CN113921881B - 电堆壳体结构和燃料电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，提供了一种电堆壳体结构和燃料电池模块，该电堆壳体结构包括：壳本体、连接组件和盖板；壳本体包括一安装板体，安装板体的预设区域设有贯穿开口和沉降槽，沉降槽的槽底朝向壳本体的外侧；连接组件的一端与沉降槽连接，连接组件的另一端用于连接电压巡检仪；盖板与沉降槽密封连接，盖板远离贯穿开口的一侧与安装板体的外表面平齐。通过在壳本体上开设下沉开口，并利用连接组件将电压巡检仪内嵌于贯穿开口区域，缩短了巡检线束的装配距离，并且可有效防止外界水汽和灰尘进入；由于盖板远离贯穿开口的一侧与安装板体的外表面平齐，使得整个电堆壳体结构的包络尺寸不变，从而提高了燃料电池模块的功率密度。

Description

电堆壳体结构和燃料电池模块

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种电堆壳体结构和燃料电池模块。

背景技术

燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的装置。燃料电池堆（简称电堆）一般由双极板和膜电极顺次反复堆叠而成，根据输出电压和功率的要求，电堆中单电池（或称为单体电池）的片数从几十到几百片不等，为确保燃料电池堆在使用过程中的安全性，须能够实时监测每一片单电池的电压情况，并对其进行必要的采集和分析，这样，能够监测电堆中所有单体电池电压的巡检仪就成为了燃料电池模块的一个重要标配部件。由于其具有一定体积和重量，且必须有线束与电堆的单体电池进行电连接，因此，其安装位置和方式尤为重要。

现有技术中，一种方式是将巡检仪作为一个单独模块置于燃料电池模块的外侧，并进行适当的防护，这样的结构会影响燃料电池系统的整体布局并降低其功率密度（衡量燃料电池系统的重要指标之一）；另一种方式是直接把巡检结构的排针座嵌于电堆壳体侧壁上，这种结构的防水防尘等级（IP等级）较低，使用过程存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电堆壳体结构和燃料电池模块，以解决现有燃料电池模块功率密度小且防护等级低的技术问题。

第一个方面，本发明实施例提供了一种电堆壳体结构，包括：壳本体、连接组件和盖板；所述壳本体用于承载和包围电堆，所述壳本体包括一安装板体，所述安装板体的预设区域设有下沉开口，所述下沉开口包括贯穿开口和包围所述贯穿开口的沉降槽，所述沉降槽的槽底朝向所述壳本体的外侧；所述连接组件的一端与所述沉降槽连接，所述连接组件的另一端从所述贯穿开口延伸至所述壳本体的内侧，用于连接电压巡检仪；所述盖板盖设在所述贯穿开口上、并与所述沉降槽密封连接，所述盖板远离所述贯穿开口的一侧与所述安装板体的外表面平齐。

可选地，所述沉降槽的槽底靠近所述贯穿开口的边缘设有至少一个开口槽；所述连接组件包括至少一个延伸件，所述延伸件与所述开口槽一一对应连接。

可选地，所述贯穿开口的外形轮廓投影为矩形结构，所述沉降槽沿着所述矩形结构的周向包括四个子槽底，至少一个所述子槽底设置有多个所述开口槽。

可选地，所述连接组件包括至少一个连接件，所述连接件包括连接板体和多个所述延伸件，多个所述延伸件均与所述连接板体的一端连接，并形成L型结构；同一所述连接件上的多个所述延伸件与同一所述子槽底上的多个所述开口槽一一对应连接，所述连接板体从所述贯穿开口延伸至所述壳本体的内侧，用于连接所述电压巡检仪。

可选地，所述四个子槽底沿顺时针方向依次为第一子槽底、第二子槽底、第三子槽底和第四子槽底；所述第一子槽底与所述第三子槽底沿着所述矩形结构的长度方向相对设置，所述第二子槽底与所述第四子槽底沿着所述矩形结构的宽度方向相对设置；所述第一子槽底和所述第三子槽底分别设有多个所述开口槽；和/或，所述第二子槽底和所述第四子槽底分别设有多个所述开口槽。

可选地，所述开口槽的槽底设有第一安装孔，所述延伸件设有与所述第一安装孔对应的第一定位孔；所述第一安装孔与所述第一定位孔通过第一螺纹连接件对位连接。

可选地，所述第一安装孔为贯穿所述开口槽的槽底的长条形通孔，所述第一安装孔的长度方向与所述贯穿开口的宽度方向平行；所述第一安装孔沿贯穿开口的宽度方向的尺寸大于所述延伸件沿所述贯穿开口的宽度方向的尺寸。

可选地，所述电堆壳体结构还包括：密封圈；所述密封圈设置在所述沉降槽内，并覆盖所述连接组件的部分区域；所述盖板覆盖所述密封圈，并通过所述密封圈与所述沉降槽密封连接。

可选地，所述沉降槽的槽底沿周向间隔设有多个第二安装孔，所述密封圈沿周向设有与所述第二安装孔一一对应的第二定位孔，所述盖板上设有与所述第二定位孔一一对应的组装孔；所述组装孔、第二定位孔以及所述第二安装孔通过第二螺纹连接件对位连接。

第二个方面，本发明实施例还提供了一种燃料电池模块，包括：电堆、电压巡检仪以及第一个方面所述的电堆壳体结构；所述电堆安装在所述电堆壳体结构内部，所述电堆壳体结构包括的连接组件远离沉降槽的一端与所述电压巡检仪连接，所述电压巡检仪的检测端口与所述电堆的巡检端口电连接。

本发明实施例至少具有以下技术效果：

本发明实施例提供的电堆壳体结构，通过在壳本体上开设下沉开口，从而形成一贯穿开口和包围该贯穿开口的沉降槽，利用连接组件将电压巡检仪内嵌于贯穿开口区域，缩短了巡检线束的装配距离，结构紧凑，且同在壳体内部，降低了线束的长度和防水处理难度；且通过盖板与沉降槽之间的密封连接，可有效防止外界水汽和灰尘进入，有利于提升电堆壳体结构的防水防尘等级；由于盖板远离贯穿开口的一侧与安装板体的外表面平齐，使得在整个电堆壳体结构的包络尺寸不变的情况下，将电压巡检仪嵌在盖板与电堆之间的间隙中，从而提高了燃料电池模块的功率密度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种电堆壳体结构的壳本体的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电堆壳体结构的壳本体的安装板体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电堆壳体结构的壳本体与连接组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电堆壳体结构的壳本体与连接组件以及电压巡检仪的装配结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电堆壳体结构的连接件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电堆壳体结构（包括电压巡检仪）的爆炸图；

图7为本发明实施例提供的另一种电堆壳体结构的壳本体与连接组件以及电压巡检仪的装配结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种电堆壳体结构与电压巡检仪的爆炸图；

图9为本发明实施例提供的图8中A的放大图；

图10为本发明实施例提供的燃料电池模块的内部结构示意图；

图11为现有技术提供的一种电堆壳体结构与电压巡检仪的安装和尺寸示意图；

图12为本发明实施例提供的一种电堆壳体结构与电压巡检仪的安装和尺寸示意图。

图标：100-壳本体；110-安装板体；200-下沉开口；210-沉降槽；210a-开口槽；2101-第一安装孔；210b-第二安装孔；211-第一子槽底；212-第二子槽底；213-第三子槽底；214-第四子槽底；220-贯穿开口；300-减重槽；400-连接组件；410-连接件；411-连接板体；412-延伸件；412a-第一定位孔；500-电压巡检仪；600-密封圈；610-第二定位孔；700-盖板；710-组装孔；800-第一螺纹连接件；900-第二螺纹连接件；1000-电堆。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式 “一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

结合图1至图6所示，本发明实施例提供了一种电堆壳体结构，包括：壳本体100、连接组件400和盖板700。其中，壳本体100用于承载和包围电堆，电堆包括反复间隔堆叠的双极板和膜电极。

具体地，壳本体100包括一安装板体110，安装板体110可以看作是壳本体100用于安装电压巡检仪500的结构。安装板体110为具有一定厚度的板材结构，属于壳本体100的一部分。安装板体110的预设区域（安装板体110上用于安装电压巡检仪500的区域）设有下沉开口200，下沉开口200可以看作是沿着垂直于安装板体110厚度的方向向内凹陷一定的深度，然后在凹陷区域的中间形成一个开口（本实施例中称为贯穿开口220），即下沉开口200包括贯穿开口220和包围贯穿开口220的沉降槽210，沉降槽210可以看作是凹陷区域中形成贯穿开口220之后保留的区域。沉降槽210的槽底朝向壳本体100的外侧，便于安装连接组件400和盖板700。

为了便于安装电压巡检仪500，使得电压巡检仪500安装在壳本体100的内部，连接组件400的一端与沉降槽210固定连接，连接组件400的另一端从贯穿开口220延伸至壳本体100的内侧，用于与电压巡检仪500相连接。

需要说明的是，贯穿开口220的开口尺寸需要大于电压巡检仪500的外形轮廓尺寸并预留一定的间隙，方便电压巡检仪500从该贯穿开口220处延伸至壳本体100的内侧，同时也有利于连接组件400的安装。此外，由于安装板体110与电堆之间本身具有一定的间隙，当电压巡检仪500镶嵌在安装板体110的内侧时，不会与电堆发生干涉，同时也不需要改变壳本体100的包络尺寸。

进一步地，盖板700盖设在贯穿开口220上，盖板700的边缘区域镶嵌在沉降槽210内并与沉降槽210密封连接，盖板700远离贯穿开口220的一侧与安装板体110的外表面平齐。

可选地，壳本体100上还设有减重槽300，减重槽300由壳体的外表面向壳本体100的内侧凹陷一定的深度，但没有贯穿壳本体100，这样在壳本体100满足结构强度的前提下，可以进一步降低壳本体100的重量。本实施例中示例的减重槽300设置在壳本体100的侧表面，具体可参见图1和图6，图1和图6中示意的减重槽300的数量为多个，且减重槽300在壳本体100上的正投影轮廓为三角形。当然，减重槽300在壳本体100上的正投影轮廓还可以为圆形或者矩形，本实施例中对此不作限定。

本发明实施例提供的电堆壳体结构，通过在壳本体100上开设下沉开口200，从而形成一贯穿开口220和包围该贯穿开口220的沉降槽210，利用连接组件400将电压巡检仪500内嵌于贯穿开口220的区域，缩短了巡检线束的装配距离，结构紧凑，且同在壳体内部，降低了线束的长度和防水处理难度；且通过盖板700与沉降槽210之间的密封连接，可有效防止外界水汽和灰尘进入，有利于提升电堆壳体结构的防水防尘等级；由于盖板700远离贯穿开口220的一侧与安装板体110的外表面平齐，使得在整个电堆壳体结构的包络尺寸不变的情况下，将电压巡检仪嵌在盖板与电堆之间的间隙中，从而提高了燃料电池模块的功率密度。

在一个可选的实施例中，发明人考虑到连接组件400与沉降槽210的槽底之间连接的便捷性，提供了如下一种可能的实现方式：

继续参阅图2和图6，沉降槽210的槽底靠近贯穿开口220的边缘设有至少一个开口槽210a，开口槽210a位于沉降槽210靠近贯穿开口220的边缘位置，相当于沉降槽210的槽底靠近贯穿开口220的区域继续凹陷下沉，形成一个缺口结构，该缺口结构即为本实施例中的开口槽210a。

进一步地，继续参阅图2，连接组件400包括至少一个延伸件412，延伸件412与开口槽210a一一对应设置连接。延伸件412的一端镶嵌在开口槽210a内，并与开口槽210a配合连接。

本实施例中沉降槽210的槽底设有开口槽210a，由于开口槽210a为下沉式结构，可方便连接组件400的定位安装，并且延伸件412与沉降槽210配合安装后可以保持槽底的平整性，从而方便后续盖板700的安装，有利于提升电堆壳体结构的密封效果。

在一个可选的实施例中，继续参阅图2至图6，贯穿开口220的外形轮廓沿着垂直于安装板体110厚度方向的投影为矩形结构，沉降槽210的外形轮廓沿着垂直于安装板体110厚度方向的投影为回字形结构。

具体地，沉降槽210沿着矩形结构的周向包括四个子槽底，其中至少有一个子槽底设置有多个开口槽210a（图2中示意两个子槽底分别设有两个开口槽210a），每个子槽底上的多个开口槽210a间隔设置。每个开口槽210a与连接组件400上的多个延伸件412一一对应连接，从而将电压巡检仪500镶嵌在壳本体100的内侧，提升了电压巡检仪500的安装稳定性。

为了提升电压巡检仪500的连接强度，继续参阅图5和图6，连接组件400包括至少一个连接件410，每个连接件410均包括连接板体411和多个延伸件412（图5中示意为两个），多个延伸件412间隔设置，且都与连接板体411的一端连接并形成L型结构。

可以理解的是，呈L型结构的延伸件412与连接板体411可以完全垂直，也可以存在一定的预设角度（例如：85度或者95度），本实施例中不作具体限定。

具体地，同一连接件410上的多个延伸件412与同一子槽底上的多个开口槽210a一一对应连接，连接板体411从贯穿开口220延伸至壳本体100的内侧，用于连接电压巡检仪500。需要说明的是，通过连接板体411可以与电压巡检仪500的外侧壁贴合连接，且连接板体411的尺寸与电压巡检仪500的外侧壁尺寸相当，从而提升连接件410的结构强度，使得电压巡检仪500的安装更加稳固。

进一步地，延伸件412卡设在对应的开口槽210a内，延伸件412远离连接板体411的一端与开口槽210a固定连接。连接板体411远离延伸件412的一端从贯穿开口220延伸至壳本体100的内侧，连接板体411用于与电压巡检仪500的外侧壁连接。通过这种方式，即可实现电压巡检仪500与壳本体100之间的镶嵌式连接。

可选地，延伸件412沿着垂直于安装板体110厚度方向的尺寸小于或者等于开口槽210a的槽深，有利于提升盖板700和密封件安装的平整性。

可选地，延伸件412与连接板体411可以通过焊接或者一体成型的方式实现连接。

本实施例提供的连接件410具有多个延伸件412，通过延伸件412与开口槽210a的配合实现连接，同时通过连接板体411穿过贯穿开口220并延伸至壳本体100的内侧，方便电压巡检仪500的安装，这种L型连接件410占用的空间小，基本不会影响对盖板700和电压巡检仪500的安装。

为了便于描述，继续参阅图2和图4，将沉降槽210的槽底沿着矩形结构的边长划分为四个子槽底，四个子槽底沿顺时针方向依次为第一子槽底211、第二子槽底212、第三子槽底213和第四子槽底214。其中，第一子槽底211与第三子槽底213沿着贯穿开口220的长度方向相对设置，第二子槽底212与第四子槽底214沿着贯穿开口220的宽度方向相对设置。

可选地，继续参阅图2和图4，第一子槽底211和第三子槽底213分别设有多个开口槽210a，连接件410的数量为两个，其中一个连接件410上的多个延伸件412与第一子槽底211上设置的多个开口槽210a一一对应，另一个连接件410上的多个延伸件412与第三子槽底213上设置的多个开口槽210a一一对应，且这两个连接件410的连接板体411分别与电压巡检仪500沿长度方向的两个外侧壁相连接。

进一步地，第一子槽底211上的多个开口槽210a与第三子槽底213上的多个开口槽210a关于贯穿开口220的中心对称设置，进一步提升电压巡检仪500的安装稳定性。

可选地，第二子槽底212和第四子槽底214分别设有多个开口槽210a（图2和图4中未示意），连接件410的数量为两个，其中一个连接件410上的多个延伸件412与第二子槽底212上设置的多个开口槽210a一一对应，另一个连接件410上的多个延伸件412与第四子槽底214上设置的多个开口槽210a一一对应，且这两个连接件410的连接板体411分别与电压巡检仪500沿宽度方向的两个外侧壁相连接。

进一步地，第二子槽底212上的多个开口槽210a与第四子槽底214上的多个开口槽210a关于贯穿开口220的中心对称设置，进一步提升电压巡检仪500的安装稳定性。

在一些实施例中，第一子槽底211、第二子槽底212、第三子槽底213以及第四子槽底214分别设有多个开口槽210a，对应的连接将的数量为四个，即电压巡检仪500的每个侧表面都可以通过连接件410与对应的开口槽210a连接，从而进一步提升了电压巡检仪500与壳本体100之间的连接稳定性。

可以理解的是，由于电压巡检仪500的外形轮廓也为矩形，为了便于电压巡检仪500的嵌入式安装，电压巡检仪500的长度方向需要与贯穿开口220的长度方向一致，电压巡检仪500的宽度方向需要与贯穿开口220的宽度方向一致。

本实施例中，通过在子槽底上设置多个开口槽210a，使得电压巡检仪500能够通过多个连接件410分别与对应的开口槽210a对应连接，并且相对设置的子槽底上的各开口槽210a对称设置，提升了电压巡检仪500与壳本体100之间的连接结构强度和稳定性，抗振能力得以增强，从而可以应对复杂的运行工况。

在一个可选的实施例中，参阅图1至图7，开口槽210a的槽底设有第一安装孔2101，延伸件412设有与第一安装孔2101对应的第一定位孔412a。

具体地，延伸件412卡设在开口槽210a内时，开口槽210a的槽底的第一安装孔2101与延伸件412的第一定位孔412a对位设置，通过第一螺纹连接件800实现第一安装孔2101与第二定位孔610的对位连接，从而将延伸件412与壳本体100的下沉开口200固定连接。

本实施例中，延伸件412与开口槽210a之间通过第一螺纹连接件800实现固定连接，方便安装和拆卸，有利于电压巡检仪500的安装和维护。

可选地，结合图7至图9所示，图中示意的第一子槽底211和第三子槽底213分别设有两个开口槽210a，本实施例中的开口槽210沿贯穿开口220的宽度方向的尺寸需要大于延伸件412沿贯穿开口220的宽度方向的尺寸，保证延伸件412能够移动，从而调整电压巡检仪的位置。

具体地，每个开口槽210a的槽底都设置有一个第一安装孔2101，第一安装孔2101为长条形通孔，该长条形通孔贯穿开口槽210a的槽底。第一安装孔2101的长度方向与贯穿开口220的宽度方向平行，使得连接件410能够沿着贯穿开口220的宽度方向移动。

进一步地，第一安装孔2101沿贯穿开口220的宽度方向的尺寸大于延伸件412沿贯穿开口220的宽度方向的尺寸，延伸件412上的第一定位孔412a通过第一螺纹连接件800实现紧固连接。当需要调整电压巡检仪500的位置时，松开第一螺纹连接件800并将与电压巡检仪500连接的延伸将412调整至第一安装孔2101上的适当位置，然后再重新拧紧第一螺纹连接件800即可。

本实施例通过将第一安装孔设置成长条形的通孔结构，这样可以方便调整电压巡检仪的位置，从而适应不同尺寸电压巡检仪的安装，增加了电堆壳体结构的统一性，节约制备成本，且应用范围更广。

在一个可选的实施例中，继续参阅图6，电堆壳体结构还包括：密封圈600；密封圈600设置在沉降槽210内，并覆盖连接组件400的部分区域。盖板700覆盖在密封圈600表面，通过该密封圈600实现与沉降槽210的密封连接。可选地，当连接件410的延伸件412的厚度小于或者等于开口槽210a的槽深时，密封圈600靠近连接件410的一侧相当于位于同一平面内，使得密封圈600的另一侧也位于同一平面内，从而保证了密封圈600在沉降槽210内安装的平整度。

可选地，本实施例中的密封圈600采用扁平密封圈600，扁平密封圈600的一侧与沉降槽210的槽底贴合，另一侧与盖板700的内侧贴合，并由盖板700对密封圈600施加一定的压力，从而提升密封效果。通过密封圈600的使用，可将整个壳体的防水防尘等级提升至不低于IP67，有利于提升燃料电池模块的安全性和使用寿命。

进一步地，密封圈600的厚度和盖板700的厚度之和与沉降槽210的槽深基本相等，从而保证盖板700远离贯穿开口220的一侧与安装板体110的外表面平齐。

本实施例中，密封圈600的外形轮廓与沉降槽210的外形轮廓基本一致，即密封圈600的外形轮廓也为回字形结构，密封圈600中部的开口可以与贯穿开口220的面积相等或者略大于贯穿开口220的面积，在起到密封作用的同时不影响连接组件400和电压巡检仪500的安装。

在一个可选的实施例中，继续参阅图4和图6，沉降槽210的槽底沿周向间隔设有多个第二安装孔210b，密封圈600沿周向设有与第二安装孔210b一一对应的第二定位孔610，盖板700上设有与第二定位孔610一一对应的组装孔710。

需要说明的是，本实施例中的第二安装孔210b设置在沉降槽210的槽底，但是不包括开口槽210a的区域，开口槽210a的槽底设置有第一安装孔。

具体地，在密封圈600和盖板700与壳本体100连接时，组装孔710、第二定位孔610以及第二安装孔210b对位设置，并且对位设置的组装孔710、第二定位孔610以及第二安装孔210b通过第二螺纹连接件900实现对位连接。

本实施例中，密封圈600和盖板700通过第二螺纹连接件900实现与壳本体100的固定连接，方便安装和拆卸，有利于电压巡检仪500的安装和维护。

基于同一发明构思，继续参阅图2、图6和图10，本发明实施例还提供了一种燃料电池模块，包括：电堆1000、电压巡检仪500以及本发明实施例中前述的电堆壳体结构。

具体地，电堆1000通过支撑件固定安装在电堆壳体结构内部。电堆壳体结构包括的连接组件400远离沉降槽210的一端与电压巡检仪500连接，从而将电压巡检仪500镶嵌在壳本体100的内侧。电压巡检仪500的检测端口与电堆1000的巡检端口电连接，从而可以检测电堆1000中各单电池的电压，保证电堆的正常运行。

可以理解的是，电压巡检仪500正好安装在电堆1000与壳本体100的安装板体110之间的间隙，这部分间隙原先是为壳本体两侧的管路安装以及高压连接件安装预留的，管路结构靠近壳本体的侧边，电压巡检仪500靠近中间位置，当电压巡检仪500安装于壳体内部后并不需要改变电堆壳体结构的整体尺寸。

可选地，电堆的巡检端口可以朝着壳本体100上设有贯穿开口220的一侧设置，并且电堆的巡检端口正好位于该贯穿开口220所在的区域，当电压巡检仪500通过连接组件400镶嵌在壳本体100内部时，电压巡检仪500的检测端口可以直接通过插拔的方式与电堆的巡检端口对接，从而省去了连接线缆，连接更加方便。

本发明实施例提供的燃料电池模块，包括了前述实施例中的电堆壳体结构，该电堆壳体结构通过在壳本体100上开设下沉开口200，从而形成一贯穿开口220和包围该贯穿开口220的沉降槽210，利用连接组件400将电压巡检仪500内嵌于贯穿开口220区域，缩短了巡检线束的装配距离，结构紧凑，且同在壳体内部，降低了线束的长度和防水处理难度；且通过盖板700与沉降槽210之间的密封连接，可有效防止外界水汽和灰尘进入，有利于提升电堆壳体结构的防水防尘等级；由于盖板700远离贯穿开口220的一侧与安装板体110的外表面平齐，使得在整个电堆壳体结构的包络尺寸不变的情况下，将电压巡检仪嵌在盖板与电堆之间的间隙中，从而提高了燃料电池模块的功率密度。

示例性的，基于前述各实施例的内容，下面对不同包络尺寸的燃料电池模块体积功率密度进行示例性说明。

如图11和图12所示，图11为外置电压巡检仪与电堆壳体结构配合之后的结构示意图，图中示意的整体包络尺寸为423*435*225（单位：毫米），总质量约为15.7千克；图12为本申请实施例的电压巡检仪与电堆配合之后的结构示意图，整体的包络尺寸为423*425*184.1（单位：毫米），总质量约为13.5千克。

具体地，功率密度包括体积功率密度和质量功率密度，其中体积功率密度=功率/体积，质量功率密度=功率/质量，即功率密度与体积或质量成反比例关系，在功率不变的前提下，本实施例中的体积和质量相对外置巡检仪的燃料电池模块都减小了，从简单计算可知，本实施例中的质量功率密度和体积功率密度分别提升了16.3%和22.2%。

本发明实施例提供的上述实施例，至少具有如下技术效果：

1、通过在壳本体上开设下沉开口，从而形成一贯穿开口和包围该贯穿开口的沉降槽，利用连接组件将电压巡检仪内嵌于贯穿开口区域，缩短了巡检线束的装配距离，结构紧凑，且同在壳体内部，降低了线束的长度和防水处理难度；且通过盖板与沉降槽之间的密封连接，可有效防止外界水汽和灰尘进入，有利于提升电堆壳体结构的防水防尘等级；由于盖板远离贯穿开口的一侧与安装板体的外表面平齐，使得在整个电堆壳体结构的包络尺寸不变的情况下，将电压巡检仪嵌在盖板与电堆之间的间隙中，从而提高了燃料电池模块的功率密度。

2、通过设置开口槽，由于开口槽为下沉式结构，可方便连接组件的定位安装，并且延伸件与沉降槽配合安装后可以保持槽底的平整性，从而方便后续盖板的安装，有利于提升电堆壳体结构的密封效果。

3、通过延伸件与开口槽的配合实现连接，同时通过连接板体穿过贯穿开口并延伸至壳本体的内侧，方便电压巡检仪的安装，这种L型连接件占用的空间小，基本不会影响对盖板和电压巡检仪的安装。

4、通过在子槽底上设置多个开口槽，使得电压巡检仪能够通过多个连接件分别与对应的开口槽对应连接，并且相对设置的子槽底上的各开口槽对称设置，提升了电压巡检仪与壳本体之间的连接结构强度和稳定性，抗振能力得以增强，从而可以应对复杂的运行环境。

5、延伸件与开口槽之间通过第一螺纹连接件实现固定连接，方便安装和拆卸，有利于电压巡检仪的安装和维护。

6、密封圈的外形轮廓与沉降槽的外形轮廓基本一致，密封圈中部的开口可以与贯穿开口的面积相等或者略大于贯穿开口的面积，在起到密封作用的同时不影响连接组件和电压巡检仪的安装。

7、本实施例中的密封圈采用扁平密封圈，扁平密封圈的一侧与沉降槽的槽底贴合，另一侧与盖板的内侧贴合，并由盖板对密封圈施加一定的压力，从而提升密封效果。

8、密封圈和盖板通过第一螺纹连接件实现与壳本体的固定连接，方便安装和拆卸，有利于电压巡检仪的安装和维护。

9、本实施例通过将第一安装孔设置成长条形的通孔结构，这样可以方便调整电压巡检仪的位置，从而适应不同尺寸电压巡检仪的安装，增加了电堆壳体结构的统一性，节约制备成本，且应用范围更广。

10、电堆的巡检端口可以朝着壳本体上设有贯穿开口的一侧设置，并且电堆的巡检端口正好位于该贯穿开口所在的区域，当电压巡检仪通过连接组件镶嵌在壳本体内侧时，电压巡检仪的检测端口可以直接通过插拔的方式与电堆的巡检端口对接，从而省去了连接线缆，连接更加方便。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体状况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电堆壳体结构，其特征在于，包括：

壳本体，用于承载和包围电堆，所述壳本体包括一安装板体，所述安装板体的预设区域设有贯穿开口和包围所述贯穿开口的沉降槽，所述沉降槽的槽底朝向所述壳本体的外侧；

连接组件，所述连接组件的一端与所述沉降槽连接，所述连接组件的另一端从所述贯穿开口延伸至所述壳本体的内侧，用于连接电压巡检仪；

盖板，所述盖板盖设在所述贯穿开口上、并与所述沉降槽密封连接，所述盖板远离所述贯穿开口的一侧与所述安装板体的外表面平齐；

所述沉降槽的槽底靠近所述贯穿开口的边缘设有至少一个开口槽；所述连接组件包括至少一个延伸件，所述延伸件与所述开口槽一一对应连接；

所述开口槽的槽底设有第一安装孔，所述延伸件设有与所述第一安装孔对应的第一定位孔；所述第一安装孔与所述第一定位孔通过第一螺纹连接件对位连接；所述第一安装孔为贯穿所述开口槽的槽底的长条形通孔，所述第一安装孔的长度方向与所述贯穿开口的宽度方向平行；所述第一安装孔沿所述贯穿开口的宽度方向的尺寸大于所述延伸件沿所述贯穿开口的宽度方向的尺寸。

2.根据权利要求1所述的电堆壳体结构，其特征在于，所述贯穿开口的外形轮廓投影为矩形结构，所述沉降槽沿着所述矩形结构的周向包括四个子槽底，至少一个所述子槽底设置有多个所述开口槽。

3.根据权利要求2所述的电堆壳体结构，其特征在于，所述连接组件包括至少一个连接件，所述连接件包括连接板体和多个所述延伸件，多个所述延伸件都与所述连接板体的同一端连接，并形成L型结构；

同一所述连接件上的多个所述延伸件与同一所述子槽底上的多个所述开口槽一一对应连接，所述连接板体从所述贯穿开口延伸至所述壳本体的内侧，用于连接所述电压巡检仪。

4.根据权利要求3所述的电堆壳体结构，其特征在于，所述四个子槽底沿顺时针方向依次为第一子槽底、第二子槽底、第三子槽底和第四子槽底；

所述第一子槽底与所述第三子槽底沿着所述贯穿开口的长度方向相对设置，所述第二子槽底与所述第四子槽底沿着所述贯穿开口的宽度方向相对设置；

所述第一子槽底和所述第三子槽底分别设有多个所述开口槽；和/或，所述第二子槽底和所述第四子槽底分别设有多个所述开口槽。

5.根据权利要求4所述的电堆壳体结构，其特征在于，位于所述第一子槽底的多个所述开口槽与位于所述第三子槽底的多个所述开口槽按所述矩形结构的中心对称设置；

或者，所述第二子槽底上的多个所述开口槽与所述第四子槽底上的多个所述开口槽按所述矩形结构的中心对称设置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电堆壳体结构，其特征在于，还包括：密封圈；所述密封圈设置在所述沉降槽内，并覆盖所述连接组件的部分区域；

所述盖板覆盖所述密封圈，并通过所述密封圈与所述沉降槽密封连接。

7.根据权利要求6所述的电堆壳体结构，其特征在于，所述沉降槽的槽底沿周向间隔设有多个第二安装孔，所述密封圈沿周向设有与所述第二安装孔一一对应的第二定位孔，所述盖板上设有与所述第二定位孔一一对应的组装孔；

所述组装孔、第二定位孔以及所述第二安装孔通过第二螺纹连接件对位连接。

8.一种燃料电池模块，其特征在于，包括：电堆、电压巡检仪以及如权利要求1至7中任一项所述的电堆壳体结构；

所述电堆安装在所述电堆壳体结构内部，所述电堆壳体结构包括的连接组件远离沉降槽的一端与所述电压巡检仪连接，所述电压巡检仪的检测端口与所述电堆的巡检端口电连接。

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