專利名稱：半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車用燃料電池發(fā)動機水箱。
背景技術(shù)：
燃料電池系統(tǒng)和燃料電池電動車使用過程中，需要用去離子水給電堆冷卻，由于目前 燃料電池堆結(jié)構(gòu)的特殊性，在其冷卻循環(huán)使用過程中冷卻水量也有一定的消耗；同時針對 燃料電池運行中的增濕需求，需要增加額外的增濕方式消耗去離子水對燃料電池的氧化劑-空氣和燃料-氫氣增濕。燃料電池又有在反應(yīng)過程中產(chǎn)生水的特性，這部分生成水可以回收 至水箱，補償水箱內(nèi)去離子水的消耗。
現(xiàn)有的車用燃料電池發(fā)動機使用的水箱一般采用分體式結(jié)構(gòu)，即散熱循環(huán)系統(tǒng)補水水 箱和增濕用水箱分別設(shè)計和安裝，需要分別設(shè)計支架和固定空間，甚至有占用汽車后備箱 原有空間來設(shè)置水箱的情況。這增加了發(fā)動機艙內(nèi)零部件數(shù)量，占用了安裝空間，使本來 比較緊張的整車空間更加吃緊，對整車的布置和設(shè)計提出了嚴峻挑戰(zhàn)；另一方面，燃料電 池的生成水回收后對水箱的補償無法與每個水箱內(nèi)水的消耗精確匹配，只能選擇補給其中 一個對去離子水需求量相對大的，另一個水箱則需要定時人工補水，這使得系統(tǒng)變得復(fù)雜， 所需要的系統(tǒng)維護的工作量增多了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機 水箱，通過將燃料電池的生成水補充與循環(huán)冷卻消耗和中冷、增濕用水消耗的匹配，以解 決燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的用水平衡問題。
本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題
一種半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，包括冷卻補水水箱和增濕水箱，其中， 冷卻補水水箱和增濕水箱腔體相通，冷卻補水水箱與增濕水箱高差排布，并且冷卻補水水 箱與增濕水箱兩腔體間設(shè)有溢流中隔。
3上述溢流中隔為溢流堰式溢流中隔。
上述冷卻補水水箱上還設(shè)有進水口、回水口、溢流口及冷卻出水口。 上述增濕水箱上還設(shè)有增濕出水口。較佳的，增濕出水口設(shè)于增濕水箱底部。 上述冷卻補水水箱與增濕水箱兩腔體間還設(shè)有分隔欄。
上述冷卻補水水箱與增濕水箱高差排布的方式為冷卻補水水箱的腔底高于增濕水箱的腔底。
本發(fā)明充分考慮補水水箱與增濕水箱各自的功能特點、消耗水量的不同以及發(fā)動機艙 內(nèi)布置空間，將循環(huán)冷卻用和增濕用兩個功能的水箱合成設(shè)計為可連通的一體化結(jié)構(gòu)，內(nèi) 部為高度分布不同的兩個腔體、容積按照消耗水量分為儲水量不同的兩部分，之間以溢流 堰式的半分隔結(jié)構(gòu)分開，補充的水經(jīng)過水箱補水接口進入相對位置較高的水箱內(nèi)，補充的 水量先流進該水箱內(nèi)，當水位超過溢流中隔后即流入另一個水箱做補充，當水量過多超過 最高液位時經(jīng)過溢水口排出。本發(fā)明的水箱解決了目前的燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)增濕和冷卻 散熱耗水不均，同時回收的生成水對兩個分離的水箱補水難以準確和充分，需要頻繁判斷 和外加去離子水，以及整個燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的用水平衡問題。本發(fā)明既能保證燃料電 池系統(tǒng)冷卻循環(huán)與中冷增濕兩個子系統(tǒng)對去離子水消耗，同時也減少了對支架設(shè)計與固定 空間需求。


圖1:半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱正視圖 圖2:半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱俯視圖 圖3:半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱左視圖
具體實施例方式
如圖l-3所示半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，設(shè)計成多功能半分隔補償式水 箱形式，燃料電池多功能半分隔補償式水箱，包括冷卻補水水箱2和增濕水箱5，冷卻補水 水箱與增濕水箱高差排布，并且冷卻補水水箱與增濕水箱兩腔體間設(shè)有溢流中隔4。冷卻補
水水箱上設(shè)有進水口 1、回水口 6、溢流口 7、冷卻出水口 8，增濕水箱上設(shè)有增濕出水口 9，補水水箱與增濕水箱腔體間還設(shè)有分隔欄3。
上述半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱依照功能不同、高差排布，冷卻補水水箱 的腔底10高于增濕水箱的腔底11，分為兩個腔體冷卻補水水箱2和增濕水箱5。兩個水 箱之間不是相互獨立的，腔體的容積按照消耗水量分為儲水量不同的兩部分，之間以溢流 堰式的溢流中隔4分開。
燃料電池發(fā)動機水箱的工作原理是由進水口 1對整個水箱進行加注去離子水。在燃料 電池系統(tǒng)運行過程中，燃料電池發(fā)動機水箱內(nèi)的去離子水從兩個腔體的出水口分別引流到 兩處。冷卻補水水箱2內(nèi)的去離子水由冷卻出水口 8引流到燃料電池散熱循環(huán)系統(tǒng)進行冷 卻補水。增濕水箱5內(nèi)的去離子水由增濕出水口 9引流到中冷增濕系統(tǒng)，對燃料電池氧化 劑空氣起到中冷增濕作用。燃料電池的生成水通過回流口 6回收進入相對位置較高的冷卻 補水水箱2內(nèi)，補充的水量先流進冷卻補水水箱2內(nèi)，當水位超過溢流中隔4后即流入增 濕水箱5做補充，當水量過多超過最高液位時經(jīng)過溢水口 7從燃料電池發(fā)動機水箱排出。
權(quán)利要求
1. 一種半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，包括冷卻補水水箱和增濕水箱，其特征在于，冷卻補水水箱和增濕水箱腔體相通，冷卻補水水箱與增濕水箱高差排布，并且冷卻補水水箱與增濕水箱兩腔體間設(shè)有溢流中隔。
2. 如權(quán)利要求l所述半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，其特征在于，所述冷卻補水 水箱的箱底與增濕水箱高差排布的方式為冷卻補水水箱的腔底高于增濕水箱的腔底。
3. 如權(quán)利要求1或2所述半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，其特征在于，所述溢流 中隔為溢流堰式溢流中隔。
4. 如權(quán)利要求1或2所述半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，其特征在于，所述冷卻 補水水箱上還設(shè)有進水口、回水口、溢流口及冷卻出水口。
5. 如權(quán)利要求1或2所述半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，其特征在于，所述增濕 水箱上還設(shè)有增濕出水口。
6. 如權(quán)利要求5所述半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，其特征在于，所述增濕出水 口設(shè)于增濕水箱底部。
7. 如權(quán)利要求1或2所述半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，其特征在于，所述述冷 卻補水水箱與增濕水箱兩腔體間還設(shè)有分隔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半分隔溢流式車用燃料電池發(fā)動機水箱，將冷卻補水水箱和增濕水箱腔體合并相通，冷卻補水水箱與增濕水箱按照燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的實際設(shè)計高差排布，冷卻補水水箱與增濕水箱兩腔體間設(shè)有溢流中隔，將回收的燃料電池運行中生成的液態(tài)水對兩個水箱依次補充其消耗的水量，多余的水則通過溢流口排出。本發(fā)明的水箱解決了目前的燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)增濕和冷卻散熱耗水不均，同時回收的生成水對兩個分離的水箱補水難以準確和充分，需要頻繁判斷和外加去離子水，以及整個燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的用水平衡問題。該發(fā)明既能保證燃料電池系統(tǒng)冷卻循環(huán)與中冷增濕兩個子系統(tǒng)對去離子水消耗，同時也減少了對支架設(shè)計與固定空間需求。
文檔編號F01P11/00GK101476504SQ20091004494
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者方 稅, 君 范, 趙景輝, 沛 陳, 陳瑋山 申請人:上海汽車工業(yè)(集團)總公司