CN217589009U - 一种除尘车用燃料电池散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种除尘车用燃料电池散热系统，包括：燃料电池冷却回路，设置在燃料电池电堆上，利用冷却液在燃料电池电堆和外部散热部件上循环流动；散热翅片，作为散热部件，设置在燃料电池的外部冷却回路上；车载除尘设备，包括风扇，在风扇出风侧集成散热翅片；通过风扇旋转驱动周围空气流动吸入净化装置对空气进行净化；同时风扇旋转驱动周围空气流动，将低温空气，吹向散热翅片带走热量后排出高温空气。本实用新型利用除尘设备风扇驱动周围空气流动将燃料电池散热器的散热翅片的热量排到外界，取消现有常用外加燃料电池专用散热风扇，能够有效减小基于燃料电池的除尘车的体积、成本、噪声及能耗。

Description

一种除尘车用燃料电池散热系统

技术领域

本实用新型属于除尘车技术领域，尤其涉及一种除尘车用燃料电池散热系统。

背景技术

除尘车是采用除尘过滤系统的新型道路清扫的车辆。除尘车一般有干、湿两种作业模式，干式作业时采用负压直吸的工作原理来完成作业，通过车辆的除尘过滤系统和自动脉冲震动除尘系统，可以有效减少粉尘污染，并同步过滤可吸入颗粒物，提升空气质量，降低空气中可吸入颗粒物的含量。湿式作业时通过将储水罐中的水雾化成水雾微粒，水雾与扬尘互相吸附，使空气中的粉尘随着水雾下沉，达到除尘的效果。

燃料电池系统的工作原理可以简述为氢气和氧气在电堆内通过催化剂的作用生成水以及电能，同时燃料电池的电化学反应会产生大量的反应热，多数情况下反应产生的热量与产生的电能相当。因此，燃料电池在大功率应用时，其热管理需要着重考虑。目前比较常用的方法是通过水泵驱动冷却液流入电堆双极板的冷却流道带走燃料电池工作时反应产生的热量，随后流动到燃料电池专用的散热器中将热量传递至换热翅片，散热器上的风扇旋转驱动周围空气流动带走散热器换热翅片的热量排向大气；通过这种方式将燃料电池工作时反应产生的热量排到系统外界，并通过燃料电池的控制系统将燃料电池内部的工作温度保持在一定的范围内。

但是由于燃料电池散热需求大，这种方式的散热系统需要外加燃料电池专用的散热器，且需要为散热器预留进气和排气空间，会大幅增加系统总体积，也会增加成本，散热器的风扇旋转带动周围空气流动会产生额外的能耗和噪声。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种除尘车用燃料电池散热系统，通过将燃料电池散热系统的散热翅片和干式除尘车除尘设备风扇集成，利用除尘设备风扇驱动周围空气流动将燃料电池散热器的散热翅片的热量排到外界，取消现有常用外加燃料电池专用散热风扇，能够有效减小基于燃料电池的除尘车的体积、成本、噪声及能耗。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种除尘车用燃料电池散热系统，包括：

燃料电池冷却回路，设置在燃料电池电堆上，利用冷却液在燃料电池电堆和外部散热部件上循环流动；

散热翅片，作为散热部件，设置在燃料电池的外部冷却回路上；

车载除尘设备，包括风扇，在风扇出风侧集成散热翅片；通过风扇旋转驱动周围空气流动吸入净化装置对空气进行净化；同时风扇旋转驱动周围空气流动，将低温空气，吹向散热翅片带走热量后排出高温空气。

进一步的是，所述燃料电池冷却回路包括冷却水泵和循环管路，冷却水泵驱动冷却液沿循环管路流入电堆冷却流道带走燃料电池工作时反应产生的热量，随后流动到外部将热量传递至设置在外部循环管路上的散热翅片。

进一步的是，还包括调节阀，在所述散热翅片前端的循环管路上设置有调节阀，调节阀入口位于电堆冷却流道出口方向，调节阀的一出口位于散热翅片方向，调节阀另一出口通过调节管路连接至所述散热翅片后端的循环管路上。

进一步的是，所述调节阀采用电子节温器。

进一步的是，还包括去离子过滤器，在所述调节管路上设置有离子过滤器。

进一步的是，还包括电堆入口温度传感器、电堆出口温度传感器和燃料电池控制器，所述电堆入口温度传感器、电堆出口温度传感器与燃料电池控制器电连接，燃料电池控制器还与调节阀和冷却水泵电连接。

进一步的是，所述车载除尘设备，通过风扇旋转驱动周围空气流动，吸入车辆行驶周边空气并经过过滤层过滤掉空气中的粉尘颗粒后进入净气室，再将净气室中过滤后的空气吹出，达到净化车辆行驶周边空气的功能。

采用本技术方案的有益效果：

与现有常用的外加燃料电池专用散热风扇的燃料电池散热系统相比，除尘车用燃料电池散热系统取消了现有常用外加燃料电池专用散热风扇，通过将燃料电池散热系统的散热翅片和干式除尘车除尘设备风扇集成，利用除尘设备风扇驱动周围空气流动将燃料电池散热器的散热翅片的热量排到外界。现有常用外加燃料电池专用散热器一般体积很大，且需要预留进风和出风空间，导致整车设备布置难度较大，这种集成方式能够合理利用车用除尘设备的风扇和进出风空间，极大地减小了系统设备总体积。此外，这种方式取消了燃料电池专用散热风扇，节省了燃料电池专用散热风扇的购置费用，与现有常用的外加燃料电池专用散热风扇的燃料电池散热系统相比，避免了燃料电池专用散热风扇额外产生的噪声，相较于传统方式极大地降低了系统整体噪声。此外，现有常用的外加燃料电池专用散热风扇一般需要额外增加供电电源，增加了车辆的整体能耗和电路复杂度，因此所述除尘车用燃料电池散热系统提高了燃料电池系统的净输出效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中一种除尘车用燃料电池散热系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中一种除尘车用燃料电池散热系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3中的一种除尘车用燃料电池散热系统的结构示意图；

其中，1—车载除尘设备的风扇；2—散热翅片；3—调节阀；4—去离子过滤器；5—冷却水泵；6—电堆入口温度传感器；7—电堆出口温度传感器；8—燃料电池电堆；9—燃料电池控制器。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

在实施例1中，参见图1所示，一种除尘车用燃料电池散热系统，包括：

燃料电池冷却回路，设置在燃料电池电堆8上，利用冷却液在燃料电池电堆 8和外部散热部件上循环流动；

散热翅片2，作为散热部件，设置在燃料电池的外部冷却回路上；

车载除尘设备，包括风扇1，在风扇1出风侧集成散热翅片2；通过风扇1 旋转驱动周围空气流动吸入净化装置对空气进行净化；同时风扇1旋转驱动周围空气流动，将低温空气，吹向散热翅片2带走热量后排出高温空气。

优选的，所述燃料电池冷却回路包括冷却水泵5和循环管路，冷却水泵5 驱动冷却液沿循环管路流入电堆冷却流道带走燃料电池工作时反应产生的热量，随后流动到外部将热量传递至设置在外部循环管路上的散热翅片2。

冷却水泵5通过叶轮旋转驱动冷却液流动，同时可通过控制水泵转速调节冷却液流量，从而达到调节电堆温度的作用。

在实施例2中，参见图2所示，一种除尘车用燃料电池散热系统，包括：

燃料电池冷却回路，设置在燃料电池电堆8上，利用冷却液在燃料电池电堆 8和外部散热部件上循环流动；

散热翅片2，作为散热部件，设置在燃料电池的外部冷却回路上；

车载除尘设备，包括风扇1，在风扇1出风侧集成散热翅片2；通过风扇1 旋转驱动周围空气流动吸入净化装置对空气进行净化；同时风扇1旋转驱动周围空气流动，将低温空气，吹向散热翅片2带走热量后排出高温空气；

和还包括调节阀3，在所述散热翅片2前端的循环管路上设置有调节阀3，调节阀3入口位于电堆冷却流道出口方向，调节阀3的一出口位于散热翅片2 方向，调节阀3另一出口通过调节管路连接至所述散热翅片2后端的循环管路上。

调节阀3通过控制其阀门开度，用于调节流经电堆的冷却液流量和流经散热翅片2的冷却液流量，从而达到调节电堆温度的作用。

优选的，还包括去离子过滤器4，在所述调节管路上设置有离子过滤器。优选的，所述调节阀3采用电子节温器。

去离子过滤器4通过吸附冷却液中的离子降低冷却液的电导率，保证冷却液的绝缘性能。

在实施例3中，参见图3所示，在实施例1和实施例2的基础上，一种除尘车用燃料电池散热系统，还包括电堆入口温度传感器6、电堆出口温度传感器7 和燃料电池控制器9，所述电堆入口温度传感器6、电堆出口温度传感器7与燃料电池控制器9电连接，燃料电池控制器9还与调节阀3和冷却水泵5电连接。

在所述除尘车用燃料电池散热系统中，燃料电池控制器9负责接受流量电堆入口温度传感器6、电堆出口温度传感器7发送的温度信号，以及冷却水泵5、调节阀3反馈的转速、阀门开度等信号，根据这些信号判断燃料电池工作状态，若有异常及时保护，并综合请求功率等信息按照自身的控制方法向冷却水泵5 和调节阀3发送转速控制、阀门开度控制等指令，将电堆的工作温度控制在适宜的范围内。

其中，所述车载除尘设备，通过风扇1旋转驱动周围空气流动，吸入车辆行驶周边空气并经过过滤层过滤掉空气中的粉尘颗粒后进入净气室，再将净气室中过滤后的空气吹出，达到净化车辆行驶周边空气的功能。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

在本实用新型中提及的除尘车中，除尘设备是车载功能设备，用于实现作业车辆的功能，本实用新型特指干式除尘设备，通过风扇1旋转驱动空气流动，吸入车辆行驶周边空气并经过过滤层过滤掉空气中的粉尘颗粒进入净气室，再将净气室中过滤后的空气吹出，达到净化车辆行驶周边空气的功能。在所述除尘车用燃料电池散热系统中，除尘设备风扇1还负责驱动周围空气流动，利用低温空气，带走所述燃料电池散热系统散热翅片2的热量后排出高温空气，将所述燃料电池散热系统散热翅片2的热量排到外界。

散热翅片2采用导热性能较好的材料，负责将从电堆中流出的高温冷却液的热量传导至散热翅片2表面的空气中。

电子节温器通过控制其阀门开度，用于调节流经电堆的冷却液流量和流经散热翅片2的冷却液流量，从而达到调节电堆温度的作用。

去离子过滤器4通过吸附冷却液中的离子降低冷却液的电导率，保证冷却液的绝缘性能。

冷却水泵5通过叶轮旋转驱动冷却液流动，同时可通过控制水泵转速调节冷却液流量，从而达到调节电堆温度的作用。

电堆入口温度传感器6、电堆出口温度传感器7负责实时监控电堆入口冷却液温度和电堆出口冷却温度，并将监测到的温度信号发送至燃料电池控制器9；

在所述除尘车用燃料电池散热系统中，燃料电池控制器9负责接受流量电堆入口温度传感器6、电堆出口温度传感器7发送的温度信号，以及冷却水泵5、电子节温器反馈的转速、阀门开度等信号，根据这些信号判断燃料电池工作状态，若有异常及时保护，并综合请求功率等信息按照自身的控制方法向冷却水泵5 和电子节温器发送转速控制、阀门开度控制等指令，将电堆的工作温度控制在适宜的范围内。

除尘设备和散热翅片2之间集成安装，除尘车用除尘设备风扇1的风量一般较大，通常能够满足燃料电池的散热需求，因此只要采取合适的集成安装方式保证散热翅片2处足够的空气流量即可。散热翅片2、电子节温器、去离子过滤器 4、冷却水泵5、电堆之间通过冷却管路连接。电堆入口温度传感器6、电堆出口温度传感器7设置在冷却管路上，同冷却水泵5和电子节温器相同，均分别与燃料电池控制器9通过电气连接。通过将燃料电池散热系统的散热翅片2和干式除尘车除尘设备风扇1集成，利用除尘设备风扇1驱动周围空气流动将燃料电池散热器的散热翅片2的热量排到外界，取消现有常用外加燃料电池专用散热风扇1，相对于现有常用的燃料电池散热系统能够有效减小系统体积、成本、噪声及能耗。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种除尘车用燃料电池散热系统，其特征在于，包括：

燃料电池冷却回路，设置在燃料电池电堆(8)上，利用冷却液在燃料电池电堆(8)和外部散热部件上循环流动；

散热翅片(2)，作为散热部件，设置在燃料电池的外部冷却回路上；

车载除尘设备，包括风扇(1)，在风扇(1)出风侧集成散热翅片(2)；通过风扇(1)旋转驱动周围空气流动吸入净化装置对空气进行净化；同时风扇(1)旋转驱动周围空气流动，将低温空气，吹向散热翅片(2)带走热量后排出高温空气。

2.根据权利要求1所述的一种除尘车用燃料电池散热系统，其特征在于，所述燃料电池冷却回路包括冷却水泵(5)和循环管路，冷却水泵(5)驱动冷却液沿循环管路流入电堆冷却流道带走燃料电池工作时反应产生的热量，随后流动到外部将热量传递至设置在外部循环管路上的散热翅片(2)。

3.根据权利要求2所述的一种除尘车用燃料电池散热系统，其特征在于，还包括调节阀(3)，在所述散热翅片(2)前端的循环管路上设置有调节阀(3)，调节阀(3)入口位于电堆冷却流道出口方向，调节阀(3)的一出口位于散热翅片(2)方向，调节阀(3)另一出口通过调节管路连接至所述散热翅片(2)后端的循环管路上。

4.根据权利要求3所述的一种除尘车用燃料电池散热系统，其特征在于，所述调节阀(3)采用电子节温器。

5.根据权利要求3所述的一种除尘车用燃料电池散热系统，其特征在于，还包括去离子过滤器(4)，在所述调节管路上设置有离子过滤器。

6.根据权利要求3-5任一所述的一种除尘车用燃料电池散热系统，其特征在于，还包括电堆入口温度传感器(6)、电堆出口温度传感器(7)和燃料电池控制器(9)，所述电堆入口温度传感器(6)、电堆出口温度传感器(7)与燃料电池控制器(9)电连接，燃料电池控制器(9)还与调节阀(3)和冷却水泵(5)电连接。

7.根据权利要求1-5任一所述的一种除尘车用燃料电池散热系统，其特征在于，所述车载除尘设备，通过风扇(1)旋转驱动周围空气流动，吸入车辆行驶周边空气并经过过滤层过滤掉空气中的粉尘颗粒后进入净气室，再将净气室中过滤后的空气吹出，达到净化车辆行驶周边空气的功能。

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