一种汽车、燃料电池电堆冷却回路及其绝缘处理方法技术

本发明专利技术公开一种汽车、燃料电池电堆冷却回路及其绝缘处理方法，该燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法以电堆的进水口和出水口分别作为位置基准，并以距离所述位置基准为预设长度阈值的管路长度范围内的冷却回路部分，确定绝缘处理区域；所述冷却回路部分至少包括与所述进水口连接的进水管和与所述出水口连接的出水管的相应管段。应用本方案，通过绝缘处理方式的优化可有效减少二次绝缘点，在有效降低成本的基础上，可提高绝缘可靠性。可提高绝缘可靠性。可提高绝缘可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车、燃料电池电堆冷却回路及其绝缘处理方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池冷却
，具体涉及一种汽车、燃料电池电堆冷却回路及其绝缘处理方法。

技术介绍

[0002]燃料电池电堆在工作状态下，需要接入冷却回路对电堆进行冷却降温。按照现有燃料电池电堆的设计方案，冷却液直接与电堆的反应极板接触，即冷却液与电堆高压带电部分直接接触。然而，冷却液进入电堆吸收热量后，需要经过整车的冷却管路进行循环和散热处理，且燃料电池电堆冷却回路大多存在多个分支回路进行热管理处理。电堆冷却液直接与电堆内的高压导体直接接触，则会造成高压绝缘的泄露，如果流经的冷却回路对车身地的绝缘性能低，则会使燃料电池汽车的绝缘明显降低。
[0003]为了提升燃料电池汽车的绝缘状态，需要对电堆冷却回路的各个环节进行二次绝缘加强，处理手段包括冷却管路更换为绝缘性能更佳的橡胶材料、所有管路接头采用绝缘更佳的塑料接头、所有回路中的安装点均需要增加二次绝缘橡胶垫等绝缘处理方式。上述手段全部实施，则会导致整车成本上升。
[0004]另外，二次绝缘措施对生产装配环节的要求也很高，任一环节出现失误，有可能导致二次绝缘的设计方案失效。此外，二次绝缘点过多，出现问题后排查上也会存在较大困难。
[0005]有鉴于此，亟待另辟蹊径针对现有燃料电池电堆冷却方案进行优化，以克服上述二次绝缘点过多的缺陷。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种汽车、燃料电池电堆冷却回路及其绝缘处理方法，通过绝缘处理方式的优化可有效减少二次绝缘点，在有效降低成本的基础上，可提高绝缘可靠性。
[0007]本专利技术提供的燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法，以电堆的进水口和出水口分别作为位置基准，并以距离所述位置基准为预设长度阈值的管路长度范围内的冷却回路部分，确定绝缘处理区域；所述冷却回路部分至少包括与所述进水口连接的进水管和与所述出水口连接的出水管的相应管段。
[0008]优选地，所述以距离所述位置基准为预设长度阈值的管路长度范围内的冷却回路部分具体为：所述出水管的距离所述出水口为第一管路长度的相应管段和所述进水管的距离所述进水口为第二管路长度的相应管段，且所述第一管路长度与所述第二管路长度满足所述预设长度阈值。
[0009]优选地，所述第一管路长度和所述第二管路长度，满足下式条件：
[0010]式中，L0为第一管路长度，L8为第二管路长度，R
min
为电堆
对地绝缘电阻值最小值，σ为电堆冷却液的电导率，r0为所述出水管和所述进水管的水管半径。
[0011]优选地，所述冷却回路的水泵，配置在所述进水管的距离所述进水口为所述第一管路长度的位置处，所述冷却回路的节温器，配置在所述出水管的距离所述出水口为所述第二管路长度的位置处；所述水泵和所述节温器之外的其他所述冷却回路的构成，配置在所述水泵和所述节温器的远离所述电堆的一侧冷却回路上。
[0012]本专利技术还提供一种燃料电池电堆冷却回路，应用如前所述的燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法，所述绝缘处理区域为绝缘处理的冷却回路部分，所述绝缘处理至少包括所述进水管和所述出水管的相应管段采用绝缘管。
[0013]优选地，所述绝缘处理还包括采用绝缘接头和/或绝缘垫。
[0014]优选地，所述以距离所述位置基准为预设长度阈值的管路长度范围内的冷却回路部分具体为：所述出水管的距离所述出水口为第一管路长度的相应管段和所述进水管的距离所述进水口为第二管路长度的相应管段；且所述第一管路长度L0和所述第二管路长度L8，满足下式条件：
[0015]式中，L0为第一管路长度，L8为第二管路长度，R
min
为电堆对地绝缘电阻值最小值，σ为电堆冷却液的电导率，r0为所述出水管和所述进水管的水管半径。
[0016]优选地，所述冷却回路包括：水泵，设置在所述进水管的距离所述进水口为所述第一管路长度的位置处；节温器，设置在所述出水管的距离所述出水口为所述第二管路长度的位置处；所述冷却回路的所述水泵和所述节温器之外的其他构成，均设置在所述水泵和所述节温器的远离所述电堆的一侧。
[0017]优选地，所述冷却回路的其他构成包括：中冷器、热交换器和去离子器，并联设置在所述水泵的入口和所述节温器的第一工作接口之间；主散热器和副散热器，并联设置在所述水泵的入口和所述节温器的第二工作接口之间。
[0018]本专利技术还提供一种汽车，包括燃料电池电堆，还包括如前所述的燃料电池电堆冷却回路。
[0019]针对燃料电池电堆，本方案创新性地提出了冷却回路的绝缘处理方案。具体地，以电堆的进水口和出水口分别作为位置基准，并以距离位置基准为预设长度阈值的管路长度范围内的冷却回路部分，确定为绝缘处理区域；也就是说，基于燃料电池电堆采用的冷却液为去离子水，且电导率可有效控制的特点，提出了燃料电池电堆冷却回路的有效收敛方案，本方案针对燃料电池电堆冷却回路进行区域划分，仅针对对绝缘电阻有明显影响的局部冷却回路进行，例如但不限于与进水口连接的进水管和与出水口连接的出水管的相应管段，其余部分的冷却回路可以不需要进行二次绝缘处理。相比于冷却回路全部实施二次绝缘处理的方案，本方案可有效控制二次绝缘点，在有效降低成本的基础上，能够大大提高绝缘可靠性。
[0020]在本专利技术的优选方案中，所述第一管路长度L0和所述第二管路长度L8，满足下式条件：其中，R
min
为电堆对地绝缘电阻值最小值。如此设置，可最大限度
地减少需要二次绝缘处理的相应管段长度，进一步降低物料成本和装配成本；且冷却回路的水泵配置在进水管的距离进水口为第一管路长度L0的位置处，冷却回路的节温器配置在出水管的距离出水口为第二管路长度L8的位置处；水泵和节温器之外的其他冷却回路的构成，配置在水泵和节温器的远离电堆的一侧冷却回路上；如此设置，可最大限度地减小二次绝缘点的数量。
附图说明
[0021]图1为具体实施方式所述燃料电池电堆冷却回路的原理示意图；
[0022]图2为图1中所示燃料电池电堆冷却回路的等效电阻示意图。
[0023]图中：
[0024]电堆1、进水口11、出水口12、水泵2、节温器3、第一工作接口31、第二工作接口32、中冷器4、热交换器5、去离子器6、主散热器7、副散热器8、膨胀水壶9。
具体实施方式
[0025]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0026]不失一般性，本实施方式以图1中所示燃料电池汽车的电堆冷却回路作为描述主体，详细说明关于二次绝缘处理的技术方案。应当理解，该燃料电池电堆1及其他电堆冷却构成元件等，其具体实现方式非本申请的核心专利技术点所在，故对本申请请求保护的绝缘处理方案未构成实质性的限制。
[0027]请参见图1，该图为燃料电池电堆冷却回路的原理示意图。
[0028]该燃料电池电堆冷却回路包括水泵2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法，其特征在于，以电堆的进水口和出水口分别作为位置基准，并以距离所述位置基准为预设长度阈值的管路长度范围内的冷却回路部分，确定绝缘处理区域；所述冷却回路部分至少包括与所述进水口连接的进水管和与所述出水口连接的出水管的相应管段。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法，其特征在于，所述以距离所述位置基准为预设长度阈值的管路长度范围内的冷却回路部分具体为：所述出水管的距离所述出水口为第一管路长度的相应管段和所述进水管的距离所述进水口为第二管路长度的相应管段，且所述第一管路长度与所述第二管路长度满足所述预设长度阈值。3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法，其特征在于，所述第一管路长度和所述第二管路长度，满足下式条件：式中，L0为第一管路长度，L8为第二管路长度，R
min
为电堆对地绝缘电阻值最小值，σ为电堆冷却液的电导率，r0为所述出水管和所述进水管的水管半径。4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法，其特征在于，所述冷却回路的水泵，配置在所述进水管的距离所述进水口为所述第一管路长度的位置处，所述冷却回路的节温器，配置在所述出水管的距离所述出水口为所述第二管路长度的位置处；所述水泵和所述节温器之外的其他所述冷却回路的构成，配置在所述水泵和所述节温器的远离所述电堆的一侧冷却回路上。5.燃料电池电堆冷却回路，其特征在于，应用权利要求1所述燃料电池电堆冷却回路绝缘处理方法，所述绝缘处理区域为绝缘处理的冷却回路部分，所述绝缘处理至少包括所述进水...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡菁，陈彦雷，王祖声，王梦怡，李晓鹏，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：