本发明专利技术提供了一种车载燃料电池发动机的散热装置，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术没有合理利用系统产生的热能以及尾排水的问题。该装置包括电堆，主散热器，换热器一、二，水泵一~四，蓄水设备，控制器。其中，电堆的冷却液出口依次经水泵一、换热器二的支路一、换热器一的支路一、主散热器与其冷却液入口连接；电堆的排气口设有分水结构，其排水端经水泵四接蓄水设备的进水口；蓄水设备设于车厢内部，外部设有连通换热器一、水泵二的水循环管道，内部设有储存热水的保温结构；换热器二的支路二经水泵三与车载空调的暖风机芯连接。控制器，用于控制水泵二~水泵四的启停，以及控制蓄水设备的出口阀开度，得到可直接使用的热水。水。水。
【技术实现步骤摘要】
一种车载燃料电池发动机的散热装置
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种车载燃料电池发动机的散热装置。
技术介绍
[0002]目前，市场上无200 kW功率以上的燃料电池发动机，较大功率的燃料电池发动机势必带来更佳的用户里程体验，但是其散热能力及整车布置空间均受散热装置开发的制约。
[0003]现有燃料电池发动机的散热装置，主散热器布置在整车上，仅通过大循环，即电堆
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水泵
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散热器循环为电堆散热。整个系统所产生的热量均需通过散热器传递到外部环境中，散热器的散热能力取决于散热面积，但由于布置空间受限，在一定程度上制约了大功率燃料电池发动机的开发。
[0004]现有技术通过大尺寸的散热器来提高整个燃料电池发动机的散热能力，在整车布置时需要占据更多的有效空间和整车重量，但对整车带来的效益增强不明显。同时，系统产生的大量热能没有合理利用，能量效率不高，尾排水处理也存在一定的难度。
技术实现思路
[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种车载燃料电池发动机的散热装置，用以解决现有散热装置没有合理利用系统产生的热能以及尾排水的问题。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种车载燃料电池发动机的散热装置，包括电堆，主散热器，换热器一、二，水泵一~四，蓄水设备，以及控制器；其中，电堆的冷却液出口依次经水泵一、换热器二的支路一、换热器一的支路一、主散热器与其冷却液入口连接；电堆的排气口设有分水结构，其排水端经水泵四接蓄水设备的进水口；蓄水设备设于车厢内部，外部设有连通换热器一的支路二、水泵二的水循环管道，内部设有储存热水的保温结构；换热器二的支路二经水泵三与车载空调的暖风机芯连接；控制器，用于分别实时获取出入堆冷却液温度，根据二者温差控制水泵二~水泵四的启停；以及，定时监测蓄水设备内的热水水温，一旦识别该水温超过设定的高温阈值后，立即控制蓄水设备排出与该水温对应的适量热水。
[0007]上述技术方案的有益效果如下：在现有技术的基础上提出一种增加若干换热器以及利用尾排水作为生活用水的方案，在一定程度上可以有效缓解主散热器的散热压力，同时可以做到在不同季节的余热利用（车载空调的暖风机芯）。特别是在秋冬季有采暖需求时，使用效果会更加显著，在无采暖需求时，可通过驾驶室内生活用水使用或者排出缓解主散热器的散热压力，同时也解决了尾排水的处理问题，充分利用了尾排水。
[0008]基于上述装置的进一步改进，该散热装置还包括可控三通阀；其中，所述可控三通阀的输入端与电堆的分水结构的排水端连接，输出端一通向整车外部，输出端二经水泵四接蓄水设备的进水口，控制端与控制器的输出端连接；控制器，还用于根据出入堆冷却液温差控制所述可控三通阀的输出端开度。
[0009]上述进一步方案的有益效果如下：通过可控三通阀，在冷却液出入口的冷却液温差小于设定阈值，即夏季高温电堆降温效果差的情况下，可直接将其分水结构输出的水排出整车外，从而缓解主散热器的散热压力。
[0010]进一步，该散热装置还包括副散热器、节温器；其中，所述节温器的输入端一经所述副散热器与换热器一的支路一的输出端连接，其输入端二依次经主散热器也与换热器一的支路一的输出端连接；所述副散热器、节温器的控制端分别与控制器的输出端连接；控制器，还用于根据入堆冷却液温度，启动或关闭副散热器，并调整节温器的输入端开度，实现对入堆冷却液温度的调整。
[0011]上述进一步方案的有益效果如下：增加了副散热器后，可在主散热器结合换热器换热的散热能力不足时，及时启动副散热器，对电堆快速降温。例如，入堆冷却液温度持续过高，可启动副散热器，否则，不启动副散热器。
[0012]进一步，该散热装置还包括换热器三、小水箱一、二；其中，所述换热器三的支路一的输入端与水泵四的出水口连接，其输出端与蓄水设备的进水口连接；支路二的输出端依次经小水箱一、水泵二、换热器一的支路二接换热器三的支路二的输入端；所述三通阀至换热器三的连接管路上设有保温层；所述换热器二的支路二的输出端依次经车载空调的暖风机芯、小水箱二、水泵三与该换热器二的支路二的输入端连接。
[0013]上述进一步方案的有益效果如下：增加了换热器三后，可利用冷却液的高温对驾驶室管道内或蓄水设备内的中温水进行升温，并缓解主散热器的散热压力，使得能量利用效率更高。
[0014]进一步，该散热装置还包括过滤器一、二；其中，所述过滤器一的输入端与节温器的输出端连接，其输出端与电堆的冷却液入口连接；所述过滤器二的输入端与水泵四的出水口连接，其输出端与换热器三的支路二的输入端连接。
[0015]上述进一步方案的有益效果如下：通过过滤器一，提升电堆的使用寿命，通过过滤器二使得生活用水品质更高，有效提高了用户使用体验。
[0016]进一步，该散热装置还包括去离子罐、补偿水箱；并且，所述补偿水箱的进水口经所述去离子罐与主散热器的出水口连接，其出水口一与水泵一的进水口连接，其出水口二与电堆的冷却液入口连接，其控制端与控制器的输出端连接；所述控制器，还用于实时监测预设时段内电堆的出堆冷却液流量，根据所述出堆冷却液流量控制补偿水箱的出水口开度。
[0017]上述进一步方案的有益效果如下：通过去离子罐、补偿水箱对损失的冷却液进行补充，防止电堆使用久后冷却液缺失出现容易发热、散热困难的现象。
[0018]进一步，该散热装置还包括辅助散热设备；所述辅助散热设备进一步包括在电堆的单电池与单电池之间设置的金属散热板；所述金属散热板的结构为薄型的具有透风作用的波浪式或波浪有孔式结构。
[0019]上述进一步方案的有益效果如下：通过辅助散热设备进一步提高电堆的散热效果。
[0020]进一步，所述控制器进一步包括依次连接的：数据采集模块，用于分别实时获取出入堆冷却液温度，蓄水设备内的热水水温，发送至数据处理与控制模块；数据处理与控制模块，用于接收到散热指令后，关闭副散热器，控制节温器的输入端一关闭、输入端二开启；以及，根据上述出入堆冷却液温度，获取出入堆冷却液温差，根据所述出入堆冷却液温差控制水泵二~水泵四的启停，使得电堆持续降温；以及，在降温过程中实时监测出堆冷却液温度是否低于预设值，一旦低于预设值，启动副散热器，并调整节温器的输入端开度，再次监测，直到超过预设值后，关闭副散热器；以及，定时获取蓄水设备内的热水水温，一旦识别该水温超过设定的高温阈值后，立即控制蓄水设备排出与该水温对应的适量热水。
[0021]上述进一步方案的有益效果如下：在散热不足的情况下，首先启动换热器和排热水对冷却液进行散热，在散热效果仍过慢的情况下，进一步启动副散热器进行快速散热，直到散热完成。蓄水设备内的热水水温越高，排除的热水量越多。
[0022]进一步，所述数据采集模块进一步包括：温度传感器一，设于电堆的冷却液入口管道内壁上，用于获取入堆冷却液温度；温度传感器二，设于电堆的冷却液出口管道内壁上，用于获取出堆冷却液；温度传感器三，设于蓄水设备的蓄水结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车载燃料电池发动机的散热装置，其特征在于，包括电堆，主散热器，换热器一、二，水泵一~四，蓄水设备，以及控制器；其中，电堆的冷却液出口依次经水泵一、换热器二的支路一、换热器一的支路一、主散热器与其冷却液入口连接；电堆的排气口设有分水结构，其排水端经水泵四接蓄水设备的进水口；蓄水设备设于车厢内部，外部设有连通换热器一的支路二、水泵二的水循环管道，内部设有储存热水的保温结构；换热器二的支路二经水泵三与车载空调的暖风机芯连接；控制器，用于分别实时获取出入堆冷却液温度，根据二者温差控制水泵二~水泵四的启停；以及，定时监测蓄水设备内的热水水温，一旦识别该水温超过设定的高温阈值后，立即控制蓄水设备排出与该水温对应的适量热水。2.根据权利要求1所述的车载燃料电池发动机的散热装置，其特征在于，还包括可控三通阀；其中，所述可控三通阀的输入端与电堆的分水结构的排水端连接，输出端一通向整车外部，输出端二经水泵四接蓄水设备的进水口，控制端与控制器的输出端连接；控制器，还用于根据出入堆冷却液温差控制所述可控三通阀的输出端开度。3.根据权利要求1或2所述的车载燃料电池发动机的散热装置，其特征在于还包括副散热器、节温器；其中，所述节温器的输入端一经所述副散热器与换热器一的支路一的输出端连接，其输入端二依次经主散热器也与换热器一的支路一的输出端连接，其输出端与电堆的冷却液入口连接；所述副散热器、节温器的控制端分别与控制器的输出端连接；控制器，还用于根据入堆冷却液温度，启动或关闭副散热器，并调整节温器的输入端开度，实现对入堆冷却液温度的调整。4.根据权利要求3所述的车载燃料电池发动机的散热装置，其特征在于，还包括换热器三、小水箱一、二；其中，所述换热器三的支路一的输入端与水泵四的出水口连接，其输出端与蓄水设备的进水口连接；支路二的输出端依次经小水箱一、水泵二、换热器一的支路二接换热器三的支路二的输入端；所述三通阀至换热器三的连接管路上设有保温层；所述换热器二的支路二的输出端依次经车载空调的暖风机芯、小水箱二、水泵三与该换热器二的支路二的输入端连接。5.根据权利要求4所述的车载燃料电池发动机的散热装置，其特征在于，还包括过滤器一、二；其中，所述过滤器一的输入端与节温器的输出端连接，其输出端与电堆的冷却液入口连接；所述过滤器二的输入端与水泵四的出水口连接，其输出端与换热器三的支路二的输入端连接。6.根据权利要求1
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2、4
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5任意一项所述的车载燃料电池发动机的散热装置，其特征在于，还包括去离子罐、补偿水箱；并且，所述补偿水箱的进水口经所述去离子罐与主散热器的出水口连接，其出水口一与水泵一的进水口连接，其出水口二与电堆的冷却液入口连接，其控制端与控制器的输出端连接；所述控制器，还用于实时监测预设时段内电堆的出堆冷却液流量，根据所述出堆冷却液流量控制补偿水箱的出水口开度。
7.根据权利要求6所述的车载燃料电池发动机的散热装置，其特征在于，还包括辅助散热设备；所述辅助散热设备进一步包括在电堆的单电池与单电池之间设置的金属散热...
【专利技术属性】
技术研发人员：田小平，李飞强，李佳莹，高云庆，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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