CN118970095B - 一种氢燃料电池车的辅助散热装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氢燃料电池车的辅助散热装置及其方法,涉及氢燃料电池领域，包括安装框、安装架、散热器、过滤仓和水箱，所述安装框顶部的四角处均设有用于与车体底部连接的安装架，所述安装框的内部设有多组散热器，多组所述散热器之间设有隔板；本发明通过安装架将本装置安装在车体的底部，通过通过设置过滤仓用于对电堆反应生成的水进行过滤再利用，且回收水与冷却系统中的冷却水之间汇合后，会先一步的对冷却水进行冷却，之后再通过设置多组液流环，且多组液流环由外向内直径依次递减，使每一组液流环均裸露在空气能够吹到的位置，增肌与空气的接触面积，从而增加散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池车的辅助散热装置及其方法。
背景技术
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极；在汽车行业，根据该原理发展形成现有的氢燃料电池发动机总成，该发动机在工作过程中不会产生污染气体，只产生水，但产生的水直接排放在路面上而没有被充分利用；
且在上述电化学反应的过程中不仅仅是产生电能，同时也伴随产生大量的热量，需通过冷却系统将这一部分热量带走，冷却系统带走热量的同时其冷却液的温度会升高，为了保证氢燃料电池反应过程中的温度要求，需利用冷却液散热器进行散热，因此本发明提出一种氢燃料电池车的辅助散热装置通过对反应产生的水进行回收并用于冷却系统的散热。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种氢燃料电池车的辅助散热装置，该氢燃料电池车的辅助散热装置通过安装架将本装置安装在车体的底部，通过通过设置过滤仓用于对电堆反应生成的水进行过滤再利用，且回收水与冷却系统中的冷却水之间汇合后，会先一步的对冷却水进行冷却。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种氢燃料电池车的辅助散热装置，包括安装框、安装架、散热器、过滤仓和水箱，所述安装框顶部的四角处均设有用于与车体底部连接的安装架，所述安装框的内部设有多组散热器，多组所述散热器之间设有隔板，所述安装框的一侧设有对回收水进行过滤的过滤仓，所述安装框的另一侧设有对冷却后冷却液进行临时存储的水箱，所述水箱的顶部设有出水口，所述过滤仓、水箱和散热器之间设有输送组件；
所述散热器包括固定环、散热片组和液流环，所述液流环设有多组，多组所述液流环直径并不相同，多组所述液流环呈漏斗状分布，多组所述液流环的上端均连接有连接管，位于一侧端部的所述液流环的顶部设有进液管，位于另一侧端部的所述液流环的顶部设有出液管，多组直径不同的液流环之间贯穿插设有散热片组，所述散热片组与液流环的侧壁紧紧贴合，位于最外侧的所述散热片组的外壁上固定有固定环，所述固定环的外壁与安装框的内壁以及隔板的侧壁固定连接。
进一步改进在于：所述散热片组由多组V形散热片呈环形阵列分布而成，多组所述V形散热片之间存在气孔，所述V形散热片的侧壁上还设有多组气槽。
进一步改进在于：所述V形散热片的内侧夹角为60°-80°，所述气槽呈波浪状。
进一步改进在于：所述过滤仓的内部设有过滤组件，所述过滤组件包括调节板、固定板、过滤板、调节组件和密封组件，所述过滤仓顶部的一侧贯穿设置有调节板，所述过滤仓的顶部还设有调节调节板升降的调节组件，所述调节板的内侧设有固定板，所述固定板位于过滤仓的内部并与仓体顶壁固定连接，所述固定板的下方设有可拆卸的过滤板，所述过滤板和调节板均通过密封组件与过滤仓之间密封连接，所述过滤仓顶部靠外的一侧设有两组进水口。
进一步改进在于：所述密封组件包括第一密封垫、第二密封垫和密封槽，所述调节板的下方设有密封槽，所述调节板与过滤仓内壁连接的位置处还设有第一密封垫，所述固定板的底部对称设有了两组第二密封垫。
进一步改进在于：所述第二密封垫呈框形，所述过滤板插设在两组第二密封垫之间，所述第一密封垫和第二密封垫采用橡胶材质，所述第一密封垫对调节板的移动进行限位。
进一步改进在于：所述过滤板的外端设有盖板，所述盖板的内侧设有密封框，所述过滤仓那个的外壁上设有与密封框相适配的框槽，所述盖板上的密封框与框槽卡合后通过螺栓固定。
进一步改进在于：所述调节组件包括限位框座、转轴、齿条、齿轮和调节座，所述限位框座位于过滤仓的顶部，所述限位框座的一侧对调节板进行限位，所述调节板穿过限位框座的一侧设有齿条，所述限位框座内转动安装有转轴，所述转轴上固定有与齿条相啮合的齿轮，所述转轴的另一端转动穿过限位框座的侧壁后与调节座固定连接。
进一步改进在于：所述输送组件包括主管和输送泵，所述主管对称设置在安装框的顶部，多组所述散热器上的进液管以及出液管均贯穿安装框并与各自的主管连接，所述过滤仓和水箱的一侧均设有输送泵，所述输送泵分别与两组主管连通。
采用上述氢燃料电池车的辅助散热装置，散热方法包括以下步骤；
S1、通过安装架将本装置安装在车体的底部，通过将电堆反应生成的水以及冷却系统的冷却液通过进水口送入过滤仓内，通过过滤板的过滤，使回收的水和冷却液通过输送泵送入散热器内；
S2、车体在移动过程中，同过散热器内风的流动从而对液体进行冷却，具体的，冷却液进入液流环内，其中多组液流环从外往内直径依次变小，使液体充满一个液流环后通过练级管进入另一个液流环，而液流环之间高度不同，从而增加液流环与空气之间的接触面积，进而增加对液流环的散热功能；
S3、同时，多组液流环之间插设有散热片组，通过散热片与液流环之间的贴合从而进行热量传导，同时散热片组的设置进一步增加了与空气的接触面积，进而进一步的加快的液流环的散热速率；
S4、为进一步的加快液流环的散热能力，本装置通过将散热片设置成V形，V形散热片内侧的夹角为60°-80°，同时V 形散热片的侧壁上还设置有呈波浪装的气槽，通过V形的结构设计相较于传统的直片式设计能够增加与液流环之间的接触面积，同时又能够形成更多的气道，而气槽的设计进一步的增加了空气与V形散热片之间的接触时间，进而极大的增加了本装置散热器的散热速率，在与车辆本身的冷区机构配合使用时，极大的保证了冷却系统的长久运行；
S5、经过充分散热的冷却液进入水箱，之后再由出水口送入车辆冷却系统内，从而保证车辆冷却系统的稳定运行。
本发明的有益效果为：本发明通过安装架将本装置安装在车体的底部，通过通过设置过滤仓用于对电堆反应生成的水进行过滤再利用，且回收水与冷却系统中的冷却水之间汇合后，会先一步的对冷却水进行冷却，之后再通过设置多组液流环，且多组液流环由外向内直径依次递减，使每一组液流环均裸露在空气能够吹到的位置，增加与空气的接触面积，从而增加散热效果，而多组液流环之间通过连接管连接，保证液体的流通性，同时每一组液流环之间插设有散热片组，通过散热片组将液流环上的热量进行传导分散，同时散热片组又大大增加了与空气之间的接触面积，进一步的增加了散热器的散热速率，且将散热片设置成V形，V形散热片内侧的夹角为60°-80°，同时V形散热片的侧壁上还设置有呈波浪装的气槽，通过V形的结构设计相较于传统的直片式设计能够增加与液流环之间的接触面积，同时又能够形成更多的气道，而气槽的设计进一步的增加了空气与V形散热片之间的接触时间，进而极大的增加了本装置散热器的散热速率，在与车辆本身的冷区机构配合使用时，极大的保证了冷却系统的长久运行。
附图说明
图1是本发明的装配示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明散热器的拆分示意图。
图4是本发明散热器的主视图。
图5是本发明V形散热片的结构示意图。
图6是本发明过滤仓内部的结构示意图。
图7是本发明调节组件的结构示意图。
图8是本发明过滤板的拆分示意图。
其中：1、安装框；2、安装架；3、散热器；4、过滤仓；5、水箱；6、隔板；7、出水口；8、固定环；9、散热片组；10、液流环；11、连接管；12、进液管；13、出液管；14、V形散热片；15、气孔；16、气槽；17、调节板；18、固定板；19、过滤板；20、进水口；21、第一密封垫；22、第二密封垫；23、密封槽；24、盖板；25、密封框；26、框槽；27、限位框座；28、转轴；29、齿条；30、齿轮；31、调节座；32、主管；33、输送泵。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1-8所示，本实施例提出了一种氢燃料电池车的辅助散热装置，包括安装框1、安装架2、散热器3、过滤仓4和水箱5，所述安装框1顶部的四角处均设有用于与车体底部连接的安装架2，所述安装框1的内部设有多组散热器3，多组所述散热器3之间设有隔板6，所述安装框1的一侧设有对回收水进行过滤的过滤仓4，所述安装框1的另一侧设有对冷却后冷却液进行临时存储的水箱5，所述水箱5的顶部设有出水口7，所述过滤仓4、水箱5和散热器3之间设有输送组件；
本装置通过安装架2将本装置安装在车体的底部，通过车体移动时产生的风力对散热器3内的冷却液进行冷却，之后再送回车体的冷却系统，从而增加车体冷却移动的稳定运行，同时本装置还通过设置过滤仓4用于对电堆反应生成的水进行过滤再利用；
所述散热器3包括固定环8、散热片组9和液流环10，所述液流环10设有多组，多组所述液流环10直径并不相同，多组所述液流环10呈漏斗状分布，多组所述液流环10的上端均连接有连接管11，位于一侧端部的所述液流环10的顶部设有进液管12，位于另一侧端部的所述液流环10的顶部设有出液管13，多组直径不同的液流环10之间贯穿插设有散热片组9，所述散热片组9与液流环10的侧壁紧紧贴合，位于最外侧的所述散热片组9的外壁上固定有固定环8，所述固定环8的外壁与安装框1的内壁以及隔板6的侧壁固定连接。
本装置通过设置多组液流环10，且多组液流环10由外向内直径依次递减，使每一组液流环10均裸露在空气能够吹到的位置，增加与空气的接触面积，从而增加散热效果，而多组液流环10之间通过连接管11连接，保证液体的流通性，同时每一组液流环10之间插设有散热片组9，通过散热片组9将液流环10上的热量进行传导分散，同时散热片组9又大大增加了与空气之间的接触面积，进一步的增加了散热器3的散热速率。
所述散热片组9由多组V形散热片14呈环形阵列分布而成，多组所述V形散热片14之间存在气孔15，所述V形散热片14的侧壁上还设有多组气槽16。
所述V形散热片14的内侧夹角为60°-80°，所述气槽16呈波浪状。
通过将散热片设置成V形，V形散热片14内侧的夹角为60°-80°，同时V形散热片14的侧壁上还设置有呈波浪装的气槽16，通过V形的结构设计相较于传统的直片式设计能够增加与液流环10之间的接触面积，同时又能够形成更多的气道，而气槽16的设计进一步的增加了空气与V形散热片14之间的接触时间，进而极大的增加了本装置散热器3的散热速率，在与车辆本身的冷区机构配合使用时，极大的保证了冷却系统的长久运行。
所述过滤仓4的内部设有过滤组件，所述过滤组件包括调节板17、固定板18、过滤板19、调节组件和密封组件，所述过滤仓4顶部的一侧贯穿设置有调节板17，所述过滤仓4的顶部还设有调节调节板17升降的调节组件，所述调节板17的内侧设有固定板18，所述固定板18位于过滤仓4的内部并与仓体顶壁固定连接，所述固定板18的下方设有可拆卸的过滤板19，所述过滤板19和调节板17均通过密封组件与过滤仓4之间密封连接，所述过滤仓4顶部靠外的一侧设有两组进水口20。
所述密封组件包括第一密封垫21、第二密封垫22和密封槽23，所述调节板17的下方设有密封槽23，所述调节板17与过滤仓4内壁连接的位置处还设有第一密封垫21，所述固定板18的底部对称设有了两组第二密封垫22。
所述第二密封垫22呈框形，所述过滤板19插设在两组第二密封垫22之间，所述第一密封垫21和第二密封垫22采用橡胶材质，所述第一密封垫21对调节板17的移动进行限位。
所述过滤板19的外端设有盖板24，所述盖板24的内侧设有密封框25，所述过滤仓4那个的外壁上设有与密封框25相适配的框槽26，所述盖板24上的密封框25与框槽26卡合后通过螺栓固定。
由于电堆在反应时还存在残留氢气的泄露，其通常是通过与产生的水一起排出到外界，从而防止氢气聚集，而在水排出的过程中，因为与外界存在接触，因此导致水体中存在一些杂质，而杂质的存在会对冷却造成不好的影响，因此本装置通过设置过滤板19对进入的回收水进行过滤，且回收水与冷却系统中的冷却水之间汇合后，会先一步的对冷却水进行冷却，之后再由散热器3进行充分的散热再送入冷却系统，从而保证了散热系统的稳定性。
所述调节组件包括限位框座27、转轴28、齿条29、齿轮30和调节座31，所述限位框座27位于过滤仓4的顶部，所述限位框座27的一侧对调节板17进行限位，所述调节板17穿过限位框座27的一侧设有齿条29，所述限位框座27内转动安装有转轴28，所述转轴28上固定有与齿条29相啮合的齿轮30，所述转轴28的另一端转动穿过限位框座27的侧壁后与调节座31固定连接。
本装置在经过长时间的运行后，过滤板19需要更换时，本装置通过转动调节座31带动转轴28转动，进而带动齿轮30带动齿条29转动，从而使调节板17下移插入密封槽23内，从而进行隔断，之后再通过拆卸盖板24将盖板24与过滤仓4分离，从而将过滤板19抽出，进而对过滤板19进行更换，之后再将过滤板19和调节板17复位，使水体能够继续被过滤。
所述输送组件包括主管32和输送泵33，所述主管32对称设置在安装框1的顶部，多组所述散热器3上的进液管12以及出液管13均贯穿安装框1并与各自的主管32连接，所述过滤仓4和水箱5的一侧均设有输送泵33，所述输送泵33分别与两组主管32连通。
采用上述氢燃料电池车的辅助散热装置，散热方法包括以下步骤；
S1、通过安装架2将本装置安装在车体的底部，通过将电堆反应生成的水以及冷却系统的冷却液通过进水口20送入过滤仓4内，通过过滤板19的过滤，使回收的水和冷却液通过输送泵33送入散热器3内；
S2、车体在移动过程中，同过散热器3内风的流动从而对液体进行冷却，具体的，冷却液进入液流环10内，其中多组液流环10从外往内直径依次变小，使液体充满一个液流环10后通过练级管进入另一个液流环10，而液流环10之间高度不同，从而增加液流环10与空气之间的接触面积，进而增加对液流环10的散热功能；
S3、同时，多组液流环10之间插设有散热片组9，通过散热片与液流环10之间的贴合从而进行热量传导，同时散热片组9的设置进一步增加了与空气的接触面积，进而进一步的加快的液流环10的散热速率；
S4、为进一步的加快液流环10的散热能力，本装置通过将散热片设置成V形，V形散热片14内侧的夹角为60°-80°，同时V 形散热片的侧壁上还设置有呈波浪装的气槽16，通过V形的结构设计相较于传统的直片式设计能够增加与液流环10之间的接触面积，同时又能够形成更多的气道，而气槽16的设计进一步的增加了空气与V形散热片14之间的接触时间，进而极大的增加了本装置散热器3的散热速率，在与车辆本身的冷区机构配合使用时，极大的保证了冷却系统的长久运行；
S5、经过充分散热的冷却液进入水箱5，之后再由出水口7送入车辆冷却系统内，从而保证车辆车辆冷却系统的稳定运行。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：包括安装框（1）、安装架（2）、散热器（3）、过滤仓（4）和水箱（5），所述安装框（1）顶部的四角处均设有用于与车体底部连接的安装架（2），所述安装框（1）的内部设有多组散热器（3），多组所述散热器（3）之间设有隔板（6），所述安装框（1）的一侧设有对回收水进行过滤的过滤仓（4），所述安装框（1）的另一侧设有对冷却后冷却液进行临时存储的水箱（5），所述水箱（5）的顶部设有出水口（7），所述过滤仓（4）、水箱（5）和散热器（3）之间设有输送组件；
所述散热器（3）包括固定环（8）、散热片组（9）和液流环（10），所述液流环（10）设有多组，多组所述液流环（10）直径并不相同，多组所述液流环（10）呈漏斗状分布，多组所述液流环（10）的上端均连接有连接管（11），位于一侧端部的所述液流环（10）的顶部设有进液管（12），位于另一侧端部的所述液流环（10）的顶部设有出液管（13），多组直径不同的液流环（10）之间贯穿插设有散热片组（9），所述散热片组（9）与液流环（10）的侧壁紧紧贴合，位于最外侧的所述散热片组（9）的外壁上固定有固定环（8），所述固定环（8）的外壁与安装框（1）的内壁以及隔板（6）的侧壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述散热片组（9）由多组V形散热片（14）呈环形阵列分布而成，多组所述V形散热片（14）之间存在气孔（15），所述V形散热片（14）的侧壁上还设有多组气槽（16）。
3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述V形散热片（14）的内侧夹角为60°-80°，所述气槽（16）呈波浪状。
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述过滤仓（4）的内部设有过滤组件，所述过滤组件包括调节板（17）、固定板（18）、过滤板（19）、调节组件和密封组件，所述过滤仓（4）顶部的一侧贯穿设置有调节板（17），所述过滤仓（4）的顶部还设有调节调节板（17）升降的调节组件，所述调节板（17）的内侧设有固定板（18），所述固定板（18）位于过滤仓（4）的内部并与仓体顶壁固定连接，所述固定板（18）的下方设有可拆卸的过滤板（19），所述过滤板（19）和调节板（17）均通过密封组件与过滤仓（4）之间密封连接，所述过滤仓（4）顶部靠外的一侧设有两组进水口（20）。
5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述密封组件包括第一密封垫（21）、第二密封垫（22）和密封槽（23），所述调节板（17）的下方设有密封槽（23），所述调节板（17）与过滤仓（4）内壁连接的位置处还设有第一密封垫（21），所述固定板（18）的底部对称设有了两组第二密封垫（22）。
6.根据权利要求5所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述第二密封垫（22）呈框形，所述过滤板（19）插设在两组第二密封垫（22）之间，所述第一密封垫（21）和第二密封垫（22）采用橡胶材质，所述第一密封垫（21）对调节板（17）的移动进行限位。
7.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述过滤板（19）的外端设有盖板（24），所述盖板（24）的内侧设有密封框（25），所述过滤仓（4）那个的外壁上设有与密封框（25）相适配的框槽（26），所述盖板（24）上的密封框（25）与框槽（26）卡合后通过螺栓固定。
8.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述调节组件包括限位框座（27）、转轴（28）、齿条（29）、齿轮（30）和调节座（31），所述限位框座（27）位于过滤仓（4）的顶部，所述限位框座（27）的一侧对调节板（17）进行限位，所述调节板（17）穿过限位框座（27）的一侧设有齿条（29），所述限位框座（27）内转动安装有转轴（28），所述转轴（28）上固定有与齿条（29）相啮合的齿轮（30），所述转轴（28）的另一端转动穿过限位框座（27）的侧壁后与调节座（31）固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车的辅助散热装置，其特征在于：所述输送组件包括主管（32）和输送泵（33），所述主管（32）对称设置在安装框（1）的顶部，多组所述散热器（3）上的进液管（12）以及出液管（13）均贯穿安装框（1）并与各自的主管（32）连接，所述过滤仓（4）和水箱（5）的一侧均设有输送泵（33），所述输送泵（33）分别与两组主管（32）连通。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的氢燃料电池车的辅助散热装置的散热方法，其特征在于：包括以下步骤；
S1、通过安装架（2）将本装置安装在车体的底部，通过将电堆反应生成的水以及冷却系统的冷却液通过进水口（20）送入过滤仓（4）内，通过过滤板（19）的过滤，使回收的水和冷却液通过输送泵（33）送入散热器（3）内；
S2、车体在移动过程中，同过散热器（3）内风的流动从而对液体进行冷却，具体的，冷却液进入液流环（10）内，其中多组液流环（10）从外往内直径依次变小，使液体充满一个液流环（10）后通过练级管进入另一个液流环（10），而液流环（10）之间高度不同，从而增加液流环（10）与空气之间的接触面积，进而增加对液流环（10）的散热功能；
S3、同时，多组液流环（10）之间插设有散热片组（9），通过散热片与液流环（10）之间的贴合从而进行热量传导，同时散热片组（9）的设置进一步增加了与空气的接触面积，进而进一步的加快的液流环（10）的散热速率；
S4、为进一步的加快液流环（10）的散热能力，本装置通过将散热片设置成V形，V形散热片（14）内侧的夹角为60°-80°，同时V 形散热片的侧壁上还设置有呈波浪装的气槽（16），通过V形的结构设计相较于传统的直片式设计能够增加与液流环（10）之间的接触面积，同时又能够形成更多的气道，而气槽（16）的设计进一步的增加了空气与V形散热片（14）之间的接触时间，进而极大的增加了本装置散热器（3）的散热速率，在与车辆本身的冷区机构配合使用时，极大的保证了冷却系统的长久运行；
S5、经过充分散热的冷却液进入水箱（5），之后再由出水口（7）送入车辆冷却系统内，从而保证车辆冷却系统的稳定运行。
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