CN220272521U - 一种散热器组件及其应用的燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热器组件及其应用的燃料电池系统，包括至少2台的风机组件，电控组件和散热器壳体，每台风机组件包括电机、风叶和风机外壳，所述的电机是不带电机控制器的永磁同步电机，散热器壳体上设有若干安装风机组件的安装槽，电控组件安装在散热器壳体上，电控组件分别通过控制线束管路与每台风机的电机电连接，电控组件分别独立控制每台风机的电机运行和停止，其特征在于：还包括液冷散热系统，液冷散热系统安装在散热器壳体里，液冷散热系统通过冷却管路将多台风机的电机和电控组件连接起来进行统一散热，通过液冷散热系统有效减少额外的管路布置，结构布置合理，连接方便，有效解决布局凌乱问题，同时也节约物料成本。

Description

一种散热器组件及其应用的燃料电池系统

技术领域：

本实用新型涉及一种散热器组件及其应用的燃料电池系统。

背景技术：

散热器是汽车上的一个重要部件，包括传统的内燃机汽车、新能源电动汽车、氢能源汽车，都需要散热器对其主要的动力系统部件进行有效散热，防止动力系统部件在运行过程中因过温而烧毁。随着技术的发展和市场需求的增大，汽车上的动力系统功率越来越大，散热需求也越来越大，因此散热器上需要集成越来越多的风机，才能满足散热需求。

目前市场上的散热器组件包括散热器壳体、多台风机组件和连接管路，每台风机组件包括电控组件、前端盖、壳体、定子组件、转子组件和转轴，壳体包括底板和从底板的边缘轴向延伸出的套筒外壳，底板与套筒外壳之间围成一空腔，定子组件套装在套筒外壳的内壁，转子组件安装在转轴上，转子组件套在定子组件内，套筒外壳一端设有开口，前端盖安装在套筒外壳的开口处，电控组件位于空腔外且安装在底板一侧，前端盖和底板上均设有轴承室，轴承室内均安装有轴承，转轴支撑在轴承上，前端盖的中间开设有轴伸孔，转轴的一端从前端盖的轴伸孔伸出形成轴伸端，风轮安装在轴伸端上，风机外罩套装在风轮外围，转轴与前端盖的轴伸孔之间安装有骨架油封；由于每台风机组件都匹配电机和电控组件，并且每台风机组件的电机和电控组件都需要额外引入冷却液对电机和电控组件进行散热，导致散热器组件结构布置复杂，连接管路布置凌乱，成本高。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种散热器组件及其应用的燃料电池系统，能解决现有技术中每台风机组件都匹配电机和电控组件，并且每台风机组件的电机和电控组件都需要额外引入冷却液对电机和电控组件进行散热，导致散热器组件结构布置复杂，连接管路布置凌乱，成本高的技术问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

本实用新型的目的是提供一种散热器组件，包括至少2台的风机组件，电控组件和散热器壳体，每台风机组件包括电机、风轮和风机外壳，所述的电机是不带电机控制器的永磁同步电机，散热器壳体上设有若干安装风机组件的安装槽，电控组件安装在散热器壳体上，电控组件分别通过控制线束管路与每台风机组件的电机电连接，电控组件分别独立控制每台风机组件的电机运行和停止，其特征在于：还包括液冷散热系统，液冷散热系统安装在散热器壳体里，液冷散热系统通过冷却管路将多台风机组件的电机和电控组件连接起来进行统一散热。

上述所述的液冷散热系统包括泵和热交换器，热交换器位于多台风机组件的下方，泵的输入端与热交换器的输出端连接，泵将冷却液输送到多台风机组件的电机和电控组件内，流经多台风机组件的电机和电控组件的冷却液再流入到热交换器内，电控组件控制风机组件对流经热交换器内的冷却液进行降温，降温后的冷却液在流入泵内形成循环水路。

上述所述的电控组件包括控制器本体，控制器本体安装在散热器壳体上，控制器本体上设有控制输入端、高压输入端、多个控制输出端、电控冷却入口和电控冷却出口，控制输入端与外部控制器电连接，高压输入端与外部电源电连接，多个控制输出端分别通过控制线束管路与多台风机组件电连接，电控冷却入口通过冷却管路与泵的输出端连接，电控冷却出口通过冷却管路与热交换器的输入端连接。

上述所述的控制输入端与高压输入端设置在控制器本体的前侧面；多个控制输出端布置在控制器本体的后侧面；电控冷却入口和电控冷却出口分别布置在控制器本体的左侧面和右侧面。

上述所述的电机包括前端盖、壳体、定子组件、转子组件和转轴，壳体包括底板和从底板的边缘轴向延伸出的套筒外壳，底板与套筒外壳之间围成一空腔，定子组件套装在套筒外壳的内壁，转子组件安装在转轴上，转子组件套在定子组件内，套筒外壳一端设有开口，前端盖安装在套筒外壳的开口处，前端盖和底板上均设有轴承室，轴承室内均安装有轴承，转轴支撑在轴承上，前端盖的中间开设有轴伸孔，转轴的一端从前端盖的轴伸孔伸出形成轴伸端，风轮安装在轴伸端上，风机组件罩壳套装在风轮外围。

上述所述的底板上设有控制连接端，控制连接端通过控制线束管路与控制输出端电连接。

上述所述的套筒外壳里面开设有冷却水道并且在套筒外壳上设置有与冷却水道连通的进水口和出水口，进水口通过冷却管路与水泵的输出端连接,出水口通过冷却管路与热交换器的输入端连接。

一种燃料电池系统，包括燃料电池系统控制器、燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统，燃料电池系统控制器控制燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统工作，供氢系统的输出端连接电堆模块的氢气入口，空气供应系统的输出端连接电堆模块的空气入口，冷却系统与电堆模块的冷却液入口和冷却液出口连接，冷却系统包括散热器组件，散热器组件的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与散热器组件的输入端相连，其特征在于：所述的散热器组件为上述所述的散热器组件，散热器组件的电控组件与燃料电池系统控制器电连接，燃料电池电堆模块输出的高压电直接为散热器组件中的风机组件供电，燃料电池系统控制器输入控制信号给电控组件，电控组件控制风机组件对流经的冷却液进行降温。

上述所述的液冷散热系统的泵的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与液冷散热系统的热交换器的输入端连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)本实用新型包括至少2台的风机组件，电控组件和散热器壳体，每台风机组件包括电机、风轮和风机外壳，所述的电机是不带电机控制器的永磁同步电机，散热器壳体上设有若干安装风机组件的安装槽，电控组件安装在散热器壳体上，电控组件分别通过控制线束管路与每台风机的电机电连接，电控组件分别独立控制每台风机的电机运行和停止，其特征在于：还包括液冷散热系统，液冷散热系统安装在散热器壳体里，液冷散热系统通过冷却管路将多台风机的电机和电控组件连接起来进行统一散热，通过液冷散热系统有效减少额外的管路布置，结构布置合理，连接方便，有效解决布局凌乱问题，同时也节约物料成本。

2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明：

图1是本实用新型实施例一提供的散热器组件的立体图；

图2是本实用新型实施例一提供的散热器组件的分解图；

图3是本实用新型实施例一提供的电控组件的立体图；

图4是本实用新型实施例一提供的风机组件的分解图；

图5是本实用新型实施例一提供的高压电机的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的高压电机的正视图；

图7是图6中A-A的剖视图；

图8是本实用新型实施例一提供的控制原理图；

图9是本实用新型实施例一提供的散热器组件中冷却液流向示意图；

图10是本实用新型实施例二提供的原理图；

图11是本实用新型实施例二提供的燃料电池系统控制原理图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：

如图1至图9所示，本实施例提供的是一种散热器组件，包括至少2台的风机组件1，电控组件2和散热器壳体3，每台风机组件1包括电机11、风轮12和风机外壳13，所述的电机11是不带电机控制器的永磁同步电机，散热器壳体3上设有若干安装风机组件1的安装槽31，电控组件2安装在散热器壳体3上，电控组件2分别通过控制线束管路5与每台风机组件1的电机11电连接，电控组件2分别独立控制每台风机组件1的电机11运行和停止，其特征在于：还包括液冷散热系统，液冷散热系统安装在散热器壳体3里，液冷散热系统通过冷却管路4将多台风机组件1的电机11和电控组件2连接起来进行统一散热，通过液冷散热系统有效减少额外的管路布置，结构布置合理，连接方便，有效解决布局凌乱问题，同时也节约物料成本。

上述的液冷散热系统包括泵61和热交换器62，热交换器62位于多台风机组件1的下方，泵61的输入端与热交换器62的输出端连接，泵61将冷却液输送到多台风机组件1的电机11和电控组件2内，流经多台风机组件1的电机11和电控组件2的冷却液再流入到热交换器62内，电控组件2控制风机组件1对流经热交换器62内的冷却液进行降温，降温后的冷却液在流入泵61内形成循环水路，结构布置合理，散热效果好。

上述的电控组件2包括控制器本体21，控制器本体21安装在散热器壳体3上，控制器本体21上设有控制输入端210、高压输入端211、多个控制输出端212、电控冷却入口213和电控冷却出口214，控制输入端210与外部控制器电连接，高压输入端211与外部电源电连接，多个控制输出端212分别通过控制线束管路5与多台风机组件1电连接，电控冷却入口213通过冷却管路4与泵61的输出端连接，电控冷却出口214通过冷却管路4与热交换器62的输入端连接，结构简单，便于引入冷却液，对电控组件进行散热，提高电控组件的效率。

上述的控制输入端210与高压输入端211设置在控制器本体21的前侧面21a；多个控制输出端212布置在控制器本体21的后侧面21b；电控冷却入口213和电控冷却出口214分别布置在控制器本体21的左侧面21c和右侧面21d，结构布置合理。

上述的电机11包括前端盖111、壳体112、定子组件113、转子组件114和转轴115，壳体112包括底板1121和从底板1121的边缘轴向延伸出的套筒外壳1122，底板1121与套筒外壳1122之间围成一空腔1123，定子组件113套装在套筒外壳1122的内壁，转子组件114安装在转轴115上，转子组件114套在定子组件113内，套筒外壳1122一端设有开口，前端盖111安装在套筒外壳1122的开口处，前端盖111和底板1121上均设有轴承室16，轴承室16内均安装有轴承17，转轴115支撑在轴承17上，前端盖111的中间开设有轴伸孔1111，转轴115的一端从前端盖111的轴伸孔1111伸出形成轴伸端1151，风轮12安装在轴伸端151上，风机外罩13套装在风轮12外围。

上述的底板1121上设有控制连接端1121a，控制连接端1121a通过控制线束管路5与控制输出端212电连接，结构布置合理。

上述的套筒外壳1122里面开设有冷却水道1122a并且在套筒外壳1122上设置有与冷却水道1122a连通的进水口1122b和出水口1122c，进水口1122b通过冷却管路4与水泵61的输出端连接,出水口1122c通过冷却管路4与热交换器62的输入端连接，便于引入冷却液，对高压电机进行散热，提高高压电机的效率。

实施例二：

如图10和图11所示，一种燃料电池系统，包括燃料电池系统控制器、燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统，燃料电池系统控制器控制燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统工作，供氢系统的输出端连接电堆模块的氢气入口，空气供应系统的输出端连接电堆模块的空气入口，冷却系统与电堆模块的冷却液入口和冷却液出口连接，冷却系统包括散热器组件，散热器组件的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与散热器组件的输入端相连，其特征在于：所述的散热器组件为上述实施例一所述的散热器组件，散热器组件的电控组件2与燃料电池系统控制器电连接，燃料电池电堆模块输出的高压电直接为散热器组件中的风机组件1供电，燃料电池系统控制器输入控制信号给电控组件2，电控组件2控制风机组件1对流经的冷却液进行降温。

上述的液冷散热系统的泵61的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与液冷散热系统的热交换器62的输入端连接。

以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种散热器组件，包括至少2台的风机组件(1)，电控组件(2)和散热器壳体(3)，每台风机组件(1)包括电机(11)、风轮(12)和风机外壳(13)，所述的电机(11)是不带电机控制器的永磁同步电机，散热器壳体(3)上设有若干安装风机组件(1)的安装槽(31)，电控组件(2)安装在散热器壳体(3)上，电控组件(2)分别通过控制线束管路(5)与每台风机组件(1)的电机(11)电连接，电控组件(2)分别独立控制每台风机组件(1)的电机(11)运行和停止，其特征在于：还包括液冷散热系统，液冷散热系统安装在散热器壳体(3)里，液冷散热系统通过冷却管路(4)将多台风机组件(1)的电机(11)和电控组件(2)连接起来进行统一散热。

2.根据权利要求1所述的一种散热器组件，其特征在于：液冷散热系统包括泵(61)和热交换器(62)，热交换器(62)位于多台风机组件(1)的下方，泵(61)的输入端与热交换器(62)的输出端连接，泵(61)将冷却液输送到多台风机组件(1)的电机(11)和电控组件(2)内，流经多台风机组件(1)的电机(11)和电控组件(2)的冷却液再流入到热交换器(62)内，电控组件(2)控制风机组件(1)对流经热交换器(62)内的冷却液进行降温，降温后的冷却液在流入泵(61)内形成循环水路。

3.根据权利要求2所述的一种散热器组件，其特征在于：电控组件(2)包括控制器本体(21)，控制器本体(21)安装在散热器壳体(3)上，控制器本体(21)上设有控制输入端(210)、高压输入端(211)、多个控制输出端(212)、电控冷却入口(213)和电控冷却出口(214)，控制输入端(210)与外部控制器电连接，高压输入端(211)与外部电源电连接，多个控制输出端(212)分别通过控制线束管路(5)与多台风机组件(1)电连接，电控冷却入口(213)通过冷却管路(4)与泵(61)的输出端连接，电控冷却出口(214)通过冷却管路(4)与热交换器(62)的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种散热器组件，其特征在于：控制输入端(210)与高压输入端(211)设置在控制器本体(21)的前侧面(21a)；多个控制输出端(212)布置在控制器本体(21)的后侧面(21b)；电控冷却入口(213)和电控冷却出口(214)分别布置在控制器本体(21)的左侧面(21c)和右侧面(21d)。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种散热器组件，其特征在于：电机(11)包括前端盖(111)、壳体(112)、定子组件(113)、转子组件(114)和转轴(115)，壳体(112)包括底板(1121)和从底板(1121)的边缘轴向延伸出的套筒外壳(1122)，底板(1121)与套筒外壳(1122)之间围成一空腔(1123)，定子组件(113)套装在套筒外壳(1122)的内壁，转子组件(114)安装在转轴(115)上，转子组件(114)套在定子组件(113)内，套筒外壳(1122)一端设有开口，前端盖(111)安装在套筒外壳(1122)的开口处，前端盖(111)和底板(1121)上均设有轴承室(16)，轴承室(16)内均安装有轴承(17)，转轴(115)支撑在轴承(17)上，前端盖(111)的中间开设有轴伸孔(1111)，转轴(115)的一端从前端盖(111)的轴伸孔(1111)伸出形成轴伸端(1151)，风轮(12)安装在轴伸端(151)上，风机外壳(13)套装在风轮(12)外围。

6.根据权利要求5所述的一种散热器组件，其特征在于：底板(1121)上设有控制连接端(1121a)，控制连接端(1121a)通过控制线束管路(5)与控制输出端(212)电连接。

7.根据权利要求6所述的一种散热器组件，其特征在于：套筒外壳(1122)里面开设有冷却水道(1122a)并且在套筒外壳(1122)上设置有与冷却水道(1122a)连通的进水口(1122b)和出水口(1122c)，进水口(1122b)通过冷却管路(4)与水泵(61)的输出端连接,出水口(1122c)通过冷却管路(4)与热交换器(62)的输入端连接。

8.一种燃料电池系统，包括燃料电池系统控制器、燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统，燃料电池系统控制器控制燃料电池电堆模块、供氢系统、空气供应系统和冷却系统工作，供氢系统的输出端连接电堆模块的氢气入口，空气供应系统的输出端连接电堆模块的空气入口，冷却系统与电堆模块的冷却液入口和冷却液出口连接，冷却系统包括散热器组件，散热器组件的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与散热器组件的输入端相连，其特征在于：所述的散热器组件为上述权利要求1至权利要求7中任意一项所述的散热器组件，散热器组件的电控组件(2)与燃料电池系统控制器电连接，燃料电池电堆模块输出的高压电直接为散热器组件中的风机组件(1)供电，燃料电池系统控制器输入控制信号给电控组件(2)，电控组件(2)控制风机组件(1)对流经的冷却液进行降温。

9.根据权利要求8所述的一种燃料电池系统，其特征在于：液冷散热系统的泵(61)的输出端与燃料电池电堆模块的冷却液入水口相连，燃料电池电堆模块的冷却液出水口与液冷散热系统的热交换器(62)的输入端连接。