[发明专利]球阀、燃料电池系统以及车辆

说明书

本发明公开了一种球阀、燃料电池系统以及车辆，球阀包括阀体和阀芯，阀体包括用于与外部管路连接的入口、第一接口和第二接口；阀芯设有相互连通的第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔在阀芯的表面间隔设置以使球阀的开口角度a能够在x、y、z之间变换；其中，x＜y＜z，并且，当a＝x时，入口与第一接口、第二接口均断开；当x＜a≤y时，入口与第一接口连通，入口与第二接口断开；当y＜a＜z时，入口与第一接口和第二接口均连通；当a＝z时，入口与第二接口连通，入口与第一接口断开。本发明的球阀设置于燃料电池系统中能够使冷却介质快速加热，从而极大地缩短燃料电池系统的冷启动时间。

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体地涉及一种球阀、燃料电池系统以及车辆。

背景技术

在低温环境中，当燃料电池系统需要启动时，由于燃料电池系统中的冷却介质的温度不够高，若是直接流入燃料电池堆则会导致燃料电池系统冷启动失败或者冷启动时间过长。目前，通常采用在空调回路中设置辅助加热装置，通过该辅助加热装置对冷却介质进行加热，但是这种加热方式的效率低下，从而导致冷启动时间过长的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种球阀，该球阀设置于燃料电池系统中能够使冷却介质快速加热，从而极大地缩短燃料电池系统的冷启动时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种球阀，所述球阀包括阀体和阀芯，所述阀体包括用于与外部管路连接的入口、第一接口和第二接口；所述阀芯设有相互连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔在所述阀芯的表面间隔设置以使所述球阀的开口角度a能够在x、y、z之间变换；其中，x＜y＜z，并且，当a＝x时，所述入口与所述第一接口、所述第二接口均断开；当x＜a≤y时，所述入口与所述第一接口连通，所述入口与所述第二接口断开；当y＜a＜z时，所述入口与所述第一接口和所述第二接口均连通；当a＝z时，所述入口与所述第二接口连通，所述入口与所述第一接口断开。

可选的，所述球阀配置为：当x＜a≤y时，流经所述第一接口的流体流量的变化与a的变化成正比。

可选的，所述球阀配置为：当y＜a＜z时，流经所述第一接口的流体流量的变化与a的变化成反比。

可选的，所述球阀配置为：当y＜a＜z时，流经所述第二接口的流体流量的变化与a的变化成正比。

通过上述技术方案，当本发明的球阀接入外部的管路时，管路中的介质会从所述阀体的入口进入所述球阀，此时，通过使所述阀芯转动不同的角度，即可使所述球阀在不同的工作状态之间切换：当转动所述阀芯使得所述球阀的开口角度a＝x时，所述入口与所述第一接口、所述第二接口均断开，因此所述球阀将阻止介质流至所述第一接口和所述第二接口；当转动所述阀芯使得x＜a≤y时，所述入口与所述第一接口连通，所述入口与所述第二接口断开，因此所述球阀将允许介质流至所述第一接口，但是阻止介质流至所述第二接口；当转动所述阀芯使得y＜a＜z时，所述入口与所述第一接口和所述第二接口均连通，因此所述球阀将允许介质分别流至所述第一接口和所述第二接口；当转动所述阀芯使得所述球阀的开口角度a＝z时，所述入口与所述第二接口连通，所述入口与所述第一接口断开，因此所述球阀将允许介质流至所述第二接口，但是阻止介质流至所述第一接口。因此，当本发明的球阀应用于燃料电池系统时，能够通过使所述阀芯转动不同的角度而将所述球阀在连通散热回路的工作状态和连通加热回路的工作状态之间切换，从而能够使冷却介质快速地加热，从而极大地缩短燃料电池系统的冷启动时间。

本发明还提供一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括燃料电池堆、散热器、泵、辅助加热装置以及上述的球阀；所述泵的泵出口与所述燃料电池堆的电池堆入口通过第一管路连通；所述燃料电池堆的电池堆出口与所述球阀的入口通过第二管路连通；所述球阀的第二接口与所述散热器的散热器入口通过第三管路连通；所述散热器的散热器出口与所述泵的泵入口通过第四管路连通；所述球阀的第一接口与所述第四管路通过第五管路连通；所述第一管路与所述辅助加热装置的加热器入口通过第六管路连通；所述辅助加热装置的加热器出口与所述第四管路通过第七管路连通。