紧凑安全型燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种紧凑安全型燃料电池系统，包括外壳、以及安装在外壳内的电子控制系统、电气隔离板、气体隔离板、燃料电池堆系统、氢气输送装置，电气隔离板将外壳的内部分隔为电子控制系统空间和燃料电池堆工作空间，气体隔离板将燃料电池堆工作空间分隔为氢气侧空间和空气进气空间，空气进气空间连通燃料电池堆系统的空气进气口，燃料电池堆系统壳体与电气隔离板密封连接。本实用新型专利技术实现了在有限的空间的电气隔离、以及空气与氢气的有效隔离，可以直接替换目前广泛使用的蓄电池叉车上的铅酸电池系统，不需要因为放置空间不足等问题而对叉车进行重新设计，方便升级。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

紧凑安全型燃料电池系统
技术介绍
本技术涉及新能源领域，具体涉及一种紧凑安全型燃料电池系统。
燃料电池车工作时，作为燃料的氢气在车辆搭载的燃料电池中与大气中的氧气发生化学反应，从而产生电能启动电动机，进而驱动车辆；这类化学反应除了电能就只产生水，因而燃料电池车被称为“地道的环保车”。此外，燃料电池的能量转换效率比内燃机高 2 3倍。因此不管是从能源的利用，或是从环境保护方面来看，燃料电池车都是理想的车辆。近年来，燃料电池车更是取得了重大进展。世界著名汽车制造厂，如戴姆勒-克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司均纷纷进驻燃料电池车制造领域；车载燃料电池技术因此也取得了显著的进步。鉴于燃料电池相对于内燃机的诸多优点，工程师们已尝试将燃料电池应用于多种交通工具作为能源供给，但遗憾的是这样的应用仅在轿车、大巴等大型车辆上获得成功，而在叉车等小型车辆上几乎没有理性的方案，其难点如下车载燃料电池系统包括燃料电池堆系统和电子控制系统。燃料电池系统在运行中需要氢气时，为了保证安全、避免引起爆炸等问题，必须要隔离氢气与电子控制系统；同时还需要防止氢气供应装置及管路中的氢气泄漏进入空气进气通道，造成燃料电池性能下降，甚至损毁。由于燃料电池轿车、燃料电池大巴可搭载燃料电池系统的空间较多，现有的燃料电池轿车、燃料电池大巴都是通过灵活分散的设置来实现电气隔离，氢、空气隔离。如国际公开号为2003-104140的专利中公开了一种燃料电池车，所述燃料电池车在前座(front seat)的下方空间配置燃料电池，在左右的前座之间的中央隧道(center tunneI)内部收纳燃料电池的辅助件的一部分。日本特开2007-025612号公报中公开了一种车架(flame)构造，所述车架构造具有左右一对的中心架，其以支承中央控制台的方式设置；以及在中心架的车宽方向外侧设置的左右一对侧架；在中央控制台上收纳有燃料电池组，在中心架和侧架之间的车宽方向的空间上收纳有DC-DC转换器。因此对于大型车辆来说，其富足的搭载空间避开了燃料电池小型化的问题。而燃料电池小型车(如叉车、游览车)体积有限，可搭载燃料电池系统的空间很少，根本无法做到像燃料电池轿车、燃料电池大巴那样通过灵活分散的设置来实现车载燃料电池系统中的电气隔离，氢、空气隔离。在有限的空间里，实现车载燃料电池系统的紧凑放置的同时还要实现电气隔离，氢、空气隔离等，成为制约燃料电池小型车发展的一个主要因素。经过对现有技术的文献检索发现，专利号为200820233706. 2的中国技术专利公开了一种叉车气瓶固定装置，其气瓶通过固定装置固定在叉车外部。这样的设置既存在安全隐患、还影响美观；其不足之处是有碍于叉车内部空间有限的原因，无法在有限的空间内放置下整个车载燃料电池系统(包括氢气瓶、燃料电池堆、控制器等)，从而不能实现车载燃料电池系统的高效、安全运作。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种紧凑安全型燃料电池系统。为此，专利技术人坚持了多年的艰苦研究，投入了大量的时间和精力，尤其是遇到的在狭小紧凑的空间内解决氢气使用区域与电子控制系统的隔离，传统的隔离方式造成系统体积庞大设计出来的系统无法放进狭小紧凑的空间内，即使放进去拆卸安装都非常困难。 该问题几乎让研发陷入了瓶颈，幸运的是，经过上百次的调试克服了一个个难题，终于真正实现了燃料电池系统的小型化。根据本技术提供的燃料电池系统结构紧凑，可整体放置在小型车(如叉车、游览车)内有限的空间内；同时，本技术提供的系统通过集约化的电气隔离，氢、空气隔离装置，实现了在有限的空间内的有效隔离，从而实现了紧凑安全型燃料电池系统高效、安全的运作。根据本技术的一个方面，提供一种紧凑安全型燃料电池系统，包括外壳、以及安装在所述外壳内的电子控制系统、电气隔离板、气体隔离板、燃料电池堆系统、氢气输送装置，与所述外壳密封连接的所述电气隔离板将所述外壳的内部分隔为电子控制系统空间和燃料电池堆工作空间，与所述外壳密封连接的所述气体隔离板将所述燃料电池堆工作空间分隔为氢气侧空间和空气进气空间，所述电子控制系统位于所述电子控制系统空间内， 所述氢气输送装置、燃料电池堆系统位于所述氢气侧空间，所述空气进气空间连通所述燃料电池堆系统的空气进气口，所述氢气输送装置的氢气供应输出口连接所述燃料电池堆系统的氢气进气口，所述氢气输送装置的氢气排放管道输入口连接所述燃料电池堆系统的氢气排气口，所述燃料电池堆系统壳体与所述电气隔离板密封连接。优选地，所述燃料电池堆系统的空气排放口与所述氢气侧空间相连通。优选地，所述空气进气空间位于所述电子控制系统空间与氢气侧空间之间。优选地,沿所述外壳的纵向方向，所述电子控制系统、燃料电池堆系统、氢气输送装置依次排布。优选地，所述外壳上与所述空气进气空间连通的空气进口孔的内侧设置有空气滤清器。优选地，所述电气隔离板与气体隔离板相互平行，所述空气滤清器连接在所述电气隔尚板与气体隔尚板的边缘之间。优选地，在所述电气隔离板的上部和气体隔离板的上部均设置有密封接头，所述燃料电池堆系统与电子控制系统通过穿过密封接头的电线连接。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果I、结构紧凑，可以直接替换目前广泛使用的蓄电池叉车上的铅酸电池系统，不需要因为放置空间不足等问题而对叉车进行重新设计，方便升级；2、通过集约化的空气供应隔离装置，实现了在有限的空间的电气隔离、以及空气与氢气的有效隔离，从而实现了叉车用燃料电池系统高效、安全的运作；3、由于实现了电气的有效隔离，电子控制系统可使用普通的电子原件，无需采用防爆原件或是对电子控制原件逐个密封，极大地降低了生产成本，促进了燃料电池叉车的市场化进程；4、由于实现了氢气和空气的有效隔离，无需通过在氢气侧空间对应的外壳上设置大量的通风孔来排除氢气输送装置中泄漏的氢气，从而在保证氢气使用安全的同时，不会使得空气中的灰尘进入系统影响系统使用寿命；5、由于实现了氢气和空气的有效隔离，燃料电池堆系统排放的热空气不会进入空气供应通道，防止了热空气进入造成系统温度升高以及空气流量加大；同时，热空气集中在燃料电池堆系统及氢气输送装置一侧，有效地加热氢气输送装置，提高进入燃料电池电堆的氢气温度，从而有利于提高燃料电池电堆的反应性能；还可防止在低温情况下出现的氢气输送管路冻结；6、通过设置在外壳左右侧板上靠近盖板的一侧的加强条，增强了整个系统结构强度。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显图I是根据本技术提供的紧凑安全型燃料电池系统的内部结构示意图；图2是图I所示的紧凑安全型燃料电池系统内部结构中的空气供应隔离装置的结构示意图；图3是根据本技术提供的紧凑安全型燃料电池系统的整体结构示意图。图中1为支撑板，2为氢气输送装置，3为燃料电池堆系统，4为电子控制系统，5 为电气隔离板，6为气体隔离板，7为第一密封条，8为密封接头，9为第一空气滤清器，10为第二空气滤清器，11为第二密封条，12为第三密封条，13为空气排放腔，14为前挡板，15为盖板，16为后挡板,17为排空孔,18为散热孔,19为加强条,20为排氢孔,21为空气进口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑安全型燃料电池系统，包括外壳、以及安装在所述外壳内的电子控制系统（4）、电气隔离板（5）、气体隔离板（6）、燃料电池堆系统（3）、氢气输送装置（2），其特征在于，与所述外壳密封连接的所述电气隔离板（5）将所述外壳的内部分隔为电子控制系统空间和燃料电池堆工作空间，与所述外壳密封连接的所述气体隔离板（6）将所述燃料电池堆工作空间分隔为氢气侧空间和空气进气空间，所述电子控制系统（4）位于所述电子控制系统空间内，所述氢气输送装置（2）、燃料电池堆系统（3）位于所述氢气侧空间，所述空气进气空间连通所述燃料电池堆系统（3）的空气进气口，所述氢气输送装置（2）的氢气供应输出口连接所述燃料电池堆系统（3）的氢气进气口，所述氢气输送装置（2）的氢气排放管道输入口连接所述燃料电池堆系统（3）的氢气排气口，所述燃料电池堆系统（3）壳体与所述电气隔离板（5）密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑安全型燃料电池系统，包括外壳、以及安装在所述外壳内的电子控制系统(4)、电气隔离板(5)、气体隔离板(6)、燃料电池堆系统(3)、氢气输送装置(2)，其特征在于，与所述外壳密封连接的所述电气隔离板(5)将所述外壳的内部分隔为电子控制系统空间和燃料电池堆工作空间，与所述外壳密封连接的所述气体隔离板(6)将所述燃料电池堆工作空间分隔为氢气侧空间和空气进气空间，所述电子控制系统(4)位于所述电子控制系统空间内，所述氢气输送装置(2)、燃料电池堆系统(3)位于所述氢气侧空间，所述空气进气空间连通所述燃料电池堆系统(3)的空气进气口，所述氢气输送装置(2)的氢气供应输出口连接所述燃料电池堆系统(3)的氢气进气口，所述氢气输送装置(2)的氢气排放管道输入口连接所述燃料电池堆系统(3)的氢气排气口，所述燃料电池堆系统(3)壳体与所述电气隔离板(5)密封连接。2.根据权利要求I所述的紧凑安全型燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池堆系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛栩栩，
申请(专利权)人：引峰新能源科技上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：