一种使用DC集成动力电池实现整车断电后快速降温的结构的制作方法

一种使用dc集成动力电池实现整车断电后快速降温的结构
技术领域
1.本发明主要涉及电堆的技术领域，具体涉及一种使用dc集成动力电池实现整车断电后快速降温的结构。


背景技术：

2.电堆是一种把燃料所具有的化学能直接转化为电能的化学装置，又称电化学发电器。
3.根据申请号为cn201921653505.2的专利文献所提供的一种电堆低温试验快速降温装置可知，该快速降温装置包括电堆本体、补水箱、第一储水箱和第二储水箱，电堆本体的右端出口处固定连接有排水管，排水管上固定连接有第一冷却路水泵，排水管的末端固定连接有进口电动三通阀，出口电动三通阀的另一接口处固定连接有冷水管路，冷水管路上固定连接有换水路水泵，冷水管路的末端固定连接在补水箱的右侧壁上端，补水箱的左侧壁下端固定连接有补水管路，补水管路的末端与电堆本体的进口固定连接。该实用新型对电堆进行降温，根据电堆水出温度传感器的反馈温度，多次重复步骤，最后达到需要的试验温度，结构简单，降温速率快，节省电堆冷冻时间，提高试验效率。
4.上述电堆快速降温装置虽然对电堆进行降温，根据电堆水出温度传感器的反馈温度，多次重复步骤，以达到需要的试验温度，但现有技术路线中发动机零部件均由匹配的整车供电，若因为整车电气问题无法有效供电，则会在燃料电池系统出现急停故障时，使燃料电池系统处于较长时间的高温加高电位的极端工况，导致电堆寿命急速衰减。


技术实现要素：

5.本发明主要提供了一种使用dc集成动力电池实现整车断电后快速降温的结构用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
6.本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种使用dc集成动力电池实现整车断电后快速降温的结构，包括电堆，通过管路与所述电堆相连接的节温器和散热系统，以及通过线路与所述电堆相连接的控制器，所述控制器与所述节温器和散热系统通讯连接，所述控制器通过线路连接有dcdc，所述dcdc通过线路连接有dc集成放电电阻和dc集成动力电池，所述dcdc与所述dc集成动力电池之间连接的线路上安装有继电器；所述散热系统包括与所述电堆相连接的水冷组件和风冷组件，所述水冷组件包括与所述电堆的入液端和出液端相连接的输液机构，与所述输液机构的入液端和出液端相连接的储液机构，所述输液机构与所述电堆电性连接；所述风冷组件包括安装于所述电堆一侧表面的散热器，以及设于所述散热器顶端的余热打气机构，所述余热打气机构的出气端与所述储液机构的入气端相连接。
7.进一步的，所述输液机构包括与所述电堆的出液端相连接的第一出液管，以及与所述第一出液管远离所述电堆的一端相连接的第一水泵，所述第一水泵的出液端通过第二
出液管与所述储液机构的入液端相连接，所述第二出液管的壳体上安装有温度传感器，在本发明中，在第一水泵的作用下，电堆内经过换热的冷却液经过第一出液管和第一水泵进入到过滤罐内，通过型号为sht的温度传感器，以监测流过第二出液管的冷却液的温度。
8.进一步的，所述输液机构还包括与所述电堆的入液端相连接的第一进液管，以及与所述第一进液管远离所述电堆的一端相连接的第二水泵，所述第二水泵的入液端与所述储液机构的出液端之间通过第二进液管相连接，在本发明中，在第二水泵的作用下，储液罐内的冷却液经过第二进液管和第二水泵进入到第一进液管，以通过第一进液管为电堆供给冷却液。
9.进一步的，所述储液机构包括与所述第二出液管远离所述第一水泵的一端相连接的过滤罐，与所述第二进液管远离所述第二水泵的一端相连接的储液罐，以及套设于所述过滤罐和储液罐外部的保护壳，所述过滤罐的出液端通过管道与所述储液罐的入液端相连接。
10.进一步的，所述储液机构还包括安装于所述过滤罐内部的锥形过滤筒，在本发明中，进入过滤罐内的冷却液与锥形过滤筒接触，从而通过锥形过滤筒对冷却液进行过滤。
11.进一步的，所述储液机构还包括安装于所述锥形过滤筒底端的输液管，以及安装于所述过滤罐下表面的排渣管，所述输液管远离所述锥形过滤筒的一端与所述储液罐相连接，所述排渣管远离所述锥形过滤筒的一端延伸至外部，在本发明中，锥形过滤筒内部、经过过滤的冷却液通过输液管排入至储液罐内，从而为储液罐供给过滤后的冷却液，在排渣管底端的阀门打开时，将过滤罐内堆积的杂质排出。
12.进一步的，所述散热器包括安装于所述电堆一侧表面的冷排，以及安装于所述冷排远离所述电堆的一侧表面的第一散热风扇。
13.进一步的，所述第一散热风扇的一侧设有第二散热风扇，所述第二散热风扇长的长度大于所述第一散热风扇长的长度。
14.进一步的，所述余热打气机构包括安装于所述冷排外表面的多个散热鳍片，以及穿插于多个所述散热鳍片上的热气机，所述热气机的一端安装有打气筒，所述打气筒穿插于多个所述散热鳍片壳体上，所述打气筒的出气端通过软管与所述锥形过滤筒相连接。
15.进一步的，所述余热打气机构还包括安装于所述冷排上表面的挡气罩。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果为：其一，本发明在整车出现电气问题无法供电，燃料电池系统会急停且出现高温加高电位的极端工况，此时可由dc集成动力电池提供电力，开启水泵、节温器以及散热风扇，使系统内冷却液水温快速降至安全温度以下。
17.其二，燃料电池系统急停后dc集成动力电池提供电信号，使继电器闭合接通放电电阻，快速放电减少高电位时间，配合快速降温提高燃料电池系统的寿命。
18.以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
19.图1为本发明的示意图图2为本发明的结构示意图；图3为本发明水冷组件和风冷组件的结构示意图；
图4为本发明的俯视图；图5为图4中沿a-a线的剖视图；图6为图5中a区结构放大图；图7为本发明散热器和余热打气机构的结构示意图；图8为本发明散热器和余热打气机构的分解图；图9为本发明的流程图。
20.图中：10、电堆；20、散热系统；21、水冷组件；211、输液机构；2111、第一出液管；2112、第一水泵；2113、第二出液管；2114、第一进液管；2115、第二水泵；2116、第二进液管；212、储液机构；2121、过滤罐；2122、储液罐；2123、保护壳；2124、锥形过滤筒；2125、输液管；2126、排渣管；22、风冷组件；221、散热器；2211、冷排；2212、第一散热风扇；2213、第二散热风扇；222、余热打气机构；2221、散热鳍片；2222、热气机；2223、打气筒；2224、挡气罩；30、继电器；40、dc集成动力电池；50、节温器；60、控制器；70、dcdc；80、dc集成放电电阻。
具体实施方式
21.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
22.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.实施例，请参照附图1-8，一种使用dc集成动力电池实现整车断电后快速降温的结构，包括电堆10，通过管路与所述电堆10相连接的节温器50和散热系统20，以及通过线路与所述电堆10相连接的控制器60，所述控制器60与所述节温器50和散热系统20通讯连接，所述控制器60通过线路连接有dcdc70，所述dcdc70通过线路连接有dc集成放电电阻80和dc集成动力电池40，所述dcdc70与所述dc集成动力电池40之间连接的线路上安装有继电器30；所述散热系统20包括与所述电堆10相连接的水冷组件21和风冷组件22，所述水冷组件21包括与所述电堆10的入液端和出液端相连接的输液机构211，与所述输液机构211的入液端和出液端相连接的储液机构212，所述输液机构211与所述电堆10电性连接；所述风冷组件22包括安装于所述电堆10一侧表面的散热器221，以及设于所述散热器221顶端的余热打气机构222，所述余热打气机构222的出气端与所述储液机构212的入气端相连接。
25.具体的，请着重参照附图2和3，所述输液机构211包括与所述电堆10的出液端相连接的第一出液管2111，以及与所述第一出液管2111远离所述电堆10的一端相连接的第一水泵2112，所述第一水泵2112的出液端通过第二出液管2113与所述储液机构212的入液端相
连接，所述第二出液管2113的壳体上安装有温度传感器2117；所述输液机构211还包括与所述电堆10的入液端相连接的第一进液管2114，以及与所述第一进液管2114远离所述电堆10的一端相连接的第二水泵2115，所述第二水泵2115的入液端与所述储液机构212的出液端之间通过第二进液管2116相连接；需要说明的是，在本实施例中，在第一水泵2112的作用下，电堆10内经过换热的冷却液经过第一出液管2111和第一水泵2112进入到过滤罐2121内，通过型号为sht21的温度传感器2117，以监测流过第二出液管2113的冷却液的温度；进一步的，在第二水泵2115的作用下，储液罐2122内的冷却液经过第二进液管2116和第二水泵2115进入到第一进液管2114，以通过第一进液管2114为电堆10供给冷却液。
26.具体的，请着重参照附图4和5，所述储液机构212包括与所述第二出液管2113远离所述第一水泵2112的一端相连接的过滤罐2121，与所述第二进液管2116远离所述第二水泵2115的一端相连接的储液罐2122，以及套设于所述过滤罐2121和储液罐2122外部的保护壳2123，所述过滤罐2121的出液端通过管道与所述储液罐2122的入液端相连接；所述储液机构212还包括安装于所述过滤罐2121内部的锥形过滤筒2124；所述储液机构212还包括安装于所述锥形过滤筒2124底端的输液管2125，以及安装于所述过滤罐2121下表面的排渣管2126，所述输液管2125远离所述锥形过滤筒2124的一端与所述储液罐2122相连接，所述排渣管2126远离所述锥形过滤筒2124的一端延伸至外部；需要说明的是，在本实施例中，第二出液管2113内经过换热的冷却液进入到过滤罐2121内进行过滤，过滤后的冷却液进入到储液罐2122内，储液罐2122内的冷却液重新冷却后通过第二进液管2116排出，从而形成为电堆10供给冷却液的循环；进一步的，进入过滤罐2121内的冷却液与锥形过滤筒2124接触，从而通过锥形过滤筒2124对冷却液进行过滤；进一步的，锥形过滤筒2124内部、经过过滤的冷却液通过输液管2125排入至储液罐2122内，从而为储液罐2122供给过滤后的冷却液，在排渣管2126底端的阀门打开时，将过滤罐2121内堆积的杂质排出。
27.具体的，请着重参照附图6和7，所述散热器221包括安装于所述电堆10一侧表面的冷排2211，以及安装于所述冷排2211远离所述电堆10的一侧表面的第一散热风扇2212；所述第一散热风扇2212的一侧设有第二散热风扇2213，所述第二散热风扇2213长的长度大于所述第一散热风扇2212长的长度；所述余热打气机构222包括安装于所述冷排2211外表面的多个散热鳍片2221，以及穿插于多个所述散热鳍片2221上的热气机2222，所述热气机2222的一端安装有打气筒2223，所述打气筒2223穿插于多个所述散热鳍片2221壳体上，所述打气筒2223的出气端通过软管与所述锥形过滤筒2124相连接；所述余热打气机构222还包括安装于所述冷排2211上表面的挡气罩2224；需要说明的是，在本实施例中，通过冷排2211与电堆10进行换热，通过第一散热风扇2212为冷排2211降温，从而对电堆10进行快速散热；进一步的，通过散热鳍片2221引导冷排2211与电堆10进行换热时所传递的热量对
热气机2222进行加热，热气机2222经过加热后其上伸缩杆伸出，且在伸出后，经过第二散热风扇2213散热，使得伸缩杆缩回，以形成该伸缩杆的伸缩循环，从而利用该伸缩杆的伸缩不断推动打气筒2223进行打气，以使打气筒2223排出的气体经过软管进入到锥形过滤筒2124内，从而在锥形过滤筒2124的过滤孔堵塞时，通过锥形过滤筒2124的滤网内侧和滤网外侧所形成的压差，以使锥形过滤筒2124上板结的杂质借助该压差掉落；进一步的，通过挡气罩2224引导热气充分与打气筒2223相接触。
28.本发明的具体操作方式如下：若燃料电池发动机出现紧急故障，则利用dcdc70查看是否能接受到整车供电，若dcdc70能接受到整车供电，则利用控制器60判断出堆冷却液温度是否满足设计目标，若dcdc70未接受到整车供电，则dc集成动力电池40开始向dcdc70反向放电，同时打开继电器30，dc集成放电电阻80开始放电，直至控制器60、第一水泵2112、第二水泵2215、节温器50、第一散热风扇2212和第二散热风扇2213均收到dcdc70供电，利用控制器60判断出堆冷却液温度是否满足设计目标；若控制器60判断出堆冷却液温度满足设计目标，停止第一水泵2112、第二水泵2215、节温器50、第一散热风扇2212和第二散热风扇2213的控制，直至控制器60判断巡检电压放电至设计目标，dc集成动力电池40停止供电，断开继电器30，若控制器60判断出堆冷却液温度未满足设计目标，控制器60给定第一水泵2112、第二水泵2215转速和第一散热风扇2212、第二散热风扇2213占空比，再利用dc集成动力电池40停止供电，断开继电器30，然后结束操作；在第一水泵2112的作用下，电堆10内经过换热的冷却液经过第一出液管2111和第一水泵2112进入到过滤罐2121内，通过温度传感器2117，以监测流过第二出液管2113的冷却液的温度，在第二水泵2115的作用下，储液罐2122内的冷却液经过第二进液管2116和第二水泵2115进入到第一进液管2114，以通过第一进液管2114为电堆10供给冷却液；第二出液管2113内经过换热的冷却液进入到过滤罐2121内进行过滤，过滤后的冷却液进入到储液罐2122内，储液罐2122内的冷却液重新冷却后通过第二进液管2116排出，从而形成为电堆10供给冷却液的循环；进行过滤的过程中，通过散热鳍片2221引导冷排2211与电堆10进行换热时所传递的热量对热气机2222进行加热，热气机2222经过加热后其上伸缩杆伸出，且在伸出后，经过第二散热风扇2213散热，使得伸缩杆缩回，以形成该伸缩杆的伸缩循环，从而利用该伸缩杆的伸缩不断推动打气筒2223进行打气，以使打气筒2223排出的气体经过软管进入到锥形过滤筒2124内，从而在锥形过滤筒2124的过滤孔堵塞时，通过锥形过滤筒2124的滤网内侧和滤网外侧所形成的压差，以使锥形过滤筒2124上板结的杂质借助该压差掉落。
29.上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。