一种燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池系统，包括壳体、分配歧管和两个电堆；所述壳体中设置有安装腔，两个所述电堆对称分布于所述安装腔中；所述分配歧管设置于两个所述电堆之间，且所述分配歧管与两个所述电堆的进气端板均连接；所述分配歧管与两个所述电堆沿第一方向设置，所述分配歧管具有2个以上沿第二方向间隔设置的对接管，所述对接管的轴向、所述第一方向和所述第二方向互呈角度设置。本申请通过配气歧管将2个电堆集成在一起，能够实现通过两个较小功率电堆进行功率提升的大功率电堆功率输出，尤其是针对镜面对称的中小功率电堆功率提升。该燃料电池系统在安装于车辆上后能够具有更大的布管空间，系统匹配、集成时便于管路布管，降低系统集成难度。降低系统集成难度。降低系统集成难度。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统


[0001]本申请属于燃料电池
，具体涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池电动汽车由于续驶里程长、燃料加注方便、性能与传统汽车相近等诸多优点，被认为是新能源汽车最重要的发展技术路线之一。
[0003]电堆是发生电化学反应的场所，也是燃料电池动力系统核心部分，由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将双极板与膜电极交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经进气端板和盲端端板压紧后用紧固件紧固拴牢，即构成燃料电池电堆。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至膜电极，通过膜电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。
[0004]单个电堆所串联的单片电池的数量是有限的，因为在堆叠的时候，一旦超过一定的数量，就会出现如下问题：1)配气不均匀，导致最后几片电池没有充分利用；2)单电池不一致性，导致出现单体电压偏差过大；3)散热不均匀，导致中间单片电池过热。
[0005]为解决上述问题，目前燃料电池采用多个电堆集成的方案。即，由多个功率较小的电堆组成较大功率的燃料电池。为了保证较大功率燃料电池的有效输出功率，需要保证每个电堆内部充分反应，这就要求每个电堆均匀配气，因此多堆集成的燃料电池均需要配置分配歧管。由于管路的增多，导致布管困难，并且管路与壳体的装配密封也带来很大挑战，由此制约了多堆集成燃料电池的发展应用。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种燃料电池系统，简化燃料电池流体分配管路的结构，降低了系统集成的复杂度，提高了后续系统集成的可靠性。
[0007]实现本专利技术目的所采用的技术方案为，一种燃料电池系统，包括壳体、分配歧管和两个电堆；所述壳体中设置有安装腔，两个所述电堆对称分布于所述安装腔中；所述分配歧管设置于两个所述电堆之间，且所述分配歧管与两个所述电堆的进气端板均连接；所述分配歧管与两个所述电堆沿第一方向设置，所述分配歧管具有2个以上沿第二方向间隔设置的对接管，所述对接管的轴向、所述第一方向和所述第二方向互呈角度设置。
[0008]可选的，所述分配歧管包括进气适配模块和排气适配模块；所述进气适配模块和所述排气适配模块中均设置有三条分配通道；
[0009]所述分配通道包括连通的对接流道、主流道和对称分布的两条分流道，所述对接管的管腔构成所述对接流道，所述分流道的电堆对接口用于连通燃料电池的电堆的流体通口；
[0010]所述进气适配模块和所述排气适配模块均具有相对设置的第一对接面和第二对接面，所述分配通道的各个所述电堆对接口分布于所述第一对接面和所述第二对接面上。
[0011]可选的，所述进气适配模块和排气适配模块均呈扇形，所述对接流道和所述分流
道均为直线流道，所述主流道为弯曲流道；
[0012]从所述分流道至所述对接流道，所述主流道的横截面积保持不变或呈增大趋势；
[0013]所述对接流道的截面面积等于与之连通的各所述分流道的电堆对接口的面积之和。
[0014]可选的，所述进气适配模块和所述排气适配模块均包括镜面对称分布的两个半壳体，两个所述半壳体上均设置有通孔和开口朝外的型腔，两个所述型腔的开口相对，以形成三条所述分配通道，所述通孔构成所述电堆对接口。
[0015]可选的，所述进气适配模块和所述排气适配模块上均安装有三个传感器模块，三个所述传感器模块的探头分别伸入三条所述分配通道中。
[0016]可选的，所述主流道与两个所述分流道的过渡处设置有分流结构；所述分流结构为向所述主流道凸出的分流凸起；至少一个所述传感器模块的探头安装于所述分流凸起中。
[0017]可选的，所述第一对接面和所述第二对接面平行且对称分布；所述第一对接面和所述第二对接面的电堆对接口处均设置有第一密封圈和/或第一密封槽；所述对接管的外管壁上设置有一个以上第二密封圈和/或第二密封槽。
[0018]可选的，两个所述电堆呈镜面对称分布；两个所述电堆的进气端板上均设置有6个所述流体通口，6个所述流体通口分布于所述进气端板的两侧、且呈中心对称分布；位于其中一侧的3个所述流体通口从上至下依次为：空气进口、冷却液排口、氢气排口，位于另一侧的3个所述流体通口从上至下依次为：氢气进口、冷却液进口、空气排口；
[0019]所述分配歧管上设置有12个电堆对接口，12个所述电堆对接口分别与两个所述电堆的6个流体通口一一对应连通。
[0020]可选的，所述壳体中设置有至少4个支撑座，两个所述电堆的进气端板和盲端端板均设置于所述支撑座上；所述进气端板和/或所述盲端端板与所述支撑座固定连接。
[0021]可选的，所述配气歧管与所述进气端板上设置有至少2组定位结构；所述配气歧管与所述进气端板通过所述定位结构定位、且通过螺钉固定连接。
[0022]由上述技术方案可知，本申请提供的一种燃料电池系统，包括壳体、分配歧管和两个电堆，壳体中设置有安装腔，两个电堆对称分布于安装腔中。本申请的燃料电池系统采用歧管内置的方案，分配歧管设置于两个电堆之间，且分配歧管与两个电堆的进气端板均连接，一方面歧管内置可以使得分配歧管与电堆的进气端板直接连通，燃料电池系统内部不需要设置管路，另一方面，分配歧管通过电堆的进气端板在壳体内间接固定，分配歧管不直接与壳体连接，简化了系统装配工艺，并且提高分配歧管与进气端板的组装精度。通过配气歧管将2个电堆集成在一起，能够实现通过两个较小功率电堆进行功率提升的大功率电堆功率输出，尤其是针对镜面对称的中小功率电堆功率提升。
[0023]本申请提供的燃料电池系统中，分配歧管与两个电堆沿第一方向设置，分配歧管具有2个以上沿第二方向间隔设置的对接管，对接管用于对接外部的供氢子系统、供氧子系统、供冷却液子系统，通过将对接管的轴向、第一方向和第二方向设置为互呈角度设置，使得本申请提供的燃料电池系统在安装于车辆上后能够具有更大的布管空间，系统匹配、集成时便于管路布管，降低系统集成难度，便于供氢子系统、供氧子系统、供冷却液子系统的管路设计。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例中燃料电池系统的结构示意图。
[0025]图2为图1的主视图。
[0026]图3为图2的NN向剖面图。
[0027]图4为图1的燃料电池系统拆除壳体后的结构示意图。
[0028]图5为图1的燃料电池系统中分配歧管与进气端板的装配结构图。
[0029]图6为图1的燃料电池系统中分配歧管的结构示意图。
[0030]图7为图6的分配歧管的主视图。
[0031]图8为图6的分配歧管的后视图。
[0032]图9为图6的分配歧管的仰视图。
[0033]图10为图6的分配歧管的俯视图。
[0034]图11为图7的AA向剖视图。
[0035]图12为图7的BB向剖视图。
[0036]图13为图7的CC向剖视图。
[0037]图14为图7的DD向剖视图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于：包括壳体、分配歧管和两个电堆；所述壳体中设置有安装腔，两个所述电堆对称分布于所述安装腔中；所述分配歧管设置于两个所述电堆之间，且所述分配歧管与两个所述电堆的进气端板均连接；所述分配歧管与两个所述电堆沿第一方向设置，所述分配歧管具有2个以上沿第二方向间隔设置的对接管，所述对接管的轴向、所述第一方向和所述第二方向互呈角度设置。2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于：所述分配歧管包括进气适配模块和排气适配模块；所述进气适配模块和所述排气适配模块中均设置有三条分配通道；所述分配通道包括连通的对接流道、主流道和对称分布的两条分流道，所述对接管的管腔构成所述对接流道，所述分流道的电堆对接口用于连通燃料电池的电堆的流体通口；所述进气适配模块和所述排气适配模块均具有相对设置的第一对接面和第二对接面，所述分配通道的各个所述电堆对接口分布于所述第一对接面和所述第二对接面上。3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于：所述进气适配模块和排气适配模块均呈扇形，所述对接流道和所述分流道均为直线流道，所述主流道为弯曲流道；从所述分流道至所述对接流道，所述主流道的横截面积保持不变或呈增大趋势；所述对接流道的截面面积等于与之连通的各所述分流道的电堆对接口的面积之和。4.如权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于：所述进气适配模块和所述排气适配模块均包括镜面对称分布的两个半壳体，两个所述半壳体上均设置有通孔和开口朝外的型腔，两个所述型腔的开口相对，以形成三条所述分配通道，所述通孔构成所述电堆对接口。5.如权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于：所述进气适配模块和所述排气适配模块上均安装有三个传...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文彬，覃博文，张迪，沈巍，王慧，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：