流量分配机构及燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种流量分配机构及燃料电池。


背景技术：

2.燃料电池系统中冷却模块通过阀门的开闭结合水泵的压力带动冷却液进行循环，以此保证燃料电池系统的正常运行。在此过程中，通过旁通阀控制多回路流量分配，进而保证冷却系统合理运行。
3.通常情况下，旁通阀与汇流板通过管路连接，并分别使用螺栓固定旁通阀和汇流板，由此导致冷却模块的流量分配机构零件数量较多，设备集成度较低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种流量分配机构及燃料电池，以提高流量分配机构的集成度。
5.第一方面，本实用新型提供的流量分配机构，包括：汇流板和阀件；
6.所述汇流板设有安装口和流道，所述安装口与所述流道连通；
7.所述阀件插设于所述安装口内，且所述阀件用于调节所述流道的连通状态。
8.结合第一方面，本实用新型提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述阀件包括阀芯；
9.所述阀芯设有内腔和多个侧孔，多个所述侧孔绕所述内腔间隔设置，且多个所述侧孔皆与所述内腔连通；
10.所述阀芯活动安装在所述安装口内，以调节所述侧孔与所述流道的连通状态。
11.结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述汇流板上安装有驱动器件，所述驱动器件与所述阀芯传动连接，且所述驱动器件盖合于所述安装口。
12.结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述流道包括：轴侧口和多个侧流口；
13.所述轴侧口与所述内腔流体连通，多个所述侧流口绕所述阀芯间隔设置；
14.在第一连通状态下，多个所述侧孔皆与所述侧流口错位，并使所述内腔与所述侧流口分隔；
15.在第二连通状态下，多个所述侧孔中的其一与一个所述侧流口连通；
16.在第三连通状态下，多个所述侧孔与多个所述侧流口一一对应连通。
17.结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述安装口内安装有密封件，所述密封件填充在所述安装口的内壁和所述阀芯之间。
18.结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述密封件上设有多个导流孔，多个所述导流孔与多个所述侧流口一
一对应连通。
19.结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述密封件上设有与所述汇流板相适配的限位部。
20.结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述阀芯与芯轴同轴并连接，所述密封件设有轴架，所述芯轴插设于所述轴架上的轴孔中。
21.第二方面，本实用新型提供的燃料电池包括第一方面提供的流量分配机构。
22.结合第二方面，在一种可行的方案中，所述燃料电池包括：第一电堆和第二电堆；
23.所述第一电堆的冷却液出口和所述第二电堆的冷却液出口分别与所述流道流体连通。
24.本实用新型实施例带来了以下有益效果：采用汇流板设有安装口和流道，通过安装口与流道连通，阀件插设于安装口内，并通过阀件调节流道的连通状态，由此实现了汇流板与阀件集成安装，减少了流量分配机构所占用的空间，提高了设备的集成度和紧凑性。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关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。
27.图1为本实用新型实施例提供的流量分配机构的爆炸图；
28.图2为本实用新型实施例提供的流量分配机构的剖视图；
29.图3为本实用新型实施例提供的流量分配机构的阀芯和芯轴的示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的流量分配机构的密封件的示意图。
31.图标：100-汇流板；110-安装口；120-流道；121-轴侧口；122-第一侧流口；123-第二侧流口；200-阀件；210-阀芯；211-内腔；212-第一侧孔；213-第二侧孔；220-驱动器件；230-芯轴；300-密封件；301-导流孔；302-限位部；310-轴架。
具体实施方式
32.下面将结合附图对本实用新型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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
33.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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理
量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。
35.实施例一
36.如图1所示，本实用新型实施例提供的流量分配机构，包括：汇流板100和阀件200；汇流板100设有安装口110和流道120，安装口110与流道120连通；阀件200插设于安装口110内，且阀件200用于调节流道120的连通状态。
37.本实施方式中，汇流板100主体材料采用pps，偏硬且吸水性比较好。直接在汇流板100上开设安装口110，并将阀件200插设安装在安装口110中，由此无需使用管路将汇流板100与阀件200连接，减少了上流量分配机构的零件组成数量，缩小了流量分配机构占用的空间，提高了设备的集成度和紧凑性。
38.需要说明的是，阀件200可相对于汇流板100滑动或转动，在此过程中，当阀件200封堵流道120时，流道120被封堵而开度缩小，直至关闭；反之，阀件200的封堵部避让流道120，进而可使流道120的开度逐渐增大，直至完全开启。
39.如图1和图2所示，在本实用新型实施例中，阀件200包括阀芯210；阀芯210设有内腔211和多个侧孔，多个侧孔绕内腔211间隔设置，且多个侧孔皆与内腔211连通；阀芯210活动安装在安装口110内，以调节侧孔与流道120的连通状态。
40.当阀芯210绕自身轴线转动时，侧孔的位置相对于安装口110的内壁产生位移，当侧孔与流道120相对并连通时，流道120处于开启状态；当侧孔与流道120错位，并且不再连通时，流道120处于被封闭的状态。
41.本实施方式中，侧孔设有两个，分别为第一侧孔212和第二侧孔213，在绕内腔211的圆周上，第一侧孔212和第二侧孔213对应的圆心角皆为50
°
～70
°
，在绕内腔211的圆周上第一侧孔212与第二侧孔213间隔区域对应的圆心角为50
°
～70
°
。
42.进一步的，汇流板100上安装有驱动器件220，驱动器件220与阀芯210传动连接，且驱动器件220盖合于安装口110。
43.具体的，驱动器件220相对于汇流板100固定，驱动器件220的传动轴与阀芯210传动连接，通过驱动器件220驱动阀芯210在安装口110内绕自身轴线转动，进而可进行连通状态切换。
44.需要说明的是，驱动器件220的外壳具有封闭端面，当驱动器件220与汇流板100连接时，封闭端面盖合于安装口110，从而将阀芯210封闭在安装口110内。
45.如图1、图2和图3所示，流道120包括：轴侧口121和多个侧流口；
46.轴侧口121与内腔211流体连通，多个侧流口绕阀芯210间隔设置；
47.在第一连通状态下，多个侧孔皆与侧流口错位，并使内腔211与侧流口分隔，由此侧流口处于完全封闭状态。
48.在第二连通状态下，多个侧孔中的其一与一个侧流口连通，流体能够自轴侧口121
进入内腔211，再经处于连通状态的侧孔和侧流口排出，其余封闭的侧流口作为备用待开启。
49.在第三连通状态下，多个侧孔与多个侧流口一一对应连通，并且，随着阀芯210绕自身轴线转动，侧孔与侧流口逐渐产生错位，进而改变了侧孔与侧流口之间连通的接口开度，在应用于冷却循环时，可根据工况温度调节开度大小，从而在不同温度条件下充分发挥冷却循环作用。
50.本实施方式中，侧流口设有两个，分别为第一侧流口122和第二侧流口123，第一侧流口122和第二侧流口123绕内腔211的圆周间隔180
°
。以第一连通状态作为初始状态，此时第一侧流口122和第二侧流口123皆被阀芯210封堵；当阀芯210绕自身轴线转动0～60
°
时，进入到第二连通状态，此时第二侧孔213与第二侧流口123相对并连通，冷却液自轴侧口121流入到内腔211中，并在穿过第二侧孔213后经第二侧流口123流出。随着阀芯210的转动，第二侧孔213与第二侧流口123相对的接口开度变化，第一侧孔212始终与第一侧流口122错位，从而使第一侧流口122始终被阀芯210封堵。当阀芯210绕自身轴线转动60
°
～120
°
时，第二侧孔213与第二侧流口123相对并连通，第一侧孔212与第一侧流口122相对并连通，轴侧口121和第一侧流口122一一对应地与两个电堆的冷却液出口连通，流入到内腔211中的冷却液可在穿过第二侧孔213后流入第二侧流口123，从而使两个电堆皆处于冷却循环开启状态。通过调节阀芯210绕自身轴线转动，进而可以改变阀芯210对第一侧流口122和第二侧流口123的遮挡面积，由此实现对冷却液循环流量的调控。
51.轴侧口121和第一侧流口122分别与两个电堆一一对应流体连通，由此可使两个电堆共用一个阀件200进行冷却液流量调配，相较于以往机型节省了一个阀门，可以按阀芯210的旋转角度控制实现两个电堆单一冷却开启、两个电堆同时开启冷却循环以及两个电堆同时关闭冷却功能，利于系统冷启动的快速实现。
52.如图1、图2、图3和图4所示，安装口110内安装有密封件300，密封件300填充在安装口110的内壁和阀芯210之间。
53.其中，密封件300可采用橡胶垫或硅胶垫，也可以替换为其他弹性耐磨材质，通过密封件300填充在安装口110的内壁和阀芯210之间，从而确保阀芯210能够将侧流口紧密封堵，并且可以避免液体渗入到安装口110的内壁和阀芯210之间。
54.进一步的，密封件300上设有多个导流孔301，多个导流孔301与多个侧流口一一对应连通。其中，密封件300围绕内腔211设置，通过多个导流孔301与多个侧流口一一对应连通，进而可以在保证密封的同时，提高阀芯210圆周方向上阀芯210与安装口110之间的密封性。
55.需要说明的是，为确保多个导流孔301与多个侧流口一一对应连通，进而需要使密封件300相对于汇流板100位置固定，通过密封件300上设有与汇流板100相适配的限位部302，限位部302采用卡槽或凸块，通过限位部302配合于汇流板100，进而避免密封件300相对于汇流板100绕阀芯210产生转动。
56.此外，阀芯210与芯轴230同轴并连接，密封件300设有轴架310，芯轴230插设于轴架310上的轴孔中。本实施方式中，阀芯210与芯轴230为一体结构，芯轴230配合在轴架310上的轴孔中，从而实现对阀芯210与芯轴230的径向定位，由此可以提高阀芯210径向位置的装配精度。在阀芯210将导流孔301封堵时，通过提高阀芯210的径向位置稳定性，进而确保
阀芯210与密封件300之间密封良好。
57.实施例二
58.如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的燃料电池包括上述流量分配机构。在本实用新型实施例中，燃料电池具备流量分配机构的技术效果，在此不再赘述。
59.一种实施方式中，燃料电池包括：第一电堆和第二电堆；第一电堆的冷却液出口和第二电堆的冷却液出口分别与流道120流体连通。其中，第一电堆的冷却液出口与轴侧口121连通，第二电堆的冷却液出口与第一侧流口122连通。在第一连通状态下，第一电堆和第二电堆内冷却液与外部的循环处于关闭状态；在第二连通状态下，第一电堆的冷却液依次流经轴侧口121、内腔211和第二侧流口123，第二电堆作为备用电源，第二电堆的冷却液与外部的循环处于关闭状态；在第三连通状态下，第一电堆和第二电堆均处于冷却循环开启状态，可根据低温冷启动状态调整阀芯210的角度，进而可以改变阀芯210对第一侧流口122和第二侧流口123的遮挡面积，由此实现对冷却液循环流量的调节。
60.另一种实施方式中，侧流口和侧孔皆设有三个，空调系统冷却液管路与第三侧流口流体连通，当侧流口与侧孔相对并连通时，空调系统的冷却液可流经第三侧流口、第三侧孔和内腔211，通过第三侧流口与第三侧孔错位进行流量调控，由此无需在空调系统的冷却液循环管路中单独设置控制阀。
61.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。