一种加热型水泵组件及燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种加热型水泵组件及燃料电池系统，包括加热型水泵、三通阀和连接管路，加热型水泵包括加热蜗壳、电机本体和集成控制器，加热蜗壳内部设置有蜗腔，蜗腔内布置有加热装置，加热蜗壳设置有水泵出口接头和水泵进口接头，三通阀通过连接管路与加热蜗壳的水泵进口接头连接，冷却液从第一管路接口和第二管路接口进入到三通阀内汇流，汇流的冷却液流至第三管路接口进入到水泵进口接头，再流入至蜗腔内，加热装置对流经的冷却液进行加热，再从水泵出口接头排出，该加热型水泵组件集增压、加热和管路流量调节功能于一体，减少零部件安装，减小燃料电池系统的体积，降低成本，提高燃料电池系统整体的效率和可靠性。提高燃料电池系统整体的效率和可靠性。提高燃料电池系统整体的效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种加热型水泵组件及燃料电池系统

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[0001]本技术涉及一种加热型水泵组件及燃料电池系统。

技术介绍
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[0002]燃料电池系统是通过氢气和氧气的催化氧化反应，将化学能转换为电能，并且生成无任何污染的水。在燃料电池内运行热损耗很小，这使得燃料电池的效率是内燃机效率的两倍。燃料电池具有清洁高效、对环境友好、能量效率高、可靠性高等优点，是目前新能源汽车发展的一种理想动力来源之一，因此燃料电池汽车在新能源汽车应用领域具有广阔前景,全球各国都投入了大量的资金和人力进行研发。
[0003]燃料电池内部最佳的运行温度大约是70
‑
80℃左右，在低温状态下运行效率
[0004]是十分低下的。但是车辆的运行工况要求是复杂多变的，在
‑
40℃的低温环境中必须正常启动运行。燃料电池系统做为车用动力系统也必须满足车辆运行工况的要求，必须实现在低温环境中正常启动和运行。目前低温启动是影响燃料电池汽车商业化的主要原因之一。
[0005]如何解决在低温环境下迅速将燃料电池内部温度提高，达到燃料电池系统启动需求的温度，是目前燃料电池低温启动和运行的关键性问题之一。燃料电池中三大管路系统分别为空气进气系统、冷却系统、供氢系统。空气进气系统是将空气送入燃料电池的电堆中，空气中的氧气与氢气参加反应。冷却系统是通过系统中循环的冷却液将正常运行的燃料电池内部电堆中产生的热量带出并散热器散发出去。所以在低温环境下，送入燃料电池系统中的冷却液必须同时迅速被加热，才能迅速提高燃料电池内部的温度，保证燃料电池正常启动和运行，现有的冷却系统包括水泵、节温阀和加热器，水泵、节温阀和加热器之间布置在冷却系统的不同位置，并且通过较多的连接管和紧固件连接，导致冷却系统结构分散，零部件多，水路长度较长且流阻大，不利于燃料电池系统空间的利用和电气控制，提升了不必要的成本和可靠性风险。

技术实现思路
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[0006]本技术的目的是提供一种加热型水泵组件，该加热型水泵组件集增压、加热和管路流量调节功能于一体，减少零部件安装，缩短了水路长度减小流阻，提升系统性能同时节省系统成本，减小燃料电池系统的体积，降低成本，提高燃料电池系统整体的效率和可靠性。
[0007]本技术的另一目的是提供一种燃料电池系统，解决目前燃料电池系统处于低温环境下时，需要对燃料电池进行很长时间的加热，才能实现车辆的启动和正常运行，很难达到快速加热快速启动的目标，并且目前燃料电池系统的冷却系统中的零部件种类繁多而零散，结构模块化集成度低，导致整个燃料电池系统体积大，占用空间的技术问题。
[0008]本技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0009]本技术的目的是提供一种加热型水泵组件，其特征在于：它包括加热型水泵，
加热型水泵包括加热蜗壳、电机本体和集成控制器，加热蜗壳安装在电机本体的一端，加热蜗壳内部设置有蜗腔，蜗腔内布置有加热装置，集成控制器位于电机本体外部控制电机本体和加热装置工作，加热蜗壳设置有水泵出口接头和水泵进口接头，水泵出口接头和水泵进口接头通过蜗腔连通。
[0010]上述所述的还包括三通阀和连接管路，加热型水泵和三通阀通过连接管路连接，其中三通阀通过连接管路与加热蜗壳的水泵进口接头连接，三通阀受集成控制器控制，三通阀设置有第一管路接口、第二管路接口和第三管路接口，第一管路接口和第二管路接口均为冷却液入口，第三管路接口为冷却液出口，第三管路接口通过连接管路与水泵进口接头连接；
[0011]冷却液从第一管路接口和第二管路接口进入到三通阀内汇流，汇流的冷却液流至第三管路接口进入到水泵进口接头，再流入至蜗腔内加压，经过加热装置，加热装置对流经的冷却液进行加热，在加热蜗壳内加压加热后从水泵出口接头排出。
[0012]上述所述的加热蜗壳为金属材质制造而成，加热装置为加热电阻丝，加热蜗壳与加热装置是一体铸造成型。
[0013]上述所述的加热蜗壳设置有低压接头和高压接头，加热装置与低压接头和高压接头电连接，低压接头与高压接头之间通过线束与集成控制器电连接。
[0014]上述所述的加热蜗壳的外表面喷设有绝缘塑膜。
[0015]上述所述的连接管路的两端设置有管箍，通过管箍将连接管路锁紧在第三管路接口与水泵进口接头处。
[0016]上述所述的集成控制器和加热蜗壳分别安装在电机本体的两端。
[0017]一种燃料电池系统，包括燃料电池电堆模组、燃料电池系统控制器、冷却系统、空气进气系统和供氢系统，该冷却系统包括加热型水泵组件、辅助冷却液装置和外循环冷却液装置，其特征在于：加热型水泵组件为上述所述的加热型水泵组件；
[0018]三通阀的第一管路接口均与燃料电池电堆模组的冷却液出口和辅助冷却液装置的辅助冷却出口相连；三通阀的第二管路接口与外循环冷却液装置的外循环出口相连；加热蜗壳的水泵出口接头分别与燃料电池电堆模组的冷却液入口、辅助冷却液装置的辅助入口和外循环冷却液装置的外循环入口相连；
[0019]从燃料电池电堆模组的冷却液出口流出的冷却液与辅助冷却液装置的辅助冷却出口流出的冷却液汇流后一起进入到三通阀的第一管路接口，从外循环冷却液装置的外循环出口流出的冷却液进入到三通阀的第二管路接口，进入到第一管路接口与第二管路接口的冷却液在三通阀内汇流后，经过第三管路接口进入到水泵进口接头，再流入至加热蜗壳的蜗腔内，加热装置对流经的冷却液进行加热，加热加压后的冷却液从水泵出口接头排出输送至燃料电池电堆模组的冷却液入口、辅助冷却液装置的辅助入口和外循环冷却液装置的外循环入口。
[0020]上述所述的燃料电池电堆模组的冷却液入口处设置有第一温度传感器和压力传感器；
[0021]压力传感器检测燃料电池电堆模组的冷却液入口的冷却液液压；第一温度传感器将进入到燃料电池电堆模组的冷却液入口处的冷却液温度数据传送给燃料电池系统控制器，燃料电池系统控制器将控制信号传输给集成控制器，集成控制器控制三通阀、电机本体
和加热装置工作。
[0022]上述所述的燃料电池电堆模组的冷却液出口处设置有第二温度传感器，第二温度传感器将进入到燃料电池电堆模组的冷却液出口处的冷却液温度数据传送给燃料电池系统控制器，燃料电池系统控制器将控制信号传输给集成控制器，集成控制器控制三通阀、电机本体和加热装置工作。
[0023]本技术与现有技术相比，具有如下效果：
[0024]1)本技术包括包括加热型水泵，加热型水泵包括加热蜗壳、电机本体和集成控制器，加热蜗壳安装在电机本体的一端，加热蜗壳内部设置有蜗腔，蜗腔内布置有加热装置，集成控制器位于电机本体外部控制电机本体和加热装置工作，加热蜗壳设置有水泵出口接头和水泵进口接头，水泵出口接头和水泵进口接头通过蜗腔连通，集成度高，将加热功能集成在加热蜗壳内，减小燃料电池系统体积，降低成本。
[0025]2)本技术还包括还包括三通阀和连接管路，加热型水泵和三通阀通过连接管路连接，其中三通阀通过连接管路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热型水泵组件，其特征在于：它包括加热型水泵(1)，加热型水泵(1)包括加热蜗壳(11)、电机本体(12)和集成控制器(13)，加热蜗壳(11)安装在电机本体(12)的一端，加热蜗壳(11)内部设置有蜗腔(110)，蜗腔(110)内布置有加热装置，集成控制器(13)位于电机本体(12)外部控制电机本体(12)和加热装置工作，加热蜗壳(11)设置有水泵出口接头(111)和水泵进口接头(112)，水泵出口接头(111)和水泵进口接头(112)通过蜗腔(110)连通。2.根据权利要求1所述的一种加热型水泵组件，其特征在于:还包括三通阀(2)和连接管路(3)，加热型水泵(1)和三通阀(2)通过连接管路(3)连接，其中三通阀(2)通过连接管路(3)与加热蜗壳(11)的水泵进口接头(112)连接，三通阀(2)受集成控制器(13)控制，三通阀(2)设置有第一管路接口(21)、第二管路接口(22)和第三管路接口(23)，第一管路接口(21)和第二管路接口(22)均为冷却液入口，第三管路接口(23)为冷却液出口，第三管路接口(23)通过连接管路(3)与水泵进口接头(112)连接；冷却液从第一管路接口(21)和第二管路接口(22)进入到三通阀(2)内汇流，汇流的冷却液流至第三管路接口(23)进入到水泵进口接头(112)，再流入至蜗腔(110)内加压，经过加热装置，加热装置对流经的冷却液进行加热，在加热蜗壳(11)内加压加热后从水泵出口接头(111)排出。3.根据权利要求2所述的一种加热型水泵组件，其特征在于：加热蜗壳(11)为金属材质制造而成，加热装置为加热电阻丝，加热蜗壳(11)与加热装置是一体铸造成型。4.根据权利要求3所述的一种加热型水泵组件，其特征在于：加热蜗壳(11)设置有低压接头(114)和高压接头(115)，加热装置与低压接头(114)和高压接头(115)电连接，低压接头(114)与高压接头(115)之间通过线束与集成控制器(13)电连接。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种加热型水泵组件，其特征在于：加热蜗壳(11)的外表面喷设有绝缘塑膜。6.根据权利要求5所述的一种加热型水泵组件，其特征在于：连接管路(3)的两端设置有管箍(4)，通过管箍(4)将连接管路(3)锁紧在第三管路接口(23)与水泵进口接头(112)处。7.根据权利要求6所述的一种加热型水泵组件，其特征在于：集成控制器(13)和加热蜗壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小青，邓佳，邴黎明，
申请(专利权)人：大洋电机燃料电池科技中山有限公司，
类型：新型
国别省市：