【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及一种用于车辆的冷却系统，并且更具体地涉及一种用于燃料电池单体提供动力的车辆的使用液氢的补充冷却系统。
技术介绍
1、氢燃料电池单体正成为下一个新的创新推进系统，并且作为汽车、卡车和其他车辆的原动力源越来越受欢迎。然而，用于内燃机提供动力的车辆的传统冷却系统不足以用于燃料电池单体提供动力的车辆。特别是，由于各种因素，如增加的热负荷与降低的温度水平相结合、额外的热源以及更多有冷却需求的部件，燃料电池单体提供动力的车辆的热管理在封装和冷却空气流需求方面更具挑战性。
2、一个主要的挑战是散热。由关系q/δt表示用于原动力源的冷却系统所需的能力是通过从原动力源的所需的散热率q来测量的，其中热量在原动力源与环境空气之间的一定温差δt下排出。尽管与同等的内燃机相比，燃料电池单体车辆更高效，但燃料电池单体的效率在其整个生命周期内会降低，并且热量产生比效率损失增加得更快。大部分废热去至冷却剂，并需要在较低的冷却剂温度下消散。然而，由于燃料电池单体的温度低于内燃机，散热器的冷却性能降低。这种散热器散热需求的冷却性能是内燃机的1.5到2倍。然而，氢燃料电池单体的δt通常不到内燃机的一半。这意味着氢燃料电池单体的冷却系统所需的能力需要是内燃机的3到4倍。
3、另一个主要挑战是冷却剂传导率。传统冷却剂在燃料电池单体运行中变得导电性过高。特别是，来自双极板的离子污染，铝热交换器的内表面会向冷却剂中释放离子，并且存在冷却剂氧化。如果传导率过高，可能会出现无数问题。具体而言，燃料电池单体可能会经由短路而损坏，燃料电池单体
4、通过传统的冷却系统无法充分地解决这些挑战，因为传统的冷却系统的能力部分是通过散热器的尺寸和驱动冷却空气的风扇的能力来实现的。如果没有大的车辆重新设计，很难(即使并非不可能)重新封装一个或多个散热器以及一个或多个风扇以与氢燃料电池单体一起使用。因此，需要一种用于燃料电池单体提供动力的车辆的补充冷却系统。如果冷却系统能够满足大多数操作条件下的散热要求，但可以被补充以在高于正常操作条件下以更高的能力运行，例如全动力和高温环境条件，这将是有益的。
技术实现思路
1、在本专利技术的一方面，一种冷却系统包括液氢储罐；具有与液氢储罐流体连通的泵入口和泵出口的液氢计量泵；具有与泵出口流体连通的蒸发器入口的氢蒸发器热交换器和蒸发器出口；具有与蒸发器出口流体连通的积蓄器入口和积蓄器出口的氢气积蓄器；包括至少一个氢燃料电池单体的氢燃料电池单体系统，该氢燃料电池单体具有与积蓄器出口流体连通的燃料电池单体入口；以及冷却剂路径，该冷却剂路径包括设置成与氢蒸发器热交换热接触的第一冷却剂路径。
2、在本专利技术的另一方面，一种冷却系统包括液氢储罐；具有与液氢储罐流体连通的泵入口和泵出口的液氢计量泵；具有与泵出口流体连通的蒸发器入口和蒸发器出口的氢蒸发器热交换器；具有与蒸发器出口流体连通的积蓄器入口和积蓄器出口的氢气积蓄器；包括具有至少一个氢燃料电池单体的氢燃料电池单体系统，该燃料电池单体具有与积蓄器出口流体连通的燃料电池单体入口；以及冷却剂回路。冷却剂回路包括设置成与氢蒸发器热交换器热接触的第一冷却剂路径、第二冷却剂路径和第三冷却剂路径，以及设置在氢蒸发器热交换器的上游的冷却剂回路内的冷却剂调节阀，其中该冷却剂调节阀构造成控制流过第一冷却剂路径和绕过氢蒸发器热交换器的流过第二冷却剂路径的冷却剂的量，其中第一冷却剂路径与第二冷却剂路径在氢蒸发器热交换器的下游的第三冷却剂路径中汇合在一起。
3、在本专利技术的又一方面，一种冷却系统包括液氢储罐；具有与液氢储罐流体连通的泵入口和泵出口的液氢计量泵；具有与泵出口流体连通的蒸发器入口和蒸发器出口的氢蒸发器热交换器；具有与蒸发器出口流体连通的积蓄器入口和积蓄器出口的氢气积蓄器，该氢气积蓄器还包括用于监测通过积蓄器出口的氢气的压力和温度的压力传感器和温度传感器；包括至少一个氢燃料电池单体的氢燃料电池单体系统，该氢燃料电池单体具有与积蓄器出口流体连通的燃料电池单体入口；以及冷却剂回路。冷却剂回路包括设置成与氢蒸发器热交换器热接触的第一冷却剂路径、第二冷却剂路径和第三冷却剂路径，以及设置在氢蒸发器热交换器的上游的冷却剂回路内的冷却剂调节阀，其中该冷却剂调节阀构造成控制流过第一冷却剂路径和绕过氢蒸发器热交换器的流过第二冷却剂路径的冷却剂的量，其中第一冷却剂路径与第二冷却剂路径在氢蒸发器热交换器的下游的第三冷却剂路径中汇合在一起。
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1.一种冷却系统，包括：
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述氢气积蓄器还包括压力传感器和温度传感器，用于监测通过所述积蓄器出口的氢气的压力和温度。
3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却剂回路还包括第二冷却剂路径和第三冷却剂路径以及冷却剂调节阀，所述冷却剂调节阀设置在所述氢蒸发器热交换器的上游的所述冷却剂回路内，其中，所述冷却剂调节阀构造成控制流过所述第一冷却剂路径和绕过所述氢蒸发器热交换器的流过所述第二冷却剂路径的冷却剂的量，其中，所述第一冷却剂路径与所述第二冷却剂路径在所述氢蒸发器热交换器的下游的所述第三冷却剂路径中汇合在一起。
4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却剂回路还包括设置在所述冷却剂回路内的冷却剂泵，所述冷却剂泵用于围绕所述冷却剂回路泵送冷却剂，以及设置在所述冷却剂回路内的冷却剂散热器。
5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与所述氢燃料电池单体系统热接触，从而冷却所述氢燃料电池单体系统。
6.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所
7.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与空气冷却器热接触，从而冷却流过所述空气冷却器的空气。
8.一种冷却系统，包括：
9.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述氢气积蓄器还包括压力传感器和温度传感器，用于监测通过所述积蓄器出口的氢气的压力和温度。
10.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却剂回路还包括设置在所述冷却剂回路内的冷却剂泵，所述冷却剂泵用于围绕所述冷却剂回路泵送冷却剂，以及设置在所述冷却剂回路内的冷却剂散热器。
11.根据权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与所述氢燃料电池单体系统热接触，从而冷却所述氢燃料电池单体系统。
12.根据权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与一个或多个电池热接触，从而冷却所述一个或多个电池。
13.根据权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与空气冷却器热接触，从而冷却流过所述空气冷却器的空气。
14.一种冷却系统，包括：
15.根据权利要求14所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却剂回路还包括设置在所述冷却剂回路内的冷却剂泵，所述冷却剂泵用于围绕所述冷却剂回路泵送冷却剂，以及设置在所述冷却剂回路内的冷却剂散热器，并且其中，所述第三路径与所述氢燃料电池单体系统热接触，从而冷却所述氢燃料电池单体系统。
16.根据权利要求15所述的冷却系统，其特征在于，一个或多个电池设置为与在所述氢蒸发器热交换器与所述氢燃料电池单体系统之间的所述冷却剂回路热接触，从而冷却所述一个或多个电池。
17.根据权利要求15所述的冷却系统，其特征在于，空气冷却器设置成与在所述氢蒸发器热交换器与所述氢燃料电池单体系统之间的所述冷却剂回路热接触，从而冷却流过所述空气冷却器的空气。
18.根据权利要求15所述的冷却系统，其特征在于，一个或多个电池中的至少一个和空气冷却器设置成与在所述氢蒸发器热交换器与所述氢燃料电池单体系统之间的所述冷却剂回路热接触，从而冷却所述一个或多个电池中的至少一个和所述空气冷却器。
19.根据权利要求15所述的冷却系统，其特征在于，一个或多个电池和空气冷却器设置成与在所述氢蒸发器热交换器与所述氢燃料电池单体系统之间的所述冷却剂回路热接触，从而冷却所述一个或多个电池以及所述空气冷却器。
20.根据权利要求15所述的冷却系统，其特征在于，附加部件从包括自动驾驶系统、车载导航系统、防撞系统、游戏或视频娱乐系统或任何其他需要冷却的车载系统的附加部件组中选择，所述附加部件设置成与在所述氢蒸发器热交换器与所述氢燃料电池单体系统之间的所述冷却剂回路热接触，从而冷却所述附加部件。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种冷却系统，包括：
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述氢气积蓄器还包括压力传感器和温度传感器，用于监测通过所述积蓄器出口的氢气的压力和温度。
3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却剂回路还包括第二冷却剂路径和第三冷却剂路径以及冷却剂调节阀，所述冷却剂调节阀设置在所述氢蒸发器热交换器的上游的所述冷却剂回路内，其中，所述冷却剂调节阀构造成控制流过所述第一冷却剂路径和绕过所述氢蒸发器热交换器的流过所述第二冷却剂路径的冷却剂的量，其中，所述第一冷却剂路径与所述第二冷却剂路径在所述氢蒸发器热交换器的下游的所述第三冷却剂路径中汇合在一起。
4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却剂回路还包括设置在所述冷却剂回路内的冷却剂泵，所述冷却剂泵用于围绕所述冷却剂回路泵送冷却剂，以及设置在所述冷却剂回路内的冷却剂散热器。
5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与所述氢燃料电池单体系统热接触，从而冷却所述氢燃料电池单体系统。
6.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与一个或多个电池热接触，从而冷却所述一个或多个电池。
7.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与空气冷却器热接触，从而冷却流过所述空气冷却器的空气。
8.一种冷却系统，包括：
9.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述氢气积蓄器还包括压力传感器和温度传感器，用于监测通过所述积蓄器出口的氢气的压力和温度。
10.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却剂回路还包括设置在所述冷却剂回路内的冷却剂泵，所述冷却剂泵用于围绕所述冷却剂回路泵送冷却剂，以及设置在所述冷却剂回路内的冷却剂散热器。
11.根据权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述第三路径与所述氢燃料电池单体系统热接触，从而冷却所述氢燃料电池单体系统。
【专利技术属性】
技术研发人员：吴寿豪，G·西尤切特，
申请(专利权)人：万国引擎知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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