一种氢燃料电池的补压装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及燃料电池领域，尤其是一种氢燃料电池的补压装置，具体为新能源汽车领域使用的燃料电池提供辅助均压的设备，包括壳体，壳体内具有相互连通的补压腔及调压腔，液体淹没补压腔与调压腔的连通处，使补压腔和调压腔的气体部分隔离、液体部分连通；补压腔用于连通燃料电池，调压腔连通壳体外部；使用时补压腔与调压腔呈现液位差并在补压腔中储气，燃料电池的供气源欠压时，补压腔在液位差作用下向燃料电池补气。该结构中，利用液体的流动性，在补压腔与调压腔之间形成压差，以便于观察压力的大小，同时在形成压差的区域存储燃气或空气，供气源压力波动时，通过压差变化方便于气压判断，此外，补压腔中的气体能够实时的补充到燃料电池中，保证燃料电池内气压的均衡。

Pressure compensating device for hydrogen fuel cell

The present invention relates to the field of fuel cell, especially compensation device for hydrogen fuel cell, provide auxiliary pressure equipment, specifically for fuel cell use in the field of new energy vehicles including shell, shell with fill pressure cavity and the pressure cavity are communicated with each other, the liquid submerged communicated with fill pressure cavity and the pressure cavity the gas pressure, make up part of the cavity and the pressure cavity isolation, liquid part connected; fill pressure cavity for connecting the fuel cell, pressure regulating cavity communicated with the outside of the casing; when using the fill pressure cavity and the pressure cavity showed poor level and fill pressure cavity gas, gas source of fuel battery undervoltage, repair the pressure difference of liquid level in cavity under the action of air to fuel cell. In this structure, using the liquid flow, fill in between the pressure cavity and the pressure cavity pressure difference, in order to observe the size of pressure, while the formation of pressure storage areas for gas or air, gas source pressure fluctuation, the pressure changes in pressure convenient judgment, in addition, fill the gas pressure in the cavity the real added to the fuel battery, ensure the air pressure within the fuel cell balance.

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池的补压装置
本专利技术涉及燃料电池领域，尤其是一种氢燃料电池的补压装置，具体为新能源汽车领域使用的燃料电池提供辅助均压的设备。
技术介绍
燃料电池用途广泛，既可应用于军事、空间、发电厂领域，也可应用于机动车、移动设备、居民家庭等领域。早期燃料电池发展焦点集中在军事空间等专业应用以及千瓦级以上分散式发电上。电动车领域成为燃料电池应用的主要方向，市场已有多种采用燃料电池发电的自动车出现。另外，透过小型化的技术将燃料电池运用于一般消费型电子产品也是应用发展方向之一，在技术的进步下，未来小型化的燃料电池将可用以取代现有的锂电池或镍氢电池等高价值产品，作为用于笔记本电脑、无线电电话、录像机、照相机等携带型电子产品的电源。由于燃料电池内的氢气和氧气必须充分加湿并进行保压，若压力不够或者湿度不够，容易造成燃料浪费会燃烧不从分的情况，影响电池的使用和输出功率。在现有的氢燃料电池使用时，往往需要对进入燃料电池的气压，温度，湿度进行调节，从而保证燃气能够使用，若使用过程中压力不稳定，将供氢或供养的量不足，也会影响设备的使用，进而影响燃料电池电压输出不稳定的情况发生。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种氢燃料电池的补压装置，能够在燃料电池的供气源气压发生波动时，进行补压和控压，在一定程度上稳定燃料电池内的气压，实现气压的补压效果。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术公开了一种氢燃料电池的补压装置，包括壳体，壳体内具有相互连通的补压腔及调压腔，液体淹没补压腔与调压腔的连通处，使补压腔和调压腔的气体部分隔离、液体部分连通；补压腔用于连通燃料电池，调压腔连通壳体外部；使用时补压腔与调压腔呈现液位差并在补压腔中储气，燃料电池的供气源欠压时，补压腔在液位差作用下向燃料电池补气。该结构中，利用液体的流动性，在补压腔与调压腔之间形成压差，以便于观察压力的大小，同时在形成压差的区域存储燃气或空气，供气源压力波动时，通过压差变化方便于气压判断，此外，补压腔中的气体能够实时的补充到燃料电池中，保证燃料电池内气压的均衡。进一步，在调压腔内设有活塞和弹簧，活塞密封隔离调压腔的气体部分和液体部分，弹簧抵于活塞和调压腔的侧壁之间。该结构利用活塞盒弹簧的设计，能够将气压转化为弹簧的势能，提高补压的灵敏度和本装置适用的供气源的气压上限。进一步，活塞内包括骨架和密封环，密封环套于骨架的侧壁上用于与调压腔的侧壁接触并密封。该结构骨架能够加强活塞的强度，能够有效的提高活塞的密封性。进一步，骨架是由六边形的竖向细管拼接而成的蜂窝状，细管内设有隔离膜，调压腔的顶部设有用于刺穿该隔离膜的穿刺针，隔离膜穿透后活塞的上下端面连通。该结构采用蜂窝状的细管，细管可上下连通，当补压腔中的压力超过设计上限时，位于调压腔的顶部的穿刺针能够穿透隔离膜，从而使调压腔液体能够溢出，从而实现燃料电池中的泄压，提高电池使用的安全性。进一步，骨架包括上盖体、下盖体、及弹性件，上盖体与下盖体相互盖合，弹性件位于上下盖体之间且弹性系数为弹簧4倍以上，上盖体上设有用于穿透下盖体的穿刺针；弹簧与上盖体相连，下盖体穿透后活塞的上下端面连通。该结构的上盖体上具有通孔，下盖体密封，当调压腔中的压力过大时，上下盖体相互靠拢，穿刺针穿透下盖体，从而实现泄压。进一步，补压腔包括进补压腔和出补压腔；进补压腔与出补压腔连通，液体淹没进补压腔与出补压腔的连通处；使用时，进补压腔连通燃料电池的进气口，出补压腔连通燃料电池的处气口。该结构采用两个补压腔的设计，其进补压腔用于向燃料电池中补压，出补压腔用于向增压器中补压。进一步，在壳体的侧壁上设置有控制器，在进补压腔和出补压腔的侧壁上分别设有若干液位传感器，各液位传感器分别与控制器电连接；控制器用于计算进补压腔与出补压腔之间的液位差。该结构通过控制器和传感器的设计，实现供气源压力波动的自动检测，从而有效的保证设备使用的安全可用性。基于上述的氢燃料电池的补压装置的供氢系统，还包括氢气源、减压阀、加湿器、限压阀、和增压器；氢气源依次通过减压阀和加湿器连接到燃料电池的氢气进口上，燃料电池的氢气出口依次经过限压阀和增压器连接到氢气进口上；进补压腔通过管道连接到氢气进口上，出补压腔通过管道连接到限压阀的输出侧；减压阀、限压阀均为电磁阀，减压阀、限压阀、及增压器分别电连接控制器。该结构能够实现氢燃料电池供氢的压力稳定控制，由于补压腔直接与燃料电池相连，保证了燃料电池内气压控制的灵敏性，实现自动补压及压力的自动检测，提高燃料电池管理的自动化程度。弹簧竖向布置，在弹簧的上端设置有调节电机，调节电机与控制器电连接，调节电机用于控制弹簧上端的位置，进而是使弹簧能够压缩活塞，保证调压腔和补压腔的液面齐平时仍不足以补压时，通过压缩调压腔，增压补压腔的压力调节的上限。进一步，包括以下步骤：步骤1：氢气源中的氢气经减压和加湿后注入燃料电池和进补压腔；进入燃料电池的氢气参与化学反应剩下的氢气经限压阀输出，输出的氢气注入出补压腔中或经增压器重新注入燃料电池；步骤2：氢气使进补压腔和出补压腔中的液位分别变化，控制器根据进补压腔与出补压腔之间的压差调节限压阀或/和减压阀使燃料电池中的氢气达到设定压力；步骤3：氢气使进补压腔或出补压腔与调压腔之间形成液位差并在进补压腔或出补压腔储存部分氢气；当氢气源供氢气压欠压时，在液压差作用下，进补压腔补入燃料电池；当限压阀输出的氢气欠压时，出补压腔中的氢气补入增压器中。利用液压的自动均衡的特性，缓冲燃料电池内气压的波动，进而保护燃料电池使用的安全性和使用寿命。进一步，在调压腔内设有活塞和弹簧，活塞密封隔离调压腔的气体部分和液体部分，弹簧抵于活塞和调压腔的侧壁之间，燃料电池正常使用时，补压腔中的氢气升高调压腔中的液位并压缩弹簧；进补压腔中的气压80-120kpa；出补压腔中的气压为30-40kpa；最大补压压力不大于10kpa。进补压腔即为燃料电池的工作压力，在该压力范围内时，氢燃料电池内化学反应更加快速，能够有效保证设备使用，可以根据燃料电池的不同需要，匹配设计不同的补压装置。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.利用液体的流动性，在补压腔与调压腔之间形成压差，以便于观察压力的大小，同时在形成压差的区域存储燃气或空气，供气源压力波动时，通过压差变化方便于气压判断，此外，补压腔中的气体能够实时的补充到燃料电池中，保证燃料电池内气压的均衡。2.本结构简单，能够在燃料电池的供气源气压发生波动时，进行补压和控压，在一定程度上稳定燃料电池内的气压，实现气压的补压效果。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是氢燃料电池的补压装置的透视图；图2是氢燃料电池的补压装置的使用状态图。附图标记：1-壳体，2-进补压腔，3-出补压腔，4-活塞，5-调压腔，7-控制器，8-燃料电池，9-限压阀，10-增压器，11-加湿器，12-减压阀，13-氢气源。具体实施方式实施例1如图1所示，本专利技术的一种氢燃料电池的补压装置，包括壳体1，壳体1内具有相互连通的补压腔及调压腔5，液体淹没补压腔与调压腔5的连通处，使补压腔和调压腔5的气体部分隔离、液体部分连通；补压腔用于连通燃料电池8，调压腔5连通壳体1外部；使用时补压腔与调压腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢燃料电池的补压装置，其特征在于，包括壳体（1），壳体（1）内具有相互连通的补压腔及调压腔（5），液体淹没补压腔与调压腔（5）的连通处，使补压腔和调压腔（5）的气体部分隔离、液体部分连通；补压腔用于连通燃料电池（8），调压腔（5）连通壳体（1）外部；使用时补压腔与调压腔（5）呈现液位差并在补压腔中储气，燃料电池（8）的供气源欠压时，补压腔在液位差作用下向燃料电池（8）补气。

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池的补压装置，其特征在于，包括壳体（1），壳体（1）内具有相互连通的补压腔及调压腔（5），液体淹没补压腔与调压腔（5）的连通处，使补压腔和调压腔（5）的气体部分隔离、液体部分连通；补压腔用于连通燃料电池（8），调压腔（5）连通壳体（1）外部；使用时补压腔与调压腔（5）呈现液位差并在补压腔中储气，燃料电池（8）的供气源欠压时，补压腔在液位差作用下向燃料电池（8）补气。2.如权利要求1所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，在调压腔（5）内设有活塞（4）和弹簧，活塞（4）密封隔离调压腔（5）的气体部分和液体部分，弹簧抵于活塞（4）和调压腔（5）的侧壁之间。3.如权利要求2所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，活塞（4）内包括骨架和密封环，密封环套于骨架的侧壁上用于与调压腔（5）的侧壁接触并密封。4.如权利要求3所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，骨架是由六边形的竖向细管拼接而成的蜂窝状，细管内设有隔离膜，调压腔（5）的顶部设有用于刺穿该隔离膜的穿刺针，隔离膜穿透后活塞（4）的上下端面连通。5.如权利要求3所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，骨架包括上盖体、下盖体、及弹性件，上盖体与下盖体相互盖合，弹性件位于上下盖体之间且弹性系数为弹簧4倍以上，上盖体上设有用于穿透下盖体的穿刺针；弹簧与上盖体相连，下盖体穿透后活塞（4）的上下端面连通。6.如权利要求1所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，补压腔包括进补压腔（2）和出补压腔（3）；进补压腔（2）与出补压腔（3）连通，液体淹没进补压腔（2）与出补压腔（3）的连通处；使用时，进补压腔（2）连通燃料电池（8）的进气口，出补压腔（3）连通燃料电池（8）的处气口。7.如权利要求6所述的氢燃料电池的补压装置，其特征在于，在壳体（1）的侧壁上设置有控制器（7），在进补压腔（2）和出补压腔（3）的侧壁上分别设有若干液位传感器，各液位传感器分别与控制器（7）电连接；控制器（7）用于计算进补压腔（2）与出...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福彦，
申请(专利权)人：德阳九鼎智远知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51