[发明专利]一种用于燃料电池系统的集成式多通接头控制阀

说明书

本发明公开了一种用于燃料电池系统的集成式多通接头控制阀，涉及车用燃料电池系统的技术领域，解决了现有技术集成度不高、不便于布置的技术问题。它包括流量控制阀，所述流量控制阀上集成设有电堆后多通接头和水泵多通接头，所述电堆后多通接头分别与电堆的一端、客舱加热器的一端、阴极热交换器的一端、阳极热交换器的一端和散热器的一端连接，所述水泵多通接头分别与客舱加热器的另一端、阳极热交换器的另一端和冷却液循环泵的一端连接。本发明结构合理、集成度高、便于布置，有效的减少了布置空间，且还避免了冷却液流过汇合处压力降较大的问题，有效的提高了热管理子系统的工作效率。

技术领域

本发明涉及车用燃料电池系统的技术领域，更具体地说，它涉及一种用于燃料电池系统的集成式多通接头控制阀。

背景技术

燃料电池系统发动机是一种用于新能源汽车用的动力系统。燃料电池系统发动机包括核心零部件(即燃料电池电堆，以下简称为电堆)、电辅件(即空压机、增湿器、换热器、传感器等)、连接的管路接头、机械结构等。燃料电池系统的核心零部件是利用燃料氢气和氧化剂空气的电化学反应产生电能的电化学装置。

电堆在发电的过程中会产生大量的热量，需要通过冷却液带走热量以控制电堆的温度。冷却液流量、温度的控制系统即为燃料电池系统的热管理子系统，其常见的结构如图1虚线框所示，热管理子系统主要包括电堆1、去离子器2、阴极热交换器3、阳极热交换器4、客舱加热器5、冷却液循环泵6、流量控制阀7、过滤器8。热管理子系统通过控制流过各个组件的冷却液的流量和冷却液温度实现燃料电池系统的热管理，保证电堆在高效区运行；同时，热管理子系统在低温启动的过程中还起到预热电堆1、保温的作用，实现低温启动。此外，热管理子系统中的冷却液是通过散热器9进行冷却，冷却后再进行循环使用。

目前，对于热管理子系统的管路设计方案主要有以下方案：

(1)通过多个T型三通接头进行分流，并使用流量控制阀实现各个回路之间的流量分布控制。但此方案使得热管理子系统的集成度不高，接头和控制阀分散不便于布置，而且冷却液流过T型三通接头时，其压降较大。

(2)减少一些冷却液回路或者合并冷却液回路的一些零部件，但仍然使用流量控制阀对各个回路的流量分布进行控制。此方案虽然减少了T型三通接头的使用数量，但是会造成对冷却液流量的控制度下降。此外，该方案依然存在冷却液路的集成度不高，T型三通接头分散在系统中的问题，不方便布置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于燃料电池系统的集成式多通接头控制阀，集成度高、便于布置。

本发明的技术方案是在于：一种用于燃料电池系统的集成式多通接头控制阀，包括流量控制阀，所述流量控制阀上集成设有电堆后多通接头和水泵多通接头，所述电堆后多通接头分别与电堆的一端、客舱加热器的一端、阴极热交换器的一端、阳极热交换器的一端和散热器的一端连接，所述水泵多通接头分别与客舱加热器的另一端、阳极热交换器的另一端和冷却液循环泵的一端连接。

作进一步的改进，所述电堆后多通接头包括第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头和第六接头，所述第一接头通过流量控制阀与散热器的出水端连接，所述第二接头与散热器的入水端连接，所述第三接头与电堆的出水端连接，所述第四接头与客舱加热器的入水端连接，所述第五接头与阴极热交换器的出水端连接，所述第六接头与阳极热交换器的入水端连接。

进一步的，所述第一接头的本体上设有传感器安装接头。

更进一步的，所述第三接头与第二接头的连接处设有连接座。

更进一步的，所述流量控制阀通过散热器出水接头与散热器的出水端连接，所述第二接头通过散热器入水接头与所述散热器的入水端连接。

更进一步的，所述第一接头通过第一连接管与流量控制阀连接，所述第二接头通过第二连接管与散热器入水接头连接。