一种燃料电池发动机用冷却系统技术方案

本发明专利技术提供了一种燃料电池发动机用冷却系统，属于燃料电池技术领域，解决了现有冷却系统无法实现快速散热且未兼顾冷启动预热需求的问题。该系统包括板式换热器、四通换向阀、变频压缩机、冷凝器和膨胀阀。燃料电池发动机的冷却液出口经板式换热器支路一接其冷却液入口，构成冷却液循环支路；四通换向阀的第一端口接板式换热器支路二的一端，第二端口经变频压缩机接其第四端口，第三端口依次经冷凝器、膨胀阀接板式换热器支路二的另一端，构成冷媒循环支路。四通换向阀设具有有制冷、制热功能驱动端，制冷功能下第一端口至第四端口的支路、第二端口至第三端口的支路导通，制热功能下第二端口至第一端口的支路、第三端口至第四端口的支路导通。四端口的支路导通。四端口的支路导通。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池发动机用冷却系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池发动机用冷却系统。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机产生的热负荷要比传统内燃机大得多，极限工况约有50％~60％的热量需要被冷却系统带走，而传统内燃机只有约20％的热量需要被冷却系统带走。因此，燃料电池发动机的散热需求要远远大于传统内燃机。并且，燃料电池发动机的工作温度区间较窄，对冷却系统的散热要求较高，需要快速散热。
[0003]现有燃料电池发动机的冷却系统均无法达到其快速散热需求，导致热损耗较大，用户体验较差。此外，燃料电池发动机在低温冷启动时需要进行预热处理，目前缺乏一种适用于燃料电池发动机的能够快速散热且兼顾考虑低温冷启动预热的冷却系统。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种燃料电池发动机用冷却系统，用以解决现有冷却系统无法实现快速散热且未兼顾冷启动预热需求的问题。
[0005]一方面，本专利技术实施例提供了一种燃料电池发动机用冷却系统，包括板式换热器（3）、四通换向阀（6）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池发动机用冷却系统，其特征在于，包括板式换热器（3）、四通换向阀（6）、变频压缩机（7）、冷凝器（9）和膨胀阀（11）；燃料电池发动机（1）的冷却液出口经板式换热器（3）支路一接其冷却液入口，构成冷却液循环支路；四通换向阀（6）的第一端口接板式换热器（3）支路二的一端，第二端口经变频压缩机（7）接其第四端口，第三端口依次经冷凝器（9）、膨胀阀（11）接板式换热器（3）支路二的另一端，构成冷媒循环支路；四通换向阀（6）设有制冷功能驱动端和制热功能驱动端；制冷功能驱动端用于驱动其第一端口至第四端口的支路、其第二端口至第三端口的支路分别导通，制热功能驱动端用于驱动其第二端口至第一端口的支路、其第三端口至第四端口的支路分别导通。2.根据权利要求1所述的燃料电池发动机用冷却系统，其特征在于，还包括比例调节阀（10）；其中，比例调节阀（10）设于膨胀阀（11）、冷凝器（9）之间，用于调节冷媒循环支路中的冷媒流量。3.根据权利要求2所述的燃料电池发动机用冷却系统，其特征在于，还包括热管理控制器（19）；其中，热管理控制器（19），用于在燃料电池发动机（1）运行过程中启动四通换向阀（6）的制冷功能；以及，识别出堆冷却液温度高于设定正常运行温度时，提高变频压缩机（7）的频率、比例调节阀（10）的开度、冷凝器（9）的风扇转速；以及，识别到出堆冷却液温度低于设定正常运行温度时，降低变频压缩机（7）的频率、比例调节阀（10）的开度、冷凝器（9）的风扇转速；热管理控制器（19）的输出端分别接四通换向阀（6）、变频压缩机（7）、比例调节阀（10）、冷凝器（9）、膨胀阀（11）的控制端。4.根据权利要求3所述的燃料电池发动机用冷却系统，其特征在于，热管理控制器（19），还用于燃料电池低温冷启动时启动四通换向阀（6）的制热功能，并启动变频压缩机（7）、冷凝器（9）、膨胀阀（11）以制热；以及，在制热过程中，监测到燃料电池发动机（1）的出堆冷却液温度升高至设定启动温度时，启动燃料电池发动机（1），并在识别燃料电池发动机（1）正常运行时关闭四通换向阀（6）的制热功能。5.根据权利要求4所述的燃料电池发动机用冷却系统，其特征在于，所述热管理控制器（19）进一步包括：数据采集单元，用于获取燃料电池发动机（1）的出堆冷却液温度，发送至数据处理与控制单元；数据处理与控制单元，用于启动后识别燃料电池发动机（1）是否冷启动；如果否，直接启动燃料电池发动机（1）；否则，先控制四通换向阀（6）的制热功能启动，以及变频压缩机（7）、比例调节阀（10）、膨胀阀（11）、冷凝器（9）启动以制热，直到出堆冷却液温度达到设定启动温度时再启动燃料电池发动机（1），继续监测燃料电池发动机（1）的出堆冷却液温度直到其升高至设定正常运行温度后关闭四通换向阀（6）的制热功能；以及，在燃料电池发动机（1）运行过程中，控制四通换向阀（6）的制冷功能启动，控制变频压缩机（7）、比例调节阀（10）、膨胀阀（11）、冷凝器（9）启动以制冷，监测到燃料电池发动机（1）的出堆冷却液温度高于设定正常运行温度时，提高变频压缩机（7）的频率、比例调节阀（10）的开度、冷凝器（9）的
风扇转速，识别出堆冷却液温度低于设定正常运行温度时降低变频压缩机（7）的频率、比例调节阀（10）的开度、冷凝器（9）的风扇转速。6.根据权利要求5所述的燃料电池发动机用冷却系统，其特征在于，所述数据采集单元进一步包括：环境温度传感器，布设于燃料电池发动机（1）所处的外部环境中，用于获取环境温度；第一温度传感器（2），布设于燃料电池发动机（1）的冷却液出口处管道内壁上，用于获取燃料电池发动机（1）的出堆冷却液温度；第二温度传感器（15），布设于燃料电池发动机（1）的冷却液入口处管道内壁上，用于获取燃料电池发动机（1）的入堆冷却液温度；第三温度传感器（5），布设于板式换热器（3）朝向四通换向阀（6）的端口处管道内壁上，用于获取布设位置处的冷媒温度；第四温度传感器（13），布设于板式换热器（3）朝向膨胀阀（11）的端口处管道内壁上，用于获取布设位置处的冷媒温度；第一压力传感器（14），布设于燃料电池发动机（1）的冷却液入口处管道内壁上，用于获取燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伯涛，谢建华，牟晓杰，王雁飞，鲍建鹏，于航，刘海涛，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：