CN215771222U - 燃料电池的冷却系统以及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池的冷却系统以及具有其的车辆，所述冷却系统包括：进液管路、回液管路；用于对燃料电池进行冷却的第一冷却回路和第二冷却回路，第一冷却回路和第二冷却回路的输出端均与回液管路、进液管路连通；电子节温器，电子节温器的输入端与进液管路连通，电子节温器的第一输出端与第一冷却回路的输入端连通，电子节温器的第二输出端与第二冷却回路的输入端连通，第一冷却回路具有多个并联设置的散热模块，多个散热模块可选择的开启以实现对燃料电池的梯度冷却。由此，可以实现燃料电池的低温快速冷启动；使冷却系统的冷却功率与燃料电池的冷却需求相匹配，可以降低冷却系统的能耗。

Description

燃料电池的冷却系统以及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种燃料电池的冷却系统以及具有其的车辆。

背景技术

相关技术中，冷却系统包括：大循环回路和小循环回路，小循环回路内设置有加热器，冷却液流动阻力较大，会降低冷却液流速，降低燃料电池的散热效果，而大循环回路内的散热模块的冷却能力难以调节，能耗较高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种燃料电池的冷却系统，所述冷却系统可以实现燃料电池的快速低温冷启动，冷却效果好且能耗较低。

本申请进一步提出了一种采用上述冷却系统的车辆。

根据本申请第一方面实施例的燃料电池的冷却系统，包括：进液管路、回液管路；用于对燃料电池进行冷却的第一冷却回路和第二冷却回路，所述第一冷却回路和所述第二冷却回路的输出端均与所述回液管路、所述进液管路连通；电子节温器，所述电子节温器的输入端与所述进液管路连通，所述电子节温器的第一输出端与所述第一冷却回路的输入端连通，所述电子节温器的第二输出端与所述第二冷却回路的输入端连通，所述第一冷却回路具有多个并联设置的散热模块，多个散热模块可选择的开启以实现对燃料电池的梯度冷却。

根据本申请实施例的燃料电池的冷却系统，一方面，小循环回路下，冷却液不会流经散热器，可以降低冷却液流动阻力，提高冷却液流动效率，在避免燃料电池出现局部过热的同时，可以使冷却液温度快速上升至合理温度，实现燃料电池的低温快速冷启动；另一方面，多个散热模块并联设置，可以实现梯度冷却，使冷却系统的冷却功率与燃料电池的冷却需求相匹配，可以降低冷却系统的能耗。

根据本申请的一些实施例，所述散热模块包括：散热器、风扇以及电磁阀，所述散热器的输入端与所述第一输出端连通，所述电磁阀的输入端与所述散热器的输出端连通，所述电磁阀的输出端与所述回液管路连通。

在一些实施例中，所述第一冷却回路还包括：第一集流管和第二集流管，所述第一集流管的输入端与所述第一输出端连通，所述第一集流管的多个输出端分别与一个所述散热模块的输入端连通，所述第二集流管的多个输入端分别与一个所述散热模块的输出端连通，所述第二集流管的输出端与回液管路连通。

进一步地，所述第一集流管的输入端设置有第一温度传感器，所述第二集流管的输出端设置有第二温度传感器，所述第一温度传感器用于采集进液温度，所述第二温度传感器用于采集回液温度。

进一步地，所述冷却系统还包括：热管理控制器，所述热管理控制器与所述电子节温器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述电磁阀以及所述风扇电连接。

根据本申请的一些实施例，所述冷却系统还包括：膨胀水箱，所述膨胀水箱与所述回液管路连通。

进一步地，所述膨胀水箱具有除气支路，所述除气支路与所述散热模块连通。

在一些实施例中，所述冷却系统还包括：水泵，所述水泵设置在所述回液管路上。

进一步地，所述电子节温器构造为电磁三通阀。

根据本申请第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例中所述的燃料电池的冷却系统。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的冷却系统的示意图。

附图标记：

冷却系统100，

进液管路10，回液管路20，第一冷却回路30，散热模块31，散热器311，风扇312，电磁阀313，第一集流管32，第二集流管33，第二冷却回路40，电子节温器50，第一温度传感器60，第二温度传感器70，热管理控制器80，膨胀水箱91，水泵92。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的燃料电池的冷却系统100以及车辆。

如图1所示，根据本申请第一方面实施例的燃料电池的冷却系统100，包括：进液管路10、回液管路20；用于对燃料电池进行冷却的第一冷却回路30和第二冷却回路40，第一冷却回路30和第二冷却回路40的输出端均与回液管路20、进液管路10连通；电子节温器50，电子节温器50的输入端与进液管路10连通，电子节温器50的第一输出端与第一冷却回路30的输入端连通，电子节温器50的第二输出端与第二冷却回路40的输入端连通，第一冷却回路30具有多个并联设置的散热模块31，多个散热模块31可选择的开启以实现对燃料电池的梯度冷却。

具体而言，燃料电池、电子节温器50、第一冷却回路30组成“大循环回路”，在需要对燃料电池进行充分的冷却时，通过大循环回路对燃料电池进行有效降温，燃料电池、电子节温器50和第二冷却回路40组成“小循环回路”，小循环回路在燃料电池冷启动时连通，冷却液经过小循环避免燃料电池出现局部过热现象，并可以避免冷却液流经散热模块31，降低冷却液流动阻力，以实现燃料电池的低温快速冷启动。

其中，“大循环回路”和“小循环回路”的水流方向参见图1中箭头所示。

可以理解的是，在燃料电池的冷却过程中，多个并联设置的散热模块31可选择开启，以使多个散热模块31以递增数量的逐渐开启或递减数量的逐渐关闭，在可以实现快速、高效冷却的同时，开启不同个数的散热模块31对应不同冷却能力，使冷却能力与燃料电池发热量匹配，在满足散热效果的前提下，还可以降低能耗。

根据本申请实施例的燃料电池的冷却系统100，一方面，小循环回路下，冷却液不会流经散热器311，可以降低冷却液流动阻力，提高冷却液流动效率，在避免燃料电池出现局部过热的同时，可以使冷却液温度快速上升至合理温度，实现燃料电池的低温快速冷启动；另一方面，多个散热模块31并联设置，可以实现梯度冷却，使冷却系统100的冷却功率与燃料电池的冷却需求相匹配，可以降低冷却系统100的能耗。

如图1所示，根据本申请的一些实施例，散热模块31包括：散热器311、风扇312以及电磁阀313，散热器311的输入端与第一输出端连通，电磁阀313的输入端与散热器311的输出端连通，电磁阀313的输出端与回液管路20连通。

具体而言，在对燃料电池的冷却过程中，冷却液可以在燃料电池的冷却流道和第一冷却回路30内流通，冷却液进入到散热器311内进行降温，风扇312用于产生鼓吹气流以降低散热器311的温度，电磁阀313可选择地开启，以使多个散热模块31中的至少一个参与到燃料电池的冷却过程中，有效地对燃料电池进行冷却。

在图1所示的具体的实施例中，第一冷却回路30还包括：第一集流管32和第二集流管33，第一集流管32的输入端与第一输出端连通，第一集流管32的多个输出端分别与一个散热模块31的输入端连通，第二集流管33的多个输入端分别与一个散热模块31的输出端连通，第二集流管33的输出端与回液管路20连通。

换言之，第一集流管32具有一个输入端以及多个并联的输出端，输入端与第一输出端连通，每个输出端对应与一个散热模块31的输入端连通，第二集流管33具有多个并联的输入端和一个输出端，每个输入端对应与一个散热模块31的输出端连通，输出端与回液管路20连通，以实现多个散热模块31的并联。这样，通过第一集流管32和第二集流管33的设置，可以确保多个散热模块31的冷却液流量一致，以进一步提高冷却系统100的工作稳定性。

进一步地，第一集流管32的输入端设置有第一温度传感器60，第二集流管33的输出端设置有第二温度传感器70，第一温度传感器60用于采集进液温度，第二温度传感器70用于采集回液温度。

由此，可以通过获取进液温度以及回液温度，根据进液温度、回液温度以及燃料电池温度等，确定多个散热模块31的开启数量以及每个散热模块31的风扇312的转速，以进行合理的散热。

例如，将进液温度划分为多个区间，在每一个区间，对应设置一定数量的散热模块31同时开启(不小于一个)，在区间内，根据温度高低控制多个散热模块31的风扇312的转速同步调节(例如：低速、中速和高速)，以有效进行燃料电池的冷却。

如图1所示，进一步地，冷却系统100还包括：热管理控制器80，热管理控制器80与电子节温器50、第一温度传感器60、第二温度传感器70、电磁阀313以及风扇312电连接。

也就是说，热管理控制器80用于控制多个电磁阀313的开闭，以使多个散热模块31参与到燃料电池的冷却过程或停止对燃料电池进行冷却，第一温度传感器60和第二温度传感器70发出的温度信号可以被热管理控制器80识别，热管理控制器80内标定有对应温度区间的散热模块31开启数量以及温度区间内不同温度下散热模块31的风扇312的转速，以基于第一温度传感器60和/或第二温度传感器70的温度信号，控制风扇312的转速、冷却回路内的水流速度等以实现对燃料电池的冷却系统100的冷却效率进行控制，同时热管理控制器80可以控制电子节温器50的第一输出端与输入端连通或第二输出端与输入端连通，以在大循环回路和小循环回路之间切换，实现燃料电池的低功耗冷却与低温快速冷启动。

需要说明的是，附图中仅使出了热管理控制器80与第二温度传感器70的连接线，实际上，热管理控制器80与电子节温器50、第一温度传感器60、第二温度传感器70、风扇312以及电磁阀313均电连接或信号连接以实现基于温度的散热控制逻辑。

如图1所示，根据本申请的一些实施例，冷却系统100还包括：膨胀水箱91，膨胀水箱91与回液管路20连通，膨胀水箱91具有除气支路(参见图1中点划线所示支路)，除气支路与散热模块31连通，水泵92设置在回液管路20或进液管路10上。

这样，水泵92作为动力源以带动冷却液流动，膨胀水箱91用于存储冷却液，膨胀水箱91通过除气支路与散热模块31连通，可以减少冷却系统100内部的气泡量、维持膨胀水箱91的压力稳定，以提高冷却效率以及冷却效果，即膨胀水箱91不仅可以用于向冷却回路进行冷却液的供给；还可以对散热模块的31进行除气。

进一步地，电子节温器50构造为电磁三通阀。

根据本申请第二方面实施例的车辆，包括：上述实施例中的燃料电池的冷却系统100。

根据本申请实施例的车辆，采用上述冷却系统100，所具有的技术效果与上述冷却系统100一致，在这里不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃料电池的冷却系统，其特征在于，包括：

进液管路(10)、回液管路(20)；

用于对燃料电池进行冷却的第一冷却回路(30)和第二冷却回路(40)，所述第一冷却回路(30)和所述第二冷却回路(40)的输出端均与所述回液管路(20)、所述进液管路(10)连通；

电子节温器(50)，所述电子节温器(50)的输入端与所述进液管路(10)连通，所述电子节温器(50)的第一输出端与所述第一冷却回路(30)的输入端连通，所述电子节温器(50)的第二输出端与所述第二冷却回路(40)的输入端连通，所述第一冷却回路(30)具有多个并联设置的散热模块(31)，多个散热模块(31)可选择的开启以实现对燃料电池的梯度冷却。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述散热模块(31)包括：散热器(311)、风扇(312)以及电磁阀(313)，所述散热器(311)的输入端与所述第一输出端连通，所述电磁阀(313)的输入端与所述散热器(311)的输出端连通，所述电磁阀(313)的输出端与所述回液管路(20)连通。

3.根据权利要求2所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述第一冷却回路(30)还包括：第一集流管(32)和第二集流管(33)，所述第一集流管(32)的输入端与所述第一输出端连通，所述第一集流管(32)的多个输出端分别与一个所述散热模块(31)的输入端连通，所述第二集流管(33)的多个输入端分别与一个所述散热模块(31)的输出端连通，所述第二集流管(33)的输出端与回液管路(20)连通。

4.根据权利要求3所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述第一集流管(32)的输入端设置有第一温度传感器(60)，所述第二集流管(33)的输出端设置有第二温度传感器(70)，所述第一温度传感器(60)用于采集进液温度，所述第二温度传感器(70)用于采集回液温度。

5.根据权利要求4所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，还包括：热管理控制器(80)，所述热管理控制器(80)与所述电子节温器(50)、所述第一温度传感器(60)、所述第二温度传感器(70)、所述电磁阀(313)以及所述风扇(312)电连接。

6.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，还包括：膨胀水箱(91)，所述膨胀水箱(91)与所述回液管路(20)连通。

7.根据权利要求6所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述膨胀水箱(91)具有除气支路，所述除气支路与所述散热模块(31)连通。

8.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，还包括：水泵(92)，所述水泵(92)设置在所述回液管路(20)上。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述电子节温器(50)构造为电磁三通阀。

10.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的燃料电池的冷却系统。

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