[实用新型]一种氢能源汽车燃料电池热管理系统

说明书

本实用新型公开了一种氢能源汽车燃料电池热管理系统。该系统，包括散热器、膨胀水箱、水路过滤器、加热器和水泵；散热器、水路过滤器、燃料电池和水泵通过主管路形成闭合回路，水泵的进水端与燃料电池连通，水泵的出水端与散热器相连通，加热器通过支管路与散热器相并联；膨胀水箱通过除气管与散热器相连通，膨胀水箱通过补水管路与位于水泵和燃料电池之间的管路段相连通，除气管上设有调节其液体流量的调节机构。本实用新型通过在所述除气管上设有调节其液体流量的调节机构，提升暖机速度，通过本实用新型，解决了燃料电池系统大循环回路泄流的问题，提升燃料电池系统升温速率，并降低燃料电池系统低温启动时外部辅助热源的加热功率需求。

技术领域

本实用新型涉及氢能源汽车技术领域，尤其涉及一种氢能源汽车燃料电池热管理系统。

背景技术

由于燃料电池清洁高效的特点，其应用也在逐渐的扩大。在车用方面，质子膜燃料电池的的应用最为广泛。

除了输出电能外，燃料电池的大部分化学能转化为热量。相比传统内燃机车，燃料电池的散热量会增加一半以上。同时燃料电池需要保证其内部较小的温差，以保证燃料电池的性能一致性，避免产生性能衰退。这些苛刻的散热条件，决定了燃料电池系统需要较大的冷却流量来满足其散热。

由于PEMFC燃料电池的构造，其内部水道的耐压程度不可能太高。一般来说会将燃料电池放置于冷却循环的下游，如图1。

这样的布局会导致散热器上排气-补水回路的跨压较大，导致有较高的流量从排气管流向副水箱，并由补水管流回系统。在冷机时，尽管三通阀将大循环关闭，但仍有部分冷却液经过散热器-除气管-膨胀水箱-补水管这一路径流向系统，这样导致燃料电池系统热机速度变缓。在低温启动时，会消耗更多的辅助能源电能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种提升燃料电池系统升温速率的氢能源汽车燃料电池热管理系统。

本实用新型的一种氢能源汽车燃料电池热管理系统，包括散热器、膨胀水箱、水路过滤器、加热器和水泵；所述散热器、水路过滤器、燃料电池和水泵通过主管路形成闭合回路，所述水泵的进水端与所述燃料电池连通，所述水泵的出水端与所述散热器相连通，所述加热器通过支管路与所述散热器相并联，所述支管路的一端与位于所述散热器和所述水路过滤器之间的管路段上相连通，且连通处设置有三通阀，所述三通阀的三个端口分别与所述加热器、散热器和水路过滤器相连通，所述支管路的另一端与位于所述散热器和所述水泵之间的管路段相连通；所述膨胀水箱通过除气管与所述散热器相连通，所述膨胀水箱通过补水管路与位于所述水泵和燃料电池之间的管路段相连通，所述除气管上设有调节其液体流量的调节机构。

进一步的，所述调节机构包括柱塞、缸筒、弹性件和缸顶，所述缸筒具有第一端和第二端，所述缸顶设置在所述缸筒的第一端，所述缸顶设有与所述缸筒内部相连通的至少一个流出孔，所述缸筒的第二端设有限流道，所述限流道的宽度沿所述缸筒的轴向逐渐变大，所述柱塞设置在所述缸筒内，所述柱塞包括塞体和柱体，所述柱体具有第一端和第二端，所述塞体设置在所述柱体的第二端，所述缸顶的内侧设置有限位孔，所述柱体的第一端可活动的设置在所述限位孔中，所述柱体外套设有弹性件，所述弹性件的一端与所述缸顶的内侧连接固定，所述弹性件的另一端与所述塞体连接固定，所述塞体与所述限流道相配合，以使得所述限流道关闭或打开；其中，所述流出孔与所述膨胀水箱相连通，所述限流道与所述散热器相连通。

进一步的，所述弹性件包括弹簧，所述弹簧的一端与所述缸顶的内侧连接固定，所述弹簧的另一端与所述塞体连接固定。

进一步的，所述塞体为圆台状，其直径沿朝所述柱体的方向逐渐变大，所述限流道为圆台状，所述限流道的直径沿所述缸筒的轴向逐渐变大。

进一步的，所述流出孔的直径大于3mm。

进一步的，所述调节机构包括用于打开或关闭所述除气管的阀门。