【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及用于燃料电池的散热器、燃料电池的冷却系统及控制方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、燃料电池是一种通过氢气和氧气电化学反应产生电能的能量转换装置,具有能量转换效率高，结构简单、低噪音、无污染等优点。燃料电池反应过程中除了产生电能和水以外，还会释放大量的热量。所释放的热量需要通过燃料电池中的冷却系统来进行对外散热，以保证燃料电池的正常运行，其中散热器是冷却系统中传递热量的一个关键零部件，传统汽车散热器使用带叶片的轴流风扇进行散热，需要耗费大量的能量；且轴流风扇随着叶轮直径和转速的升高，会带来非常大的噪音。
2、另一方面，燃料电池反应所需的空气以一定的过量系数经由空气压缩机进行加压后通入反应电堆，反应完排出的尾气通常是含有未反应完全的空气、水蒸气和水的混合气体，这部分气体还具有相当多的能量。通常是以直排入大气的方式处理，在启动或者低电流时尾排氢气浓度会比较高，产生安全隐患。
3、无叶风扇使用风机将外界空气抽吸到基座内部，经由风机升压后的空气进入环形气流喷射装置(或者称无叶风扇机头，也可以成为导流环)，从环形气流喷射装置中设计的一个非常小的环形出风口吹出来，具体结构见图1所示，传统的无叶风扇包括基座1a、位于基座1a里面的电机2a1和风轮3a、安装在基座1a顶部的气流喷射装置5a,气流喷射装置5a与基座1a之间设置进气口4a,在基座1a表面设置若干个进气孔6a。由于空气是被强制从这一环形细缝里吹出来的，喷射出的急速气流会基于雾沫夹带的原理带动周围的空气一起向同方向运动，在无叶风扇出风
4、以上的散热器组件还存在如下缺点：1)无叶风扇使用风机将外界空气抽吸到基座内部，经由风机升压后的空气进入环形气流喷射装置，即仍需要较大功率的电机为风机提供动力产生高压气源，结构复杂，体积大，制造成本高，无叶风扇的使用过程需要消耗较大的能量；2)且无法解决燃料电池系统中遇到的能量损耗大、噪音大和尾排气导致的不安全等问题。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的一个目的是提供用于燃料电池的散热器、燃料电池的冷却系统及控制方法，解决现有技术中带无叶风扇的散热器组件，无叶风扇仍需要较大功率的电机为风机提供动力产生高压气源，结构复杂，体积大，制造成本高，能耗高的技术问题。
2、本专利技术的进一步目的是提供用于燃料电池的散热器、燃料电池的冷却系统及控制方法，解决现有技术中带无叶风扇的散热器组件，无法解决燃料电池系统中遇到的能量损耗大、噪音大和尾排气导致的不安全等技术问题。
3、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的：
4、用于燃料电池的散热器，包括燃料电池散热器总成及无叶风扇，无叶风扇安装在燃料电池散热器总成的一侧面，其中：
5、燃料电池散热器总成包括壳体、散热器、散热器冷却液入口和散热器冷却液出口，散热器冷却液入口和散热器冷却液出口分别连接在散热器的两端，散热器安装在壳体内，散热器冷却液入口和散热器冷却液出口设置安装在壳体上，利用无叶风扇吹出的风对散热器进行风冷散热；
6、其特征在于：无叶风扇包括气流喷射装置和进气口，气流喷射装置内设导流腔，在气流喷射装置的内侧壁处形成出口狭缝，进气口与导流腔连通，进气口用来连接外部气源。
7、上述的外部气源是从燃料电池电堆模组排出的尾排气体，尾排气体从进气口接入气流喷射装置后，尾排气体经过无叶风扇的导流腔从无叶风扇上的出口狭缝吹出，出口狭缝喷射出的急速气流会基于雾沫夹带的原理带动周围的空气一起向出风同方向运动，气流量被放大，最终可使无叶风扇吹出气体流量较无叶风扇的进气口的气流量增强数倍达到稀释尾排气体含有的氢气的浓度，尾排气体携带倍增的空气向散热器流动带走散热器热量。
8、上述的出口狭缝设置科恩达表面，气流喷射装置是环形，导流腔是环形，出口狭缝是环形。
9、上述的环形气流喷射装置包括外环形侧壁和内环侧壁，在外环形侧壁的外面套装有导风罩。
10、上述进气口有2个或2个以上，且沿环形气流喷射装置周向均匀分布。
11、上述的进气口有2个，且对称分布。
12、上述在燃料电池散热器总成的另一侧面安装轴流风扇，电子风扇和无叶风扇分别位于散热器的两侧，无叶风扇吹风向散热器，电子风扇从散热器吸风。
13、上述的气流喷射装置上还设置有排水口，防止积水或结冰。
14、一种燃料电池的冷却系统，包括无叶风扇散热器和三通阀，其特征在于：无叶风扇散热器采用上述所述的用于燃料电池的散热器，燃料电池电堆模组的尾排气出口通过管路连接接入三通阀的主通道，三通阀两个分支路分别通往无叶风扇的进气口和大气；燃料电池电堆模组的冷却液出口与散热器冷却液入口连通，散热器冷却液出口与燃料电池电堆模组的冷却液入口连通。
15、上述在冷却液回路中的无叶风扇散热器并联或者串联一台常规轴流风扇散热器。
16、一种采用上述燃料电池的冷却系统的控制方法，燃料电池电堆模组的冷却液入口处安装温度传感器，温度传感器将燃料电池电堆模组的冷却液入口处的冷却液温度t发送到燃料电池系统控制器，其特征在于：该控制方法是：
17、燃料电池系统控制器根据燃料电池电堆模组的冷却液入口处的冷却液温度t和该工况下的设定温度t1进行比较来控制三通阀的开度，三通阀开度变大，使通往无叶风扇的进气口的尾排气流量变大，当冷却液入口处的冷却液温度t大于该工况下的设定温度t1时，燃料电池系统控制器控制三通阀的开度增大；当电池电堆模组的冷却液入口处的冷却液温度t小于该工况下的设定温度t1时，控制三通阀的开度α减小，直至t＝t1，三通阀的开度α维持不变。
18、上述在燃料电池启动时或者低电流输出时，尾排气体中的氢气浓度会比较高，燃料电池系统控制器加大三通阀的开度α，减小因氢气浓度高引起的安全隐患，正常工作时，通过空气倍增技术有效稀释降低尾排气体中氢气浓度，提高燃料电池系统运行安全性。
19、本专利技术与现有技术相比，具有如下效果：
20、1、本专利技术用于燃料电池的散热器，无叶风扇包括气流喷射装置和进气口，环形气流喷射装置内设导流腔，在气流喷射装置的内侧壁处形成出口狭缝，进气口与导流腔连通，利用从燃料电池电堆模组排出的尾排气体从进气口接入气流喷射装置后，尾排气体经过无叶风扇的导流腔从无叶风扇上的出口狭缝吹出，出口狭缝喷射出的急速气流会基于雾沫夹带的原理带动周围的空气一起向出风同方向运动，气流量被放大，最终可使无叶风扇吹出气体流量较无叶风扇的进气口的气流量增强数倍达到稀释尾排气体含有的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于燃料电池的散热器，包括燃料电池散热器总成(1)及无叶风扇(100)，无叶风扇(100)安装在燃料电池散热器总成(1)的一侧面(11)，其中：
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：外部气源是从燃料电池电堆模组排出的尾排气体，尾排气体从进气口(2a)接入气流喷射装置(2)后，尾排气体经过无叶风扇的导流腔(20)从无叶风扇上的出口狭缝(2b)吹出，出口狭缝(2b)喷射出的急速气流会基于雾沫夹带的原理带动周围的空气一起向出风同方向运动，气流量被放大，最终可使无叶风扇(100)吹出气体流量较无叶风扇的进气口(2a)的气流量增强数倍达到稀释尾排气体含有的氢气的浓度，尾排气体携带倍增的空气向散热器流动带走散热器热量。
3.根据权利要求2所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：出口狭缝(2b)设置科恩达表面(2c)，气流喷射装置(2)是环形，导流腔(20)是环形，出口狭缝(2b)是环形。
4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：气流喷射装置(2)包括外环形侧壁(2f)和内环侧壁(2e)，在外环形侧壁(2f)的外面
5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：进气口(2a)有2个或2个以上，且沿环形气流喷射装置(2)周向均匀分布。
6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：进气口(2a)有2个，且对称分布。
7.根据权利要求2或3或4或5或6所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：在燃料电池散热器总成(1)的另一侧面(12)安装电子风扇(8a)，电子风扇(8a)和无叶风扇(100)分别位于散热器(6)的两侧，无叶风扇(100)吹风向散热器(6)，电子风扇(8a)从散热器(6)吸风。
8.据权利要求7所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：气流喷射装置(2)上还设置有排水口(2d)，防止积水或结冰。
9.一种燃料电池的冷却系统，包括无叶风扇散热器和三通阀(7)，其特征在于：无叶风扇散热器采用权利要求权利要求2至8任一项所述的用于燃料电池的散热器，燃料电池电堆模组的尾排气出口通过管路连接接入三通阀(7)的主通道，三通阀(7)两个分支路分别通往无叶风扇(100)的进气口(2a)和大气；燃料电池电堆模组的冷却液出口与散热器冷却液入口(4)连通，散热器冷却液出口(5)与燃料电池电堆模组的冷却液入口连通。
10.根据权利要求9所述的一种燃料电池的冷却系统，其特征在于：在冷却液回路中的无叶风扇散热器并联或者串联一台常规轴流风扇散热器。
11.一种采用权利要求9至10燃料电池的冷却系统的控制方法，燃料电池电堆模组的冷却液入口处安装温度传感器，温度传感器将燃料电池电堆模组的冷却液入口处的冷却液温度T发送到燃料电池系统控制器，其特征在于：该控制方法是：
12.根据权利要求11所述的燃料电池的冷却系统的控制方法，其特征在于：在燃料电池启动时或者低电流输出时，尾排气体中的氢气浓度会比较高，燃料电池系统控制器加大三通阀(7)的开度α，减小因氢气浓度高引起的安全隐患，正常工作时，通过空气倍增技术有效稀释降低尾排气体中氢气浓度，提高燃料电池系统运行安全性。
...【技术特征摘要】
1.用于燃料电池的散热器，包括燃料电池散热器总成(1)及无叶风扇(100)，无叶风扇(100)安装在燃料电池散热器总成(1)的一侧面(11)，其中：
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：外部气源是从燃料电池电堆模组排出的尾排气体，尾排气体从进气口(2a)接入气流喷射装置(2)后，尾排气体经过无叶风扇的导流腔(20)从无叶风扇上的出口狭缝(2b)吹出，出口狭缝(2b)喷射出的急速气流会基于雾沫夹带的原理带动周围的空气一起向出风同方向运动，气流量被放大，最终可使无叶风扇(100)吹出气体流量较无叶风扇的进气口(2a)的气流量增强数倍达到稀释尾排气体含有的氢气的浓度，尾排气体携带倍增的空气向散热器流动带走散热器热量。
3.根据权利要求2所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：出口狭缝(2b)设置科恩达表面(2c)，气流喷射装置(2)是环形，导流腔(20)是环形，出口狭缝(2b)是环形。
4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：气流喷射装置(2)包括外环形侧壁(2f)和内环侧壁(2e)，在外环形侧壁(2f)的外面套装有导风罩(3)。
5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：进气口(2a)有2个或2个以上，且沿环形气流喷射装置(2)周向均匀分布。
6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：进气口(2a)有2个，且对称分布。
7.根据权利要求2或3或4或5或6所述的用于燃料电池的散热器，其特征在于：在燃料电池散热器总成(1)的另一侧面(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓佳，刘小青，邴黎明，
申请(专利权)人：中山氢林能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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