CN220016267U - 燃料电池系统及其电磁阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开燃料电池系统及其电磁阀，包括一阀体、一阀组件和一加热组件。所述阀体内形成有阀腔，所述阀体形成与所述阀腔连通的第一阀口和第二阀口。所述阀组件包括一动磁芯，所述动磁芯可移动地设在所述阀腔内以将所述第一阀口和所述第二阀口隔断或导通。所述加热组件设在所述阀体，用于对所述阀腔加热。本实用新型的燃料电池系统及其电磁阀，所述电磁阀在低温情况下仍然能够正常工作。

Description

燃料电池系统及其电磁阀

技术领域

本实用新型涉及新能源燃料电池领域，尤其涉及燃料电池系统及其电磁阀。

背景技术

氢能源汽车的燃料电池系统中设有氢氧燃料电池。氢氧燃料电池发电时，依靠氢气和氧气反应，将气体通过电化学反应转换电能，转化效率高，且其生产的产物为水，在低温情况下，反应后产生的水汽流经排气管路上的电磁阀时会在电磁阀阀体内部结冰，导致阀体内阀芯的移动受到影响，进而导致电磁阀在低温下无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型的一个优势在于提供燃料电池系统及其电磁阀，所述电磁阀在低温情况下仍然能够正常工作。

本实用新型的另一个优势在于提供燃料电池系统及其电磁阀，所述温控器能够控制加热线圈自动对阀腔加热或不加热，反应及时，效率高。

本实用新型的另一个优势在于提供燃料电池系统及其电磁阀，导热介质设置在温控器和加热线圈之间，使得温度器检测得到的温度的准确度高。

本实用新型的另一个优势在于提供燃料电池系统及其电磁阀，绝缘介质设置在阀体和加热线圈之间，提高安全性。

为达到本实用新型以上至少一个优势，本实用新型提供用于燃料电池系统的电磁阀，包括：一阀体，所述阀体内形成有阀腔，所述阀体形成与所述阀腔连通的第一阀口和第二阀口；一阀组件，所述阀组件包括一动磁芯，所述动磁芯可移动地设在所述阀腔内以将所述第一阀口和所述第二阀口隔断或导通；以及一加热组件，所述加热组件设在所述阀体，用于对所述阀腔加热。

根据本实用新型一实施例，所述加热组件包括一加热线圈，所述加热线圈由沿阀体的轴向螺旋缠绕在所述阀体外侧的加热电阻丝构成。

根据本实用新型一实施例，所述加热组件还包括一加热通电端子，所述加热通电端子用于对所述加热线圈通电；以及一温控器，所述温控器用于检测所述加热线圈的温度，且连接在所述加热线圈和所述加热通电端子之间，用于在检测到温度超过设定高阈值或低于设定低阈值时，将所述加热通电端子和所述加热线圈之间断开或导通。

根据本实用新型一实施例，所述温控器为温控开关。

根据本实用新型一实施例，所述加热组件还包括一导热介质，所述导热介质设在所述阀体外周壁，且位于所述加热线圈和所述温控器之间，所述温控器通过检测所述导热介质温度确定所述加热线圈温度。

根据本实用新型一实施例，所述阀体由金属材料制成，所述阀体和所述加热线圈之间设有绝缘介质。

根据本实用新型一实施例，所述绝缘介质为绝缘胶带，所述绝缘胶带缠绕在所述阀体外周壁，且位于所述加热线圈内侧。

根据本实用新型一实施例，所述阀体内形成有控制口，所述阀组件还包括：一电磁线圈，所述电磁线圈套设在所述阀体外侧，用于在通电时驱动所述动磁芯远离所述控制口，以使所述控制口将所述第一阀口和所述第二阀口导通；一电磁通电端子，所述电磁通电端子与所述电磁线圈相连，用于对所述电磁线圈通电；以及一弹性件，所述弹性件连接在所述阀体和所述动磁芯之间，用于驱动所述动磁芯复位封闭所述控制口，以使所述控制口将所述第一阀口和所述第二阀口隔断。

根据本实用新型一实施例，所述电磁通电端子与所述加热通电端子独立设置。

本实用新型提供燃料电池系统，包括一燃料电池；一排气管路，所述排气管路与所述燃料电池连接，用于排出所述燃料电池电化学反应后的气体，以及一如上所述的用于燃料电池系统的电磁阀，所述用于燃料电池系统的电磁阀设在所述排气管路上。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例的用于燃料电池系统的电磁阀的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例的用于燃料电池系统的电磁阀部分组件在一个剖切角度下的剖视示意图。

图3示出了本实用新型实施例的用于燃料电池系统的电磁阀在另一角度下的剖视示意图。

图4是图2中A部分的放大示意图。

附图标记

100、用于燃料电池系统的电磁阀；

10、阀体；101、阀腔；102、第一阀口；103、第二阀口；104、控制口；

20、阀组件；21、动磁芯；22、电磁线圈；23、电磁通电端子；24、弹性件；25、静磁芯；2501、导流通道；

30、加热组件；31、加热线圈；32、加热通电端子，33、温控器；34、导热介质；35、绝缘介质；

40、导磁外壳；

50、保护外壳；

60、接线外壳；601、插接口；61、插接部。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型实施例的用于燃料电池系统的电磁阀100的结构示意图，参阅图1，当所述用于燃料电池系统的电磁阀100实际应用于燃料电池系统时，所述用于燃料电池系统的电磁阀100设置在燃料电池的排气管路上，用于控制排气管路和燃料电池之间的通断。

图2是本实用新型实施例的用于燃料电池系统的电磁阀100部分组件在一个剖切角度下的剖视示意图，参阅图1和图2，本实用新型实施例的用于燃料电池系统的电磁阀100包括一阀体10、一阀组件20和一加热组件30。

所述阀体10内形成有阀腔101，所述阀体10形成有与所述阀腔101连通的第一阀口102和第二阀口103。所述阀组件20包括一动磁芯21。所述动磁芯21可移动地设在所述阀腔101内以将所述第一阀口102和所述第二阀口103隔断或导通。可以理解的是，当所述用于燃料电池系统的电磁阀100实际应用于燃料电池系统时，所述阀体10的所述第一阀口102和所述第二阀口103可以分别与排气管路和燃料电池连通，进而通过所述第一阀口102和所述第二阀口103之间的隔断或导通，实现排气管路和燃料电池之间的隔断和连通，在此过程中，燃料电池工作产生的水汽会进入所述阀腔101。

所述加热组件30设在所述阀体10，用于对所述阀腔101加热。如此，低温情况下，当进入所述阀腔101内的水汽在所述阀腔101内结冰时，所述加热组件30即会对所述阀腔101加热，从而使得所述阀腔101温度升高，结冰熔化，进而使得所述阀腔101内的所述动磁芯21仍然能够正常移动，使得低温情况下所述动磁芯21的移动不会由于所述阀腔101内部结冰而受到影响，保证所述用于燃料电池系统的电磁阀100在低温情况下仍然能够正常工作。

图3是本实用新型实施例的用于燃料电池系统的电磁阀100在另一角度下的剖视示意图，参阅图1至图3，所述阀体10内形成有控制口104，所述阀组件20还包括一电磁线圈22、一电磁通电端子23和一弹性件24。所述电磁线圈22套设在所述阀体10外侧，用于在通电时驱动所述动磁芯21远离所述控制口104，以使所述控制口104将所述第一阀口102和所述第二阀口103导通。所述电磁通电端子23与所述电磁线圈22相连，用于对所述电磁线圈22通电。所述弹性件24连接在所述阀体10和所述动磁芯21之间，用于驱动所述动磁芯21复位，以将所述控制口104封闭。

也就是说，在所述电磁通电端子23未对所述电磁线圈22通电时，所述动磁芯21将所述控制口104封闭，进而使得所述第一阀口102和所述第二阀口103不导通，而在所述电磁通电端子23对所述电磁线圈22通电时，所述电磁线圈22驱动所述动磁芯21向远离所述控制口104的方向移动，从而将所述控制口104打开，进而使得所述控制口104能够将所述第一阀口102和所述第二阀口103导通。

根据本实用新型的一些优选实施例，参阅图2，所述阀组件20还包括一静磁芯25，所述静磁芯25安装在所述阀体10内，所述弹性件24安装在所述静磁芯25，所述静磁芯25上形成有与所述第二阀口103连通的导流通道2501。如此，在所述动磁芯21远离所述控制口104时，所述第一阀口102和所述第二阀口103通过所述控制口104和所述导流通道2501实现导通，且所述弹性件24安装牢固方便。

优选地，所述导流通道2501为多个，多个所述导流通道2501沿所述静磁芯25的轴向延伸，且沿所述静磁芯25的周向间隔设置。

根据本实用新型的一些优选实施例，参阅图2，所述加热组件30包括一加热线圈31，所述加热线圈31由沿阀体10的轴向螺旋缠绕在所述阀体10外侧的加热电阻丝构成，用于在通电时加热所述阀腔101。如此，所述加热线圈31内通过电流时，所述加热线圈31能够迅速产生大量热量，从而将所述阀体10内的冰熔化，进而使得所述用于燃料电池系统的电磁阀100在极短时间内恢复正常工作，所述加热线圈31的加热速度快且对所述阀腔101加热均匀，加热效果好。

另外，可以理解是，所述加热电阻丝为通电后自身温度会升高发热的电阻丝，其可以由铜材料或镍铬材料等一种或多种导电材料制成，成本低，且布置方便，本实用新型可对所述加热线圈31的线圈匝数及线径大小选型，进而对所述加热线圈31的加热功率进行调整，保证能够所述用于燃料电池系统的电磁阀100应对当地低温情况。

根据本实用新型的一些优选实施例，参阅图1和图2，所述加热组件30还包括一加热通电端子32和一温控器33，所述加热通电端子32用于对所述加热线圈31通电，所述温控器33用于检测所述加热线圈31的温度，且连接在所述加热线圈31和所述加热通电端子32之间，用于在检测到温度超过设定高阈值时，将所述加热通电端子32和所述加热线圈31之间断开，以及用于在检测到温度超过设定低阈值时，将所述加热通电端子32和所述加热线圈31之间导通。也就是说，在温度变化时，所述温控器33会将所述加热通电端子32和所述加热线圈31导通或断开，进而达到对所述阀腔101自动加热或不再加热的效果，反应及时。

优选地，所述温控器33为微型温控开关，用于通过其自身打开或关闭实现所述加热线圈31和所述加热通电端子32之间的导通和断开。

优选地，所述电磁通电端子23与所述加热通电端子32独立设置。如此，所述加热线圈31与所述电磁线圈22采用单独通电模式，所述电磁线圈22和所述加热线圈31工作时互不影响，这样设置能够避免共用电源时由于所述加热线圈31分流而导致所述用于燃料电池系统的电磁阀100工作电流不足的情况，保证所述用于燃料电池系统的电磁阀100能够在充足的工作电流下正常启动和工作。

根据本实用新型的一些优选实施例，参阅图2，所述加热组件30还包括一导热介质34，所述导热介质34设在所述阀体10外周壁且位于所述加热线圈31和所述温控器33之间，所述温控器33通过检测所述导热介质34温度确定所述加热线圈31温度。如此，所述导热介质34不占用所述阀体10内部空间，不会影响所述动磁芯21运动，而且由于所述导热介质34导热性能良好，因此所述导热介质34能够将所述加热线圈31的热量良好地传递至所述温控器33，因此所述温控器33不会由于导热不良而导致温度监控不准确，所述温控器33检测的温度准确度高。

优选地，所述导热介质34可以为导热胶，成本低且导热效果好。

根据本实用新型的一些优选实施例，图4是图2中A部分的放大示意图，参阅图2和图3，所述阀体10由金属材料制成，所述阀体10和所述加热线圈31之间设有绝缘介质35。所述阀体10由金属材料制成，强度高，寿命长，但其具有导电性，所述绝缘介质35能够防止所述加热线圈31与金属材质的所述阀体10直接接触，增加所述用于燃料电池系统的电磁阀100的使用安全性。

优选地，所述绝缘介质35可以为绝缘胶带，所述绝缘胶带缠绕在所述阀体10外周壁，且位于所述加热线圈31内侧，绝缘效果好，且制作方便。

根据本实用新型的一些优选实施例，参阅图3，所述用于燃料电池系统的电磁阀100还包括一导磁外壳40和一保护外壳50，所述导磁外壳40套设在所述电磁线圈22外侧，用于增强磁场，所述保护外壳50套设在所述导磁外壳40外侧，用于保护所述导磁外壳40。

根据本实用新型的一些优选实施例，参阅图1和图3，所述用于燃料电池系统的电磁阀100还包括一接线外壳60，所述接线外壳60设在所述导磁外壳40外侧，且所述接线外壳60具有带动插接口601的插接部61，所述加热通电端子32和所述电磁通电端子23均设在所述插接口601内。如此，所述电磁通电端子23和所述加热通电端子32通过同一所述插接口601与电源连接并被所述电源通电，结构简单，通电方便。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的优势已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，包括：

一阀体，所述阀体内形成有阀腔，所述阀体形成与所述阀腔连通的第一阀口和第二阀口；

一阀组件，所述阀组件包括一动磁芯，所述动磁芯可移动地设在所述阀腔内以将所述第一阀口和所述第二阀口隔断或导通；以及

一加热组件，所述加热组件设在所述阀体，用于对所述阀腔加热。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述加热组件包括一加热线圈，所述加热线圈由沿阀体的轴向螺旋缠绕在所述阀体外侧的加热电阻丝构成。

3.根据权利要求2所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述加热组件还包括：

一加热通电端子，所述加热通电端子用于对所述加热线圈通电；以及

一温控器，所述温控器用于检测所述加热线圈的温度，且连接在所述加热线圈和所述加热通电端子之间，用于在检测到温度超过设定高阈值或低于设定低阈值时，将所述加热通电端子和所述加热线圈之间断开或导通。

4.根据权利要求3所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述温控器为温控开关。

5.根据权利要求3所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述加热组件还包括一导热介质，所述导热介质设在所述阀体外周壁，且位于所述加热线圈和所述温控器之间，所述温控器通过检测所述导热介质温度确定所述加热线圈温度。

6.根据权利要求2所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述阀体由金属材料制成，所述阀体和所述加热线圈之间设有绝缘介质。

7.根据权利要求6所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述绝缘介质为绝缘胶带，所述绝缘胶带缠绕在所述阀体外周壁，且位于所述加热线圈内侧。

8.根据权利要求3所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述阀体内形成有控制口，所述阀组件还包括：

一电磁线圈，所述电磁线圈套设在所述阀体外侧，用于在通电时驱动所述动磁芯远离所述控制口，以使所述控制口将所述第一阀口和所述第二阀口导通；

一电磁通电端子，所述电磁通电端子与所述电磁线圈相连，用于对所述电磁线圈通电；以及

一弹性件，所述弹性件连接在所述阀体和所述动磁芯之间，用于驱动所述动磁芯复位封闭所述控制口，以使所述控制口将所述第一阀口和所述第二阀口隔断。

9.根据权利要求8所述的用于燃料电池系统的电磁阀，其特征在于，所述电磁通电端子与所述加热通电端子独立设置。

10.燃料电池系统，其特征在于，包括：

一燃料电池；

一排气管路，所述排气管路与所述燃料电池连接，用于排出所述燃料电池电化学反应后的气体；以及

一如权利要求1～9任一项所述的用于燃料电池系统的电磁阀，所述用于燃料电池系统的电磁阀设在所述排气管路上。