DE102015210029A1 - Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug - Google Patents

Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug Download PDF

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Hun Woo Park
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Eine Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug ist vorgesehen und weist eine Steuerung, die mit einem Heizelement verbunden ist, eine Pumpe, ein 4-Wegeventil, und einen Kühler auf, der in einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug angeordnet ist. Zusätzlich weist ein Wärmemanagementsystem der Ionenfilterdachstruktur einen Ionenfilter und einen Brennstoffzellenstapel auf, der mit der Steuerung verbunden ist, um ein Ionenfilterdach zu bilden. Auf Basis dieser Struktur wird bei hoher Ausgabe eine Kühlleistung des Fahrzeugs verbessert, eine Langlebigkeit des Ionenfilters verbessert, und eine Pumpenbetätigung wird verringert, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung ist basiert auf und nimmt die Priorität in Anspruch der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0179067 , die am 12. Dezember 2014 beim Korean Intellectual Property Office eingereicht worden ist, wobei deren Offenbarung hierin gänzlich durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug, und spezifischer auf eine Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug, die eine Wärmeabstrahlungsleistung einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug verbessert, indem das Ionenfilterdach eines 4-Wegeventils betätigt wird.
  • HINTERGRUND
  • Im Allgemeinen ist eine Brennstoffzelle eine Art Einrichtung, die zum Erzeugen von Elektrizität durch elektrochemisches Reagieren von chemischer Energie des Kraftstoffs in einem Brennstoffzellenstapel zum Umwandeln in elektrische Energie geeignet ist. Die Brennstoffzelle führt eine Leistung für die Industrie, privaten Gebrauch und zum Fahren eines Fahrzeugs zu und wird bei einem elektrischen/elektronischen Produkt mit einer im Wesentlichen kleinen Größe eingesetzt und wurde kürzlich an einem Fahrzeug eingesetzt.
  • Ein in dem Fahrzeug angeordnetes Brennstoffzellensystem weist einen Brennstoffzellenstapel, der zum Erzeugen von elektrischer Energie geeignet ist, eine Kraftstoffzuführeinrichtung, die zum Zuführen eines Kraftstoffs (Wasserstoff) zu dem Brennstoffzellenstapel geeignet ist, eine Luftzuführeinrichtung, die zum Zuführen von Sauerstoff in Luft, der ein für eine elektrochemische Reaktion benötigtes Oxidationsmittel ist, zu dem Brennstoffzellenstapel geeignet ist, und ein Wärmemanagementsystem („thermal management system“; TMS) auf, das zum Entfernen von Reaktionswärme des Brennstoffzellenstapels, um nach außerhalb des Systems abzugeben, und zum Einstellen einer Betriebstemperatur des Brennstoffzellenstapels geeignet ist. In dem Brennstoffzellensystem mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird Elektrizität durch die elektrochemische Reaktion unter Verwendung des Wasserstoffs, welcher der Kraftstoff ist, und des Sauerstoffs in der Luft erzeugt, und Wasser und Wärme werden als Reaktionsnebenprodukte abgegeben.
  • Da die Wärme als das Reaktionsnebenprodukt in dem Brennstoffzellensystem erzeugt wird, ist eine Einrichtung zum Kühlen des Stapels äußerst wichtig, um gegen eine Temperaturzunahme des Stapels vorzubeugen. Zusätzlich ist das Wärmemanagementsystem (TMS) sehr wichtig, da das Brennstoffzellensystem verwendet wird, um Kaltmotorstarteigenschaften zu aufrechtzuerhalten. Es ist im Stand der Technik bekannt, dass Kühlwasser einer TMS-Leitung als ein Kühlmedium dient, welches den Stapel kühlt, und gleichzeitig als ein Heizmedium dient, welches ein schnelles Entfrosten an dem Stapel durchführt, um dadurch schnell erwärmt zu werden, durch ein Heizelement, was während des Kaltmotorstarts dem Stapel zuzuführen ist.
  • Da immer eine bestimmte Menge des Kühlwassers in die bestehende Brennstoffzelle für ein Fahrzeug strömt, tritt ein Strömungsverlust auf, und daher ist bei warmem Wetter eine Kühlwassermenge unzureichend und im Ergebnis besteht eine Beschränkung eines Stroms in einem Fahrzeug in Folge des Kühlwassers bei einer hohen Temperatur, was eine Ausgabe verringert, sodass die Kraftstoffeffizienz verschlechtert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug, die eine Wärmeabstrahlungsleistung einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug verbessern kann, indem das Ionenfilterdach eines 4-Wegeventils betätigt wird bzw. betrieben wird.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Ionenfilterdach einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug aufweisen: eine Steuerung, die zum Verbinden mit einem Heizelement geeignet ist, eine Pumpe, ein 4-Wegeventil, und einen Kühler, der in einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug angeordnet ist; und ein Wärmemanagementsystem, das einen Ionenfilter und einen mit der Steuerung verbundenen Brennstoffzellenstapel aufweist, zum Ausbilden eines Ionenfilterdachs.
  • Eine Kühlwasserströmungsrate bei niedriger Temperatur kann durch das Ionenfilterdach eingestellt werden. Das Wärmemanagementsystem kann mit dem 4-Wegeventil verbunden sein, zum Einstellen der Strömungsrate des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur des Ionenfilterdachs in Echtzeit. Das 4-Wegeventil kann aufweisen: einen Körperabschnitt, der in dem Wärmemanagementsystem angeordnet ist; und einen Ventilabschnitt, der mit dem Körperabschnitt drehbar vorgesehen ist, zum Öffnen oder Schließen einer Strömung von Kühlwasser bei einer niedrigen Temperatur oder einer im Wesentlichen hohen Temperatur. Der Ventilabschnitt kann aufweisen: eine Mehrzahl von ersten Öffnungen, die zum Einführen des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur geeignet sind; eine zweite Öffnung, die zum Steuern einer Strömungsrate durch Öffnen oder Schließen des Ionenfilterdachs geeignet ist; und eine dritte Öffnung, die zum Abgeben des gemischten Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur geeignet ist.
  • Die erst Öffnung kann in einer Links- und Rechtsrichtung der Länge nach ausgebildet sein, um das Kühlwasser bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur auf Basis einer Drehung des Ventilabschnitts selektiv einzuführen. Die erste Öffnung kann mit dem Kühler und dem Brennstoffzellenstapel verbunden sein, zum Einführen des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur. Die zweite Öffnung kann in einer Links- und Rechtsrichtung der Länge nach ausgebildet sein, um eine Strömungsrate des Ionenfilterdachs auch Basis einer Drehung des Ventilabschnitts einzustellen. Die zweite Öffnung kann mit dem Ionenfilterdach verbunden sein. Die dritte Öffnung kann bei einem unteren Abschnitt des Ventilabschnitts angeordnet sein, um das Kühlwasser bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur abzugeben.
  • Das Ionenfilterdach kann aufweisen: ein Dach, das zum Einführen des Kühlwassers bei der hohen Temperatur des Brennstoffzellenstapels und einer Strömung des Ionenfilters geeignet ist, und ein Dach, das zum Einführen einer Strömung des Kühlers und der Strömung des Ionenfilters auf Basis einer Drehmenge des 4-Wegeventils geeignet ist. Die erste Öffnung kann mit dem Kühler verbunden sein, um das Dach zu betätigen, und die Sicherheitsöffnung kann mit dem Ionenfilter verbunden sein, um das Dach zu betätigen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehenden und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden.
  • 1 ist ein beispielhaftes Aufbaudiagramm einer Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt ein beispielhaftes Wärmemanagementsystem, bei welchem die Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
  • 3 zeigt eine beispielhafte Ansicht eines Ventilabschnitts eines 4-Wegeventils, der sich um 80° dreht, in der Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 zeigt eine beispielhafte Ansicht des Ventilabschnitts des 4-Wegeventils, der sich um 5° oder mehr bis 80° oder weniger dreht, in der Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 zeigt eine beispielhafte Ansicht des Ventilabschnitts des 4-Wegeventils, der sich um weniger als 5° dreht, in der Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 zeigt eine beispielhafte Ansicht des Ventilabschnitts des 4-Wegeventils, der sich um 110° dreht, in der Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist eine beispielhafte Graphik, die einen Effekt einer Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 8 ist ein beispielhaftes Aufbaudiagramm der Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es ist zu verstehen, dass der Begriff "Fahrzeug" oder "fahrzeugtechnisch" oder andere ähnliche Begriffe, die hierin verwendet werden, alle Motorfahrzeuge im Allgemeinen einschließen, wie PKWs, einschließlich Geländewagen (SUV), Bussen, LKWs, unterschiedlichen gewerblichen Fahrzeugen, Wasserfahrzeugen einschließlich einer Variation an Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoff-angetriebene Fahrzeuge und andere Alternativkraftstofffahrzeuge einschließen (zum Beispiel Kraftstoffe, die aus anderen Quellen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, beispielsweise sowohl Benzinangetrieben als auch elektro-angetriebene Fahrzeuge.
  • Obwohl die beispielhafte Ausführungsform so beschrieben wird, dass sie eine Mehrzahl von Einheiten zum Ausführen des beispielhaften Verfahrens aufweist, ist zu verstehen, dass die beispielhaften Prozesse auch durch eines oder eine Mehrzahl von Modulen ausgeführt werden können. Zusätzlich ist zu verstehen, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardwareeinrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist zum Speichern der Module geeignet und der Prozessor ist spezifisch zum Ausführen der Module geeignet, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, die nachstehend weiter beschrieben werden.
  • Die hierin verwendete Terminologie wird lediglich zu dem Zweck der Beschreibung von spezifischen Ausführungsformen verwendet und ist nicht dazu vorgesehen, die Erfindung zu beschränken. Wie hierin verwendet, ist vorgesehen, dass die Singularformen "ein", "eine" und "der", "die", "das" auch die Pluralformen einschließen, wenn nicht der Kontext klar das Gegenteil zum Ausdruck bringt. Es ist ferner zu verstehen, dass die Begriffe "aufweist" und/oder "aufweisen", wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Stufen, Betätigungen, Elementen, und/oder Bestandteilen angeben, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Stufen, Betätigungen, Elementen, Bestandteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, schließt der Begriff "und/oder" irgendeine und auch alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten aufgelisteten Elemente ein.
  • Wenn nicht abweichend angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird, wie hierin verwendet, der Begriff "ungefähr" so verstanden, dass er angibt, dass ein Bereich normaler Toleranz in der Technik eingehalten wird, beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen des Mittels. "Ungefähr" kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts. Wenn nicht aus dem Kontext das Gegenteil klar wird, sind alle hierin angegebenen numerischen Werte mit dem Begriff "ungefähr" zu modifizieren.
  • Hierin wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • Eine Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: eine Steuerung 100 und ein Wärmemanagementsystem, das mit der Steuerung 100 verbunden ist, um ein Ionenfilterdach zu bilden, wie in 1 bis 8 gezeigt. Wie in 1 und 2 gezeigt, kann die Steuerung 100 mit einem Heizelement 10, einer Pumpe 20, einem 4-Wegeventil 30, und einem Kühler 40 verbunden sein, der bzw. die in der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug angeordnet ist bzw. sind.
  • Das Wärmemanagementsystem 110 kann einen Brennstoffzellenstapel 60 und einen Ionenfilter 50 aufweisen, der mit der Steuerung 100 verbunden ist, um das (nicht gezeigte) Ionenfilterdach zu bilden. Mit anderen Worten kann das Ionenfilterdach der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuerung 100 und das Wärmemanagementsystem 110 aufweisen, um das (nicht gezeigte) Ionenfilterdach der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug zu bilden, und das 4-Wegeventil 30 kann mit dem Ionenfilter 50, dem Kühler 40, und dem Brennstoffzellenstapel 60 verbunden sein, um eine Kühlwasserströmungsrate bei einer niedrigen Temperatur oder einer hohen Temperatur einzustellen.
  • Insbesondere kann der Ionenfilter 50 mit dem 4-Wegeventil 30 und dem Heizelement 10 verbunden sein, und die Pumpe 20 kann mit dem 4-Wegeventil 30 und dem Heizelement 10 verbunden sein, und der Brennstoffzellenstapel 60 kann mit dem 4-Wegeventil 30 und dem Kühler 40 verbunden sein, was eine Drehung ermöglicht, um das Ionenfilterdach bereitzustellen. Zusätzlich kann das Wärmemanagementsystem 110 mit dem 4-Wegeventil 30 in Verbindung stehen, um die Kühlwasserströmungsrate bei der niedrigen Temperatur des Ionenfilterdachs in Echtzeit einzustellen.
  • Indes kann die Echtzeiteinstellung der Strömungsrate des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur des Ionenfilterdachs gemäß der vorliegenden Offenbarung durch das 4-Wegeventil 30 ausgeführt werden, und eine Beschreibung desselben ist wie folgt. Wie in 2 bis 6 gezeigt, kann das 4-Wegeventil 30 einen Körperabschnitt 31, der in dem Wärmemanagementsystem 110 angeordnet ist; und einen Ventilabschnitt 32 aufweisen, der drehbar mit dem Körperabschnitt 31 vorgesehen ist, um eine Kühlwasserströmung bei einer niedrigen Temperatur oder bei einer hohen Temperatur zu öffnen oder zu schließen.
  • Insbesondere kann der Ventilabschnitt 32 eine Mehrzahl von ersten Öffnungen 32a, die zum Einführen des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur geeignet sind; eine zweite Öffnung 32b, die zum Einstellen einer Strömungsrate durch Öffnen oder Schließen des Ionenfilterdachs geeignet ist; und eine dritte Öffnung 32c aufweisen, die zum Abgeben des gemischten Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur geeignet ist.
  • Indes kann die Mehrzahl von ersten Öffnungen 32a in einer Links- und Rechtsrichtung der Länge nach ausgebildet sein, um einander zugewandt zu sein, zum entweder Einführen des Kühlwassers bei der hohen Temperatur oder bei der niedrigen Temperatur, oder das Kühlwasser bei einer niedrigen Temperatur und das Kühlwasser bei der hohen Temperatur können gleichzeitig auf Basis einer Drehung des Ventilabschnitts 32 eingeführt werden.
  • Ferner kann eine der ersten Öffnungen 32a mit dem Kühler 40 verbunden sein, zum Einführen des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur, und eine weitere der ersten Öffnung 32a kann mit dem Brennstoffzellenstapel 60 verbunden sein, zum Einführen des Kühlwassers bei der hohen Temperatur. Zusätzlich kann die zweite Öffnung 32b in der Links- und Rechtsrichtung der Länge nach ausgebildet sein, zum Einstellen der Strömungsrate des Ionenfilterdachs auf Basis der Drehung des Ventilabschnitts 32.
  • Dementsprechend kann die zweite Öffnung 32b mit dem Ionenfilterdach verbunden sein. Insbesondere kann das Ionenfilterdach ein erstes Dach, das zum Einführen des Kühlwassers bei der hohen Temperatur des Brennstoffzellenstapels 60 und einer Strömung des Ionenfilters 50 geeignet ist; und ein zweites Dach aufweisen, das zum Einführen einer Strömung des Kühlers 40 und der Strömung des Ionenfilters 50 auf Basis einer Drehmenge des 4-Wegeventils 30 geeignet ist, wie in 8 gezeigt.
  • Zusätzlich kann die erste Öffnung 32a mit dem Kühler 40, um das erste Dach zu betätigen, und die zweite Öffnung 32b kann mit dem Ionenfilter 50 verbunden sein, um das zweite Dach zu betätigen. Die dritte Öffnung 32c kann in einem unteren Abschnitt des Ventilabschnitts 32 vorgesehen sein, zum Abgeben des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur.
  • Indes kann der Ventilabschnitt 32 dazu geeignet sein, sich um weniger als ungefähr 5° bis hin zu ungefähr 110° zu drehen, zum Einführen oder Abführen des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder des Kühlwassers bei der hohen Temperatur (das heißt Einführen des Kühlwassers, wenn weniger als 5°, und Abgeben, wenn bis zu ungefähr 110° gedreht). In der vorstehenden Beschreibung ist die Drehung des Ventilabschnitts 32 zur spezifischen Beschreibung hinsichtlich eines Winkels beschränkt. Die Drehungsgrade können bei Beispielen jedoch variieren. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann mit anderen Worten, wenn sich der Ventilabschnitt 32 um ungefähr 80° dreht, die erste Öffnung 32a mit dem Kühler 40 verbunden sein und kann dazu geeignet sein, eine Verbindung mit dem Brennstoffzellenstapel 60 zu schließen, um nur das Kühlwasser bei der niedrigen Temperatur einzuführen, und das Kühlwasser bei der hohen Temperatur kann von der Einführung blockiert sein, wie in 3 gezeigt. Die zweite Öffnung 32b kann in diesem Aufbau mit dem Ionenfilterdach verbunden sein.
  • Wenn sich der Ventilabschnitt 32 um ungefähr 5° oder mehr bis unterhalb von ungefähr 80° dreht, kann die erste Öffnung 32a zusätzlich sowohl mit dem Kühler 40 als auch dem Brennstoffzellenstapel 60 verbunden sein, um gleichzeitig das Kühlwasser bei der niedrigen Temperatur und das Kühlwasser bei der hohen Temperatur einzuführen, wodurch die Temperatur eingestellt wird, wie in 4 gezeigt. Bei diesem Aufbau kann die zweite Öffnung 32b mit dem Ionenfilterdach verbunden sein.
  • Wenn sich der Ventilabschnitt 32 um ungefähr 5° dreht, kann die erste Öffnung 32a ferner dazu geeignet sein, die Verbindung mit dem Kühler 40 zu schließen und die Verbindung mit dem Brennstoffzellenstapel 60 aufrechtzuerhalten, um das Einführen von dem Kühlwasser bei der niedrigen Temperatur zu blockieren, und zu erlauben, dass das Kühlwasser bei der hohen Temperatur eingeführt wird, wie in 5 gezeigt, was zu einem Anhebungstemperaturabschnitt am Anfang der Inbetriebnahme des Fahrzeugs wird. Bei diesem Aufbau kann die zweite Öffnung 32b mit dem Ionenfilterdach verbunden sein.
  • Wenn sich der Ventilabschnitt 32 indes um ungefähr 110° dreht, kann die erste Öffnung 32a mit dem Kühler 40 verbunden sein und kann dazu geeignet sein, die Verbindung mit dem Brennstoffzellenstapel 60 zu schließen, um nur das Kühlwasser bei der niedrigen Temperatur einzuführen und die Einführung des Kühlwassers bei der hohen Temperatur blockieren, und die zweite Öffnung 32b kann zum Blockieren der Verbindung mit dem Ionenfilterdach geeignet sein, um eine Strömung eines Kraftstoffs für ein Fahrzeug zu erhöhen, sodass eine unzureichende Menge von Wärmestrahlung gesichert werden kann.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann die Ionenfilterdachstruktur der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen: die Steuerung 100, die mit dem Heizelement 10 verbunden ist, die Pumpe 20, das 4-Wegeventil 30, und den Kühler 40, der in der Brennstoffzelle für ein Fahrzeug angeordnet ist; und das Wärmemanagementsystem 110 kann den Ionenfilter 50 und den mit der Steuerung 100 verbundenen Brennstoffzellenstapel 60 aufweisen, um das Ionenfilterdach zu bilden, sodass im Vergleich zum Stand der Technik die Strömungsrate des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur verbessert werden kann, um eine verbesserte Kühlleistung des Systems zu erzielen, und die Zeitdauer zum Aufrechterhalten eines Betriebs mit maximaler Ausgabe kann erhöht werden, um einen verbesserten gewerblichen Wert und eine verbesserte Kraftstoffeffizienz zu schaffen, wie in 7 gezeigt.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, eine Kühlleistung des Fahrzeugs zu verbessern, eine Lebensdauer des Ionenfilters zu verbessern und eine Pumpenbetätigung zu verringern, um dadurch eine verbesserte Kraftstoffeffizienz während hoher Ausgabe zu erzielen.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, wird es für den Fachmann ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne die Idee der vorliegenden Offenbarung und den in den Ansprüchen definierten Rahmen zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Heizelement
    20
    Pumpe
    30
    4-Wegeventil
    40
    Kühler
    50
    Ionenfilter
    60
    Brennstoffzellenstapel
    100
    Steuerung
    110
    Wärmemanagementsystem
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2014-0179067 [0001]

Claims (12)

  1. Ionenfilterdachstruktur einer Brennstoffzelle für ein Fahrzeug mit: einer Steuerung, die mit einem Heizelement verbunden ist, einer Pumpe, einem 4-Wegeventil, und einem Kühler, der in der Brennstoffzelle für das Fahrzeug angeordnet ist; und einem Wärmemanagementsystem, das einen Ionenfilter und einen Brennstoffzellenstapel aufweist, der mit der Steuerung verbunden ist, zum Ausbilden des Ionenfilterdachs.
  2. Ionenfilterdachstruktur nach Anspruch 1, bei der eine Strömungsrate von Kühlwasser bei einer niedrigen Temperatur durch das Ionenfilterdach eingestellt wird.
  3. Ionenfilterdachstruktur nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Wärmemanagementsystem mit dem 4-Wegeventil in Verbindung steht, zum Einstellen der Strömungsrate des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur des Ionenfilterdachs in Echtzeit.
  4. Ionenfilterdachstruktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das 4-Wegeventil aufweist: einen Körperabschnitt, der in dem Wärmemanagementsystem angeordnet ist; und einen Ventilabschnitt, der mit dem Körperabschnitt drehbar vorgesehen ist, zum Öffnen oder Schließen einer Strömung von Kühlwasser bei einer niedrigen Temperatur oder einer hohen Temperatur.
  5. Ionenfilterdachstruktur nach Anspruch 4, bei welcher der Ventilabschnitt aufweist: eine Mehrzahl von ersten Öffnungen, die zum Einführen des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur geeignet sind; eine zweite Öffnung, die zum Einstellen einer Strömungsrate durch Öffnen oder Schließen des Ionenfilterdachs geeignet ist; und eine dritte Öffnung, die zum Abgeben des gemischten Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur geeignet ist.
  6. Ionenfilterdachstruktur nach Anspruch 5, bei der jede der ersten Öffnungen in einer Links- und Rechtsrichtung der Länge nach ausgebildet ist, um das Kühlwasser bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur auf Basis einer Drehung des Ventilabschnitts selektiv einzuführen.
  7. Ionenfilterdachstruktur nach Anspruch 5 oder 6, bei der jede der ersten Öffnungen mit dem Kühler und dem Brennstoffzellenstapel verbunden ist, zum Einführen eines Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur.
  8. Ionenfilterdachstruktur nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die zweite Öffnung in einer Links- und Rechtsrichtung der Länge nach ausgebildet ist, zum Einstellen einer Strömungsrate des Ionenfilterdachs auf Basis einer Drehung des Ventilabschnitts.
  9. Ionenfilterdachstruktur nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die zweite Öffnung mit dem Ionenfilterdach verbunden ist.
  10. Ionenfilterdachstruktur nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der die dritte Öffnung in einem unteren Abschnitt des Ventilabschnitts angeordnet ist, zum Abgeben des Kühlwassers bei der niedrigen Temperatur oder der hohen Temperatur.
  11. Ionenfilterdachstruktur nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei der das Ionenfilterdach aufweist: ein erstes Dach, das zum Einführen des Kühlwassers bei der hohen Temperatur des Brennstoffzellenstapels und einer Strömung des Ionenfilters geeignet ist, und ein zweites Dach, das zum Einführen einer Strömung des Kühlers und der Strömung des Ionenfilters auf Basis einer Drehmenge des 4-Wegeventils geeignet ist.
  12. Ionenfilterdachstruktur nach Anspruch 11, bei der jede der ersten Öffnungen mit dem Kühler verbunden ist, zum Betätigen des ersten Dachs, und die zweite Öffnung mit dem Ionenfilter verbunden ist, zum Betätigen des zweiten Dachs.
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