一种燃料电池模块以及车辆制造技术

本申请公开了一种燃料电池模块以及车辆，解决相关技术中燃料电池模块存在装配复杂且拆装不便、并且存在电磁干扰的技术问题。该燃料电池模块包括壳体、电堆、高压组件和低压组件，壳体设有依次连通的第一安装腔、过线通道和第二安装腔。高压组件包括铜排组件以及与铜排组件电连接的输出端子，电堆和铜排组件设于第一安装腔中，输出端子贯穿安装于壳体上；低压组件包括依次电连接的电压巡检装置、低压线束和连接器组件，电压巡检装置设于第二安装腔中，低压线束设于过线通道中，连接器组件与双极板的极耳电连接。通过将高压部分和低压部分分别设于不同的安装腔，相当于低压组件外置，降低电磁干扰、提高燃料电池的可靠性，并且低压组件拆装方便。压组件拆装方便。压组件拆装方便。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池模块以及车辆


[0001]本申请属于燃料电池
，具体涉及一种燃料电池模块以及车辆。

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组件紧固拴牢，即构成燃料电池电堆。在燃料电池电堆结构中，单电池是其基本组成部分。单电池通常由膜电极、双极板、密封件构成。将多节单电池串联，然后在两端设置提供紧固、封装力的端板组件，以及汇集、输出电能的集流板组件，还有隔绝集流板与端板的绝缘板组件，通常可构成裸堆。在裸堆外部，包裹相应的封装结构，用于固定、保护内外部零部件，同时在裸堆和外壳体之间，设置高压输出结构，如高压铜排、绝缘板、贯通端子，以及低压监测结构，如电压巡检器，氢浓度传感器，低压接插线束等，还有相应的密封结构，通常可构成燃料电池模块。
[0004]目前的燃料电池模块中，壳体通常采用上下箱体的结构，存在装配复杂、且拆装不便的技术问题。并且，目前的燃料电池模块还存在高压组件对低压组件产生电磁干扰的技术问题。随着技术发展，电堆体积功率密度逐步增大，上述技术问题会更为严重。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本申请提供一种燃料电池模块以及车辆，通过将低压组件外置，便于安装和检修，并且实现低压组件与高压组件的物理隔离，降低电磁干扰，提高燃料电池的可靠性。
[0006]实现本申请目的所采用的技术方案为，一种燃料电池模块，包括：
[0007]壳体，设有依次连通的第一安装腔、过线通道和第二安装腔；
[0008]电堆，设于所述第一安装腔中，所述电堆包括依次设置的进气端板、进气端绝缘板、进气端集流板、堆芯、盲端集流板、盲端绝缘板和盲端端板组件，所述堆芯包括两个以上堆叠设置的单电池，所述单电池包括双极板和膜电极；
[0009]高压组件，包括铜排组件以及与所述铜排组件电连接的输出端子，所述铜排组件设于所述第一安装腔中，所述输出端子贯穿安装于所述壳体上；
[0010]低压组件，包括依次电连接的电压巡检装置、低压线束和连接器组件，所述电压巡检装置设于所述第二安装腔中，所述低压线束设于所述过线通道中，所述连接器组件与所述双极板的极耳电连接。
[0011]在某些实施例中，所述壳体包括：
[0012]主壳体，设有相互连通的进气端口、所述第一安装腔、盲端口、所述过线通道和高压安装孔，所述过线通道与所述高压安装孔位于不同侧面；所述输出端子安装于所述高压
安装孔中；
[0013]进气端板总成，连接于所述主壳体，且覆盖于所述进气端口；
[0014]封板，连接于所述主壳体，且覆盖于所述盲端口；
[0015]副壳体，连接于所述主壳体，且覆盖于所述过线通道，所述副壳体与所述主壳体合围成与所述第二安装腔。
[0016]在某些实施例中，所述主壳体包括：
[0017]框架壳体，设有框架结构；
[0018]盖板，连接于所述框架壳体，且覆盖于所述框架结构上；
[0019]其中，所述盖板上设有所述高压安装孔；所述进气端口、所述第一安装腔、所述盲端口和所述过线通道均设于所述框架壳体；所述进气端板总成、所述封板、所述副壳体分别连接于所述框架壳体。
[0020]在某些实施例中，所述框架结构所在侧面包括位于中部的所述框架结构和设于所述框架结构外围的边框；所述盖板、所述进气端板总成和所述封板分别连接于所述边框。
[0021]在某些实施例中，所述壳体还包括至少两个限位支架，所述至少两个限位支架分别连接于所述框架壳体，且靠近于所述封板。
[0022]在某些实施例中，所述高压组件还包括绝缘件和具有限位槽的限位件，所述绝缘件位于所述铜排组件与所述主壳体之间，所述限位件通过所述限位槽卡设于所述铜排组件上；所述绝缘件和所述限位件均与所述盖板固定连接。
[0023]在某些实施例中，所述进气端板总成构成所述进气端板，所述进气端板包括端板本体和连续设于端板本体周面的搭接边，所述搭接边构成用于与所述主壳体定位接触和固定连接的限位面；所述搭接边通过第一连接件与所述主壳体固定连接，所述第一连接件平行于所述堆芯的堆叠方向。
[0024]在某些实施例中，所述进气端板还包括凸台和与所述堆芯的双极板形状适配的绝缘台，所述凸台设于所述端板本体远离所述搭接边的一端；所述绝缘台包括连接的绝缘套和供流体介质流动的流体通道，所述绝缘套包覆于所述凸台的外表面、构成所述进气端绝缘板，所述流体通道贯穿所述端板本体。
[0025]在某些实施例中，所述电堆还包括连接于所述进气端板总成和所述盲端端板组件的紧固组件；所述紧固组件包括至少两个紧固单元；所述紧固单元包括紧固件和连接于所述紧固件两端的紧固接头，所述紧固接头连接于所述进气端板和所述盲端端板组件；或者，所述紧固单元包括绝缘支撑件、所述紧固件和所述紧固接头，所述绝缘支撑件设置在所述堆芯与所述紧固件之间。
[0026]在某些实施例中，所述紧固件为拉杆，所述拉杆与所述紧固接头为一体式结构；和/或，所述紧固件为钢带，所述钢带焊接于所述紧固接头。
[0027]在某些实施例中，所述紧固接头通过第二连接件连接于所述端板本体和所述盲端端板组件，所述第二连接件平行于所述堆芯的堆叠方向。
[0028]在某些实施例中，所述双极板的端部的宽度尺寸h1大于所述双极板的中部的宽度尺寸h2；所述紧固组件包括至少三个所述紧固单元，所述至少三个紧固单元分布于所述进气端板的中部和端部，连接于所述中部的所述紧固单元的厚度大于连接于所述端部的所述紧固单元的厚度。
[0029]在某些实施例中，所述主壳体上设有高压操作孔、吹扫进气口、吹扫排气口和排水口，所述主壳体还包括封盖，所述封盖覆盖于所述高压操作孔；所述吹扫进气口与所述吹扫排气口相对设置，且所述吹扫排气口的高度高于所述吹扫进气口；所述吹扫排气口与所述排水口位于同一侧面，且所述吹扫排气口靠近于所述高压操作孔；所述副壳体上设有用于安装低压插座的插座安装孔。
[0030]在某些实施例中，所述电堆还包括位于所述堆芯沿所述堆叠方向的至少一侧的调节组件，所述调节组件包括至少一个调节板，所述调节板夹设于所述堆体内以调节所述电堆的紧固力。
[0031]在某些实施例中，所述调节板为绝缘件，所述调节板设置于所述进气端集流板和/或所述盲端集流板远离所述堆芯的一侧；和/或，所述调节板为导电件，所述调节板设置于所述进气端集流板和/或所述盲端集流板靠近所述堆芯的一侧。
[0032]在某些实施例中，所述电堆以所述堆芯的双极板的长边平行于水平方向、短边平行于竖直方向且所述堆叠方向平行于水平方向的姿态设置；
[0033]所述电堆的氧化介质进口和还原介质排口位于上部，所述电堆的氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池模块，其特征在于，包括：壳体，设有依次连通的第一安装腔、过线通道和第二安装腔；电堆，设于所述第一安装腔中，所述电堆包括依次设置的进气端板、进气端绝缘板、进气端集流板、堆芯、盲端集流板、盲端绝缘板和盲端端板组件，所述堆芯包括两个以上堆叠设置的单电池，所述单电池包括双极板和膜电极；高压组件，包括铜排组件以及与所述铜排组件电连接的输出端子，所述铜排组件设于所述第一安装腔中，所述输出端子贯穿安装于所述壳体上；低压组件，包括依次电连接的电压巡检装置、低压线束和连接器组件，所述电压巡检装置设于所述第二安装腔中，所述低压线束设于所述过线通道中，所述连接器组件与所述双极板的极耳电连接。2.如权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于：所述壳体包括：主壳体，设有相互连通的进气端口、所述第一安装腔、盲端口、所述过线通道和高压安装孔，所述过线通道与所述高压安装孔位于不同侧面；所述输出端子安装于所述高压安装孔中；进气端板总成，连接于所述主壳体，且覆盖于所述进气端口；封板，连接于所述主壳体，且覆盖于所述盲端口；副壳体，连接于所述主壳体，且覆盖于所述过线通道，所述副壳体与所述主壳体合围成与所述第二安装腔。3.如权利要求2所述的燃料电池模块，其特征在于，所述主壳体包括：框架壳体，设有框架结构；盖板，连接于所述框架壳体，且覆盖于所述框架结构上；其中，所述盖板上设有所述高压安装孔；所述进气端口、所述第一安装腔、所述盲端口和所述过线通道均设于所述框架壳体；所述进气端板总成、所述封板、所述副壳体分别连接于所述框架壳体。4.如权利要求3所述的燃料电池模块，其特征在于，所述框架结构所在侧面包括位于中部的所述框架结构和设于所述框架结构外围的边框；所述盖板、所述进气端板总成和所述封板分别连接于所述边框。5.如权利要求3所述的燃料电池模块，其特征在于：所述壳体还包括至少两个限位支架，所述至少两个限位支架分别连接于所述框架壳体，且靠近于所述封板。6.如权利要求3所述的燃料电池模块，其特征在于：所述高压组件还包括绝缘件和具有限位槽的限位件，所述绝缘件位于所述铜排组件与所述主壳体之间，所述限位件通过所述限位槽卡设于所述铜排组件上；所述绝缘件和所述限位件均与所述盖板固定连接。7.如权利要求2所述的燃料电池模块，其特征在于，所述进气端板总成构成所述进气端板，所述进气端板包括端板本体和连续设于端板本体周面的搭接边，所述搭接边构成用于与所述主壳体定位接触和固定连接的限位面；所述搭接边通过第一连接件与所述主壳体固定连接，所述第一连接件平行于所述堆芯的堆叠方向。8.如权利要求7所述的燃料电池模块，其特征在于，所述进气端板还包括凸台和与所述堆芯的双极板形状适配的绝缘台，所述凸台设于所述端板本体远离所述搭接边的一端；所述绝缘台包括连接的绝缘套和供流体介质流动的流体通道，所述绝缘套包覆于所述凸台的
外表面、构成所述进气端绝缘板，所述流体通道贯穿所述端板本体。9.如权利要求7所述的燃料电池模块，其特征在于：所述电堆还包括连接于所述进气端板总成和所述盲端端板组件的紧固组件；所述紧固组件包括至少两个紧固单元；所述紧固单元包括紧固件和连接于所述紧固件两端的紧固接头，所述紧固接头连接于所述进气端板和所述盲端端板组件；或者，所述紧固单元包括绝缘支撑件、所述紧固件和所述紧固接头，所述绝缘支撑件设置在所述堆芯与所述紧固件之间。10.如权利要求9所述的燃料电池模块，其特征在于：所述紧固件为拉杆，所述拉杆与所述紧固接头为一体式结构；和/或，所述紧固件为钢带，所述钢带焊接于所述紧固接头。11.如权利要求9所述的燃料电池模块，其特征在于：所述紧固接头通过第二连接件连接于所述端板本体和所述盲端端板组件，所述第二连接件平行于所述堆芯的堆叠方向。12.如权利要求9所述的燃料电池模块，其特征在于：所述双极板的端部的宽度尺寸h1大于所述双极板的中部的宽度尺寸h2；所述紧固组件包括至少三个所述紧固单元，所述至少三个紧固单元分布于所述进气端板的中部和端部，连接于所述中部的所述紧固单元的厚度大于连接于所述端部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃博文，蒋文彬，张迪，王手龙，吴昊，
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：