CN109065933B - 一种集成燃料电池端板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成燃料电池端板，其具有设有空气进气口、氢气进气口、与氢气排气口的封闭箱体结构的端板，所述氢气进气口端安装有氢进电磁阀，所述氢气进气口连接压力传感器采集氢气进反应堆时的压力，所述氢进电磁阀通过连接通道连接氢气引射器，所述氢气引射器通过连接通道连接燃油电池反应堆，所述空气进气口上设有压力传感器安装孔和温度传感器安装孔；所述压力传感器安装孔前端安装空进压力传感器，所述温度传感器安装孔前端安装空进温度传感器。缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险，简化了系统结构，减低系统成本。

Description

一种集成燃料电池端板
技术领域
本发明属于燃料电池氢气技术领域，具体涉及一种集成燃料电池端板。
背景技术
现有燃料电池端板的专利中，专利公开号CN107146904采用一面带有集电腔的端板和集电板组合而成的端板，使流体不经过集电板，防止腐蚀；专利公开号CN1717829揭露了一种燃料电池端板，即使当燃料电池的表面不平行时，压力沿燃料电池的表面仍然基本恒定，同时该燃料电池端板与燃料电池或燃料电池组的不平行表面接触时，该端板的表面保持基本平行；专利公开号CN103779586揭露一种燃料电池端板,其包括外端板、压力缓冲器和压力分散均衡板三部分组成，通过自身内部的压力调节，来解决因燃料电池反应堆各零件加工误差所造成的燃料电池反应堆内部受力不均局部压力过大，燃料电池反应堆四周外观尺寸差异较大的问题；专利号CN105591119揭露一种用于燃料电池的端板、燃料电池和燃料系统,端板一表面包括发热器接触区域，该发热器接触区域被设定成使得发热器接触该发热器接触区域，端板另一面包括冷却介质流路和至少一个流路肋部。
结合上述现有技术，现有的燃料电池端板功能过于简单，无高度集成燃料电池反应堆端板。要实现燃料电池需求的各项功能，如压力传感器等均需布置在燃料电池反应堆外侧的管路上，造成结构复杂，体积庞大，泄漏点多，密封性差，稳定性低，成本高，缺乏工业设计感等缺点。其中尤其体积庞大，无法满足未来汽车对空间上的限制。
本发明提供一种新的集成燃料电池端板解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成燃料电池端板，以减小燃料电池系统泄漏风险。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成燃料电池端板，其具有设有空气进气口与氢气排气口的封闭箱体结构的端板，所述氢气进气口端安装有氢进电磁阀，所述氢气进气口连接压力传感器采集氢气进反应堆时的压力，所述氢进电磁阀通过连接通道连接氢气引射器，所述氢气引射器通过连接通道连接燃料电池反应堆，所述燃料电池反应堆通过连接通道连通氢气水汽分离器，所述氢气水汽分离器通过连接通道连通所述氢气引射器，所述氢气排气口与所述氢气水汽分离器之间的连接通道上安装氢排电磁阀。
所述空气排气口上设有压力传感器安装孔和温度传感器安装孔；所述压力传感器安装孔前端安装空进压力传感器，所述温度传感器安装孔前端安装空进温度传感器。
所述空气排气口上设有温度传感器安装孔；所述温度传感器安装孔前端安装空排温度传感。
所述端板内设有冷却液进口，所述冷却液进口上设有压力传感器安装孔和温度传感器安装孔，所述压力传感器安装孔前端水进压力传感器，所述温度传感器安装孔前端安装水进温度传感器。
所述连接通道上设有氢气水汽分离器安装槽，所述氢气水汽分离器安装槽为倾斜状，所述氢气水汽分离器安装于氢气水汽分离器安装槽上。
与现有技术相比，本发明集成燃料电池端板的有益效果在于：在保证现有燃料电池反应堆提供均匀压力、流体无监测通过和集电功能的基础上，新增代替了系统管路部分功能，主要为对空气路和冷却水路能够监测压力和温度等，尤其氢气路对氢气进出能够实现自动开闭调节，氢气压力监测，氢气和水液分离，氢气回收等功能。大大缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险，简化了系统结构，减低系统成本等，具有功能性强，结构简单，安装方便，便于维护等优点。
附图说明
图1为本发明集成燃料电池端板的结构示意图；
图2为图1集成燃料电池端板内部构建结构示意图；
图3为图1集成端板氢气路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3，本发明为一种集成燃料电池端板，其包括封闭箱体结构的端板10和内置端板10上的多个传感器，其中传感器包括空进压力传感器21、空进温度传感器22、空排温度传感23；水进压力传感器31、水进温度传感器32和水出温度传感器33；集成燃料电池端板还具有氢进电磁阀41、氢进压力传感器42、氢气引射器43、氢气水汽分离器44和氢排电磁阀45。
集成燃料电池端板的端板10左上角设有空气进气口10A，空气进气口10A 上设有压力传感器安装孔10B和温度传感器安装孔10C；压力传感器安装孔 10B前端安装空进压力传感器21，温度传感器安装孔10C前端安装空进温度传感器22。端板10右下角设有空气排气口10D，空气排气口10D上设有温度传感器安装孔10E；温度传感器安装孔10E前端安装空排温度传感23。端板 10左侧中间处设有冷却液进口10F，冷却液进口10F上设有压力传感器安装孔10G和温度传感器安装孔10H；压力传感器安装孔10G前端水进压力传感器 31；温度传感器安装孔10H前端安装水进温度传感器32。端板10右侧中间处设有冷却液出口10I，冷却液出口10I上设有温度传感器安装孔10J，温度传感器安装孔10J前端安装水出温度传感器33。端板10右上角处设有氢气进气口10K，氢气进气口10K上设有压力传感器安装孔10L；氢气进气口10K上端安装有氢进电磁阀41，压力传感器安装孔10L前端安装氢进压力传感器42。端板10左下角处设有氢气排气口10O，氢气排气口10O上端安装有氢排电磁阀45。端板10上的氢气进气口10K和氢气排气口10O之间设有连接通道10M，连接通道10M上设有氢气水汽分离器安装槽10N。氢气水汽分离器安装槽10N 为倾斜状。氢气水汽分离器44安装于氢气水汽分离器安装槽10N上。
工作时：外界空气通过系统管道输送进入端板10左上角的空气进气口 10A，然后被安装在空气进气口10A处的空进压力传感器21采集空气进反应堆时的压力，以及空进温度传感器22采集空气进反应堆时的温度；空气进入燃料电池反应堆反应后，剩余空气直接进入端板10右下角的空气排气口10D，然后被安装在空气排气口10D处的空排温度传感器23采集燃料电池反应堆出来时的空气温度；系统冷却液通过管道输送进入端板10左侧中间处的冷却液进口10F，然后被安装在冷却液进口10F处的水进压力传感器31采集冷却液进反应堆时的压力，以及被水出温度传感器33采集冷却液进反应堆时的温度；冷却液进反应堆被加热后直接进入端板10右侧中间处设有的冷却液出口10I，然后被冷却液出口10I处的水出温度传感器33采集冷却液出堆时的温度。
如图3，氢气通过系统管道输送进入端板10右上角处的氢气进气口10K，然后通过氢进电磁阀41实现开与关，接着被安装在氢气进气口10K处的压力传感器42采集氢气进反应堆时的压力，最后通过氢气引射器43进入燃料电池反应堆50参加反应；参加反应后剩余的氢气直接进入端板10左下角处的氢气排气口10O，其中少部分杂质气体通过安装在氢气排气口10O处的氢排电磁阀45实现开与关，排往外界，另有部分剩余的氢气通过端板10上的连接通道10M进入氢气水汽分离器44，将分离出来的水排到外界，氢气继续通过连接通道10M进入氢气引射器43，再次进入燃料电池反应堆50，如此不断循环。
本发明提供高度集成燃料电池端板，在保证现有燃料电池反应堆提供均匀压力、流体无监测通过和集电功能的基础上，新增代替了系统管路部分功能，主要为对空气路和冷却水路能够监测压力和温度等，尤其氢气路对氢气进出能够实现自动开闭调节，氢气压力监测，氢气和水液分离，氢气回收等功能。大大缩减了系统体积，减小了系统泄漏风险，简化了系统结构，减低系统成本等，具有功能性强，结构简单，安装方便，便于维护等优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种集成燃料电池端板，其特征在于：其具有设有空气进气口、空气排气口、氢气进气口与氢气排气口的封闭箱体结构的端板，所述氢气进气口端安装有氢进电磁阀，所述氢气进气口连接压力传感器采集氢气进反应堆时的压力，所述氢进电磁阀通过连接通道连接氢气引射器，所述氢气引射器通过连接通道连接燃料电池反应堆，所述燃料电池反应堆通过连接通道连通氢气水汽分离器，所述氢气水汽分离器通过连接通道连通所述氢气引射器，所述氢气排气口与所述氢气水汽分离器之间的连接通道上安装氢排电磁阀；所述空气进气口上设有压力传感器安装孔和温度传感器安装孔；所述压力传感器安装孔前端安装空进压力传感器，所述温度传感器安装孔前端安装空进温度传感器。
2.如权利要求1所述的集成燃料电池端板，其特征在于：所述空气排气口上设有温度传感器安装孔；所述温度传感器安装孔前端安装空排温度传感。
3.如权利要求1所述的集成燃料电池端板，其特征在于：所述端板内设有冷却液进口，所述冷却液进口上设有压力传感器安装孔和温度传感器安装孔，所述压力传感器安装孔前端安装水进压力传感器，所述温度传感器安装孔前端安装水进温度传感器。
4.如权利要求1所述的集成燃料电池端板，其特征在于：所述连接通道上设有氢气水汽分离器安装槽，所述氢气水汽分离器安装槽为倾斜状，所述氢气水汽分离器安装于氢气水汽分离器安装槽上。
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