本发明专利技术涉及一种用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构，包括上堆氢进水出模块、上堆氢出水进模块、下堆氢进水出模块和下堆氢出水进模块；上堆氢进水出模块包括上堆分水件，下堆氢进水出模块包括下堆分水件；双堆排出的氢气通过上堆氢进水出模块和下堆氢进水出模块进入上堆分水件和下堆分水件，混合并进行汽水分离后，由引射器推向上堆氢出水进模块和下堆氢出水进模块，返回双堆；下堆氢进水出模块包括冷却液进口和下堆冷却液分散区域，下堆氢出水进模块包括冷却液出口和下堆冷却液混合区域；冷却液从冷却液进口进入，在下堆冷却液分散区域分配进入双堆，进入双堆的冷却液再次排出进入下堆冷却液混合区域进行混合后由冷却液出口排出。与现有技术相比，本发明专利技术具有集成度高等优点。有集成度高等优点。有集成度高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构
[0001]本专利技术涉及燃料
，具体涉及一种用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构。
技术介绍
[0002]燃料电池作为一种新的能源动力转换系统，具有高效率，无污染、噪音低，运行条件要求低等一系列特点，逐渐吸引了越来越多的研究机构与公司的关注。在近二十年的发展中，燃料电池由最开始的实验室试验阶段慢慢的发展到商业化阶段。随着技术难关的不断突破与成本的降低，燃料电池的应用也越来越广泛。目前，燃料电池作为锂电的替代方案，更多的应用于商用车当中，而这也就使得对燃料电池的功率需求越来越大。
[0003]以低温质子交换膜燃料电池为例，受限于技术原因与燃料电池的特性，单个燃料电池堆的功率并不能无限制的增加。当单个燃料电池堆的功率不能够满足需求时，双堆共同作为能源系统就成为了一种解决方案。为了提高燃料电池系统的集成度以及可靠性，需要将作为燃料的氢气和可以进行热交换的冷却液均匀的分配给两个电堆，保障燃料电池的性能；其中面对氢气过量供应，对过量的氢气进行回收能够节省整个燃料电池系统的成本。燃料电池堆的氢气出口除了过量的氢气之外还包含了大量的液态水，这些过量的液态水如果不进行去除就会再次进入到燃料电池堆的入口当中，过量的液态水会导致燃料电池的性能降低，严重时甚至会导致燃料电池工作的失效。因此在燃料电池堆的氢气回收子系统中，需要分体式歧管去首先对液态水和氢气进行分离。为了提高集成度需要将双堆的供水系统集成在一个通道上，将双堆冷却液的汇总后分配会双堆，只需要一套温控系统来维持双堆的性能的稳定，可以降低制造成本和减少结构件的数量，提高整个燃料电池系统的集成度和可靠性。双堆上的氢气歧管和冷却液歧管集成后，结构在配合上本身就存在一定的装配公差加工误差，应用于双堆结构的集成歧管在体积上相较于一般的集成歧管也较大，这就造成了歧管密封保证的困难。
[0004]现有高性能上下拼接电堆的歧管为一体式歧管不包含分水件等，装配性不够理想，体型较大不利于车载使用，性能表现不够理想，后期维护成本较高，集成度较弱。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构，提高整个电堆系统的集成度。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构，包括上堆氢进水出模块、上堆氢出水进模块、下堆氢进水出模块和下堆氢出水进模块；
[0007]所述的上堆氢进水出模块包括上堆分水件，下堆氢进水出模块包括下堆分水件，上堆分水件与下堆分水件相通；
[0008]双堆排出的氢气分别通过上堆氢进水出模块和下堆氢进水出模块进入上堆分水
件和下堆分水件，混合并进行汽水分离后，由引射器推向上堆氢出水进模块和下堆氢出水进模块，返回双堆；
[0009]所述的下堆氢进水出模块包括冷却液进口和下堆冷却液分散区域，下堆氢出水进模块包括冷却液出口和下堆冷却液混合区域；
[0010]双堆所需的冷却液从冷却液进口进入，在下堆冷却液分散区域分配进入双堆，进入双堆的冷却液再次排出进入下堆冷却液混合区域进行混合后由冷却液出口排出。
[0011]本专利技术将氢出腔体、氢进腔体、水进腔体和水出腔体依据上下电堆的排布形式进行多组件多模块的拆解，从而在降低生产的难度和和加工成本，选材方面将更加宽余。
[0012]优选地，所述的上堆分水件设有上堆氢气通道和上堆汽水分离区域，下堆分水件设有下堆汽水分离区域和分水件上下电堆氢气混合区域，双堆排出的氢气进入分水件上下电堆氢气混合区域、下堆汽水分离区域和上堆汽水分离区域，由引射器推向上堆氢出水进模块和下堆氢出水进模块，返回双堆。
[0013]进一步优选地，所述的下堆分水件还设有下堆分水件储水区域，下堆分水件储水区域连接有排液通道。工作时，当液态水在下堆分水件储水区域达到一定高度后，液位传感器控制排水阀门打开，液态水排出后排水通道关闭。
[0014]更进一步优选地，所述的下堆分水件储水区域呈倒梯形，控制正面在0
°
至35
°
以内倾斜。
[0015]优选地，所述的上堆氢进水出模块上设置有上堆歧管氢气入口和上堆歧管冷却液出口；上堆氢出水进模块上设置有上堆歧管氢气出口和上堆歧管冷却液入口；下堆氢进水出模块上设置有下堆歧管氢气入口和下堆歧管冷却液出口；下堆氢出水进模块上设置有下堆歧管氢气出口和下堆歧管冷却液入口。
[0016]进一步优选地，所述的上堆歧管冷却液出口连通上堆冷却液出口通道，上堆歧管冷却液入口连通上堆冷却液进口通道，下堆歧管冷却液出口连通下堆冷却液出口通道，下堆歧管冷却液入口连通下堆冷却液进口通道。
[0017]优选地，所述的上堆氢进水出模块上设置有排氮通道和预留的引射器口。
[0018]工作时，当检测到气体中的氮气浓度过高时，排氮阀打开，将气体排出，降低气体中的氮气浓度，氢气浓度恢复正常后，排氮通道关闭。
[0019]优选地，所述的上堆氢进水出模块与下堆氢进水出模块之间通过第一连接装置连接，上堆氢进水出模块与上堆氢出水进模块之间通过第二连接装置连接，上堆氢出水进模块与下堆氢出水进模块之间通过第三连接装置连接。
[0020]进一步优选地，所述的第一连接装置、第二连接装置和第三连接装置分别通过胶管与卡箍的非刚性约束连接方式连接各对应模块。
[0021]优选地，所述的双堆为上下拼接电堆，包括并联的上堆和下堆；上堆包括上堆堆芯和上堆壳体，下堆包括下堆堆芯和下堆壳体，上堆壳体与下堆壳体上设有用于堆芯与各对应模块连通的通孔。
[0022]优选地，所述的排液通道和排氮通道均接有开关阀件，正常工作时，连接排氮通道与排液通道的电磁阀间歇开关，用以排出多余的氮气以及分离出的液态水。
[0023]优选地，氢腔和冷却液腔连接有氢气浓度传感器、液位传感器、温压一体传感器、增加加氢装置等用以控制分体式歧管工作及监测内部环境。
[0024]现有的双堆歧管的设计，是氢气通道和冷却液通道集成的一体式歧管，其中结构上多层带有流场连接板和双电堆之间依次排列组装后通过螺栓进行固定连接，所述传感器通过螺栓固定于多层带有流场连接板上，带有流场连接板共有五层连接板，每板之间的通道有多个密封圈进行密封，没有汽水分离的结构设计。该双堆的一体式歧管歧管的多层结构过多后对流体的空间压缩较窄，结构较单一对分配的流阻存在很大的影响，装配一致性较弱，对双堆的加工工艺要求较高，双堆无法替换，不能应用于双堆结构的燃料电池氢气回收子系统的汽水分离，装配的密封要求较高，对于可能出现的泄露排查能力较弱，无法精准的发现泄露源，为了满足整体燃料电池振动强度过关，需要较大的体积和结构来保证强度，恰恰增加了整个燃料电池的系统重量，降低了业内非常关注的功率密度等参数，来作为竞争的核心点。
[0025]目前双堆结构的燃料电池堆具有两个氢气出口，因此分体式歧管应最少具有两个氢气入口，现有技术通常只针对单个燃料电池堆。为了保证整体电堆的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构，其特征在于，包括上堆氢进水出模块(1)、上堆氢出水进模块(2)、下堆氢进水出模块(3)和下堆氢出水进模块(4)；所述的上堆氢进水出模块(1)包括上堆分水件(11)，下堆氢进水出模块(3)包括下堆分水件(31)，上堆分水件(11)与下堆分水件(31)相通；双堆排出的氢气通过上堆氢进水出模块(1)和下堆氢进水出模块(3)进入上堆分水件(11)和下堆分水件(31)，混合并进行汽水分离后，由引射器推向上堆氢出水进模块(2)和下堆氢出水进模块(4)，返回双堆；所述的下堆氢进水出模块(3)包括冷却液进口(32)和下堆冷却液分散区域(33)，下堆氢出水进模块(4)包括冷却液出口(41)和下堆冷却液混合区域(42)；双堆所需的冷却液从冷却液进口(32)进入，在下堆冷却液分散区域(33)分配进入双堆，进入双堆的冷却液再次排出进入下堆冷却液混合区域(42)进行混合后由冷却液出口(41)排出。2.根据权利要求1所述的用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构，其特征在于，所述的上堆分水件(11)设有上堆氢气通道(111)和上堆汽水分离区域(112)，下堆分水件(31)设有下堆汽水分离区域(311)和分水件上下电堆氢气混合区域(312)，双堆排出的氢气进入分水件上下电堆氢气混合区域(312)、下堆汽水分离区域(311)和上堆汽水分离区域(112)，由引射器推向上堆氢出水进模块(2)和下堆氢出水进模块(4)，返回双堆。3.根据权利要求2所述的用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构，其特征在于，所述的下堆分水件(31)还设有下堆分水件储水区域(313)，下堆分水件储水区域(313)连接有排液通道(34)。4.根据权利要求3所述的用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件结构，其特征在于，所述的下堆分水件储水区域(313)呈倒梯形，控制正面在0
°
至35
°
以内倾斜。5.根据权利要求1所述的用于上下拼接电堆的分体式歧管及分水件...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙群超，赵岩，王星燚，邓菁菁，李笑晖，朱文书，甘全全，戴威，
申请(专利权)人：上海神力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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