术

燃料电池的转换效率在40％-60％之间,大约50％的化学能可以转换为电能，其中燃料电池95％的热量都需要通过冷却系统带走，冷却系统能够将热量散发从而防止燃料电池过热，起着非常重要的作用。

目前在燃料电池的冷却回路中设置了水泵结构，在进行排气作业时工作人员能够现场操作水泵运行，并完成对冷却系统回路中的气体的排出。

当前的燃料电池冷却系统的排气效果不好，同时由于需要人工亲自完成操作，导致自动化程度较低，另外如果人工失误会导致冷却回路中存在气体，会大幅度影响燃料电池性能甚至造成燃料电池损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决冷却系统排气效果和排气自动化程度较低的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种冷却系统，包括：

三通阀，所述三通阀的第一接口与第一水泵相连通；

储液组件，所述三通阀的第二接口与所述储液组件相连通；

燃料电池，所述燃料电池的冷却液入口和所述储液组件之间设有第一通路，所述燃料电池的冷却液出口与所述储液组件之间设有第二通路，所述三通阀的第三接口与所述第二通路相连通；

第二水泵，所述第二水泵位于所述第二通路上；

控制面板，所述第一水泵和所述第二水泵均与所述控制面板电连接，所述控制面板用于控制所述第一水泵和所述第二水泵的开闭状态。

通过使用本技术方案中的冷却系统，第二水泵能够带动冷却液的流动，进而使得冷却液中的气体在经过储液组件时排出至外界，提升了排气效果和效率，同时三通阀的第三接口与第二通路相连通，使得在加注过程中的冷却液能够快速补充至储液组件和燃料电池之间的回路，提升了作业效率，控制面板能够根据一定情况自动控制两个水泵的开闭状态，提升了自动化程度和作业效率。

另外，根据本实用新型的冷却系统，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施方式中，所述储液组件包括膨胀水箱和散热器，所述膨胀水箱位于所述散热器的顶部，所述膨胀水箱与所述第二接口相连通，所述第一通路和所述第二通路均设于所述散热器和所述燃料电池之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述膨胀水箱上设有液位传感器组，所述液位传感器组与所述控制面板电连接，所述液位传感器组用于检测所述膨胀水箱的液位。

在本实用新型的一些实施方式中，所述液位传感器组包括第一液位传感器和第二液位传感器，所述第一液位传感器位于所述膨胀水箱的底端，所述第二液位传感器位于所述膨胀水箱的顶端。

在本实用新型的一些实施方式中，所述膨胀水箱内设有电导率测试仪，所述电导率测试仪与所述控制面板电连接，所述电导率测试仪用于检测所述膨胀水箱内的冷却液的电导率的变化。

在本实用新型的一些实施方式中，所述三通阀的第三接口和所述第二通路之间设有流量传感器，所述流量传感器与所述控制面板电连接，所述流量传感器用于记录冷却液的加注量。

在本实用新型的一些实施方式中，所述三通阀的第三接口和所述第二通路之间设有压力传感器，所述压力传感器与所述控制面板电连接，所述压力传感器用于检测进入所述燃料电池的冷却液的压力值。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第二通路上还设有电磁阀，所述电磁阀与所述控制面板电连接，所述电磁阀用于控制所述第二通路的通断状态。

在本实用新型的一些实施方式中，所述冷却系统还包括去离子罐，所述去离子罐位于所述第一通路上，所述去离子罐用于降低冷却液的电导性。

在本实用新型还提出了一种车辆，该车辆包括上述实施方式中的冷却系统。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的冷却系统的整体结构示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的冷却系统的控制面板的功能示意图；

图3示意性地示出了根据本实用新型实施方式的冷却系统的控制流程逻辑示意图。

10：三通阀；

20：第一水泵；

30：储液组件、31：膨胀水箱、32：散热器；

40：燃料电池、41：第一通路、42：第二通路；

50：第二水泵；

60：压力传感器；

70：流量传感器；

80：电磁阀；

90：去离子罐。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的冷却系统的整体结构示意图。如图1所示，本实用新型提出了一种冷却系统及具有其的车辆。本实用新型中的冷却系统包括三通阀10、储液组件30、燃料电池40、第二水泵50和控制面板，三通阀10的第一接口与第一水泵20相连通，三通阀10的第二接口与储液组件30相连通，燃料电池40的冷却液入口和储液组件30之间设有第一通路41，燃料电池40的冷却液出口与储液组件30之间设有第二通路42，三通阀10的第三接口与第二通路42相连通，第二水泵50位于第二通路42上，第一水泵20和第二水泵50均与控制面板电连接，控制面板用于控制第一水泵20和第二水泵50的开闭状态。

通过使用本技术方案中的冷却系统，第二水泵50能够带动冷却液的流动，进而使得冷却液中的气体在经过储液组件30时排出至外界，提升了排气效果和效率，同时三通阀10的第三接口与第二通路42相连通，使得在加注过程中的冷却液能够快速补充至储液组件30和燃料电池40之间的回路，提升了作业效率，控制面板能够根据一定情况自动控制两个水泵的开闭状态，提升了自动化程度和作业效率。

具体地，本实用新型中的三通阀10在竖直方向上的位置低于储液组件30，这样能够使得工作人员便于对三通阀10进行加注操作，提升了便捷度。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，储液组件30包括膨胀水箱31和散热器32，膨胀水箱31位于散热器32的顶部，这样能够在散热器32缺冷却液的情况下便于膨胀水箱31向散热器32进行冷却液的补充。膨胀水箱31与第二接口相连通，这样能够使得冷却液自上而下的进行对冷却系统的整体补充，使得冷却液完全充满回路，进而做作业过程中对热量进行散发。第一通路41和第二通路42均设于散热器32和燃料电池40之间，本实施方式中散热器32为主冷却液储存箱，膨胀水箱31为副冷却液储存箱，将两个通路设置在散热器32和燃料电池40之间能够实现最大程度上的散热效果和冷却液的流动效果。

在本实用新型的一些实施方式中，膨胀水箱31上设有液位传感器组，液位传感器组与控制面板电连接，当冷却系统进行加注作业时，液位传感器组用于检测膨胀水箱31的液位。在加注过程中液位传感器组将膨胀水箱31上的冷却液的液位数据实时传输给控制面板，以供控制面板进行参考数据，提高了可靠性和智能化。

在本实用新型的一些实施方式中，液位传感器组包括第一液位传感器和第二液位传感器，第一液位传感器位于膨胀水箱31的底端，用于在膨胀水箱31冷却液量低于第一液位传感器时对控制面板传输信号，实现冷却液的自动补充。第二液位传感器位于膨胀水箱31的顶端，用于在膨胀水箱31内的冷却液量高于第二液位传感器的情况下对控制面板进行报警，实现第一水泵20的关闭状态，从而完成停止加注的操作。

在本实用新型的一些实施方式中，膨胀水箱31内设有电导率测试仪，电导率测试仪与控制面板电连接，当冷却系统进行加注作业时，电导率测试仪用于检测膨胀水箱31内的冷却液的电导率的变化。在冷却液加注及整车运营过程中，系统始终通过电导率测试仪监控冷却液电导率变化情况。

具体地，当电导率超过限值时，如果此时正在加注冷却液，通过控制面板立刻报出冷却液异常故障，并停止加注，提示用户检查冷却液是否为燃料电池专用冷却液，或整个冷却系统中是否存在离子析出异常。如果此时并没有加注冷却液，则通过整车仪表和控制面板同时报出冷却液异常故障，可以作为判断是否更换燃料电池发动机去离子罐90的一个依据。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，三通阀10的第三接口和第二通路42之间设有流量传感器70，流量传感器70与控制面板电连接，当冷却系统进行加注作业时，流量传感器70用于记录冷却液的加注量。流量传感器70能够记录冷却液的加注量，并通过膨胀水箱31两个液位传感器计算冷却液的使用情况，工作人员可以随时读取，便于对冷却液的使用情况进行统计分析，减少不必要的浪费。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，三通阀10的第三接口和第二通路42之间设有压力传感器60，压力传感器60与控制面板电连接，当冷却系统进行加注作业时，压力传感器60用于检测进入燃料电池40的冷却液的压力值。因燃料电池40内部双极板的精度要求是微米级的,如加注冷却液时压力过高会造成燃料电池40极板变形，间隙不匀，燃料电池40双极板间隙就会变化，当超到其弹性变形或极限时，就会造成燃料电池40“中毒”的现象，致使燃料电池永久损坏，因此加注燃料电池专用冷却液要求保证加注管道内的压力不大于0.58Mpa，即压力传感器60的压力值应该不大于0.58Mpa，如果大于此数值，由于压力传感器60与控制面板电连接，能够及时向控制面板进行报警，从而检查故障防止燃料电池40的损坏。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，第二通路42上还设有电磁阀80，电磁阀80与控制面板电连接，电磁阀80用于控制第二通路42的通断状态。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，冷却系统还包括去离子罐90，去离子罐90位于第一通路41上，去离子罐90用于降低冷却液的电导性。

在本实用新型的一些实施方式中，如图2所示，控制面板冷却系统的核心部件，通过CAN总线与所有电气部件通讯并控制整个智能加注系统工作，具备电导率监测、冷却液流量监测、传感器状态监测、水泵工作控制及状态监测，系统逻辑控制以及显示、人机互动和预警等作用，能够极大的提高整体冷却系统的智能化和自动化。

具体地，如图3所示，本实用新型中冷却系统的控制流程为：当需要进行冷却液加注时，在控制面板上选择冷却液加注模式，第一水泵20开始工作，从三通阀10第一接口注入冷却液，实时监测液位传感器组的数值，当第二液位传感器报警时，第一水泵20自动停止工作，控制面板提示开始排气操作，控制第二水泵50开始工作，同时检测水泵功率信号波动情况(本实施方式中第二水泵50能够实时向控制面板发送功率信号)和液位传感器组的信号，当水泵功率信号波动稳定在限值范围之内则认为完成排气，停止第二水泵50工作，此时控制面板自动计数完成N+1次排气，当排气次数达到设定值后提示是否继续排气，同时提示工作人员一般情况下完成2-3次排气即可正常工作，如选择是则继续重复加注和排气操作，如选择否，则操作第一水泵20将冷却液加注到最高液位，完成冷却液加注。

具体地，本实施方式中的第二水泵50能够在冷却系统加注完毕后带动冷却系统中的冷却液进行流动，使得冷却液中的空气聚集并随着第二水泵50驱动的方向进行流动，在经过储液组件30时，由于位于高处的膨胀水箱31与外界相连通，回路中流动的聚集的空气能够通过膨胀水箱31得以排出至外界，从而实现第二水泵50排气的操作。同时第二水泵50还能够实时向控制面板发送第二水泵50的功率信号，由于驱动空气和冷却液的功率信号不同，当第二水泵50的功率信号趋于一定的限值范围内时，则判定排气操作已经完成。

本实用新型还提出了一种车辆，包括以上的冷却系统。

通过使用本技术方案中的车辆，第二水泵能够带动冷却液的流动，进而使得冷却液中的气体在经过储液组件时排出至外界，提升了排气效果和效率，同时三通阀的第三接口与第二通路相连通，使得在加注过程中的冷却液能够快速补充至储液组件和燃料电池之间的回路，提升了作业效率，控制面板能够根据一定情况自动控制两个水泵的开闭状态，提升了自动化程度和作业效率。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种冷却系统，其特征在于，包括：

三通阀，所述三通阀的第一接口与第一水泵相连通；

储液组件，所述三通阀的第二接口与所述储液组件相连通；

燃料电池，所述燃料电池的冷却液入口和所述储液组件之间设有第一通路，所述燃料电池的冷却液出口与所述储液组件之间设有第二通路，所述三通阀的第三接口与所述第二通路相连通；

第二水泵，所述第二水泵位于所述第二通路上；

控制面板，所述第一水泵和所述第二水泵均与所述控制面板电连接，所述控制面板用于控制所述第一水泵和所述第二水泵的开闭状态。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述储液组件包括膨胀水箱和散热器，所述膨胀水箱位于所述散热器的顶部，所述膨胀水箱与所述第二接口相连通，所述第一通路和所述第二通路均设于所述散热器和所述燃料电池之间。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述膨胀水箱上设有液位传感器组，所述液位传感器组与所述控制面板电连接，所述液位传感器组用于检测所述膨胀水箱的液位。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述液位传感器组包括第一液位传感器和第二液位传感器，所述第一液位传感器位于所述膨胀水箱的底端，所述第二液位传感器位于所述膨胀水箱的顶端。

5.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述膨胀水箱内设有电导率测试仪，所述电导率测试仪与所述控制面板电连接，所述电导率测试仪用于检测所述膨胀水箱内的冷却液的电导率的变化。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述三通阀的第三接口和所述第二通路之间设有流量传感器，所述流量传感器与所述控制面板电连接，所述流量传感器用于记录冷却液的加注量。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述三通阀的第三接口和所述第二通路之间设有压力传感器，所述压力传感器与所述控制面板电连接，所述压力传感器用于检测进入所述燃料电池的冷却液的压力值。

8.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第二通路上还设有电磁阀，所述电磁阀与所述控制面板电连接，所述电磁阀用于控制所述第二通路的通断状态。

9.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括去离子罐，所述去离子罐位于所述第一通路上，所述去离子罐用于降低冷却液的电导性。

10.一种车辆，其特征在于，具有根据权利要求1-9中任一项所述的冷却系统。

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