CN220220393U - 一种氢能商用车高压部件冷却系统 - Google Patents
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Abstract
一种氢能商用车高压部件冷却系统，包括膨胀水箱、散热器、水泵、电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热；膨胀水箱、散热器中的冷却液经水泵输出两路冷却通道，第一路冷却通道依次对电机控制器、多合一、电机进行冷却，第二路冷却通道依次对DCF、电堆辅助散热进行冷却，冷却后的冷却液串联回到散热器；在多合一与电机之间的第一路冷却通道上设有第一排空口及第一排空管；在电堆辅助散热之后的第二路冷却通道上设有第二排空口及第二排空管；第一排空管与第二排空管串联后与膨胀水箱连接。本实用新型能对氢能车高压部件进行可靠降温，确保高压部件工作在可靠温度范围，有效提高高压部件使用寿命和整车续航里程，适于氢能车高压部件冷却系统应用。
Description
技术领域
本实用新型属于氢能商用车技术领域，具体涉及一种氢能商用车高压部件冷却系统。
背景技术
随着氢能商用车的普及与量产，客户对氢能商用车的各项性能指标关注度越来越高，尤其是氢能商用车高压部件的冷却系统布局直接影响到整车性能指标的安全性和稳定性。氢能商用车以氢燃料电堆发电，电堆输出的电源通过DCF逆变后输入高压动力电池存储，氢能商用车搭载锂离子动力电池作为动力源为整车供电；而高压部件的电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热等在工作时会发热，现有技术中(见附图1)，氢能商用车高压部件冷却系统主要通过水泵将膨胀水箱及散热器中的冷却液泵至电机、电机控制器、多合一(新能源汽车车载集成一体机)、DCF(燃料电池升压DC/DC变换器)、电堆辅助散热中对上述高压部件进行冷却后返回散热器中，形成闭路循环冷却系统，同时，将散热器的排空口与膨胀水箱的排空口连接，使冷却系统内部的热量通过膨胀水箱的排空口将热量排入大气中。这种结构的冷却系统，主要依靠散热器的热交换能力对冷却液降温，其冷却效果仍然不尽如人意，常常出现高压部件温度过高的情况，导致车辆续航里程不足，甚至降低高压部件系统的使用寿命，严重的时候可能会导致车辆抛锚。
发明内容
为了解决现有氢能商用车存在的上述技术问题，本实用新型提供一种降温效果好的氢能商用车高压部件冷却系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：一种氢能商用车高压部件冷却系统，包括膨胀水箱、散热器、水泵、电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热、；所述膨胀水箱、散热器中的冷却液经水泵输出两路冷却通道，第一路冷却通道依次对电机控制器、多合一、电机进行冷却，第二路冷却通道依次对DCF、电堆辅助散热进行冷却，冷却后的冷却液串联回到散热器；在多合一与电机之间的第一路冷却通道上设有第一排空口，第一排空口上设有第一排空管；在电堆辅助散热之后的第二路冷却通道上设有第二排空口，第二排空口上设有第二排空管；所述第一排空管与第二排空管串联后与膨胀水箱连接。
进一步的，所述散热器的出水口与第一变径三通的第一端口连接，第一变径三通的第二端口与水泵进水口相连，第一变径三通的第三端口与膨胀水箱的出水口连接；
水泵的出水口与第二变径三通的第一端口相连，第二变径三通的第二端口与DCF的一端相连，第二变径三通的第三端口与电机控制器的一端相连；
电堆辅助散热的出水端与第三变径三通的第一端口相连，第三变径三通的第二端口连接第四变径三通的第二端口，第三变径三通的第三端口连接等径三通的第二端口；
电机的出水口与第四变径三通的第三端口连接，第四变径三通的第一端口与散热器连接，使流经电机控制器、多合一、电机的冷却液及流经DCF、电堆辅助散热的冷却液经第四变径三通的第一端口串联回到散热器；
多合一的出水口与第五变径三通的第一端口连接，第五变径三通的第二端口与电机的进水口连接，第五变径三通的第三端口与等径三通的第三端口连接；等径三通的第一端口与膨胀水箱连接，使流经电机控制器、多合一后的冷却液及流经DCF、电堆辅助散热的冷却液的热量经等径三通的第一端口送至膨胀水箱，由膨胀水箱的排空口排入大气。
进一步，散热器与膨胀水箱相连接。
进一步的，膨胀水箱、散热器、水泵、电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热、第一变径三通、第二变径三通、第三变径三通、第四变径三通、第五变径三通、等径三通之间连接的管路为EPDM(三元乙丙橡胶)+聚酯纤维软管。
进一步的，所述EPDM(三元乙丙橡胶)+聚酯纤维软管的直径分别为φ25、φ38、φ10。
进一步的，第一变径三通、第二变径三通、第三变径三通、第四变径三通、第五变径三通、等径三通均为T形三通，其端口按以下顺序确定：直通方向的两个端口分别为第一端口、第二端口，垂直于直通方向的端口为第三端口。
进一步的，所述第一变径三通的三端直径分别为：第一端口φ38，第二端口φ25，第三端口φ38，第二变径三通和第四变径三通的三端直径分别为：第一端口φ38，第二端口φ25，第三端口φ25，第三变径三通和第五变径三通的三端直径分别为：第一端口φ25，第二端口φ25，第三端口φ10，等径三通的三端直径均为φ10。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过在多合一的出水端至电机的进水端之间设置一个冷却系统热量排空口的排空管，DCF的出水口至电堆辅助散热的进水口之间设置一个冷却系统热量排空口的排空管，两个排空口管通过一个等径三通连接于膨胀水箱的排空口，使热量快速地通过膨胀水箱的排空口排入大气中，散热效率高。同时，散热器的排空口与膨胀水箱的排空口连接，使冷却系统内部的热量也通过膨胀水箱的排空口将热量排入大气中，有效降低冷却液的温度，确保高压部件始终维持在可靠温度范围内工作，有效提高氢能商用车高压部件使用寿命和整车续航里程，是用于氢能商用车高压部件冷却系统较佳的技术方案。
附图说明
图1为现有技术中氢能商用车高压部件冷却系统结构示意图。
图2为本实用新型的氢能商用车高压部件冷却系统结构示意图。
图3为本实用新型实施例高压部件冷却系统循环路径图。
图中：1—第一变径三通，2--第二变径三通，3--第三变径三通，4--第四变径三通，5--第五变径三通，6—等径三通。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详的细说明。
实施例1
参见图2，图2为本实用新型的氢能商用车高压部件冷却系统结构示意图；本实用新型氢能商用车高压部件冷却系统，包括膨胀水箱、散热器、水泵、电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热；所述膨胀水箱、散热器中的冷却液经水泵输出两路冷却通道，第一路冷却通道依次对电机控制器、多合一、电机进行冷却，第二路冷却通道依次对DCF、电堆辅助散热进行冷却，冷却后的冷却液串联回到散热器；在多合一与电机之间的第一路冷却通道上设有第一排空口，第一排空口上设有第一排空管；在电堆辅助散热之后的第二路冷却通道上设有第二排空口，第二排空口上设有第二排空管；所述第一排空管与第二排空管串联后与膨胀水箱连接，散热器与膨胀水箱相连接；
所述散热器的出水口与第一变径三通(1)的第一端口连接，第一变径三通(1)的第二端口与水泵进水口相连，第一变径三通(1)的第三端口与膨胀水箱的出水口连接；
水泵的出水口与第二变径三通(2)的第一端口相连，第二变径三通(2)的第二端口与DCF的一端相连，第二变径三通(2)的第三端口与电机控制器的一端相连；
电堆辅助散热的出水端与第三变径三通(3)的第一端口相连，第三变径三通(3)的第二端口连接第四变径三通(4)的第二端口，第三变径三通(3)的第三端口连接等径三通的第二端口；
电机的出水口与第四变径三通(4)的第三端口连接，第四变径三通的第一端口与散热器连接，使流经电机控制器、多合一、电机的冷却液及流经DCF、电堆辅助散热的冷却液经第四变径三通的第一端口串联回到散热器；
多合一的出水口与第五变径三通的第一端口连接，第五变径三通(5)的第二端口与电机的进水口连接，第五变径三通(5)的第三端口与等径三通(6)的第三端口连接；等径三通(6)的第一端口与膨胀水箱连接，使流经电机控制器、多合一后的冷却液及流经DCF、电堆辅助散热的冷却液的热量经等径三通(6)的第一端口送至膨胀水箱，由膨胀水箱的排空口排入大气；散热器与膨胀水箱相连接；
本实施例中，膨胀水箱、散热器、水泵、电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热、第一变径三通(1)、第二变径三通(2)、第三变径三通(3)、第四变径三通(4)、第五变径三通(5)、等径三通(6)之间连接的管路为EPDM(三元乙丙橡胶)+聚酯纤维软管；
所述EPDM(三元乙丙橡胶)+聚酯纤维软管的直径分别为φ25、φ38、φ10；
所述第一变径三通(1)、第二变径三通(2)、第三变径三通(3)、第四变径三通(4)、第五变径三通(5)、等径三通(6)均为T形三通，其端口按以下顺序确定：直通方向的两个端口分别为第一端口、第二端口，垂直于直通方向的端口为第三端口；
所述第一变径三通(1)的三端直径分别为：第一端口φ38，第二端口φ25，第三端口φ38，第二变径三通(2)和第四变径三通(4)的三端直径分别为：第一端口φ38，第二端口φ25，第三端口φ25，第三变径三通(3)和第五变径三通(5)的三端直径分别为：第一端口φ25，第二端口φ25，第三端口φ10，等径三通(6)的三端直径均为φ10；等径三通与变径三通均为δ1.0/304不锈钢硬管；EPDM(三元乙丙橡胶)+聚酯纤维软管管径分别为φ25、φ38、φ10、管壁厚度为5mm。
本实用新型的工作原理简述于下：
参见图3，图3为本实用新型实施例高压部件冷却系统循环路径图。膨胀水箱的冷却液流经水泵，由水泵工作加压后以并联的方式一路流经DCF串联至电堆辅助散热，另一路流经电机控制器串联至多合一再串联至电机，然后，两路冷却液并联流至散热器；同时在电堆辅助散热出水口处和多合一的出水口处各设置一排空接口至膨胀水箱，将高压部件(高压部件指电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热)冷却系统工作循环时产生的热量经由膨胀水箱的排空口散发出去。高压部件内部的冷却液通过水泵循环工作，将高压部件工作时产生的高温冷却液循环输入散热器进行冷却，经散热器降温后的冷却液循环输入高压部件内部进行冷却，当高压部件冷却系统内形成一定的热量与压力时，经排空接口通过排空管路进入膨胀水箱的溢气口将温度与压力排出大气中。
所述的散热器在整车上电时会工作3-5秒进行自检，水泵在整车上电后一直处于工作状态；高压部件的电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热的CAN通讯与整车控制器的CAN通讯进行传输，整车控制器就会根据高压部件的冷却系统工作温度情况发送指令开启和关闭散热器，实现高压部件冷却系统的控温闭环。当氢能商用车高压部件的电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热冷却系统工作温度达到45℃时，整车控制器控制散热器开始低速工作，当冷却系统工作温度曲线上升至60℃时，整车控制器控制散热器高功率工作。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，所述仅为本实用新型的较佳实施例，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (6)
1.一种氢能商用车高压部件冷却系统，包括膨胀水箱、散热器、水泵、电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热；其特征在于：所述膨胀水箱、散热器中的冷却液经水泵输出两路冷却通道，第一路冷却通道依次对电机控制器、多合一、电机进行冷却，第二路冷却通道依次对DCF、电堆辅助散热进行冷却，冷却后的冷却液串联回到散热器；在多合一与电机之间的第一路冷却通道上设有第一排空口，第一排空口上设有第一排空管；在电堆辅助散热之后的第二路冷却通道上设有第二排空口，第二排空口上设有第二排空管；所述第一排空管与第二排空管串联后与膨胀水箱连接。
2.根据权利要求1所述的一种氢能商用车高压部件冷却系统，其特征在于：所述散热器的出水口与第一变径三通的第一端口连接，第一变径三通的第二端口与水泵进水口相连，第一变径三通的第三端口与膨胀水箱的出水口连接；
水泵的出水口与第二变径三通的第一端口相连，第二变径三通的第二端口与DCF的一端相连，第二变径三通的第三端口与电机控制器的一端相连；
电堆辅助散热的出水端与第三变径三通的第一端口相连，第三变径三通的第二端口连接第四变径三通的第二端口，第三变径三通的第三端口连接等径三通的第二端口；
电机的出水口与第四变径三通的第三端口连接，第四变径三通的第一端口与散热器连接，使流经电机控制器、多合一、电机的冷却液及流经DCF、电堆辅助散热的冷却液经第四变径三通的第一端口串联回到散热器；
多合一的出水口与第五变径三通的第一端口连接，第五变径三通的第二端口与电机的进水口连接，第五变径三通的第三端口与等径三通的第三端口连接；等径三通的第一端口与膨胀水箱连接，使流经电机控制器、多合一后的冷却液及流经DCF、电堆辅助散热的冷却液的热量经等径三通的第一端口送至膨胀水箱，由膨胀水箱的排空口排入大气。
3.根据权利要求2所述的一种氢能商用车高压部件冷却系统，其特征在于：散热器与膨胀水箱相连接。
4.根据权利要求2所述的一种氢能商用车高压部件冷却系统，其特征在于：膨胀水箱、散热器、水泵、电机、电机控制器、多合一、DCF、电堆辅助散热、第一变径三通、第二变径三通、第三变径三通、第四变径三通、第五变径三通、等径三通之间连接的管路直径分别为φ25、φ38、φ10。
5.根据权利要求2所述的一种氢能商用车高压部件冷却系统，其特征在于：第一变径三通、第二变径三通、第三变径三通、第四变径三通、第五变径三通、等径三通均为T形三通，其端口按以下顺序确定：直通方向的两个端口分别为第一端口、第二端口，垂直于直通方向的端口为第三端口。
6.根据权利要求5所述的一种氢能商用车高压部件冷却系统，其特征在于：所述第一变径三通的三端直径分别为：第一端口φ38，第二端口φ25，第三端口φ38，第二变径三通和第四变径三通的三端直径分别为：第一端口φ38，第二端口φ25，第三端口φ25，第三变径三通和第五变径三通的三端直径分别为：第一端口φ25，第二端口φ25，第三端口φ10，等径三通的三端直径均为φ10。
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