CN113611896A - 一种具有自保护功能的氢能源燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，包括壳体，壳体内设有存储腔，存储腔内存放有储氢罐，存储腔内一侧内壁连通有通腔，通腔内设有送风组件，存储腔内一端放置有易熔塞，存储腔内壁与易熔塞之间设有检测组件，壳体内一端开设有第一空腔，壳体内且位于第一空腔下侧开设有第二空腔，第二空腔内设有挡板组件，挡板组件能对第二空腔内进行隔离，壳体内且位于存储腔上侧设有暂存腔，暂存腔内充满惰性气体，本发明通过储氢罐周围加入惰性气体的方式，对储氢罐进行初步的保护，防止其与氧气进行反应，同时在氢气快速释放至外界的同时，对氢气内混入大量的惰性气体，达到稀释效果，从而在排放至外界时，能降低与空气中氧气的反应。

Description

一种具有自保护功能的氢能源燃料电池

技术领域

本发明涉及氢能源电池技术领域，具体为一种具有自保护功能的氢能源燃料电池。

背景技术

氢能源电池相较于纯电动车来说，优势和劣势都比较明显，氢能源电池比锂电池续航更久，且更加环保，但相较于稳定性来说，锂电池的稳定性比氢能源电池更强，在氢能源电池发展的过程中，会发生氢能源车辆发生自燃，及加氢站发生爆炸的事件，但对于能使用在车辆的储氢罐来说，稳定性较强，且储氢罐自身的防护较好，在发生氢气泄漏时，会将氢气以极短时间排放至外界，但这类方法存在隐患，氢气排放至外界容易与外界空气中的氧气产生化学反应，从而产生火焰，而氢气在遇到明火时，会发生爆炸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有自保护功能的氢能源燃料电池。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，包括壳体，壳体内设有存储腔，存储腔内存放有储氢罐，存储腔内一侧内壁连通有通腔，通腔内设有送风组件，送风组件能对存储腔内排入外界空气及存储的惰性气体，存储腔内一端放置有易熔塞，存储腔内壁与易熔塞之间设有检测组件，检测组件与易熔塞相抵并能检测易熔塞在高温下的状态，壳体内一端开设有第一空腔，第一空腔内设有控制组件，控制组件能将第一空腔打开，壳体内且位于第一空腔下侧开设有第二空腔，第二空腔内设有挡板组件，挡板组件能对第二空腔内进行隔离，壳体内且位于存储腔上侧设有暂存腔，暂存腔内充满惰性气体，暂存腔一端设有滑动组件，滑动组件能对暂存腔打开后的出气量进行控制。

其中：所述送风组件包括电机和风扇，电机固定在通腔下侧且位于壳体内，风扇位于通腔内并与电机动力连接，通腔下壁连通有连通腔，连通腔内壁固定设有止回阀。

其中：所述连通腔内且位于止回阀下侧固定设有过滤板。

其中：所述存储腔内上壁连通有气腔，气腔分别能与第一空腔及第二空腔相连通。

其中：所述检测组件包括与存储腔内壁相连通的滑腔和滑动设置在滑腔内的滑杆，滑杆位于存储腔内一端与易熔塞相抵，滑杆与滑腔内壁之间固定设有压缩弹簧，滑杆远离易熔塞一端面固定连接有弹力拉绳。

其中：所述挡板组件包括与第二空腔内连通的挡板腔，挡板腔内滑动设有挡板，挡板与挡板腔内壁之间固定设有第二弹簧，弹力拉绳远离滑杆一端的一股与挡板一端面固定连接，第二空腔远离壳体一端通过软管连接于车辆后侧。

其中：所述控制组件包括与第一空腔内壁相连通的控制腔和滑动设置在控制腔内的滑板，控制腔内远离第一空腔一侧内壁固定设有第一电磁铁，滑板内固定设有能与第一电磁铁磁性连接的第一磁铁，滑板与控制腔内壁之间固定设有第一弹簧，第一空腔远离壳体一端通过软管连接于车辆后端两侧，且第一空腔位于壳体一端与存储腔内上壁相连通。

其中：所述滑动组件包括与暂存腔连通的排放腔，排放腔远离暂存腔一端同时与通腔内底壁及第一空腔内壁相连通，排放腔内连通有封闭腔，封闭腔内滑动设有封闭板。

其中：所述封闭板内一端开设有锁腔，封闭板固定设有第二磁铁，封闭腔内固定设有能与第二磁铁磁性连接的第二电磁铁，封闭板与封闭腔内壁之间固定设有封闭板弹簧。

其中：所述壳体内且与封闭腔靠近锁腔一侧内壁连通有锁块腔，锁块腔内滑动设有锁块，锁块与锁块腔之间固定设有锁块弹簧，弹力拉绳远离滑杆一端的另外一股与锁块一端面固定连接。

本发明通过储氢罐周围加入惰性气体的方式，对储氢罐进行初步的保护，防止其与氧气进行反应，同时在氢气快速释放至外界的同时，对氢气内混入大量的惰性气体，达到稀释效果，从而在排放至外界时，能降低与空气中氧气的反应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例立体结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为图2中A处放大示意图；

图4为图2中B处放大示意图；

图5为图2中C处放大示意图；

图6为本发明实施例在释放气体时的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实施例的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池的结构如图1至图6所示包括壳体11，壳体11内设有存储腔19，存储腔19内存放有储氢罐18，壳体11内且位于存储腔19上侧设有暂存腔21，暂存腔21内充满惰性气体例如氦气，存储腔19内一侧内壁连通有通腔12，通腔12内设有送风组件，送风组件能对存储腔19内送入外界空气及暂存腔21内存储的惰性气体，这样通过储氢罐18周围加入惰性气体的方式，能够对储氢罐18进行初步的保护，防止其与氧气进行反应，送风组件包括电机14和风扇13，电机14固定在通腔12下侧且位于壳体11内，风扇13位于通腔12内并与电机14动力连接，通腔12下壁连通有连通腔17，连通腔17内壁固定设有止回阀16，连通腔17内且位于止回阀16下侧固定设有过滤板15，过滤板15能对进入连通腔17内的空气进行过滤，当风扇13转动时，能带动外界空气通过通腔12进入存储腔19内。

壳体11内一端开设有第一空腔26和第二空腔32，存储腔19内上壁连通有气腔22，气腔22分别能与第一空腔26及第二空腔32相连通，这样存储腔19内气体通过气腔22同时进入第一空腔26内及第二空腔32内。其中第一空腔26位于壳体11内一端与存储腔19内上壁相连通，第一空腔26远离壳体11一端通过软管连接于车辆后端两侧，以能将存储腔19内气体向车辆两侧排放，第一空腔26内设有控制组件，控制组件能将第一空腔26内打开，控制组件包括与第一空腔26内壁相连通的控制腔25，控制腔25内滑动设有滑板27，控制腔25内远离第一空腔26一侧内壁固定设有第一电磁铁33，滑板27内靠近第一电磁铁33一端面固定设有能与第一电磁铁33磁性连接的第一磁铁28，滑板27靠近第一电磁铁33一端面与控制腔25内壁之间固定设有第一弹簧29，第一弹簧29处于自然状态时，滑板27伸入第一空腔26将该第一空腔26关闭，当第一电磁铁33通电时，第一空腔26被打开。其中第二空腔32位于第一空腔26下侧，第二空腔32远离壳体11一端通过软管连接于车辆后侧，并能朝向天空排放气体，第二空腔32内设有挡板组件，挡板组件能对第二空腔32内进行隔离，挡板组件包括与第二空腔32内连通的挡板腔23，挡板腔23内滑动设有挡板24，挡板24与挡板腔23内壁之间固定设有第二弹簧31，第二弹簧31处于自然状态时，挡板24伸入第二空腔32将该第二空腔32关闭。

存储腔19内一端放置有易熔塞35，存储腔19内壁与易熔塞35之间设有检测组件，检测组件与易熔塞35相抵并能检测易熔塞35在高温下的状态，检测组件包括与存储腔19内壁相连通的滑腔37，滑腔37内滑动设有滑杆36，滑杆36位于存储腔19内一端与易熔塞35相抵，滑杆36远离易熔塞35一端面与滑腔37内壁之间固定设有压缩弹簧34，滑杆36远离易熔塞35一端面固定连接有弹力拉绳30，弹力拉绳30远离滑杆36一端与挡板24一端面固定连接，当易熔塞35高温熔化后，滑杆36能向存储腔19内滑动，以拉动弹力拉绳30进而使得挡板24脱离第二空腔32将该第二空腔32打开。

暂存腔21一端设有滑动组件，滑动组件能对暂存腔21打开后的出气量进行控制，滑动组件包括与暂存腔21连通的排放腔20，排放腔20远离暂存腔21一端同时与通腔12内底壁及第一空腔26内壁相连通，暂存腔21内惰性气体能同时通过排放腔20进入第一空腔26内及通腔12内，排放腔20内连通有封闭腔46，封闭腔46内滑动设有封闭板41，封闭板41远离排放腔20一端固定设有第二磁铁40，封闭腔46内远离排放腔20一侧内壁固定设有能与第二磁铁40磁性连接的第二电磁铁38，封闭板41靠近第二电磁铁38一端面与封闭腔46内壁之间固定设有封闭板弹簧39，封闭板弹簧39处于自然状态时，封闭板41将排放腔20关闭。封闭板41内一端开设有锁腔44，壳体11内且与封闭腔46靠近锁腔44一侧内壁连通有锁块腔42，锁块腔42内滑动设有锁块43，锁块43靠近封闭腔46一端与封闭板41相抵，锁块43远离封闭板41一端面与锁块腔42内壁之间固定设有锁块弹簧45，锁块弹簧45处于压缩状态，弹力拉绳30远离滑杆36一端与锁块43一端面固定连接，即弹力拉绳30远离滑杆36的一端形成两股，其中一股与挡板24固定连接，另一股与锁块43固定连接。

当新能源车辆内的传感器检测到车辆发生碰撞后，能启动第二电磁铁38,第二电磁铁38通过磁性连接带动第二磁铁40向远离排放腔20方向滑入封闭腔46内，封闭板41滑动时能带动锁腔44滑动，当锁腔44滑动至与锁块腔42相连通时，锁块弹簧45通过自身弹性带动锁块43弹出锁块腔42内并进入锁腔44内将所述封闭板41固定，阻止封闭板41继续向下滑动，此时封闭板41将排放腔20内打开较小的一道口子，暂存腔21内惰性气体通过封闭板41及排放腔20之间的口子同时进入通腔12内及第一空腔26内，第一空腔26内封闭，因此惰性气体会被导入存储腔19内上端，而且进入通腔12内的惰性气体会被导入存储腔19内下端，从而惰性气体作为保护气扩散至储氢罐18周围，有效防止高温下储氢罐18与空气中氧气进行反应。

当车辆发生碰撞后且发生燃烧现象，因高温，易熔塞35发生融化，同时储氢罐18内高压氢气将被释放，此时滑杆36不再被易熔塞35抵住，压缩弹簧34通过自身弹性带动滑杆36滑入存储腔19内，进而通过固定连接拉动弹力拉绳30,弹力拉绳30能同时拉动锁块43及挡板24，挡板24通过弹力拉绳30滑入挡板腔23内，将第二空腔32完全打开，锁块43通过弹力拉绳30滑入锁块腔42内，与锁腔44内壁脱离连接，此时第二电磁铁38通过磁性连接带动封闭板41向下滑入封闭腔46内，并将排放腔20完全打开，暂存腔21内惰性气体以较快速度进入排放腔20内，此时电机14启动，带动风扇13于通腔12内快速转动，将外界空气通过过滤板15的过滤，进而通过止回阀16进入通腔12内，与大量的惰性气体混合，进入存储腔19内，此时存储腔19内充斥大量的从储氢罐18内释放而出的氢气、外界空气、惰性气体，混入大量的空气能够稀释氢气，之后再混入惰性气体能够降低对混入氢气的空气中的氧气的浓度，只要空气中氧气的浓度低于一定值就不会燃烧及爆炸。

而且存储腔19内混合之后的气体会通过气腔22进入第一空腔26内及第二空腔32内，由于只有第二空腔32处于打开状态，因此存储腔19内的混合气体会通过第二空腔32排放至车辆上空；与此同时，当车辆发生碰撞时，通过车辆自身对周围的监控系统，当车辆周围一定范围内，没有其它车辆或行人时，控制第一电磁铁33启动，进而通过磁性连接带动第一磁铁28滑动，从而通过第一磁铁28带动滑板27滑入控制腔25内，并将第一空腔26完全打开，通过第一空腔26向车辆两侧排放，通过混入大量的惰性气体，能在车辆对两侧释放气体时，对周围进行保护，减弱甚至防止两侧气体释放时，其内氢气与氧气发生反应产生火焰。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，包括壳体，壳体内设有存储腔，存储腔内存放有储氢罐，其特征在于，所述存储腔内一侧内壁连通有通腔，通腔内设有送风组件，送风组件能对存储腔内排入外界空气及存储的惰性气体，存储腔内一端放置有易熔塞，存储腔内壁与易熔塞之间设有检测组件，检测组件与易熔塞相抵并能检测易熔塞在高温下的状态，壳体内一端开设有第一空腔，第一空腔内设有控制组件，控制组件能将第一空腔打开，壳体内且位于第一空腔下侧开设有第二空腔，第二空腔内设有挡板组件，挡板组件能对第二空腔内进行隔离，壳体内且位于存储腔上侧设有暂存腔，暂存腔内充满惰性气体，暂存腔一端设有滑动组件，滑动组件能对暂存腔打开后的出气量进行控制。

2.如权利要求1所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述送风组件包括电机和风扇，电机固定在通腔下侧且位于壳体内，风扇位于通腔内并与电机动力连接，通腔下壁连通有连通腔，连通腔内壁固定设有止回阀。

3.如权利要求2所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述连通腔内且位于止回阀下侧固定设有过滤板。

4.如权利要求1所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述存储腔内上壁连通有气腔，气腔分别能与第一空腔及第二空腔相连通。

5.如权利要求1所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述检测组件包括与存储腔内壁相连通的滑腔和滑动设置在滑腔内的滑杆，滑杆位于存储腔内一端与易熔塞相抵，滑杆与滑腔内壁之间固定设有压缩弹簧，滑杆远离易熔塞一端面固定连接有弹力拉绳。

6.如权利要求5所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述挡板组件包括与第二空腔内连通的挡板腔，挡板腔内滑动设有挡板，挡板与挡板腔内壁之间固定设有第二弹簧，弹力拉绳远离滑杆一端的一股与挡板一端面固定连接，第二空腔远离壳体一端通过软管连接于车辆后侧。

7.如权利要求5所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述控制组件包括与第一空腔内壁相连通的控制腔和滑动设置在控制腔内的滑板，控制腔内远离第一空腔一侧内壁固定设有第一电磁铁，滑板内固定设有能与第一电磁铁磁性连接的第一磁铁，滑板与控制腔内壁之间固定设有第一弹簧，第一空腔远离壳体一端通过软管连接于车辆后端两侧，且第一空腔位于壳体一端与存储腔内上壁相连通。

8.如权利要求5所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述滑动组件包括与暂存腔连通的排放腔，排放腔远离暂存腔一端同时与通腔内底壁及第一空腔内壁相连通，排放腔内连通有封闭腔，封闭腔内滑动设有封闭板。

9.如权利要求8所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述封闭板内一端开设有锁腔，封闭板固定设有第二磁铁，封闭腔内固定设有能与第二磁铁磁性连接的第二电磁铁，封闭板与封闭腔内壁之间固定设有封闭板弹簧。

10.如权利要求9所述的一种具有自保护功能的氢能源燃料电池，其特征在于，所述壳体内且与封闭腔靠近锁腔一侧内壁连通有锁块腔，锁块腔内滑动设有锁块，锁块与锁块腔之间固定设有锁块弹簧，弹力拉绳远离滑杆一端的另外一股与锁块一端面固定连接。

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