【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及一种自控温散热器及控制方法、燃料电池系统。
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。
2、车用散热器通常由散热器芯体及若干液冷风扇组成。液冷风扇转动，带动空气流动，空气与穿过散热器芯体内部的冷却液热交换，带走热量。但是散热器的散热芯体尺寸受到车辆布置空间的限制。新能源车，特别是燃料电池车辆的搭载功率越来越大，散热需求随之增大。在单个散热器面积尺寸受到限制的情况下，通常通过增加散热器的数量来加大系统的散热能力。增加散热器数量后，多采用散热器并联来布置，即散热主管路一路分多路，再通过各散热器入口流经散热器，再从各散热器出口多路并入一路，通入燃料电池模组的冷却入口。由于散热器布置位置的多样性，冷却系统中并联的各个回路的水阻和流经各散热器的液体流量很难达到一样。而风扇一般采用转速控制，一般多风机采用统一转速控制来降低控制复杂度，导致各散热器的出口温度很难保持一致。
3、即燃料电池散热系统大部分采用大面积散热器上设置多个风扇的方案，并通过增加散热器数量来加大散热量；风扇的转速由上位控制器根据散热需求计算后给出，该转速一般是多风机统一转速，或者通过复杂的控制策略来给出若干不同转速，仍存在的问题或缺陷：
4、目前燃料电池散热系统基本上是燃料电池控制器采集电堆的入口温度来间接控制散热器风扇的转速,见专利号:201811320219.4、专利名称为：一种燃料电池冷却循环系统的专利技术专利。液冷风扇电机一般采用风冷，无法探知散热器出口的真实温度；由于液体路径较长，易出现温度响应迟滞；多散热器时还易出现温度不均，导致入堆温度跳变，对电堆造成伤害。
5、因此，亟需提供一种散热器，在满足系统散热的情况下，同时保证散热系统温度的稳定性和快速响应。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的散热器个目的是提供一种自控温散热器及燃料电池系统，解决目前燃料电池系统的多风扇散热器方案，即散热主管路一路分多路，再通过各散热器入口流经散热器，再从各散热器出口多路并入一路，通入燃料电池模组的冷却入口，由于散热器布置位置的多样性，冷却系统中并联的各个回路的水阻和流经各散热器的液体流量很难达到一样，而风扇一般采用转速控制，导致各散热器的出口温度很难保持一致，转速策略较为复杂，且无法达到增大最大散热量的目的，散热系统温度的稳定性较差，且温度无法快速响应需求的技术问题。
2、本专利技术的第二个目的是提供一种自控温散热器的控制方法，用于简化目前燃料电池系统的多风扇散热器方案转速控制策略，保证各散热器的出口温度一致，提高快速响应能力。
3、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
4、一种自控温散热器，包括散热器芯体和液冷风扇，散热器芯体包括位于内部的散热管路、设置在外侧的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连接散热管路的两端，利用液冷风扇的转动带动的空气流穿过散热器芯体内部进行热交换带走热量，其特征在于：
5、所述的散热器芯体还包括冷却液出口分流接口；
6、所述的液冷风扇包括液冷电机和风叶，液冷电机包括定子组件、转子组件、壳体组件和控制线路板，壳体组件里面设置冷却液流道，壳体组件的外面设置电机冷却液入口和电机冷却液出口，电机冷却液入口和电机冷却液出口分别连通冷却液流道的两端以便利用冷却液的流动带走液冷电机工作时产生的热量；冷却液出口分流接口与电机冷却液入口通过管道连通；
7、电机冷却液入口处安装温度传感器以检测冷却液温度t1并传送到控制线路板，控制线路板接收外部温度控制指令t，根据电机冷却液入口处的冷却液温度t1调节液冷电机的转速形成闭环控制。
8、上述所述的壳体组件包括电机外壳和控制器外壳，定子组件和转子组件安装在电机外壳里面，控制线路板安装在控制器外壳里面，冷却液流道布置在电机外壳内，或者冷却液流道布置在控制器外壳内，或者冷却液流道同时布置在电机外壳和控制器外壳内。
9、上述的电机冷却液出口流出的冷却液流入膨胀水箱里。
10、上述的液冷风扇里面的液冷电机是高压直流电源供电的电机，高压直流电源提供至少600v dc电压。
11、上述的控制线路板集成微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，电机运行参数检测电路将电机运行的实时数据送到微处理器mcu，微处理器mcu控制逆变电路工作。
12、上述的电机运行参数检测电路是转子位置检测电路或者是相电流检测电路。
13、上述的散热器芯体还设置有排气口。
14、一种上述的自控温散热器的控制方法，其特征在于：控制线路板接收外部温度控制指令t，根据电机冷却液入口处的冷却液温度t1调节液冷电机的转速，当t1＞t时，控制液冷电机转速n1增大，以降低温度t1，直至温度t1不大于t；当t1＜t时，控制液冷电机转速n1减小，以升高温度t1，最终使t1＝t，转速n1维持不变。
15、一种燃料电池系统，包括电堆模块、供氢系统、空气供应系统、冷却系统和燃料电池系统控制器，其中冷却系统包括三通阀、散热器、加热器和水泵，从电堆模块出来的冷却液经过三通阀、散热器和水泵回流到电堆模块；其特征在于：所述的散热器是上述所述的自控温散热器；控制线路板接收燃料电池系统控制器的温度控制指令t。
16、上述的自控温散热器有多个且是并联在一起，燃料电池系统控制器发出的温度控制指令t同时传递到各个自控温散热器，由各个自控温散热器的液冷风扇根据自身的情况自行调节转速，最终实现各个自控温散热器的散热器冷却液出口的冷却液温度达到控制要求。
17、本专利技术与现有技术相比，具有如下效果：
18、效果1：将散热器冷却液出口的冷却液温度与液冷风扇的电机冷却液入口处的冷却液温度耦合，电机冷却液入口处安装温度传感器以检测冷却液温度t1并传送到控制线路板，控制线路板接收外部温度控制指令t，根据电机冷却液入口处的冷却液温度t1调节液冷电机的转速形成闭环控制，实现温度的快速准确反馈，从而实现散热器的自动控温。
19、效果2：燃料电池系统控制器发送单个温度控制指令，即可实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自控温散热器，包括散热器芯体(1)和液冷风扇(2)，散热器芯体(1)包括位于内部的散热管路、设置在外侧的散热器冷却液入口(11)和散热器冷却液出口(12)，散热器冷却液入口(11)和散热器冷却液出口(12)连接散热管路的两端，利用液冷风扇(2)的转动带动的空气流穿过散热器芯体(1)内部进行热交换带走热量，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种自控温散热器，其特征在于：所述的壳体组件(213)包括电机外壳(213a)和控制器外壳(213b)，定子组件(211)和转子组件(212)安装在电机外壳(213a)里面，控制线路板(214)安装在控制器外壳(213b)里面，冷却液流道(215)布置在电机外壳(213a)内，或者冷却液流道(215)布置在控制器外壳(213b)内，或者冷却液流道(215)同时布置在电机外壳(213a)和控制器外壳(213b)内。
3.根据权利要求1或2所述的一种自控温散热器，其特征在于：电机冷却液出口(217)流出的冷却液流入膨胀水箱里。
4.根据权利要求1或2所述的一种自控温散热器，其特征在于：液冷风扇(2)里面
5.根据权利要求4所述的一种自控温散热器，其特征在于：控制线路板(214)集成微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，电机运行参数检测电路将电机运行的实时数据送到微处理器MCU，微处理器MCU控制逆变电路工作。
6.根据权利要求5所述的一种自控温散热器，其特征在于：电机运行参数检测电路是转子位置检测电路或者是相电流检测电路。
7.根据权利要求6所述的一种自控温散热器，其特征在于：散热器芯体(1)还设置有排气口(14)。
8.一种权利要求1至7任一项的自控温散热器的控制方法，其特征在于：控制线路板(214)接收外部温度控制指令T，根据电机冷却液入口(216)处的冷却液温度T1调节液冷电机(21)的转速，当T1＞T时，控制液冷电机(21)转速n1增大，以降低温度T1，直至温度T1不大于T；当T1＜T时，控制液冷电机(21)转速n1减小，以升高温度T1，最终使T1＝T，转速n1维持不变。
9.一种燃料电池系统，包括电堆模块、供氢系统、空气供应系统、冷却系统和燃料电池系统控制器，其中冷却系统包括三通阀、散热器、加热器和水泵，从电堆模块出来的冷却液经过三通阀、散热器和水泵回流到电堆模块；其特征在于：所述的散热器是权利要求1至7任一项所述的自控温散热器；控制线路板(214)接收燃料电池系统控制器的温度控制指令T。
10.根据权利要求9所述的一种燃料电池系统，其特征在于：自控温散热器有多个且是并联在一起，燃料电池系统控制器发出的温度控制指令T同时传递到各个自控温散热器，由各个自控温散热器的液冷风扇(2)根据自身的情况自行调节转速，最终实现各个自控温散热器的散热器冷却液出口(12)的冷却液温度达到控制要求。
...【技术特征摘要】
1.一种自控温散热器，包括散热器芯体(1)和液冷风扇(2)，散热器芯体(1)包括位于内部的散热管路、设置在外侧的散热器冷却液入口(11)和散热器冷却液出口(12)，散热器冷却液入口(11)和散热器冷却液出口(12)连接散热管路的两端，利用液冷风扇(2)的转动带动的空气流穿过散热器芯体(1)内部进行热交换带走热量，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种自控温散热器，其特征在于：所述的壳体组件(213)包括电机外壳(213a)和控制器外壳(213b)，定子组件(211)和转子组件(212)安装在电机外壳(213a)里面，控制线路板(214)安装在控制器外壳(213b)里面，冷却液流道(215)布置在电机外壳(213a)内，或者冷却液流道(215)布置在控制器外壳(213b)内，或者冷却液流道(215)同时布置在电机外壳(213a)和控制器外壳(213b)内。
3.根据权利要求1或2所述的一种自控温散热器，其特征在于：电机冷却液出口(217)流出的冷却液流入膨胀水箱里。
4.根据权利要求1或2所述的一种自控温散热器，其特征在于：液冷风扇(2)里面的液冷电机(21)是高压直流电源供电的电机，高压直流电源提供至少600v dc电压。
5.根据权利要求4所述的一种自控温散热器，其特征在于：控制线路板(214)集成微处理器、逆变电路和电机运行参数检测电路，电机运行参数检测电路将电机运行的实时数据送到微处理器mcu，微处理器mc...
【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
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