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【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体来说涉及车辆,具体而言,涉及一种机车氢燃料电池热管理系统及机车。
技术介绍
1、为了适应绿色发展理念,交通运输行业掀起了一股绿色低碳的热潮。由于氢燃料电池具有高效率、零排放、安静运行、快速启动、低工作温度等特点,以氢燃料电池为核心的燃料电池混合动力系统,受到轨道交通车辆尤其是机车车辆的广泛应用。
2、目前,现有单堆氢燃料电池系统难以满足轨道车辆的大功率需求,通常需要将多个氢燃料电池进行组合,构建出多堆氢燃料电池系统,以获得更大的功率。但是,每个氢燃料电池均需要配套一个冷却系统及相应的控制装置,以使其实现电能转化的最大化,这就需要占用很大的设备布置空间,给机车设备布置增加了很大难度。
技术实现思路
1、本专利技术提供的机车氢燃料电池热管理系统及机车,换热效果好,空间利用率高。
2、根据本专利技术的第一个方面,提供了一种机车氢燃料电池热管理系统,包括热管理主体、控制装置和多个换热系统,热管理主体包括热管理箱体和隔板,所述隔板将所述热管理箱体的内腔分隔成多个容纳腔;多个换热系统对应设置于多个容纳腔内,用于对应多个氢燃料电池的换热,所述换热系统包括主换热系统和辅助换热系统,所述主换热系统用于所述氢燃料电池的电池电堆换热,所述辅助换热系统用于所述氢燃料电池电池的空压机换热;所述控制装置分别电连接于多个所述换热系统对应的多个主换热系统和多个辅助换热系统。
3、在其中一些实施方式中,所述主换热系统包括:高温换热器、第一主冷却管路和第二主冷却管路,
4、在其中一些实施方式中,所述主换热系统还包括:换热支路和电加热器,所述换热支路的一端与所述第一主冷却管路相连通,另一端与所述第二主冷却管路相连通;电加热器设置于所述换热支路,用于对所述换热支路内的换热介质进行加热;其中,所述控制装置电连接于所述电加热器。
5、在其中一些实施方式中,所述主换热系统还包括:电动三通阀,所述电动三通阀具有进液口、第一出液口和第二出液口,所述进液口与所述电池电堆的出口相连通,所述第一出液口与所述高温换热器相连通,所述第二出液口与所述电加热器相连通;其中,所述控制装置电连接于所述电动三通阀。
6、在其中一些实施方式中,所述电动三通阀的阀口开度可调。
7、在其中一些实施方式中,所述主换热系统还包括:第一温度传感器、第二温度传感器,第一温度传感器设置于所述第一主冷却管路,用于检测所述第一主冷却管路内换热介质的温度;第二温度传感器设置于所述第二主冷却管路,用于检测所述第二主冷却管路内换热介质的温度;其中,所述控制装置分别电连接于所述第一温度传感器和所述第二温度传感器。
8、在其中一些实施方式中,所述主换热系统还包括:高温膨胀水箱、第一主补充管路、第二主补充管路、第三主补充管路和去离子器,高温膨胀水箱与所述高温换热器相连通;所述第一主补充管路的一端与所述电池电堆的出口相连通,另一端与所述高温膨胀水箱相连通;所述第二主补充管路的一端与所述高温膨胀水箱相连通,另一端与所述电池电堆的进口相连通;所述第三主补充管路的一端与所述高温膨胀水箱相连通,另一端与所述高温换热器口相连通;去离子器设置于所述第一主补充管路和所述第二主补充管路中至少之一。
9、在其中一些实施方式中,所述辅助换热系统包括;低温换热器、第一辅助冷却管路和第二辅助冷却管路,所述第一辅助冷却管路的一端与所述空压机的出口相连通,另一端与所述低温换热器相连通,所述低温换热器用于对第一辅助冷却管路内的换热介质进行散热;所述第二辅助冷却管路的一端与所述低温换热器连通,另一端与所述空压机的进口相连通。
10、在其中一些实施方式中,所述辅助换热系统还包括;水泵、第三温度传感器,水泵设置于所述第一辅助冷却管路和所述第二辅助冷却管路中至少之一;第三温度传感器设置于所述第一辅助冷却管路和所述第二辅助冷却管路中至少之一,用于检测辅助冷却管路内换热介质的温度;其中,所述控制装置电连接于所述水泵和所述第三温度传感器。
11、在其中一些实施方式中,所述辅助换热系统还包括;低温膨胀水箱、第一辅助补充管路和第二辅助补充管路,所述第一辅助补充管路的一端与所述低温膨胀水箱相连通,另一端与所述空压机相连通;所述第二辅助补充管路的一端与所述低温膨胀水箱相连通,另一端与所述低温换热器相连通。
12、在其中一些实施方式中,所述换热系统还包括:冷却风机,冷却风机与所述高温换热器和所述低温换热器对应设置,用于向所述高温换热器和所述低温换热器提供冷空气;其中,所述控制装置电连接于所述冷却风机。
13、根据本专利技术的第二个方面,本专利技术实施例还提供了一种机车,包括多个氢燃料电池和上述的机车氢燃料电池热管理系统,所述机车氢燃料电池热管理系统用于对多个氢燃料电池进行换热。
14、本专利技术的一个实施例具有如下优点或有益效果:
15、本专利技术实施例提供的机车氢燃料电池热管理系统及机车,隔板将热管理箱体的内腔分隔成多个容纳腔,多个容纳腔用于对应容纳多个换热系统,由于容纳腔各自独立,使多个换热系统相互隔离,互不影响,且利用热管理箱体和隔板实现多个换热系统的集成,采用模块化设置,节省占地空间。主换热系统和辅助换热系统可分别对氢燃料电池的电池电堆和空压机进行换热,保证氢燃料电池的温度在合理范围之内,使电能转化的最大化。利用一个控制装置能同时控制多个换热系统,从而实现对多个氢燃料电池的换热,在满足机车大功率需求的同时,还减少控制装置布置空间的难度。
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1.一种机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统包括:
3.根据权利要求2所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统还包括:
4.根据权利要求3所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统还包括:
5.根据权利要求4所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述电动三通阀的阀口开度可调。
6.根据权利要求2所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统还包括:
7.根据权利要求2所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统还包括:
8.根据权利要求2所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述辅助换热系统包括;
9.根据权利要求8所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述辅助换热系统还包括;
10.根据权利要求8所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述辅助换热系统还包括;
11.根据权利要求8所述的机车氢燃
12.一种机车,其特征在于,包括多个氢燃料电池和如权利要求1-11任一项所述的机车氢燃料电池热管理系统,所述机车氢燃料电池热管理系统用于对多个氢燃料电池进行换热。
...【技术特征摘要】
1.一种机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统包括:
3.根据权利要求2所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统还包括:
4.根据权利要求3所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统还包括:
5.根据权利要求4所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述电动三通阀的阀口开度可调。
6.根据权利要求2所述的机车氢燃料电池热管理系统,其特征在于,所述主换热系统还包括:
7.根据权利要求2所述的机车氢燃料电池热管理系统...
【专利技术属性】
技术研发人员:郝占红,武学良,刘银涛,范春斌,李琛,
申请(专利权)人:中车大同电力机车有限公司,
类型:发明
国别省市:
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