一种燃料电池系结构的设计方法及其辅助部件组技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池系结构的设计方法及其辅助部件组，包括以下步骤：S1：燃料电池模块的设计：将辅助部件组和电堆分别独立拆分设置；S2：辅助部件组的模块化设计：包括部件总成模块设计和系统布局模块设计，部件总成模块设计为各个辅助部件组的安装设计，系统布局模块设计为辅助部件组的管路布局设计。本发明专利技术能够解决现有在系统的开发过程中，由于受整车空间限制，不得不将各个辅助部件组固定在燃料电池电堆上，这样做虽然整个系统体积非常紧凑，但使得电堆维修难度大，若要更换电堆，几乎需要将整个系统都拆掉的技术问题。需要将整个系统都拆掉的技术问题。需要将整个系统都拆掉的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系结构的设计方法及其辅助部件组


[0001]本专利技术涉及燃料电池系统辅助模块化集成
，特别涉及一种燃料电池系结构的设计方法及其辅助部件组。

技术介绍

[0002]目前，我国氢空燃料电池商用车和国外典型产品的性能对比，在整车总布置、动力性、经济性、续驶里程等方面与国际的差距不大，混合动力系统集成和控制的水平无明显差距，但氢空燃料发动机的功率明显低于国外水平，根本原因在于装车的氢空燃料电池发动机的体积比功率偏低，系统集成化有待提高；
[0003]现有在系统的开发过程中，由于受整车空间限制，不得不将各个辅助部件组固定在燃料电池电堆上，这样做虽然整个系统体积非常紧凑，但使得电堆维修难度大，若要更换电堆，几乎需要将整个系统都拆掉。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种燃料电池系结构的设计方法及其辅助部件组，用以解决现有在系统的开发过程中，由于受整车空间限制，不得不将各个辅助部件组固定在燃料电池电堆上，这样做虽然整个系统体积非常紧凑，但使得电堆维修难度大，若要更换电堆，几乎需要将整个系统都拆掉的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]S1：燃料电池模块的设计：将辅助部件组和电堆分别独立拆分设置；
[0007]S2：辅助部件组的模块化设计：包括部件总成模块设计和系统布局模块设计，部件总成模块设计为各个辅助部件组的安装设计，系统布局模块设计为辅助部件组的管路布局设计。<br/>[0008]优选的，所述部件总成模块设计包括水泵分总成设计、氢泵分总成设计和空压机分总成设计；
[0009]所述水泵分总成设计为水泵通过第一固定支架与中冷器和三通控制阀连接形成水泵分总成，所述水泵分总成可拆卸安装在底座上；
[0010]所述三通控制阀连接有水泵、中冷器和辅助部件组的空压机。
[0011]优选的，所述氢泵分总成设计为氢气回流泵通过第二固定架与PTC加热器连接形成氢泵分总成，所述氢气回流泵位于所述PTC加热器上，所述氢泵分总成可拆卸安装在底座上。
[0012]优选的，所述空压机分总成设计包括空压机安装设计和第三固定架结构设计；
[0013]空压机安装设计为空压机与第三固定架连接为一体形成空压机分总成，所述空压机分总成可拆卸连接在底座中部。
[0014]优选的，所述第三固定架包括两对称布置的连接板件和空压机托板，两所述连接
板件固定连接在所述空压机托板上，所述空压机托板为弧形，所述空压机托板上设有若干均匀布置的肋条。
[0015]优选的，所述系统布局设计为空气管路分布在燃料电池模块的一侧，水管路和氢气管路分布在燃料电池模块另一侧，所述空气管路、所述水管路和所述氢气管路均与所述电堆的端板连接。
[0016]优选的，所述系统布局设计为空气管路分布在燃料电池模块的一侧，水管路和氢气管路分布在燃料电池模块另一侧，所述空气管路、所述水管路和所述氢气管路均与所述电堆的端板连接。
[0017]优选的，辅助部件组包括水泵分总成、氢泵分总成、空压机分总成和底座，所述水泵分总成、氢泵分总成和空压机分总成均安装在所述底座上，所述水泵分总成和所述氢泵分总成安装在所述空压机分总成两侧。
[0018]优选的，所述辅助部件组的氢气回流泵上可拆卸连接有低温辅助运行装置，所述低温辅助运行装置用于给所述氢气回流泵壳体加热。
[0019]优选的，所述低温辅助运行装置包括主安装块，所述主安装块内转动连接有丝杠，所述丝杠上设有第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述丝杠转动，所述丝杠上对称螺纹连接有螺母，所述螺母外通过轴承连接有安装板，所述安装板上设有伸缩杆安装孔，所述伸缩杆安装孔内滑动连接有滑杆，所述滑杆上设有第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动所述滑杆沿所述伸缩杆安装孔滑动，所述滑杆远离所述伸缩杆安装孔的一端固定连接有加热收纳块；
[0020]所述加热收纳块内设有第一安装腔体，所述第一安装腔体内转动连接有第一锥齿轮和第一转轴，所述第一锥齿轮上设有第三驱动件，所述第三驱动件用于驱动所述第一锥齿轮转动，所述第一转轴上键连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮相互啮合，所述第一转轴上键连接有调节齿轮，所述调节齿轮上啮合有调节齿条，所述加热收纳块内设有收纳槽，所述调节齿条远离所述调节齿轮的一端位于所述收纳槽内，所述调节齿条位于所述收纳槽内的一端设有加热块，所述加热块可自动加热，所述加热块上固定连接有导热块，所述收纳槽内壁设有若干均匀布置的缓冲弹性件；
[0021]所述第一安装腔体内转动连接有第三转轴，所述第三转轴上设有滑键槽，所述滑键槽内滑动连接有滑键，所述滑键上设有第四驱动件，所述第四驱动件用于驱动所述滑键沿所述滑键槽移动，所述第三转轴通过所述滑键键连接有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮用于与所述第一锥齿轮啮合，所述第三转轴上键连接有第一绕线轮，所述第一绕线轮上缠绕有绕线，所述加热收纳块内设有第二安装腔，所述第二安装腔内转动连接有第二转轴，所述第二转轴上键连接有第二绕线轮和椭圆块，所述绕线远离所述第一绕线轮的一端缠绕在第二绕线轮上，所述加热块上固定连接有抵板，所述抵板与所述椭圆块接触连接。
[0022]优选的，辅助部件组包括空压机和第三固定架，所述空压机通过所述第三固定架与底座连接，所述第三固定架与所述底座固定连接，所述第三固定架上设有夹装散热机构，所述夹装散热机构用于所述空压机的可拆卸夹装和散热。
[0023]优选的，所述夹装散热机构包括机架壳体，所述机架壳体内设有第一机架安装腔、第二机架安装腔和第三机架安装腔，所述机架壳体内设有驱动组件，所述第一机架安装腔和第二机架安装腔内设有散热组件，所述第三机架安装腔内设有夹装组件，所述驱动组件
用于驱动所述散热组件和所述夹装组件工作；
[0024]所述驱动组件包括导筒，所述导筒设置在所述机架壳体内，所述导筒内上下滑动连接有执行齿条，所述执行齿条上设有第五驱动件，所述第五驱动件用于驱动所述执行齿条沿所述导筒上下滑动,所述机架壳体内转动连接有驱动主轴，所述驱动主轴上键连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述执行齿条相互啮合，所述驱动主轴上开设有滑键槽，所述滑键槽内滑动连接有滑键，所述驱动主轴通过所述滑键键连接有第一蜗轮，所述滑键上设有第六驱动件，所述第六驱动件用于驱动所述滑键沿所述滑键槽滑动，所述第二机架安装腔内转动连接有第一执行转轴，所述第一执行转轴上键连接有第一蜗杆，所述第一蜗杆用于与所述第一蜗轮啮合，所述第一执行转轴位于所述第三机架安装腔的一端键连接有第二蜗杆，所述第三机架安装腔内转动连接有第二执行转轴，所述第二执行转轴上键连接有第二蜗轮，所述第二蜗轮与所述第二蜗杆相互啮合，所述第二执行转轴远离所述第二蜗轮的一端设有螺纹，且通过螺纹连接有伸缩杆件，所述伸缩杆件远离所述第二蜗轮的一端滑动连接在活塞腔内，所述活塞腔通过气道与外界环境相通，所述气道进气口设有过滤网，所述气道内设有单向阀，所述活塞腔上设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：燃料电池模块的设计：将辅助部件组(1)和电堆分别独立拆分设置；S2：辅助部件组的模块化设计：包括部件总成模块设计和系统布局模块设计，部件总成模块设计为各个辅助部件组(1)的安装设计，系统布局模块设计为辅助部件组(1)的管路布局设计。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，所述部件总成模块设计包括水泵分总成设计、氢泵分总成设计和空压机分总成设计；所述水泵分总成设计为水泵(1000)通过第一固定支架(1001)与中冷器(1002)和三通控制阀(1003)连接形成水泵分总成(100)，所述水泵分总成(100)可拆卸安装在底座(103)上；所述三通控制阀(1003)连接有水泵(1000)、中冷器(1002)和辅助部件组(1)的空压机(102)。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，所述氢泵分总成设计为氢气回流泵(1010)通过第二固定架(1011)与PTC加热器(1012)连接形成氢泵分总成(101)，所述氢气回流泵(1010)位于所述PTC加热器(1012)上，所述氢泵分总成(101)可拆卸安装在底座(103)上。4.根据权利要求2所述的一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，所述空压机分总成设计包括空压机安装设计和第三固定架结构设计；空压机安装设计为空压机(102)与第三固定架(1020)连接为一体形成空压机分总成(102)，所述空压机分总成(102)可拆卸连接在底座(103)中部。5.根据权利要求4所述的一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，所述第三固定架(1020)包括两对称布置的连接板件(1021)和空压机托板(1022)，两所述连接板件(1021)固定连接在所述空压机托板(1022)上，所述空压机托板(1022)为弧形，所述空压机托板(1022)上设有若干均匀布置的肋条(1023)。6.根据权利要求1所述的一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，所述系统布局设计为空气管路(104)分布在燃料电池模块的一侧，水管路(105)和氢气管路(106)分布在燃料电池模块另一侧，所述空气管路(104)、所述水管路(105)和所述氢气管路(106)均与所述电堆的端板(2)连接。7.一种辅助部件组，用于布局实施如权利要求1
‑
6中任一项所述的一种燃料电池系结构的设计方法，其特征在于，辅助部件组(1)包括水泵分总成(100)、氢泵分总成(101)、空压机分总成(102)和底座(103)，所述水泵分总成(100)、氢泵分总成(101)和空压机分总成(102)均安装在所述底座(103)上，所述水泵分总成(100)和所述氢泵分总成(101)安装在所述空压机分总成(102)两侧；所述辅助部件组(1)的氢气回流泵(1010)上可拆卸连接有低温辅助运行装置(3)，所述低温辅助运行装置(3)用于给所述氢气回流泵(1010)壳体加热。8.根据权利要求7所述的一种辅助部件组，其特征在于，所述低温辅助运行装置(3)包括主安装块(300)，所述主安装块(300)内转动连接有丝杠(3000)，所述丝杠(3000)上设有第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述丝杠(3000)
转动，所述丝杠(3000)上对称螺纹连接有螺母(3001)，所述螺母(3001)外通过轴承连接有安装板(3002)，所述安装板(3002)上设有伸缩杆安装孔(3003)，所述伸缩杆安装孔(3003)内滑动连接有滑杆(3004)，所述滑杆(3004)上设有第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动所述滑杆(3004)沿所述伸缩杆安装孔(3003)滑动，所述滑杆(3004)远离所述伸缩杆安装孔(3003)的一端固定连接有加热收纳块(3005)；所述加热收纳块(3005)内设有第一安装腔体(3006)，所述第一安装腔体(3006)内转动连接有第一锥齿轮(3007)和第一转轴(3008)，所述第一锥齿轮(3007)上设有第三驱动件，所述第三驱动件用于驱动所述第一锥齿轮(3007)转动，所述第一转轴(3008)上键连接有第二锥齿轮(3008)，所述第一锥齿轮(3007)和所述第二锥齿轮(3008)相互啮合，所述第一转轴(3008)上键连接有调节齿轮(3009)，所述调节齿轮(3009)上啮合有调节齿条(301)，所述加热收纳块(3005)内设有收纳槽(3010)，所述调节齿条(301)远离所述调节齿轮(3009)的一端位于所述收纳槽(3010)内，所述调节齿条(301)位于所述收纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明强，刘超，
申请(专利权)人：中氢新能北京新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：