一种车载燃料电池的余热利用结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种车载燃料电池的余热利用结构，属于燃料电池散热及车辆取暖技术领域，解决了燃料电池散热的利用性不足的问题；包括依次连接的燃料电池堆、第一温度传感器、水泵、第一节温器、第二节温器、水电一体式散热器和第二温度传感器，第二温度传感器还连接燃料电池堆，形成循环；第一节温器设有第一进水口、第一出水口和第二出水口，第二节温器设有第二进水口、第三出水口和第四出水口；第一出水口与第二进水口相连接，第二出水口连接第二温度传感器；第三出水口与散热器相连接，第四出水口依次连接散热风扇和第二温度传感器；本实用新型专利技术为燃料电池设计了水冷散热结构，使热量通过散热器被吹至车内用于取暖，节约电能的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种车载燃料电池的余热利用结构


[0001]本技术属于燃料电池散热及车辆取暖
，具体涉及一种车载燃料电池的余热利用结构。

技术介绍

[0002]燃料电池作为一种新能源，正广泛应用于各类客车、货车和家用车中。燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应产生电能，在工作过程中会产生大量的热，因此需要进行散热处理；燃料电池的常规散热方式为水冷散热，通过配备大功率的散热风扇，将其工作时产生的热量散发，此过程虽然起到了散热目的，但是热能就大量损失了。正常运行时，燃料电池水冷散热系统中的冷却液的出堆水温可达60甚至70摄氏度，其包含的热能足以满足一些对热能有需求的设备运行。
[0003]仅通过散热风扇对冷却液进行降温散热时，最终的入堆水温也不会过低，整个散热系统的散热效率仍然存在提升空间；同时，现有技术中的商用电动车，目前的车内取热技术采用的是PTC加热模块实现，以达到对车内供暖的目的，对于不同型号的车辆，PTC加热模块的功率都处在5至10KW的范围内，因此对电动车的电能消耗较大，若长时间通过PTC加热模块进行取热，将增加车辆功耗，影响车辆的行驶里程。

技术实现思路

[0004]本技术创新性的为车载燃料电池设计了一个水冷散热的水路结构，使热量能通过散热器被吹至车内，达到取暖和除霜的效果，并且由于热量通过车内散热器和散热风扇相结合的方式散出后，冷却液的入堆水温将更低，可增强系统的散热效率，同时，此结构可节约因PTC加热模块的使用而耗费的电能，提升车辆的续航能力。
[0005]本技术采用了以下技术方案来实现目的：
[0006]一种车载燃料电池的余热利用结构，包括通过管路依次连接的燃料电池堆、第一温度传感器、水泵、第一节温器、第二节温器、水电一体式散热器和第二温度传感器，其中所述第二温度传感器还通过管道连回至所述燃料电池堆，所述管道用于形成冷却液流动的循环路径；
[0007]所述第一节温器设有第一进水口、第一出水口和第二出水口，所述第二节温器设有第二进水口、第三出水口和第四出水口；其中，所述第一出水口与所述第二进水口相连接，所述第二出水口通过管路连接第二温度传感器；
[0008]所述第三出水口与水电一体式散热器相连接，所述第四出水口通过管路依次连接散热风扇和第二温度传感器。
[0009]通过燃料电池冷却水路和驾驶室散热器水路相结合的结构设计，从而达到用余热取暖和除霜的效果。
[0010]进一步的，所述水电一体式散热器包括热水流道、内置风机和PTC模块，所述热水流道用于提供冷却液流动的路径，所述内置风机用于将冷却液的热量散发至车辆驾驶室
中，所述PTC模块用于当无法通过冷却液热量散发形式加温时，进行常规加热操作。
[0011]进一步的，所述内置风机和PTC模块均连接至整车控制器VCU上，所述整车控制器VCU还连接有水暖翘板开关、PTC翘板开关和散热控制器FCU；所述散热控制器FCU用于根据第一温度传感器和第二温度传感器所检测的冷却液温度，控制第一节温器和第二节温器的相应出水口的开闭状态。
[0012]进一步的，所述第一节温器用于当第一温度传感器检测的冷却液温度为50℃以上时，打开第一出水口，关闭第二出水口；所述第二节温器用于当第一温度传感器检测的冷却液温度为50℃以上时，打开第三出水口，关闭第四出水口；所述第二节温器还用于当第二温度传感器检测的冷却液温度为60℃以上时，同时打开第三出水口和第四出水口。
[0013]具体的，所述PTC模块通过高压配电箱连接至整车控制器VCU上，所述PTC翘板开关用于使整车控制器VCU收到电信号，控制高压配电箱的继电器闭合，使PTC模块运行。
[0014]优选的，所述内置风机的风速调节档位具有两档，所述水暖翘板开关的档位数量为两档；所述水暖翘板开关用于使整车控制器VCU收到电信号，控制内置风机的对应档位运行风速。
[0015]前述过程中，内置风机的风速调节档位可分为低速档位和高速档位，当整车控制器VCU接收到水暖翘板开关发出的对应电信号时，还会发送CAN报文信号给所述散热控制器FCU，从而控制节温器的运行状态。
[0016]具体的，所述第一温度传感器和第二温度传感器均与车辆仪表盘相连接，所述车辆仪表盘用于显示第一温度传感器和第二温度传感器分别检测的冷却液温度，用户可根据车辆仪表盘上显示的相应温度值，操作所述水暖翘板开关和PTC翘板开关。
[0017]优选的，所述管路的材料采用绝缘硅胶。
[0018]综上所述，由于采用了本技术方案，本技术的有益效果如下：
[0019]本技术创新的结合了燃料电池的水冷散热系统和车辆驾驶室的取暖系统，燃料电池的余热被引入驾驶室中进行利用，既能起到对电池的散热降温作用，又能提供取暖功能，提高了整车的能量利用率；燃料电池余热的利用，还可减小车载PTC加热模块的使用频次，能有效减小电动车的电耗，缓解冬天时电动车的续航里程较短的问题。
附图说明
[0020]图1为本技术的结构示意图；
[0021]图2为本技术的整车控制器的逻辑框架图。
[0022]附图中的标记所代表的含义具体如下：
[0023]1‑
第一进水口、2
‑
第一出水口、3
‑
第二出水口、4
‑
第二进水口、5
‑
第三出水口、6
‑
第四出水口。
具体实施方式
[0024]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以按各种不同的配置来布置和设计。
[0025]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]如图1所示，一种车载燃料电池的余热利用结构，包括通过管路依次连接的燃料电池堆、第一温度传感器、水泵、第一节温器、第二节温器、水电一体式散热器和第二温度传感器，其中第二温度传感器还通过管道连回至燃料电池堆，管道用于形成冷却液流动的循环路径；
[0027]第一节温器设有第一进水口1、第一出水口2和第二出水口3，第二节温器设有第二进水口4、第三出水口5和第四出水口6；其中，第一出水口2与第二进水口4相连接，第二出水口2通过管路连接第二温度传感器；
[0028]第三出水口5与水电一体式散热器相连接，第四出水口6通过管路依次连接散热风扇和第二温度传感器。
[0029]本实施例中，采用的水泵需满足整个循环管路中冷却液流动的功率需求和扬程需求，采用的管路的材料为绝缘硅胶。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载燃料电池的余热利用结构，其特征在于：包括通过管路依次连接的燃料电池堆、第一温度传感器、水泵、第一节温器、第二节温器、水电一体式散热器和第二温度传感器，其中所述第二温度传感器还通过管道连回至所述燃料电池堆，所述管道用于形成冷却液流动的循环路径；所述第一节温器设有第一进水口、第一出水口和第二出水口，所述第二节温器设有第二进水口、第三出水口和第四出水口；其中，所述第一出水口与所述第二进水口相连接，所述第二出水口通过管路连接第二温度传感器；所述第三出水口与水电一体式散热器相连接，所述第四出水口通过管路依次连接散热风扇和第二温度传感器。2.根据权利要求1所述的一种车载燃料电池的余热利用结构，其特征在于：所述水电一体式散热器包括热水流道、内置风机和PTC模块，所述热水流道用于提供冷却液流动的路径，所述内置风机用于将冷却液的热量散发至车辆驾驶室中，所述PTC模块用于当无法通过冷却液热量散发形式加温时，进行常规加热操作。3.根据权利要求2所述的一种车载燃料电池的余热利用结构，其特征在于：所述内置风机和PTC模块均连接至整车控制器VCU上，所述整车控制器VCU还连接有水暖翘板开关、PTC翘板开关和散热控制器FCU；所述散热控制器FCU用于根据第一温度传感器和第二温度传感器所检测的冷却液温度，控制第一节温器和第二节温器的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯於，胡军，刘煜，练勇，
申请(专利权)人：东方电气成都氢燃料电池科技有限公司，
类型：新型
国别省市：