一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池DCDC冷却系统的制作方法

一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统
技术领域
1.本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统。


背景技术：

2.目前，随着电动车的广泛应用，各种电池技术得到了广泛发展，随之带来电池技术的革新，燃料电池由于其可以将化学能直接转换为电能，获得了广泛应用，但在大量使用后发现燃料电池运行过程中，需要对燃料电池系统内的dcdc模块进行散热，参见图1，现有的dcdc散热系统集成液冷管路，这样的设计一是增加了dcdc模块重量和体积，降低燃料电池发动机的体积功率和质量功率；二是dcdc模块的冷却系统散热由整车散热系统提供，需要整车布置液冷管路，降低了燃料发动机在整车上的集成度；三是现有方案在dcdc模块中集成了液冷管路，增加了整车水泵流量和扬程的损失，增加了能量消耗；四是整车控制器识别dcdc模块内部元器件温度信号较多，增加整车控制程序复杂度。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统。
4.为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：
5.一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统，所述冷却系统包括热管、均热板和绝缘相变材料；
6.所述热管、均热板、绝缘相变材料和dcdc的pcb板一起安装于设备壳内；
7.所述均热板和绝缘相变材料分别设置在pcb板上下两面，所述热管贴合均热板设置。
8.优选地，所述设备壳上设置有散热翅片。
9.优选地，所述热管蒸发段贴合均热板，所述热管冷凝段贴合设置有散热翅片的dcdc设备壳。
10.优选地，所述均热板表面绝缘处理，和pcb板绝缘。
11.本实用新型具有以下有益效果：
12.采用本实用新型的一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统后，通过基于相变冷却和热管冷却对燃料电池dcdc模块进行冷却，取代现有的液冷管路冷却方案，可有效减小dcdc模块重量和体积，提升燃料电池发动机的体积功率和质量功率。同时，本实用新型可根据dcdc内元器件的理想工作温度被动控制温度，取代现有的dcdc模块整体控温方案，可有效控制dcdc内元器件的工作温度；取消了集成在dcdc模块中的液冷管路，可降低整车水泵流量和扬程的消耗，减小了水泵工作时的能量消耗。提高了燃料电池的整体性能。
附图说明
13.图 1为现有燃料电池系统dcdc模块散热系统组成示意图。
14.图 2为本实用新型一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统第一个实施例组成示意图。
15.图 3为本实用新型一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统第二个实施例组成示意图。
16.图 4为本实用新型一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统第三个实施例组成示意图。
17.图 5为本实用新型一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统第四个实施例组成示意图。
18.图中：1、dcdc冷却系统；2、空气；3、pcb；4、液冷管路；5、散热翅片；6、均热板；7、热管；8、绝缘相变材料。
具体实施方式
19.以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
20.参见图2，一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统，所述冷却系统包括热管、均热板和绝缘相变材料；
21.所述热管、均热板、绝缘相变材料和dcdc的pcb板一起安装于设备壳内；
22.所述均热板和绝缘相变材料pcm分别设置在pcb板上下两面，所述热管贴合均热板设置，具体应用时，根据散热需求也可在绝缘相变材料和pcb板之间设置均热板。
23.具体实施时，所述设备壳上设置有散热翅片，所述散热翅片根据需要可设置在dcdc设备壳体上的任意位置。
24.具体实施时，所述热管蒸发段贴合均热板，所述热管冷凝段贴合设置有散热翅片的dcdc设备壳。
25.具体实施时，所述均热板表面绝缘处理，和pcb板绝缘。
26.具体实施时，所述相变材料可参入石墨、泡沫铝等材料进行混合，其中石墨和泡沫铝的作用是为了改善相变材料的导热率。
27.参见图3，相比于图2所示实施例区别在于在dcdc设备壳上下都设置有散热翅片，进一步增强了散热效果。
28.参见图4，相比于图2所示实施例区别在于将图2中热管用绝缘相变材料pcm替代，更好满足特定pcb的散热需求。
29.参见图5，相比于图2所示实施例区别在于将图2中绝缘相变材料pcm用热管替代，更好满足特定pcb的散热需求。
30.工作过程：
31.当dcdc模块未超过合理工作温度时，相变材质和热管不参与工作，主要通过热传导传递热量。当dcdc模块超过合理工作温度时，相变材质和热管开始工作。其中相变材质先通过固液相变吸热，再通过热传导散热，而热管在蒸发段（靠近pcb端）吸热，内部工质发生相变产生蒸汽；在液压差的作用下，蒸汽将热量带到冷凝段（靠近散热翅片端）；通过热传导和外部翅片的对流散热使得蒸汽在冷凝段凝结，液化放热，冷凝的液体通过吸液芯的毛细
作用流回蒸发段，如此周而复始，进行换热。
32.本实用新型的一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统，通过基于相变冷却和热管冷却对燃料电池dcdc模块进行冷却，取代现有的液冷管路冷却方案，可有效减小dcdc模块重量和体积，提升燃料电池发动机的体积功率和质量功率。同时，本实用新型可根据dcdc内元器件的理想工作温度被动控制温度，取代现有的dcdc模块整体控温方案，可有效控制dcdc内元器件的工作温度；取消了集成在dcdc模块中的液冷管路，可降低整车水泵流量和扬程的消耗，减小了水泵工作时的能量消耗。提高了燃料电池的整体性能。
33.虽然上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。


技术特征：
1.一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统，其特征在于：所述冷却系统包括热管、均热板和绝缘相变材料；所述热管、均热板、绝缘相变材料和dcdc的pcb板一起安装于设备壳内；所述均热板和绝缘相变材料分别设置在pcb板上下两面，所述热管贴合均热板设置。2.根据权利要求1所述的一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统，其特征在于：所述设备壳上设置有散热翅片。3.根据权利要求1所述的一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统，其特征在于：所述热管蒸发段贴合均热板，所述热管冷凝段贴合设置有散热翅片的dcdc设备壳。4.根据权利要求1所述的一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池dcdc冷却系统，其特征在于：所述均热板表面绝缘处理，和pcb板绝缘。

技术总结
本实用新型公开了一种基于相变冷却和热管冷却的燃料电池DCDC冷却系统，包括热管、均热板和绝缘相变材料；热管、均热板、绝缘相变材料和DCDC的PCB板一起安装于设备壳内；均热板和绝缘相变材料分别设置在PCB板上下两面，所述热管贴合均热板设置；DCDC设备壳上设置有散热翅片；热管蒸发段贴合均热板，所述热管冷凝段贴合设置有散热翅片的DCDC设备壳。本实用新型通过基于相变冷却和热管冷却对燃料电池DCDC模块进行冷却，取代现有的液冷管路冷却方案，可有效减小DCDC模块重量和体积，提升燃料电池发动机的体积功率和质量功率。本实用新型取消了集成在DCDC模块中的液冷管路，可降低整车水泵流量和扬程的消耗，减小了水泵工作时的能量消耗。提高了燃料电池的整体性能。提高了燃料电池的整体性能。提高了燃料电池的整体性能。


技术研发人员：仇昌盛 李飞强 李佳莹 高云庆 丁鑫健
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/8/2