CN112997344A - 燃料电池系统 - Google Patents

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CN112997344A CN201980071753.2A CN201980071753A CN112997344A CN 112997344 A CN112997344 A CN 112997344A CN 201980071753 A CN201980071753 A CN 201980071753A CN 112997344 A CN112997344 A CN 112997344A
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李俊雨
金渊吉
崔成皥
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Abstract

公开了一种燃料电池系统。燃料电池系统包括：外壳，具有形成内部空间的底部和侧壁部；支架，具有设置在外壳的底部上的支撑板和从支撑板的上部面突出并沿第一方向延伸的导轨；和热箱模块，包括燃料电池堆、热BOP模块、隔热材料、包裹隔热材料的外部的内部壳体和设置在隔热材料的下部并具有沿导轨移动的滚轮部的滚轮框架，并且设置在支架上部。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及一种通过氢气和氧气的电化学反应来发电的燃料电池系统。
背景技术
通过氢气和氧气的电化学反应来发电的燃料电池，其能量转换步骤简单，并且具有作为高效率、无污染的发电机的环保特性，因此对燃料电池的研究正在活跃进行。
在如固体氧气化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等的高温运行燃料电池系统中，通常使用隔热材料密封端电池堆、用于向所述堆供应高温的重整燃料和空气的热电厂辅助设施(BOP，Balance Of Plant)模块，以形成并使用热箱模块。
由于这种热箱模块的寿命比其他BOP模块相对较短，因此需要开发一种仅需要在预先设置的燃料电池系统中选择性地变更热箱模块，并且能够方便执行此操作的技术。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种燃料电池系统，其容易进行热箱模块的安装和更换，氢气爆炸风险低并且具有优化的传热特性。
用于解决问题的手段
根据本发明的实施例的燃料电池系统，包括：外壳，包括底部和侧壁部，所述底部形成有沿第一方向延伸的引导部，所述侧壁部与所述底部接合以形成容纳空间，以及热箱模块，包括燃料电池堆、与所述燃料电池堆连接的热BOP模块、包裹所述燃料电池堆和所述热BOP模块的隔热材料、包裹所述隔热材料的外部的内部壳体和设置在所述隔热材料的下部并具有沿所述引导部移动的滚轮部的滚轮框架；所述热箱模块设置在所述容纳空间内。
在一实施例中，所述隔热材料可包括：侧壁隔热部，设置成包裹所述燃料电池堆和所述热BOP模块的侧面，从而形成上下部开放的第一内部空间，并且包括由所述内部壳体加压而彼此贴紧的多个侧壁隔热单元；上部隔热部，密封所述第一内部空间的上部；以及下部隔热部，密封所述第一内部空间的下部。
在一实施例中，所述侧壁隔热部可包括：第一侧壁隔热单元，第二侧壁隔热单元，设置成与所述第一侧壁隔热单元相对，第三侧壁隔热单元，与所述第一侧壁隔热单元的第一端部和所述第二侧壁隔热单元的第一端部贴紧，以及第四侧壁隔热单元，与所述第一侧壁隔热单元的第二端部和所述第二侧壁隔热单元的第二端部贴紧；所述第一侧壁隔热单元和所述第二侧壁隔热单元各自包括第一基体基材和从所述第一基体基材的上部面突出的第一突出部；所述第三侧壁隔热单元和所述第四侧壁隔热单元各自包括第二基体基材和从所述第二基体基材的上部面突出的第二突出部；所述第一侧壁隔热单元的所述第一突出部的第一侧面、所述第一基体基材的上部面中的第一区域和所述第一基体基材的第一侧面分别与所述第三侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第二区域、所述第二突出部的第二侧面和所述第二基体基材的上部面中的第二区域贴紧；所述第一侧壁隔热单元的所述第一突出部的第二侧面、所述第一基体基材的上部面中的第二区域和所述第一基体基材的第二侧面分别与所述第四侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第一区域、所述第二突出部的第一侧面和所述第二基体基材的上部面中的第一区域贴紧；所述第二侧壁隔热单元的所述第一突出部的第一侧面、所述第一基体基材的上部面中的第一区域和所述第一基体基材的第一侧面分别与所述第四侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第二区域、所述第二突出部的第二侧面和所述第二基体基材的上部面中的第二区域贴紧；所述第二侧壁隔热单元的所述第一突出部的第二侧面、所述第一基体基材的上部面中的第二区域和所述第一基体基材的第二侧面分别与所述第三侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第一区域、所述第二突出部的第一侧面和所述第二基体基材的上部面中的第一区域贴紧。
在一实施例中，所述上部隔热部和所述下部隔热部中的至少一者可包括：第三基体基材，与所述侧壁隔热部的端面接触；以及第三突出部，从所述第三基体基材的一面突出并插入到所述第一内部空间，侧面与所述侧壁隔热部的内部面接触。
在一实施例中，在所述上部隔热部和所述下部隔热部中的至少一者上可以形成有连接所述第一内部空间与外部的一个以上排出口。
在一实施例中，所述内部壳体可包括：侧壁部，设置成围绕所述侧壁隔热部并对所述侧壁隔热部进行加压；以及盖部，与所述侧壁部的上端部接合并对所述上部隔热部进行加压。
在一实施例中，所述侧壁部可包括：第一壳体侧壁单元，具有与所述第一侧壁隔热单元相邻地设置的平面结构；第二壳体侧壁单元，具有一部分弯曲的结构，以对所述第二侧壁隔热单元的一部分区域和所述第三侧壁隔热单元的整个区域进行加压；以及第三壳体侧壁单元，具有一部分弯曲的结构，以对所述第二侧壁隔热单元的其余区域和所述第四侧壁隔热单元的整个区域进行加压。
在一实施例中，所述滚轮框架可包括：基座部，包括底板和强度增加结构物，所述底板与所述内部壳体接合并支撑所述隔热材料，所述强度增加结构物从所述底板的下部面以网格形状突出并露出所述底板的下部面中的一部分；以及所述滚轮部，包括一个以上滚轮，所述一个以上滚轮与所述底板的下部面中的通过所述强度增加结构物露出的区域接合，并沿所述引导部移动。
在一实施例中，可以在所述强度增加结构物的内部形成有中空部。
在一实施例中，所述隔热材料可包括：侧壁隔热部，形成容纳所述燃料电池堆和所述热BOP模块的第一内部空间，上部隔热部，与所述侧壁隔热部的上部接合，以及下部隔热部，与所述侧壁隔热部的下部接合并形成有连接所述第一内部空间和外部的排出口；所述滚轮框架还包括导向轴，从所述底板的上部面突出并插入到所述下部隔热部的排出口，并且与所述基座部接合。
在一实施例中，所述基座部可包括供所述导向轴贯通的贯通孔，所述导向轴可以以使所述贯通孔的一部分开放的方式与所述基座部接合。
在一实施例中，所述外壳的底部可包括：底板，与所述侧壁部接合以形成所述容纳空间，以及支架，设置在所述底板的上部并支撑所述热箱模块；所述支架包括：支撑板，设置在所述底板上，以及导轨，从所述支撑板的上部面突出并用作所述引导部。
在一实施例中，所述导轨从与所述支撑板的上部面的第一边角隔开第一距离的位置向所述上部面的与所述第一边角相对的第二边角方向延伸，所述支撑板包括沟槽，形成为从所述第一边角延伸到所述导轨。
在一实施例中，所述支架还可包括挡块，与所述导轨的一端部接合并停止沿所述导轨移动的所述热箱模块。
发明效果
根据本发明，在所述外壳的底部设置有所述导轨，在所述输送装置设置有所述紧固轨道，在所述热箱模块设置有可以沿所述导轨和所述紧固轨道移动的所述滚轮部，因此不仅容易地将所述热箱模块设置在所述外壳内部或者将设置在所述外壳内部的热箱模块更换为新热箱模块，而且在所述热箱模块容纳在所述外壳内部的状态下，所述热箱模块的滚轮部由所述支架的导轨支撑，因此与所述热箱模块与所述支架表面接触的情况相比，接触面积显著减少，因此可以进一步提高所述热箱模块的隔热特性。
另外，在所述隔热材料形成有供所述滚轮框架的导向轴贯通的一个以上排出口，因此不仅能够提高所述热箱模块的组装性，而且能够显著减少由于所述热箱内部的氢气泄漏引起的爆炸危险性。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施例的燃料电池系统的剖视图。
图2a和2b以及图3a和图3b是用于说明图1所示的热箱模块的图。
图4a是用于说明将热箱模块安装在外壳内部的方法的立体图，图4b是图4a所示的输送板和支架的俯视图，图4c是沿图4b所示的切割线A-A'截取的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。本发明可以施加各种变更，也可以具有各种方式，因此附图中示出特定实施例，并在本说明书中进行详细说明。然而，这并非将本公开的概念的实施例限定为特定的公开方式，而应理解为包括本公开的思想及技术范围中所包含的所有变更、等同物以及代替物。在说明每个附图时，类似的附图标记用于类似的构成要素。在附图中，为了本发明的明确性，结构物的尺寸被示为比实际尺寸大。
第一、第二等术语虽然可以用来说明各种构成要素，但所述构成要素不限定于所述术语。所述术语仅用于区分一个构成要素与另一构成要素。例如，在不脱离本公开概念的权利范围的情况下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。
本说明书中所使用的术语，仅仅是为了说明特定的各实施例而使用的，并不是用来限定本公开内容。只要未在上下文中明确定义为其他含义，单数表述应包括复数表述。本说明书中的“包括”或“具有”等术语，是用于指定所说明的特征、数字、步骤、动作、构成要素、构件或它们的组合的存在，并非预先排除一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、构件或它们的组合的存在或附加可能性。
除非另有定义，这里使用的包括技术术语和科学术语在内的所有术语，具有与本技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。通常使用的预先被定义的术语，应解释为具有与相关技术的上下文中的含义相一致的含义，除非在本说明书中明确定义，就不应解释为理想或过于形式的含义。
图1是用于说明本发明的实施例的燃料电池系统的剖视图，图2a和2b以及图3a和图3b是用于说明图1所示的热箱模块(Hot Box Module)的图。
参照图1、图2a和图2b以及图3a和图3b，根据本发明的实施例的燃料电池系统1000可包括外壳1100和热箱模块1200。此外，所述燃料电池系统1000还可包括冷BOP模块1400和电气BOB模块1500。
所述外壳1100可具备内部空间，机械强度优异，并且可以由电绝缘材料形成。若具有可容纳所述热箱模块1200等的内部空间，则所述外壳1100的形状和结构没有限制。例如，所述外壳1100可包括彼此接合以形成长方体形状的内部空间或形成圆柱形状的内部空间的底部1110和侧壁部1120。
在一实施例中，在所述外壳1100的底部1110可形成有引导部，在将所述热箱模块1200设置在内部或向外部排出所述热箱模块1200以进行更换的情况下，引导部引导所述热箱模块1200的移动方向。例如，所述引导部可以控制所述热箱模块1200的滚轮部1232的滚轮的移动方向。作为一例，如图1、图4b和图4c所示，所述引导部可包括导轨(参照图4b和图4c的1112b，该导轨形成为从所述底部1110突出并沿一个方向延伸以控制所述热箱模块1200的移动方向。作为另一例，尽管未在附图中示出，所述引导部可包括导向槽，该导向槽形成为从所述底部1110的表面沿一个方向延伸至预定深度并容纳所述热箱模块1200的滚轮部1232的一部分，从而控制所述热箱模块1200的移动方向。
在对热箱模块1200进行说明后，对所述外壳1100的底部1110进行附加说明。
所述热箱模块1200可以设置在所述外壳1100内部，并且包括一个以上的燃料电池堆(未图示)和热BOP模块(未图示)。在这种情况下，所述燃料电池堆可包括在高温下操作的固体氧化物燃料电池(SOFC)堆或熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)堆等，所述热BOP模块可包括从通过重整碳氢燃料来将重整的燃料供应到所述燃料电池堆的重整器(未图示)、将水蒸气供应到所述重整器的汽化器、燃烧从所述燃料电池堆排出的未反应气体的燃烧器、通过使用由所述燃烧器生成的高温燃烧气体的热来加热燃料、空气等的一个以上的换热器等中选择的一者以上。所述热BOP模块可以设置在所述燃料电池堆的上部或下部。
所述热箱模块1200还可包括：隔热材料1210，包裹所述燃料电池堆和所述热BOP模块；内部壳体1220，包裹所述隔热材料的外部；和滚轮框架1230，设置在所述隔热材料1210的下部。
所述隔热材料1210由熔点高且导热率低的材料，如黏土、黄土等多孔矿物材料形成，从而可以减少所述燃料电池堆和所述热BOP模块的热能向所述热箱模块1200外部排出。当所述隔热材料1210由多孔矿物材料形成时，由于所述多孔矿物材料的隔热性优异且透气性相对较高，因此可以提高隔热性的同时降低所述隔热材料1210内部空间的气压。
在一实施例中，所述隔热材料1210可包括侧壁隔热部1211、上部隔热部1212和下部隔热部1213，并且可以在内部形成容纳所述燃料电池堆和所述热BOP模块的空间。在这种情况下，在所述隔热材料1210内部可容纳一个或多个燃料电池堆。
所述侧壁隔热部1211设置成围绕所述燃料电池堆和所述热BOP模块的侧面，并且可包括通过所述内部壳体彼此贴紧的多个侧壁隔热单元1211a、1211b、1211c、1211d。
作为一实施例，所述侧壁隔热部1211可包括：第一侧壁隔热单元1211a；第二侧壁隔热单元1211b，设置成与所述第一侧壁隔热单元1211a相对；第三侧壁隔热单元1211c，与所述第一和第二侧壁隔热单元1211a、1211b的第一端部贴紧；和第四侧壁隔热单元1211d，与所述第一和第二侧壁隔热单元1211a、1211b的第二端部贴紧。所述第一至第四侧壁隔热单元1211a、1211b、1211c、1211d可以设置成在未通过粘合物质或机械接合装置接合的状态下物理上相互贴紧。在这种情况下，热通过所述第一至第四侧壁隔热单元1211a、1211b、1211c、1211d之间的间隙向外部泄漏，为了防止这种情况，在本发明中，增加所述第一至第四侧壁隔热单元1211a、1211b、1211c、1211d各个的接触面积，因此可以减少高温气体通过第一至第四侧壁隔热单元1211a、1211b、1211c、1211d之间的间隙泄漏的情况。
作为一实施例，所述第一和第二侧壁隔热单元1211a、1211b可以具有彼此相同的大小和结构，并且所述第三和第四侧壁隔热单元1211c、1211d可以具有彼此相同的大小和结构。
所述第一和第二侧壁隔热单元1211a、1211b可分别包括：第一基体基材1211a-1、1211b-1，设置有具有第一宽度和第一长度的上部面；和第一突出部1211a-2、1211b-2，从所述第一基体基材1211a-1、1211b-1的上部面突出第一高度，并且设置有具有小于所述第一宽度的第二宽度和与所述第一长度相同的长度的上部面。所述第一基体基材1211a-1、1211b-1和所述第一突出部1211a-2、1211b-2可以形成为一体。
可以通过所述第一突出部1211a-2、1211b-2分别在所述第一和第二侧壁隔热单元1211a、1211b的上部面两侧边缘部分形成阶梯部，其结果，所述第一和第二侧壁隔热单元1211a、1211b各自的上部面可包括：第一突出面，与所述第一突出部1211a-2、1211b-2的上部面相对应；两个第一基底面，形成在所述第一突出部1211a-2、1211b-2的两侧，并且与所述第一基体基材1211a-1、1211b-1的上部面相对应；和两个第一连接面，将所述第一突出面的两侧边缘部分与对应的所述第一基底面的一个边缘部分连接。作为一例，所述两个第一基底面可以具有彼此相同的宽度。
所述第三和第四侧壁隔热单元1211c、1211d可分别包括：第二基体基材1211c-1、1211d-1，设置有具有第三宽度和与所述第一长度相同的长度的上部面；和第二突出部1211c-2、1211d-2，从所述第二基体基材1211c-1、1211d-1的上部面突出第二高度，并且设置有具有小于所述第三宽度的第四宽度和与所述第一长度相同的长度的上部面。所述第二基体基材1211c-1、1211d-1和所述第二突出部1211c-2、1211d-2可以形成为一体。
可以通过所述第二突出部1211c-2、1211d-2分别在所述第三和第四侧壁隔热单元1211c、1211d的上部面两侧边缘部分形成阶梯部，其结果，所述第一和第二侧壁隔热单元1211c、1211d各自的上部面可包括：第二突出面，与所述第二突出部1211c-2、1211d-2的上部面相对应；两个第二基底面，形成在所述第二突出部1211c-2、1211d-2的两侧，并且与所述第二基体基材1211c-1、1211d-1的上部面相对应；和两个第二连接面，将所述第二突出面的两侧边缘部分与对应的所述第二基底面的一个边缘部分连接。作为一例，所述两个第二基底面可以具有彼此相同的宽度。
如图2a所示，所述第一至第四侧壁隔热单元1211a、1211b、1211c、1211d彼此贴紧，从而可以形成所述侧壁隔热部1211，所述侧壁隔热部1211形成两侧端部开放的内部空间。
所述上部隔热部1212和所述下部隔热部1213分别设置在所述侧壁隔热部1211的上部和下部，从而可以密封所述侧壁隔热部1211的内部空间。
在一实施例中，所述上部隔热部1212和所述下部隔热部1213可以具有相同的大小和结构，在这种情况下，所述上部隔热部1212和所述下部隔热部1213可分别包括：第三基体基材1212-1、1213-1，与所述侧壁隔热部1211的端面接触；和第三突出部1212-2、1213-2，从所述第三基体基材1212-1、1213-1的一面突出，插入所述侧壁隔热部1211的内部空间，并且侧面与所述侧壁隔热部1211的内部面接触。
另一方面，为了防止设置有所述燃料电池堆和所述热BOP模块的所述隔热材料1210的内部空间1200a由于燃料或空气的泄漏而处于高压状态，可以在所述上部隔热部1212和所述下部隔热部1213中的至少一者上形成有一个以上排出口1212a、1213a，所述排出口1212a、1213a连接所述侧壁隔热部1211的内部空间1200a与外部。
所述内部壳体1220可以由机械强度高的物质形成，并且设置成围绕所述隔热材料1210以对所述侧壁隔热部1211、上部隔热部1212和下部隔热部1213进行加压。
在一实施例中，所述内部壳体1220可包括侧壁部1221和盖部1222。
为了稳定地加压并贴紧构成所述隔热材料1210的所述侧壁隔热部1211的所述第一至第四侧壁隔热单元1211a、1211b、1211c、1211d，如图2a所示，所述内部壳体1220所述内部壳体1220的侧壁部1221可包括第一至第三壳体侧壁单元1221a、1221b、1221c。
所述第一壳体侧壁单元1221a可以具有与所述第一侧壁隔热单元1211a相邻地设置的平面结构，以对所述第一侧壁隔热单元1211a的整个区域进行加压，所述第二壳体侧壁单元1221b可以具有一部分弯曲的结构，以对所述第二侧壁隔热单元1211b的一部分区域和所述第三侧壁隔热单元1211c的整个区域进行加压，所述第三壳体侧壁单元1221c可以具有一部分弯曲的结构，以对所述第二侧壁隔热单元1211b的其余区域和所述第四侧壁隔热单元1211d的整个区域进行加压。而且，所述第一至第三壳体侧壁单元1221a、1221b、1221c各自可以具有用于接合的突出的接合部，并且相邻地设置的壳体侧壁单元的接合部可以通过螺栓等的接合工具或者压接方法来彼此接合。
所述盖部1222与所述侧壁部1221的上部接合并可以对所述隔热材料1210的上部隔热部1212进行加压。所述盖部1222可以具有四边形板结构。可以具有用于与所述侧壁部1221接合的突出的接合部，并且可以通过螺栓等的接合工具或者压接方法来与所述侧壁部1221接合。
所述滚轮框架1230设置在所述隔热材料1210的下部，以支撑所述隔热材料1210和容纳在其内部的所述燃料电池堆和所述热BOP模块，与所述内部壳体1220接合并可以对所述隔热材料1210的下部隔热部1213进行加压。
在一实施例中，所述滚轮框架1230可包括基座部1231、滚轮部1232和导向轴部1233。
所述基座部1231可包括底板1231a和强度增加结构物1231b，所述强度增加结构物1231b从所述底板1231a的下部面以网格形状突出，并且暴露所述底板1231a的下部面中的一部分。如图3b所示，通过所述强度增加结构物1231b，可以暴露所述底板1231a的下部面的一部分区域，例如，彼此隔开间隔的多个四边形区域。另一方面，为了减少所述滚轮框架1230的重量的同时具有所需的强度，所述强度增加结构物1231b的内部可以形成有中空部。
所述滚轮部1232可包括一个以上滚轮，所述一个以上滚轮与所述底板1231a的下部面中由所述强度增加结构物1231b暴露的区域接合，并且可沿形成在所述外壳1100的底部1110的引导部旋转。虽然在图3b中示出9个滚轮，但滚轮的数量可以根据需要适当地变更。
所述导向轴部1233可包括一个以上导向轴，与所述基座部1231接合，并且从所述底板1231a的上部面突出并插入到排出口1213a，所述排出口1213a形成在所述隔热材料1210中的下部隔热部1213。如本发明所述，当所述滚轮框架1230具备所述导向轴部1233时，可以精确并迅速地接合所述滚轮框架1230、所述隔热材料1210和所述内部壳体1220。
在一实施例中，所述导向轴的截面面积可以比所述下部隔热部1213的排出口1213a的截面面积小，使得气体可以通过所述下部隔热部1213的排出口1213a从所述隔热材料1210的内部空间1200a流出。
另外，在所述基座部1231可以形成有供所述导向轴贯通的贯通孔，使得通过所述下部隔热部1213的排出口1213a流出的气体在短时间内向四面八方移动，所述导向轴可以以使所述贯通孔的一部分开放的方式与所述基座部1231接合。
在一实施例中，所述外壳1100的底部1110可包括：底板1111，与所述侧壁部1120接合并形成内部空间；和支架1112，设置在所述底板1111上部并支撑所述热箱模块1200。
作为一实施例，如图4b和图4c所示，所述支架1112可包括支撑板1112a、导轨1112b、挡块1112c。
所述支撑板1112a可以通过与所述外壳1100的底部接合来支撑所述热箱模块1200。作为一实施例，可以在所述支撑板的下部面形成网格形状的强度增加结构物，以减少所述支撑板1112a的重量的同时具有所需的强度。在这种情况下，所述支撑板和所述强度增加结构物可以形成为一体。
所述导轨1112b可以从所述支撑板1112a的上部面突出并沿一方向延伸。所述滚轮框架1230的滚轮部1232可以在所述导轨1112b上移动。
在一实施例中，所述导轨1112b可以从与所述支撑板1112a上部面的第一边角隔开第一距离的位置向所述支撑板1112a上部面的与所述第一边角相对的第二边角方向延伸，在所述支撑板1112a可以形成以从所述第一边角延伸至所述导轨1112b的方式以预定深度形成的沟槽1112a’。在将所述热箱模块1200设置在所述外壳1100或者从所述外壳1100去除所述热箱模块1200的过程中，输送装置2000的紧固轨道2112中的一部分可插入所述导向槽1311，参照图4a至图4c，对输送装置2000的紧固轨道2112进行说明。对此参照图4a至图4c进行后述。
所述挡块1112c与所述导轨1112b的一端部接合，并且可以执行停止沿所述导轨1112b移动的所述热箱模块1200的功能。如果可以使所述热箱模块1200停止，则所述挡块1112c的形状和结构不受特别限制。
所述冷BOP模块1400和所述电气BOB模块1500可以容纳在所述外壳1100内部。
所述冷BOP模块1400作为在相对低温下操作的BOP模块，可以不受限制地使用已知的冷BOP装置，因此将省略其详细说明。另外，所述电气BOP模块1500作为控制所述燃料电池堆、所述热BOP模块和所述冷BOP模块1400的操作的BOP模块，可以不受限制地使用已知的电气BOP装置，因此将省略其详细说明。
图4a是用于说明将热箱模块安装在外壳内部的方法的立体图，图4b是图4a所示的输送板和支架的俯视图，图4c是沿图4b所示的切割线A-A'截取的剖视图。
参照图4a至图4c，可以使用输送装置2000将所述热箱模块1200安装在所述外壳1100内部。此时，所述输送装置2000可包括输送支撑部2100、轮部2200和把手部2300。
所述输送支撑部2100可包括输送板2110和紧固轨道2112。
如果所述输送板2110具有能够稳定地支撑所述热箱模块1200的板结构，则其形状和结构不受特别限制。为了使所述输送板2110的一部分可进入所述外壳1100的内部，在所述输送装置2000中，可以调节所述输送板2110下部面的位置，使得所述输送板2110下部面的位置高于或等于所述外壳1100底部的上部面。为此，所述输送装置2000还可包括可调节所述输送板2110的高度的高度调节部(未图示)。
所述紧固轨道2112可以形成为从所述输送板2110的上部面突出，并且从所述输送板2110上部面上的一部分延伸至所述上部面的外部。具体而言，所述紧固轨道2112可包括：第一部分2112a，位于所述输送板2110的上部面上；和第二部分2112b，从所述第一部分2112a的端部向所述输送板2110上部面的外部延伸第一长度。此时，所述第二部分2112b的上部面位于与所述第一部分2112a的上部面相同的高度，但所述第二部分2112b的下部面可以低于所述第一部分2112a的下部面，使得所述第二部分2112b的下部插入形成在所述支架1112的支撑板1112a的所述沟槽1112a’，并且所述紧固轨道2112与所述导轨1112b一起形成一个轨道。
所述轮部2200可包括接合在所述输送板2110的下部面的多个轮。如果可以在将所述热箱模块1200装载在所述输送板2110上的状态下移动所述输送板2110，则所述轮部2200的结构不受特别限制。
所述把手部2300可以以折叠式接合在所述输送板。
以下，对通过使用所述输送装置2000，将所述热箱模块1200安装在所述外壳1100内部的方法进行说明。
首先，将所述热箱模块1200装载在所述输送装置2000的输送板2110上。接着，将所述紧固轨道2112的一部分插入在设置在所述外壳1100内部的支架1112的支撑板1112a形成的所述沟槽1112a’，从而对准装载在所述输送装置2000的所述热箱模块1200与所述支撑件1300的位置。随后，使用所述热箱模块1200的滚轮框架1230使所述热箱模块1200沿所述输送装置2000的紧固轨道2112和所述支架1112的导轨1112b移动并移动至所述外壳1100内部，从而可以将所述热箱模块1200设置在所述外壳内部。
与此相反，可以将所述紧固轨道2112的一部分插入形成在所述支架1112的支撑板1112a的所述沟槽1112a’，从而将所述输送装置2000与设置在所述外壳1100内部的所述热箱模块1200对准后，将所述热箱模块1200从所述外壳1100内部移动到所述输送装置2000，来将所述热箱模块1200移至所述外壳1100外部。
根据本发明，在所述支架1112设置有所述导轨1112b，在所述输送装置2000设置有紧固轨道2112，在所述热箱模块1200设置有可以沿所述导轨1112b和所述紧固轨道2112移动的滚轮部1232，因此不仅容易地将所述热箱模块1200设置在所述外壳1100内部或者将设置在所述外壳1100内部的热箱模块1200更换为新热箱模块，而且在所述热箱模块1200容纳在所述外壳1100内部的状态下，所述热箱模块1200的滚轮部1232由所述支架1112的导轨1112b支撑，因此与所述热箱模块1200与所述支架1112表面接触的情况相比，接触面积显著减少，因此可以进一步提高所述热箱模块1200的隔热特性。
另外，在所述隔热材料1210形成有供所述滚轮框架1230的导向轴1233贯通的一个以上排出口，因此不仅能够提高所述热箱模块1200的组装性，而且能够显著减少由于所述热箱模块1200内部的氢气泄漏引起的爆炸危险性。
在上述的本发明的详细说明中，仅参照本发明的优选实施例进行了说明，但本领域技术人员或本领域普通技术人员应理解，在所附权利要求书中所记载的本发明的思想和范围的情况下可以对本发明进行各种修改及变更。
[附图标记的说明]
1000：燃料电池系统 1100：外壳
1200：热箱模块(hot box module) 1210：隔热材料
1220：内部壳体1220 1230：滚轮框架
1400：冷BOP模块
1500：电气BOB模块。

Claims (14)

1.一种燃料电池系统，其中，包括：
外壳，包括底部和侧壁部，所述底部形成有沿第一方向延伸的引导部，所述侧壁部与所述底部接合以形成容纳空间，以及
热箱模块，包括燃料电池堆、与所述燃料电池堆连接的热BOP模块、包裹所述燃料电池堆和所述热BOP模块的隔热材料、包裹所述隔热材料的外部的内部壳体和设置在所述隔热材料的下部并具有沿所述引导部移动的滚轮部的滚轮框架；
所述热箱模块设置在所述容纳空间内。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述隔热材料包括：
侧壁隔热部，设置成包裹所述燃料电池堆和所述热BOP模块的侧面，从而形成上下部开放的第一内部空间，并且包括由所述内部壳体加压而彼此贴紧的多个侧壁隔热单元；
上部隔热部，密封所述第一内部空间的上部；以及
下部隔热部，密封所述第一内部空间的下部。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述侧壁隔热部包括：
第一侧壁隔热单元，
第二侧壁隔热单元，设置成与所述第一侧壁隔热单元相对，
第三侧壁隔热单元，与所述第一侧壁隔热单元的第一端部和所述第二侧壁隔热单元的第一端部贴紧，以及
第四侧壁隔热单元，与所述第一侧壁隔热单元的第二端部和所述第二侧壁隔热单元的第二端部贴紧；
所述第一侧壁隔热单元和所述第二侧壁隔热单元各自包括第一基体基材和从所述第一基体基材的上部面突出的第一突出部；
所述第三侧壁隔热单元和所述第四侧壁隔热单元各自包括第二基体基材和从所述第二基体基材的上部面突出的第二突出部；
所述第一侧壁隔热单元的所述第一突出部的第一侧面、所述第一基体基材的上部面中的第一区域和所述第一基体基材的第一侧面分别与所述第三侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第二区域、所述第二突出部的第二侧面和所述第二基体基材的上部面中的第二区域贴紧；
所述第一侧壁隔热单元的所述第一突出部的第二侧面、所述第一基体基材的上部面中的第二区域和所述第一基体基材的第二侧面分别与所述第四侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第一区域、所述第二突出部的第一侧面和所述第二基体基材的上部面中的第一区域贴紧；
所述第二侧壁隔热单元的所述第一突出部的第一侧面、所述第一基体基材的上部面中的第一区域和所述第一基体基材的第一侧面分别与所述第四侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第二区域、所述第二突出部的第二侧面和所述第二基体基材的上部面中的第二区域贴紧；
所述第二侧壁隔热单元的所述第一突出部的第二侧面、所述第一基体基材的上部面中的第二区域和所述第一基体基材的第二侧面分别与所述第三侧壁隔热单元的所述第二突出部的上部面中的第一区域、所述第二突出部的第一侧面和所述第二基体基材的上部面中的第一区域贴紧。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述上部隔热部和所述下部隔热部中的至少一者包括：
第三基体基材，与所述侧壁隔热部的端面接触；以及
第三突出部，从所述第三基体基材的一面突出并插入到所述第一内部空间，侧面与所述侧壁隔热部的内部面接触。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，
在所述上部隔热部和所述下部隔热部中的至少一者上形成有连接所述第一内部空间与外部的一个以上排出口。
6.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述内部壳体包括：
侧壁部，设置成围绕所述侧壁隔热部并对所述侧壁隔热部进行加压；以及
盖部，与所述侧壁部的上端部接合并对所述上部隔热部进行加压。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述侧壁部包括：
第一壳体侧壁单元，具有与所述第一侧壁隔热单元相邻地设置的平面结构；
第二壳体侧壁单元，具有一部分弯曲的结构，以对所述第二侧壁隔热单元的一部分区域和所述第三侧壁隔热单元的整个区域进行加压；以及
第三壳体侧壁单元，具有一部分弯曲的结构，以对所述第二侧壁隔热单元的其余区域和所述第四侧壁隔热单元的整个区域进行加压。
8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述滚轮框架包括：
基座部，包括底板和强度增加结构物，所述底板与所述内部壳体接合并支撑所述隔热材料，所述强度增加结构物从所述底板的下部面以网格形状突出并露出所述底板的下部面中的一部分；以及
所述滚轮部，包括一个以上滚轮，所述一个以上滚轮与所述底板的下部面中的通过所述强度增加结构物露出的区域接合，并沿所述引导部移动。
9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，
在所述强度增加结构物的内部形成有中空部。
10.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述隔热材料包括：
侧壁隔热部，形成容纳所述燃料电池堆和所述热BOP模块的第一内部空间，
上部隔热部，与所述侧壁隔热部的上部接合，以及
下部隔热部，与所述侧壁隔热部的下部接合并形成有连接所述第一内部空间和外部的排出口；
所述滚轮框架还包括导向轴，从所述底板的上部面突出并插入到所述下部隔热部的排出口，并且与所述基座部接合。
11.根据权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述基座部包括供所述导向轴贯通的贯通孔，
所述导向轴以使所述贯通孔的一部分开放的方式与所述基座部接合。
12.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述底部包括：
底板，与所述侧壁部接合以形成所述容纳空间，以及
支架，设置在所述底板的上部并支撑所述热箱模块；
所述支架包括：
支撑板，设置在所述底板上，以及
导轨，从所述支撑板的上部面突出并用作所述引导部。
13.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述导轨从与所述支撑板的上部面的第一边角隔开第一距离的位置向所述上部面的与所述第一边角相对的第二边角方向延伸，
所述支撑板包括沟槽，形成为从所述第一边角延伸到所述导轨。
14.根据权利要求13所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述支架还包括挡块，与所述导轨的一端部接合并停止沿所述导轨移动的所述热箱模块。
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