燃料电池用散热器总成的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池用散热器总成。


背景技术：

2.燃料电池系统一般由燃料电池堆、氢气系统、空气系统、热管理系统、电气系统等组成，氢气和氧气在电堆内发生电化学反应，向外输出电能的同时，也会发热，使电堆本体温度上升。为了实现较高的反应效率以及保持电堆较长寿命，需要控制电堆本体的温度在合理的范围内。
3.热管理系统是燃料电池系统非常重要的辅助模块。具体的，热管理系统通过调节进出电堆的冷却液温度来控制电堆本体的温度，低温时加热冷却液，高温时将冷却液输出至散热器进行降温，使电堆始终工作在合理的温度范围。
4.热管理系统依靠外部散热器来调控冷却液温度，外部散热器的效率高低直接影响热管理系统调温能力的高低。一般技术中，散热器主要由散热芯体、风机、导风罩组成。
5.其中，现有的散热器往往采用低压风机，环境温度较高时，为实现一定的散热量，风机转速非常高，带来噪音增大的弊端。另外，需采用多组低压风机阵列才能实现设计散热量，对进风口有特殊要求，在高度上需占用较大的尺寸，不利于散热器在有限空间内的布置。综上，现有散热器技术至少存在以下缺点：低压风机数量多、噪音大且占据空间比较大。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种燃料电池用散热器总成，以缓解现有技术中存在的散热器的低压风机数量多、噪音大且占据空间比较大的技术问题。
7.本实用新型提供一种燃料电池用散热器总成，包括：支撑框架、散热模组和高压风机；
8.所述散热模组设置为两组，两组所述散热模组呈“v”型结构设置于所述支撑框架的内部，且所述支撑框架与所述散热模组的侧面对应的面能够形成侧面进风；
9.所述高压风机安装于所述支撑框架，并位于两组所述散热模组的上方。
10.进一步的，所述散热模组包括主散热芯体和辅散热芯体，所述主散热芯体包括主冷却液流道组，所述辅散热芯体包括辅冷却液流道组，所述辅冷却液流道组与所述主冷却液流道组独立分开设置；
11.其中，所述主冷却液流道组的散热面积大于所述辅冷却液流道组的散热面积。
12.进一步的，所述散热模组还包括主进液室和主出液室，所述主进液室和所述主出液室分别位于所述主冷却液流道组的两端，所述主进液室设有主冷却液入口，所述主出液室设有主冷却液出口；
13.所述散热模组还包括辅进液室和辅出液室，所述辅进液室和所述辅出液室分别位于所述辅冷却液流道组的两端，所述辅进液室设有辅冷却液入口，所述辅出液室设有辅冷却液出口。
14.进一步的，所述主冷却液入口的所在高度高于所述主冷却液出口的所在高度。
15.进一步的，所述散热芯体采用长方体结构；
16.其中，所述主散热芯体位于长方体结构的上部，所述辅散热芯体位于矩形结构的下部，且所述主散热芯体在宽度方向上的投影面积大于所述辅散热芯体在宽度方向上的投影面积。
17.进一步的，所述主冷却液流道组包括多条主冷却液流道；
18.所述主散热芯体的内部集成设有去离子器，所述去离子器与部分所述主冷却液流道的出口端连通，以用于降低冷却液中的带电离子含量。
19.进一步的，所述主散热芯体的主冷却液流道组上集成有放水阀，用于排出所述主冷却液流道组的内部的冷却液。
20.进一步的，所述支撑框架由型材焊接而成；
21.其中，所述支撑框架的顶面沿长度方向设有多组由上至下嵌装所述高压风机的安装口。
22.进一步的，所述支撑框架的两端分别设有对向且呈“v”形角设置的安装侧板，以使两组所述散热模组能够呈“v”型安装固定。
23.进一步的，所述燃料电池用散热器总成还包括膨胀水壶，所述膨胀水壶安装于所述支撑框架，并通过管路与所述主进液室或辅进液室连通；
24.所述膨胀水壶上还集成有冷却液加注口和膨胀排气口。
25.有益效果：
26.本实用新型提供的燃料电池用散热器总成，两组散热模组呈“v”型结构设置于支撑框架的内部，且支撑框架与散热模组的侧面对应的面能够形成侧面进风，一方面，两组散热模组呈“v”型结构布置，与现有技术中呈竖向布置相比，可有效降低散热模组的高度，从而降低支撑框架的高度，紧凑性好，无需额外预留z向(高度方向)空间，节省布置空间；另一方面，侧面进风量增大，且散热迎风面积增大，散热性能提高；另外，高压风机安装于支撑框架，并位于两组散热模组的上方，采用高压风机，其风量大，噪音低，可有效解决噪声超标的问题，同时，高压风机对散热模组进行冷却时，单风机风量大，实现相同的散热量情况下，风机数量减少，且占据空间较小。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的燃料电池用散热器总成的侧视图；
29.图2为本实用新型实施例提供的燃料电池用散热器总成的主视图；
30.图3为散热模组的结构示意图；
31.图4为图3所示散热模组的左视图；
32.图5为支撑框架的结构示意图；
33.图6为本实用新型实施例提供的燃料电池用散热器总成的俯视图；
34.图7为高压风机的结构示意图。
35.图标：
36.100-支撑框架；110-安装口；120-安装侧板；
37.200-散热模组；210-主散热芯体；220-辅散热芯体；230-主进液室；240-主出液室；250-辅进液室；260-辅出液室；
38.300-高压风机；
39.400-膨胀水壶。
具体实施方式
40.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
45.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
47.参照图1和图2，本实施例提供一种燃料电池用散热器总成，该燃料电池用散热器总成包括支撑框架100、散热模组200和高压风机300；散热模组200设置为两组，两组散热模组200呈“v”型结构设置于支撑框架100的内部，且支撑框架100与散热模组200的侧面对应的面能够形成侧面进风；其中，高压风机300安装于支撑框架100，并位于两组散热模组200
的上方。
48.本实施例提供的燃料电池用散热器总成，两组散热模组200呈“v”型结构设置于支撑框架100的内部，且支撑框架100与散热模组200的侧面对应的面能够形成侧面进风，一方面，两组散热模组200呈“v”型结构布置，与现有技术中呈竖向布置相比，可有效降低散热模组200的高度，从而降低支撑框架100的高度，紧凑性好，无需额外预留z向(高度方向)空间，节省布置空间；另一方面，侧面进风量增大，且散热迎风面积增大，散热性能提高；另外，高压风机300安装于支撑框架100，并位于两组散热模组200的上方，采用高压风机300，其风量大，噪音低，可有效解决噪声超标的问题，同时，高压风机300对散热模组200进行冷却时，单风机风量大，实现相同的散热量情况下，风机数量减少，且占据空间较小。
49.需要说明的是，前述提到的“v”型理解为类“v”型结构，即，严格意义上的“v”型和近似“v”型的结构均在本实用新型的保护范围之内；进一步的，本实施例的“v”型的下端可以抵接，也可以不抵接，即两者之间留有间隔均可；作为一种变形，两组散热模组200的“v”型结构也可以倒向设置，即形成倒“v”型。
50.可选的，“v”型结构的夹角可以为60
°
左右。
51.参照图3，散热模组200包括主散热芯体210和辅散热芯体220，主散热芯体210包括主冷却液流道组，辅散热芯体220包括辅冷却液流道组，辅冷却液流道组与主冷却液流道组独立分开设置；其中，主冷却液流道组的散热面积大于辅冷却液流道组的散热面积。
52.其中，主冷却液流道组和辅冷却液流道组通入不同的冷却液(不同温度、不同功能的冷却液)，以满足燃料电池系统工作时散热需求，简单来说，主散热芯体210为燃料电池堆提供冷却，辅散热芯体220为燃料电池辅助系统提供冷却。
53.进一步的，参照图3和图4，散热模组200还包括主进液室230和主出液室240，主进液室230和主出液室240分别位于主冷却液流道组的两端，主进液室230设有主冷却液入口，主出液室240设有主冷却液出口；散热模组200还包括辅进液室250和辅出液室260，辅进液室250和辅出液室260分别位于辅冷却液流道组的两端，辅进液室250设有辅冷却液入口，辅出液室260设有辅冷却液出口。
54.具体的，主冷却液流道组包括多条主冷却液流道，辅冷却液流道组包括多条辅冷却液流道，冷却液可分别通入主进液室230和辅进液室250，然后经其分流后分别进入各主冷却液流道和各辅冷却液流道。
55.本实施例中，主冷却液入口的所在高度高于主冷却液出口的所在高度，如此设置，可使主冷却液形成“高进低出”状态，提高主冷却液的流动性。
56.其中，辅冷却液入口和辅冷却液出口的高度可保持一致，可不区分入口和出口，其中一段为入口，另一端则为出口，可视具体情况设置，具备灵活性。
57.需要说明的是，主冷却液入口、主冷却液出口、辅冷却液入口和辅冷却液出口共四个接口，如将某一端的两个接口内部连接，对外只呈现一个进口和一个出口，也在本实用新型的保护范围之内。
58.在本技术的一种实施方式中，散热芯体采用长方体结构；其中，主散热芯体210位于长方体结构的上部，辅散热芯体220位于矩形结构的下部，且主散热芯体210在宽度方向上的投影面积大于辅散热芯体220在宽度方向上的投影面积，当然，交换或其他形式也在本实用新型的保护范围之内。
59.在上述实施例的基础上，主冷却液流道组包括多条主冷却液流道；主散热芯体210的内部集成设有去离子器(附图未示出)，去离子器与部分主冷却液流道的出口端连通，以用于降低冷却液中的带电离子含量，保障燃料电池系统绝缘性能。
60.需要说明的是，去离子器的结构及工作原理为本领域技术人员所熟知的技术，本实施例并未对其进行改进，在此不再详细赘述。
61.更进一步的，主散热芯体210的主冷却液流道组上集成有放水阀(附图未示出)，用于排出主冷却液流道组内部的冷却液。
62.参照图5和图6，支撑框架100由型材焊接而成；其中，支撑框架100的顶面沿长度方向设有多组由上至下嵌装高压风机300的安装口110，其侧面镂空，可提高进风量，进而提高散热效率。
63.支撑框架100采用标准型材焊接成型，加工简单，原材料易得且成本可控。另外，支撑框架100上还可增设多个吊耳，多个吊耳分布在支撑框架100的四个角，用于散热器总成的吊装和搬运。
64.示例性地，安装口110设置为三个，相应的，高压风机300安装有三个，具体的，安装口110的数量可根据需要进行选择设置，不限于为三个。
65.参照图7，高压风机300包含风机格栅罩和支撑结构，高压风机300采用多片叶片，示例性地，高压风机300的叶片可以为三片、四片、五片或六片等。另外，高压风机300可以为交流，也可以为直流。本实施例采用高压交流电机，如采用高压直流电机，电压平台为450v～700v左右，可直接从燃料电池系统取用高压电，无需逆变器。
66.请继续参照图5，支撑框架100的两端分别设有对向且呈“v”形角设置的，以使两组散热模组200能够呈“v”型安装固定。
67.具体的，散热模组200可通过螺栓安装在安装侧板120上。
68.参照图1和图2，燃料电池用散热器总成还包括膨胀水壶400，膨胀水壶400安装于支撑框架100，并通过管路分别与主进液室230或辅进液室250连通；膨胀水壶400上还集成有冷却液加注口和膨胀排气口。
69.一方面，通过冷却液加注口可向主进液室230或辅进液室250通入冷却液；另一方面，该燃料电池用散热器总成在工作状态下，受到热胀冷缩的作用，可使冷却液流道内的气体通过膨胀排气口排出。
70.本实施例中，与主进液室230连通的膨胀水壶400或与辅进液室250连通的膨胀水壶400可集成焊接在一起，如，前者在左，后者在右设置。
71.综合以上，该燃料电池用散热器总成集成去离子器、膨胀水壶400、放水阀和进、出水室，集成度非常高，无需另外匹配水壶和去离子器装置，可降低成本；适用于燃料电池对散热系统苛刻的要求；另外，各组件之间为了便于拆装，主要用螺栓安装连接，用其他方式连接，如焊接等，也在本实用新型的保护范围之内。
72.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。