集成式有源氢燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供了集成式有源氢燃料电池系统，包括电池组件，所述电池组件通过导线与无间断电源模块、低压用电设备、外界设备以及外部低压电源相连接；所述电池组件包括通过导线与所述低压用电设备相连接的BOP辅助部件，与所述BOP辅助部件相连接的电堆，以及通过导线与所述电堆相连接的降压DC，所述电堆与所述BOP辅助部件之间的线路上设有升压DC，所述升压DC、降压DC、电堆以及BOP辅助部件均通过导线与所述无间断电源模块相连接，所述升压DC、降压DC、电堆以及BOP辅助部件均通过导线与所述外部低压电源相连接，所述电堆与增湿机构相连接。本发明专利技术集成度高，采用双供电回路，不需要外部供电也可实现燃料电池系统运行。电也可实现燃料电池系统运行。电也可实现燃料电池系统运行。

Integrated active hydrogen fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
集成式有源氢燃料电池系统


[0001]本专利技术主要涉及燃料电池的
，具体涉及集成式有源氢燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转化为电能的化学装置，又称电化学发电器。
[0003]根据申请号为CN202021644075.0的专利文献所提供的一种集成式燃料电池发动机系统可知，该燃料电池系统包括框架、供氢系统、燃料电池发动机、空气进气系统、水循环系统、空氢尾排系统及电气系统，框架上部安装供氢系统，中部安装燃料电池发动机、空气进气系统、电气系统、去离子器、膨胀水箱，底部安装空氢尾排系统、散热器风扇总成、电动水泵、电子节温器。本申请的集成式燃料电池发动机系统，将所包含的各个系统部件整体布置到一个框架结构上，方便系统整体吊装到整车车架上安装以及燃料电池整体调试和打包运输；整体集成化布置同时也缩短了水路、氢气路、空气路的连接管路，减少了管路内流体压力损失，进而提高了整个系统的燃料利用率及经济性。
[0004]目前，燃料电池系统需要外部供电才能启动，且外部供电异常断开后，燃料电池系统失去电源，不能执行常规的关机策略，易对燃料电池系统造成损坏。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要提供了集成式有源氢燃料电池系统用以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：集成式有源氢燃料电池系统，包括电池组件，所述电池组件通过导线与无间断电源模块、低压用电设备、外界设备以及外部低压电源相连接；所述电池组件包括通过导线与所述低压用电设备相连接的BOP辅助部件，与所述BOP辅助部件相连接的电堆，以及通过导线与所述电堆相连接的降压DC，所述电堆与所述BOP辅助部件之间的线路上设有升压DC，所述升压DC、降压DC、电堆以及BOP辅助部件均通过导线与所述无间断电源模块相连接，所述升压DC、降压DC、电堆以及BOP辅助部件均通过导线与所述外部低压电源相连接，所述电堆与增湿机构相连接。
[0007]进一步的，所述电堆的出水端连接有出水管，所述电堆的进气端连接有增湿器，所述增湿器的入气端连接有空气压缩机，在本专利技术中，通过空气压缩机为增湿器供给空气，通过增湿器为空气增湿，且增湿后的空气进入到电堆内，以提高电堆内膜的湿润性。
[0008]进一步的，所述增湿机构包括安装于所述电堆一侧表面的应急储液箱，以及安装于所述应急储液箱内部的分隔板，所述应急储液箱的内部通过分隔板由上至下依次分隔为冷凝腔和储液腔，所述冷凝腔的内部设有冷却组件，在本专利技术中，储液腔内经过雾化的水汽排出至电堆内，从而在无外部电源时，提高电堆内膜的湿润性。
[0009]进一步的，所述冷却组件包括安装于所述冷凝腔内部、且由上至下依次设置的多
个第一波纹换热板，以及设于相邻两个所述第一波纹换热板之间的第二波纹换热板，所述第一波纹换热板与第二波纹换热板之间交错设置，在本专利技术中，利用第一波纹换热板和第二波纹换热板与出水管排出的水进行换热，使得出水管排出的水进行冷却。
[0010]进一步的，所述冷却组件还包括蛇形冷凝管，所述蛇形冷凝管与所述BOP辅助部件相连接，所述蛇形冷凝管与所述第一波纹换热板、第二波纹换热板交错设置。
[0011]进一步的，所述出水管的外表面底端安装有分流管，所述分流管位于所述冷凝腔的内部，在本专利技术中，流经出水管的水通过分流管分流，使得流经出水管的一部分的水能够进入到冷凝腔内。
[0012]进一步的，所述增湿机构还包括安装于所述储液腔内部底端的第一浮子，所述第一浮子的顶端安装有用于封堵所述分流管的堵水插杆，在本专利技术中，通过储液腔内的水带动第一浮子上浮，通过第一浮子带动堵水插杆上浮，通过第一浮子带动堵水插杆上浮。
[0013]进一步的，所述堵水插杆的顶端外表面安装有支撑环，所述支撑环的上表面安装有套设于所述堵水插杆的弹簧，所述弹簧的顶端安装有堵头。
[0014]进一步的，所述增湿机构还包括安装于所述储液腔内部的第二浮子，所述第二浮子的顶端设有安装于所述分隔板下表面的行程开关，在本专利技术中，行程开关与低压用电设备中的控制器相连接，以使控制器接收到关于储液腔内部水位信息的电信号。
[0015]进一步的，所述储液腔的壳体上安装有进气管，所述进气管远离所述储液腔的一端连接有第一三通管，所述第一三通管设于所述空气压缩机与增湿器连接的管路上；所述储液腔的内部安装有雾化片，所述雾化片的出水端连接有出气管，所述出气管远离所述储液腔的一端连接有第二三通管，所述第二三通管设于所述增湿器与电堆连接的管路上。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术集成度高，采用双供电回路，不需要外部供电也可实现燃料电池系统运行，且若避免外部供电异常断开后，燃料电池系统仍然可以执行常规的关机策略；在恶劣环境中，燃料电池可以根据情况执行系统保护策略。
[0017]以下将结合附图与具体的实施例对本专利技术进行详细的解释说明。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的示意图；图2为本专利技术电堆和增湿机构的结构示意图；图3为本专利技术的俯视图；图4为图3中沿A
‑
A线的剖视图；图5为图4中A区结构放大图；图6为本专利技术堵水插杆的结构示意图；图7为本专利技术应急储液箱的分解图；图8为本专利技术应急储液箱的结构示意图。
[0019]图中：10、电池组件；11、BOP辅助部件；12、电堆；121、出水管；122、增湿器；123、空气压缩机；13、降压DC；14、升压DC；15、增湿机构；151、应急储液箱；152、分隔板；153、冷凝腔；154、储液腔；1541、进气管；1542、第一三通管；1543、出气管；1544、第二三通管；1545、雾
化片；155、冷却组件；1551、第一波纹换热板；1552、第二波纹换热板；1553、蛇形冷凝管；156、第一浮子；157、堵水插杆；1571、支撑环；1572、弹簧；1573、堵头；158、第二浮子；159、行程开关；20、无间断电源模块；30、低压用电设备；40、外部低压电源；50、外界设备。
具体实施方式
[0020]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更加全面的描述，附图中给出了本专利技术的若干实施例，但是本专利技术可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本专利技术公开的内容更加透彻全面。
[0021]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术，本文所使用的术语“及／或”包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.集成式有源氢燃料电池系统，其特征在于，包括电池组件（10），所述电池组件（10）通过导线与无间断电源模块（20）、低压用电设备（30）、外界设备（50）以及外部低压电源（40）相连接；所述电池组件（10）包括通过导线与所述低压用电设备（30）相连接的BOP辅助部件（11），与所述BOP辅助部件（11）相连接的电堆（12），以及通过导线与所述电堆（12）相连接的降压DC（13），所述电堆（12）与所述BOP辅助部件（11）之间的线路上设有升压DC（14），所述升压DC（14）、降压DC（13）、电堆（12）以及BOP辅助部件（11）均通过导线与所述无间断电源模块（20）相连接，所述升压DC（14）、降压DC（13）、电堆（12）以及BOP辅助部件（11）均通过导线与所述外部低压电源（40）相连接，所述电堆（12）与增湿机构（15）相连接。2.根据权利要求1所述的集成式有源氢燃料电池系统，其特征在于，所述电堆（12）的出水端连接有出水管（121），所述电堆（12）的进气端连接有增湿器（122），所述增湿器（122）的入气端连接有空气压缩机（123）。3.根据权利要求2所述的集成式有源氢燃料电池系统，其特征在于，所述增湿机构（15）包括安装于所述电堆（12）一侧表面的应急储液箱（151），以及安装于所述应急储液箱（151）内部的分隔板（152），所述应急储液箱（151）的内部通过分隔板（152）由上至下依次分隔为冷凝腔（153）和储液腔（154），所述冷凝腔（153）的内部设有冷却组件（155）。4.根据权利要求3所述的集成式有源氢燃料电池系统，其特征在于，所述冷却组件（155）包括安装于所述冷凝腔（153）内部、且由上至下依次设置的多个第一波纹换热板（1551），以及设于相邻两个所述第一波纹换热板（1551）之间的第二波纹换热板（1552），所述第一波纹换热板（1551）与第二波纹换热板（1552）之间交错设置。5.根据权利要求4所述的集成式有源氢燃料电池系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞强，张国强，各伟康，王海平，王阳，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：