一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成结构制造技术

一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成结构，由水路过滤组件、氢气自换热加氢路缓冲组件、氢出分水组件、氢入集成阀组件、电堆组件和空气路控制组件组成；电堆组件包括电堆和集成端板，集成端板上设有空气入出口、氢气入出口和冷却水入出口，水路过滤组件、氢气自换热加氢路缓冲组件、氢出分水组件、氢入集成阀组件和空气路控制组件分别与集成端板上的空气入出口、氢气入出口和冷却水入出口相连。有益效果是：系统冷却水洁净；氢入温度和流体稳定，低温启动能力增强；流出的氢气湿度降低；氢气压力实时可调；实现了燃料电池系统各零部件高集成装配，提高空间利用率，增加了系统的适应性。统的适应性。统的适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成结构


[0001]本技术属于燃料电池
，尤其涉及质子交换膜燃料电池。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池作为汽车动力，要适用不同的车型，要适应不同的功率要求，因此对燃料电池发动机的要求很高，对燃料电池发动机零部件和整体尺寸都提出更高的要求。现有质子交换膜燃料电池发动机都是分散零件组装的，体积较大，不能适应各种汽车的需求。现有技术中有以下专利技术公开了解决体积较大问题的几种技术方案：
[0003]专利号为CN108183246A的专利技术公开了一种提升燃料电池模块的比功率的方法，使用单一连接分配板将多个电池堆组合起来，减小了电池的供气系统；
[0004]专利号为CN208522042U的专利技术公开了一种集成燃料电池端板，端板上集成了空气进气组件、空气排气组件、氢气进气组件、氢气排气组件、水路进出口组件，氢气进气口组件包括氢进电磁阀、压力传感器，所述氢进电磁阀通过连接通道连接氢气引射器，所述氢气引射器通过连接通道连接电池堆，所述空气进气组件包括压力传感器、温度传感器，该专利技术缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险，简化了系统结构，减低了系统成本；
[0005]专利号为CN105591119的专利技术公开了一种用于燃料电池的端板，端板的一侧包括发热器接触区域，该发热器接触区域被设定成使得发热器接触该发热器接触区域，端板另一侧包括冷却介质流路和至少一个流路肋部，该设计使得电池端板具备了加热、换热的功能。
[0006]现有技术的不足是，虽然以上技术有的改善了供气、排气管路的连接方式，有的在端板上集合了电磁阀、压力传感器、温度传感器，有的通过端板起到换热的作用。但是，质子交换膜燃料电池端板的集成度不高，电池系统的体积还有继续缩小的空间。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是提供一种对反应气和水具有分配功能的燃料电池集成结构,解决现有技术的不足。
[0008]本技术的技术方案是：一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成系统，包括水路过滤组件、氢气自换热加氢路缓冲组件、氢出分水组件、氢入集成阀组件、电堆组件和空气路控制组件，电堆组件包括电堆和集成端板，集成端板上设有缓冲换热区、空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却水入口和冷却水出口，其特征在于：
[0009]所述水路过滤组件包括滤芯、滤芯封装外壳、密封件和导流固定组件；所述滤芯封装外壳是圆筒，圆筒上端开口，下端收缩口，所述滤芯是多孔层材料滤芯，滤芯为圆柱形，滤芯安装在滤芯封装外壳内，与滤芯封装外壳紧密配合，所述导流固定组件是方形壳体，方形壳体的四个侧面带有凹槽，一个侧面上设有与滤芯封装外壳上端开口配合的接口，接口通过密封件与滤芯封装外壳上端开口密封连接，方形壳体的一端封闭，另一端是开口端盖，开口端盖设有导流固定组件螺钉孔，开口端盖的开口位于开口端盖中心处，开口是导流孔，导
流孔与集成端板上的冷却水入口通过导流固定组件螺钉孔内的螺钉密封连接，滤芯封装外壳下端收缩口与冷却水泵连接，由冷却水泵供水；
[0010]所述氢气自换热加氢路缓冲组件包括水出壳体和换热板，所述水出壳体是方壳体，表面设方形加强肋，方壳体的一个侧面设有方形或圆形水出口，水出口直通外界水池，是排水口，方壳体的底面四周设有氢气自换热加氢路缓冲组件螺钉孔，方壳体通过氢气自换热加氢路缓冲组件螺钉孔内的螺钉固定到缓冲换热区上，方壳体与缓冲换热区之间设有密封胶线Ⅱ，所述换热板是中空板，中空板上设有翅片和开口，开口与电堆冷却水出口连通，所述换热板焊接在方壳体的底面位置上，既作为方壳体底面板，也是换热板；
[0011]所述氢出分水组件包括分水器和氢出管路，所述分水器底面通过分水器螺钉孔内的螺钉连接在集成端板上，分水器的进口与集成端板上氢气出口连通；所述氢出管路是折管，折管表面有方形加强肋，折管上端开有氢气一口，折管下端开有氢气二口，氢气一口与分水器出口连接，氢气二口敞开；
[0012]所述氢入集成阀组件包括比例阀、压力传感器、高压电磁阀、泄压阀和集成阀体，所述集成阀体是方形体结构，集成阀体上设比例阀连接口、压力传感器连接口、高压电磁阀连接口和泄压阀连接口，比例阀、压力传感器、高压电磁阀和泄压阀分别通过螺钉连接在集成阀体各自对应的连接口上，集成阀体内设有沿长度方向的直流道，所述比例阀、压力传感器、高压电磁阀和泄压阀通过集成阀体内的直流道依序串联连接，比例阀入口与供氢管道连接，供氢管道连接氢气瓶，集成阀体内的直流道出口与集成端板上的氢气入口连接，集成阀体通过四周的螺钉连接到集成端板上；
[0013]所述空气路控制组件包括单向控制阀和背压阀，所述单向控制阀与集成端板通过螺钉连接，单向控制阀的入口连接空压机，单向控制阀的出口连接集成端板上的空气入口，单向控制阀的出口和集成端板上的空气入口之间设密封胶线Ⅰ；所述背压阀与集成端板通过螺钉连接，背压阀的出口敞开，背压阀的入口连接端板的空气出口，背压阀的入口和端板的空气出口之间设密封胶线Ⅰ。
[0014]本技术的有益效果是：水路过滤组件保证了系统冷却水的洁净度；氢气自换热加氢路缓冲组件保证了氢入温度和流体稳定性，并增强了低温启动能力；氢出分水组件保证了流出的氢气湿度降低；氢入集成阀组实现了氢气压力的实时可调；集成端板起到了支撑、导通流体、缓冲、绝缘等作用；实现了燃料电池系统各零部件高集成装配，提高空间利用率，增加了系统的适应性。
附图说明
[0015]图1是本技术的具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成系统轴测图；
[0016]图2是水路过滤组件分解示意图；
[0017]图3-1是氢气自换热加氢路缓冲组件俯视示意图；
[0018]图3-2是氢气自换热加氢路缓冲组件仰视示意图
[0019]图4-1是氢出分水组件的氢出管路俯视示意图；
[0020]图4-2是氢出分水组件的氢出管路仰视示意图；
[0021]图4-3是氢出分水组件的分水器俯视示意图；
[0022]图4-4是氢出分水组件的分水器仰视示意图；
[0023]图5是氢入集成阀组件俯视示意图；
[0024]图6电堆和集成端板轴测图。
[0025]图中，
[0026]1、水路过滤组件，1.1、滤芯，1.2、滤芯封装外壳，1.3、密封件，1.4、导流固定组件，1.5、导流固定组件螺钉孔；
[0027]2、氢气自换热加氢路缓冲组件，2.1、水出壳体，2.2、翅片，2.3、换热板，2.4、氢气自换热加氢路缓冲组件螺钉孔，2.5、水出口，2.6、开口；
[0028]3、氢出分水组件，3.1、分水器，3.2、氢出管路，3.1.1、分水器螺钉孔，3.2.1、氢气一口，3.2.2、氢气二口，3.2.3、氢出管路螺钉孔；
[0029]4、氢入集成阀组件，4.1、比例阀，4.2、压力传感器，4.3、高压电磁阀，4.4、泄压阀，4.5、集成阀体，4.6、集成阀体螺钉孔，4.7、高压电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空气、氢气和水分配功能的燃料电池集成结构，包括水路过滤组件(1)、氢气自换热加氢路缓冲组件(2)、氢出分水组件(3)、氢入集成阀组件(4)、电堆组件(5)和空气路控制组件(6)，电堆组件(5)包括电堆(5.2)和集成端板(5.1)，集成端板(5.1)上设有缓冲换热区(5.1.1)、空气出口(5.1.2)、空气入口(5.1.3)、氢气入口(5.1.4)、氢气出口(5.1.5)、冷却水入口(5.1.6)、冷却水出口(5.1.7)和氢气回流口(5.1.8)，其特征在于：所述水路过滤组件(1)包括滤芯(1.1)、滤芯封装外壳(1.2)、密封件(1.3)和导流固定组件(1.4)；所述滤芯封装外壳(1.2)是圆筒，圆筒上端开口，下端收缩口，所述滤芯(1.1)是多孔层材料滤芯，滤芯(1.1)为圆柱形，滤芯(1.1)安装在滤芯封装外壳(1.2)内，与滤芯封装外壳(1.2)紧密配合，所述导流固定组件(1.4)是方形壳体，方形壳体的四个侧面带有凹槽，一个侧面上设有与滤芯封装外壳(1.2)上端开口配合的接口，接口通过密封件(1.3)与滤芯封装外壳(1.2)上端开口密封连接，方形壳体的一端封闭，另一端是开口端盖，开口端盖设有导流固定组件螺钉孔(1.5)，开口端盖的开口位于开口端盖中心处，开口是导流孔，导流孔与集成端板(5.1)上的冷却水入口(5.1.6)通过导流固定组件螺钉孔(1.5)内的螺钉密封连接，滤芯封装外壳(1.2)下端收缩口与冷却水泵连接，由冷却水泵供水；所述氢气自换热加氢路缓冲组件(2)包括水出壳体(2.1)和换热板(2.3)，所述水出壳体(2.1)是方壳体，表面设方形加强肋，方壳体的一个侧面设有方形或圆形水出口(2.5)，水出口直通外界水池，是排水口，方壳体的底面四周设有氢气自换热加氢路缓冲组件螺钉孔(2.4)，方壳体通过氢气自换热加氢路缓冲组件螺钉孔(2.4)内的螺钉固定到缓冲换热区(5.1.1)上，方壳体与缓冲换热区(5.1.1)之间设有密封胶线Ⅱ(5.1.11)，所述换热板(2.3)是中空板，中空板上设有翅片(2.2)和开口(2.6)，开口(2.6)与电堆冷却水出口(5.1.7)连通，所述换热板(2.3)焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东明，丁鹏，赵洋洋，张宝，程兆群，毕宏占，胡景春，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：