氢燃料电池余热利用装置及氢燃料电池车的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池车技术领域，具体涉及一种氢燃料电池余热利用装置及氢燃料电池车。


背景技术：

2.氢燃料电池在工作过程中会有将近50％的能量以热能的形式释放到大气中，其中大部分热能会通过散热器释放，这样巨大的热量，如果不进行合理的利用将是极大的能源浪费。
3.与此同时，氢燃料电池车冬天车内供暖需要使用空调或电加热器，这会耗费大量的电能，进而降低整车的续航里程。
4.如果将燃料电池释放的热能用于整车供暖，就可以减少浪费，同时降低整车能耗，增加整车续航里程。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种氢燃料电池余热利用装置及氢燃料电池车，该氢燃料电池余热利用装置通过设置进气导流结构和出气导流结构实现燃料电池的余热利用，同时可以实时控制加热空气的流量，能够在满足燃料电池散热要求的前提下，实现对车内温度的稳定控制，以解决现有技术中的装置无法实现对车厢内温度的稳定控制且成本高的技术问题。
6.为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种氢燃料电池余热利用装置。
7.该氢燃料电池余热利用装置包括散热器、进气导流结构、出气导流结构和两组滑动机构，其中：
8.所述进气导流结构和出气导流结构分别倾斜且可伸缩地连接在所述散热器的相对两侧，并且所述进气导流结构和出气导流结构分别与所述散热器合围形成容纳空间；
9.所述进气导流结构和出气导流结构的一端分别通过所述两组滑动机构沿所述散热器的高度方向上下往复滑动。
10.进一步的，所述进气导流结构为可伸缩进气导流板，所述出气导流结构为可伸缩出气导流板。
11.进一步的，所述两组滑动机构相对设置在所述散热器的两侧，并且所述进气导流结构和出气导流结构一端的相对两侧边缘分别连接所述两组滑动机构。
12.进一步的，每组所述滑动机构包括滑动连接的导轨和滑块，所述导轨沿高度方向设置在所述散热器的侧壁上，所述进气导流结构和出气导流结构的一端相对两侧边缘分别通过第一铰链连接所述滑块。
13.进一步的，所述的装置还包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板相对竖直设置在所述散热器的两侧，并且所述第一侧板和第二侧板分别与所述两组滑动机构
同侧设置。
14.进一步的，所述第一侧板和第二侧板的高度分别与所述散热器的高度相同。
15.进一步的，所述散热器上设置有风扇。
16.进一步的，所述装置还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、驱动结构和温度传感器，所述驱动结构连接所述滑块，并驱动所述滑块沿所述导轨往复滑动；所述控制器分别与所述驱动结构和温度传感器控制连接。
17.为了实现上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种氢燃料电池车。
18.该氢燃料电池车包括车厢本体和上述的氢燃料电池余热利用装置，其中：
19.所述车厢本体顶部中间位置设有进风口，所述车厢本体顶部相对两侧设有出风口，所述出风口与所述车厢本体的风道对应设置；所述进气导流结构和出气导流结构分别相对所述进风口和出风口设置。
20.进一步的，所述进气导流结构和出气导流结构的另一端通过第二铰链连接在所述车厢本体上。
21.本实用新型具有以下优点：
22.1、利用设计的气体导流结构，对车厢内空气循环加热，降低能耗，增加整车续航里程。
23.2、导流装置可以沿散热器侧面上下滑动，改变加热的空气流量，可优先满足燃料电池的散热要求，同时实现对加热空气流量的精准控制，稳定控制车内温度。
24.3、可广泛应用于各类氢燃料电池客车上，实现燃料电池余热利用，降低整车能耗，增加续航里程。
附图说明
25.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
26.图1为本实用新型中氢燃料电池余热利用装置的结构示意图；
27.图2为本实用新型中氢燃料电池余热利用装置与车厢本体的连接示意图；
28.图3为本实用新型中氢燃料电池余热利用装置与车厢本体的空气流动图；
29.图4为图3中的a
‑
a剖视图；
30.图5为图3中的b
‑
b剖视图。
31.图中：
32.1、散热器；2、进气导流结构；3、出气导流结构；4、导轨；5、滑块；6、第一铰链；7、第一侧板；8、第二侧板；9、进风口；10、出风口；11、第二铰链；12、车厢本体。
具体实施方式
33.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.本实用新型公开了一种氢燃料电池余热利用装置，如图1～图2所示，该氢燃料电池余热利用装置包括散热器1、进气导流结构2、出气导流结构3和两组滑动机构，其中：进气导流结构2和出气导流结构3分别倾斜且可伸缩地连接在散热器1的相对两侧，并且进气导流结构2和出气导流结构3分别与散热器1合围形成容纳空间；进气导流结构2和出气导流结构3的一端分别通过两组滑动机构沿散热器1的高度方向上下往复滑动。
35.在上述实施例中，进气导流结构2和出气导流结构3均为可伸缩结构，并且进气导流结构2和出气导流结构3的一端可伸缩地连接在散热器1的相对两侧，散热器1用于对通过的空气进行加热，散热器1上位于进气导流结构2和出气导流结构3以上的区域，其加热的空气来源于大气，加热后再排回到大气；位于进气导流结构2和出气导流结构3以下的区域其加热的空气来源于车厢内，加热后再进入车厢内。因此，通过设计气体导流结构，实现对车厢内空气的循环加热，实现燃料电池的余热利用，同时由于导流结构可以沿散热器1的高度方向上下往复滑动，因而导致内部加热面积和空气量的变化，进而可以实时控制加热空气的流量，可在满足燃料电池散热要求的前提下，实现对车内温度的稳定控制。
36.作为本实用新型的另一种实施例，进气导流结构2为可伸缩进气导流板，出气导流结构3为可伸缩出气导流板，如图1所示，进气导流结构2和出气导流结构3均为可伸缩导流板，用于控制循环加热空气的流量。
37.作为本实用新型的另一种实施例，两组滑动机构相对设置在散热器1的两侧，如图2所示，进气导流结构2和出气导流结构3的一端的相对两侧边缘分别连接两组滑动机构，进气导流结构2和出气导流结构3的另一端分别连接在车厢本体12上。
38.作为本实用新型的另一种实施例，每组滑动机构包括滑动连接的导轨4和滑块5，如图2所示，在散热器1的两侧安装有导轨4，导轨4上的滑块5可以由驱动结构带动沿导轨4上下运动，进气导流结构2和出气导流结构3的一端的相对两侧边缘分别通过第一铰链6一端连接在滑块5上，其另一端分别连接在车厢本体12上，滑块5移动时会引起导流结构的长度变化，进而导致内部加热面积和空气量变化。
39.作为本实用新型的另一种实施例，装置还包括第一侧板7和第二侧板8，如图1所示，第一侧板7和第二侧板8相对竖直设置在散热器1的两侧，并且第一侧板7和第二侧板8分别与两组滑动机构同侧设置，第一侧板7和第二侧板8用于防止循环加热的空气从侧面流出。
40.作为本实用新型的另一种实施例，第一侧板7和第二侧板8的高度分别与散热器1的高度相同，图1示出了一种具体的实施方式，第一侧板7和第二侧板8均为等腰三角形板，散热器1分别连接第一侧板7和第二侧板8的两腰中间位置。
41.作为本实用新型的另一种实施例，散热器1上设置有风扇，如图5所示，利用散热器1上设置的风扇旋转提供动力，从而将车厢本体12内部空气吸入到燃料电池散热器1的位置加热。
42.作为本实用新型的另一种实施例，该氢燃料电池余热利用装置还包括控制系统(未图示)，控制系统包括控制器、驱动结构和温度传感器，控制器分别与驱动结构和温度传感器控制连接，温度传感器可以用于监测车厢内温度，当监测到车厢内温度较低时，温度传感器发送信号至控制器，控制器控制驱动结构运动并带动滑块5向上移动，车厢内空气通过进风口9到达散热器1位置进行加热，并在加热后通过出风口10及车厢内风道到达车内各个
位置。
43.本实用新型还一种氢燃料电池车，结合图2、图3和图4所示，该氢燃料电池车包括车厢本体12和上述的氢燃料电池余热利用装置，其中：车厢本体12顶部中间位置设有进风口9，车厢本体12顶部相对两侧设有出风口10，出风口10与车厢本体12的风道对应设置；进气导流结构2和出气导流结构3分别相对进风口9和出风口10设置。
44.在上述实施例中，进风口9位于车厢本体12顶部中间位置，出风口10位于车厢本体12顶部两侧，车厢内空气从进风口9进入，经散热器1加热后从出风口10流出，再通过车厢内的风道到达车厢内各个位置。
45.作为本实用新型的另一种实施例，进气导流结构2和出气导流结构3的另一端通过第二铰链11连接在车厢本体12上，如图2所示。
46.本实用新型中氢燃料电池余热利用装置的具体使用方式：
47.1、当车厢内温度较高，不需要对车厢内空气进行加热时，滑块5移动至散热器1最下端，此时车厢内空气无法通过散热器1加热；
48.2、当车厢内温度较低，需要对车厢内空气进行加热时，滑块5向上移动，车厢内空气开始通过进风口9到达散热器1位置进行加热后通过出风口10及车厢内风道到达车内各个位置。
49.如果此时散热器1的散热能力超过需求散热量，则可以通过控制系统控制滑块5继续向上移动，增加车内的加热量，但需要保证需求散热量不超过散热器1的散热能力；
50.3、当车厢内温度达到设定温度后，可以通过控制系统控制滑块5向下移动，适当减少加热量，保持车厢内温度稳定。
51.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列部件不必限于清楚地列出的那些部件，而是可包括没有清楚地列出的或对于部件固有的其它部件。
52.在本实用新型中，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“左”、“右”、“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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或者组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
53.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或者位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或者连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
54.另外，本实用新型中涉及的“第一”、“第二”等的描述，该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
55.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
56.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以
所述权利要求的保护范围为准。