CN209418656U - 一种电堆气液分配装置及其应用的燃料电池 - Google Patents

一种电堆气液分配装置及其应用的燃料电池 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种电堆气液分配装置及其应用的燃料电池，包括集块主体和转接板，转接板上至少设置一组连接孔，集块主体上设有可供氢气流通的氢气主流道，集块主体上设有可供空气流通的空气主流道，集块主体上设有可供冷却液流通的冷却液主流道，氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道竖直朝向且相互隔开，集块主体上设有若干氢气分流道、若干空气分流道和若干冷却液分流道，若干氢气分流道的一端分别与氢气主流道连通，若干空气分流道的一端分别与空气主流道连通，若干冷却液分流道的一端分别与冷却液主流道连通，结构设计合理，通过主流道和分流道的设计，使布局更合理，方便进行各种检测和检修，具有更多功能，功能完善。

Description

一种电堆气液分配装置及其应用的燃料电池
技术领域：
本实用新型涉及一种电堆气液分配装置及其应用的燃料电池。
背景技术：
现有燃料电池包括电堆模块，即燃料电池堆是氢燃料电池的核心部分，氢气和空气中的氧气罩电堆模块内产生化学反应，电堆模块的进口和出口处安装有很多零件：如压力传感器、温度传感器、氢气进出口硅胶管、冷却液进出硅胶管、空气进出口硅胶管、卡箍、进氢接头、氢气循环泵接头、回氢泵冷却液接头、泄压接头、冷却液接头、空气接头、端口连接头绝缘垫块、传感器接头等；其中进氢硅胶管、冷却液硅胶管、空气进气硅胶管用于输送反应气体与冷却液；卡箍用于固定密封端口连接头、进氢接头、氢气循环泵接头、冷却液接头、空气接头、传感器接头与进气硅胶管、冷却液硅胶管、空气进气硅胶管连接；绝缘垫块用于增加端口连接头、硅胶管与电堆的绝缘；泄压接头用于氢气压力保护用；回氢泵冷却接头用于回氢泵冷却；压力传感器用于检测进入系统的冷却液压力和空气供气压力并输出信号；温度传感器用于检测进入系统的冷却液温度和空气供气的温度并输出信号；
当前应用在电堆模块中的气液分配装置存在如下的技术问题：1)结构设置过于简单不合理，功能单一，不具有附加的功能,例如没有流道检测功能、没有温度压力检测功能、冷却液主流道的冷却液在高温状态下产生的气体排出，原来结构没有排气口。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种电堆气液分配装置及其应用的燃料电池，能避免，解决现有技术中结构设置不合理，功能单一，使用过程中造成各种不便的技术问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种电堆气液分配装置，包括集块主体和转接板，所述转接板安装在集块主体的一侧，所述转接板上至少设置一组连接孔，每组连接孔包括至少一个氢气孔、至少一个空气孔和至少一个冷却液孔，其特征在于：所述集块主体上设有可供氢气流通的氢气主流道，所述集块主体上设有可供空气流通的空气主流道，所述集块主体上设有可供冷却液流通的冷却液主流道，氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道竖直朝向且相互隔开，所述集块主体上设有若干氢气分流道、若干空气分流道和若干冷却液分流道，若干氢气分流道的一端分别与氢气主流道连通，若干氢气分流道的另一端与转接板上氢气孔连通；若干空气分流道的一端分别与空气主流道连通，若干空气分流道的另一端与转接板上空气孔连通；若干冷却液分流道的一端分别与冷却液主流道连通，若干冷却液分流道的另一端与转接板上冷却液孔连通。
所述集块主体上的若干氢气分流道、若干空气分流道和若干冷却液分流道是横向朝向且相互隔开。
所述氢气主流道与若干氢气分流道之间是垂直的，所述空气主流道与若干空气分流道之间是垂直的，所冷却液主流道与若干冷却液分流道是垂直的。
氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道的上下两端分别开设有开口，其中在氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道至少一端的通孔里安装有弯头，另一端的开口里安装有封盖或者弯头，弯头的一端与通孔连接，弯头的另一端安装有管道。
所述集块主体上设有若干个工艺孔，所述若干工艺孔分别若干氢气分流道、若干空气分流道和若干冷却液分流道连通，所述工艺孔上安装有堵头进行封闭。
所述集块主体的外侧边缘上设有若干个凸块，所述若干个凸块上设有螺纹孔，所述若干螺纹孔分别与氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道连通，所述螺纹孔上安装有带外螺纹结构的温度传感器或者压力传感器或者接头。
所述转接板与集块主体之间设有密封垫，所述每组连接孔的个氢气孔、空气孔和冷却液孔分别由上往下分布。
所述氢气主流道的上端开口上安装弯头，氢气主流道的下端开口上安装封盖；所述空气主流道的上端开口上安装封盖，空气主流道的下端开口上安装弯头；所述冷却液主流道的上端开口上安装弯头或者封盖，冷却液主流道的下端开口上安装弯头。
一种燃料电池，包括电堆模块、输入电堆气液分配装置和输出电堆分配装置，所述电堆模块是由若干个燃料电池单体由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体的一侧上都设有氢气输入口、空气输入口和冷却液输入口，所述氢气输入口、空气输入口和冷却液输入口分别由上往下依次分布，另一侧上都设有氢气输出口、空气输出口和冷却液输出口，所述氢气输出口、空气输出口和冷却液输出口分别由上往下依次分布，所述氢气输入口、空气输入口和冷却液输入口连接输入电堆气液分配装置，所述氢气输出口、空气输出口和冷却液输出口分别与输出电堆分配装置连接，其特征在于：所述输出电堆分配装置连接和输入电堆气液分配装置是上述所述的一种电堆气液分配装置，所述电堆气液分配装置包括集块主体和转接板，所述转接板安装在集块主体的一侧，所述转接板上至少设置一组连接孔，每组连接孔包括至少一个氢气孔、至少一个空气孔和至少一个冷却液孔，所述若干个氢气孔、空气孔和冷却液孔分别由上往下依次分布，所述集块主体通过转接板与电堆模块装配在一起，所述燃料电池单体的氢气输入口、空气输入口和冷却液输入口分别与输入电堆气液分配装置的转接板的氢气孔、空气孔和冷却液孔一一对应连通，所述燃料电池单体的氢气输出口、空气输出口和冷却液输出口分别与输出电堆气液分配装置的转接板的氢气孔、空气孔和冷却液孔一一对应连通。
所述输入电堆气液分配装置的集块主体上设有可供氢气流通的氢气主流道，所述集块主体上设有可供空气流通的空气主流道，所述集块主体上设有可供冷却液流通的冷却液主流道，所述氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道的上下两端分别开设有开口，所述氢气主流道的上端开口安装有弯头，另外下端开口安装有封盖；所述空气主流道的上端开口安装有封盖，另外下端开口安装有弯头；所述冷却液主流道的上端开口安装有封盖，另外下端开口安装有弯头。
所述输出电堆气液分配装置的集块主体上设有可供氢气流通的氢气主流道，所述集块主体上设有可供空气流通的空气主流道，所述集块主体上设有可供冷却液流通的冷却液主流道，所述氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道的上下两端分别开设有开口，所述氢气主流道的上端开口安装有弯头，另外下端开口安装有封盖；所述空气主流道的上端开口安装有封盖，另外下端开口安装有弯头；所述冷却液主流道的上端和下端的开口均安装有弯头。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1)本实用新型包括集块主体和转接板，所述转接板安装在集块主体的一侧，所述转接板上至少设置一组连接孔，每组连接孔包括至少1个氢气孔、至少一个空气孔和至少一个冷却液孔，其特征在于：所述集块主体上设有可供氢气流通的氢气主流道，所述集块主体上设有可供空气流通的空气主流道，所述集块主体上设有可供冷却液流通的冷却液主流道，氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道竖直朝向且相互隔开，所述集块主体上设有若干氢气分流道、若干空气分流道和若干冷却液分流道，若干氢气分流道的一端分别与氢气主流道连通，若干氢气分流道的另一端与转接板上氢气孔连通；若干空气分流道的一端分别与空气主流道连通，若干空气分流道的另一端与转接板上空气孔连通；若干冷却液分流道的一端分别与冷却液主流道连通，若干冷却液分流道的另一端与转接板上冷却液孔连通，结构设计合理，通过主流道和分流道的设计，使布局更合理，方便进行各种检测和检修，具有更多功能，功能完善。
2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是本实用新型中电堆气液分配装置的立体图；
图2是本实用新型中电堆气液分配装置的立体分解图；
图3是本实用新型中电堆气液分配装置的俯视图；
图4是图3中A-A的剖视图；
图5是图3中B-B的剖视图；
图6是本实用新型中电堆气液分配装置的后视图；
图7是图6中C-C的剖视图；
图8是图6中D-D的剖视图；
图9是图6中E-E的剖视图；
图10是本实用新型中电堆气液分配装置的局部结构分解图；
图11是本实用新型中电堆气液分配装置的另一角度局部结构分解图；
图12是本实用新型中燃料电池的局部结构示意图；
图13是本实用新型中燃料电池的结构分解图；
图14是本实用新型中燃料电池的流向分布图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1至图11所示，本实施例提供的是一种电堆气液分配装置，包括集块主体1和转接板2，所述转接板2安装在集块主体1的一侧，所述转接板2上至少设置一组连接孔21，每组连接孔21包括至少1个氢气孔211、至少一个空气孔212和至少一个冷却液孔213，其特征在于：所述集块主体1上设有可供氢气流通的氢气主流道11，所述集块主体1上设有可供空气流通的空气主流道12，所述集块主体1上设有可供冷却液流通的冷却液主流道13，氢气主流道11、空气主流道12和冷却液主流道13竖直朝向且相互隔开，所述集块主体1上设有若干氢气分流道14、若干空气分流道15和若干冷却液分流道16，若干氢气分流道14的一端分别与氢气主流道11连通，若干氢气分流道14的另一端与转接板2上氢气孔211连通；若干空气分流道15的一端分别与空气主流道12连通，若干空气分流道15的另一端与转接板2上空气孔212连通；若干冷却液分流道 16的一端分别与冷却液主流道13连通，若干冷却液分流道16的另一端与转接板2上冷却液孔213连通，结构设计合理，通过主流道和分流道的设计，使布局更合理，方便进行各种检测和检修，具有更多功能，功能完善。
所述集块主体1上的若干氢气分流道14、若干空气分流道15和若干冷却液分流道16是横向朝向且相互隔开，结构简单，布局合理。
所述氢气主流道11与若干氢气分流道14之间是垂直的，所述空气主流道 12与若干空气分流道15之间是垂直的，所冷却液主流道13与若干冷却液分流道16是垂直的，结构简单。
所述的氢气主流道11、空气主流道12和冷却液主流道13的上下两端分别开设有通孔10，其中在氢气主流道11、空气主流道12和冷却液主流道13至少一端的通孔10里安装有弯头3，另一端的通孔10里安装有封盖4或者弯头3，弯头3的一端与通孔10连接，弯头3的另一端安装有管道，结构简单，制造容易安装方便。
所述集块主体1上设有若干个工艺孔17，所述若干工艺孔17分别与若干氢气分流道14、若干空气分流道15和若干冷却液分流道16连通，所述工艺孔17 上安装有堵头5进行封闭，用于系统气密性检漏时作为气体入口，便于质量监控。
所述集块主体1的外侧边缘上设有若干个凸块18，所述若干个凸块18上设有螺纹孔181，所述若干螺纹孔181分别与氢气主流道11、空气主流道12和冷却液主流道13连通，所述螺纹孔181上安装有带外螺纹结构的温度传感器182 或者压力传感器183或者接头184，结构简单紧奏，安装方便，便于检测流道的里面的气体温度和压力。
所述转接板2与集块主体1之间设有密封垫，所述每组连接孔21的个氢气孔211、空气孔212和冷却液孔213分别由上往下分布，安装方便，且气密性得到保证。
所述氢气主流道11的上端开口10上安装弯头3，氢气主流道11的下端开口10上安装封盖4；所述空气主流道12的上端开口10上安装封盖4，空气主流道12的下端开口10上安装弯头3；所述冷却液主流道13的上端开口10上安装弯头3或者封盖4，冷却液主流道13的下端开口10上安装弯头3，冷却液主流道13的上端安装有弯头3便于冷却液在高温状态下产生的气体排出，结构简单，制造容易安装方便。
实施例二：
如图7、图8、图9和图12至图14所示，本实施例提供的是一种燃料电池，包括电堆模块6、输入电堆气液分配装置7和输出电堆分配装置8，所述电堆模块6是由若干个燃料电池单体60由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体60 的一侧上都设有氢气输入口601、空气输入口602和冷却液输入口603，所述氢气输入口601、空气输入口602和冷却液输入口603分别由上往下依次分布，另一侧上都设有氢气输出口604、空气输出口605和冷却液输出口606，所述氢气输出口604、空气输出口605和冷却液输出口606分别由上往下依次分布，所述氢气输入口601、空气输入口602和冷却液输入口603连接输入电堆气液分配装置7，所述氢气输出口604、空气输出口605和冷却液输出口606分别与输出电堆分配装置8连接，其特征在于：所述输出电堆分配装置8和输入电堆气液分配装置7是实施例一所述的一种电堆气液分配装置，所述电堆气液分配装置包括集块主体1和转接板2，所述转接板2上至少设置一组连接孔21，每组连接孔21包括至少1个氢气孔211、至少一个空气孔212和至少一个冷却液孔213，所述若干个氢气孔211、空气孔212和冷却液孔213分别由上往下依次分布，所述转接板2安装在集块主体1的一侧，所述集块主体1通过转接板2与电堆模块6装配在一起，所述燃料电池单体60的氢气输入口601、空气输入口602和冷却液输入口603分别与电堆气液分配装置7的转接板2的氢气孔211、空气孔 212和冷却液孔213一一对应连通，所述燃料电池单体60的氢气输出口604、空气输出口605和冷却液输出口606分别与输出电堆分配装置8的转接板2的氢气孔211、空气孔212和冷却液孔213一一对应连通，减少了电堆气液分配结构的零件，提高燃料电池空间利用率。
所述输入电堆气液分配装置7的集块主体1上设有可供氢气流通的氢气主流道11，所述集块主体1上设有可供空气流通的空气主流道12，所述集块主体 1上设有可供冷却液流通的冷却液主流道13，所述氢气主流道11、空气主流道 12和冷却液主流道13的上下两端分别开设有开口10，所述氢气主流道11的上端开口10安装有弯头3，另外下端开口10安装有封盖4；所述空气主流道12 的上端开口10安装有封盖4，另外下端开口10安装有弯头3；所述冷却液主流道13的上端开口10安装有封盖4，另外下端开口10安装有弯头3，结构简单，制造容易安装方便。
所述输出电堆气液分配装置的集块主体1上设有可供氢气流通的氢气主流道11，所述集块主体1上设有可供空气流通的空气主流道12，所述集块主体1 上设有可供冷却液流通的冷却液主流道13，所述氢气主流道11、空气主流道12 和冷却液主流道13的上下两端分别开设有开口10，所述氢气主流道11的上端开口10安装有弯头3，另外下端开口10安装有封盖4；所述空气主流道12的上端开口10安装有封盖4，另外下端开口10安装有弯头3；所述冷却液主流道 13的上端和下端的开口10均安装有弯头3，冷却液主流道13的上端安装有弯头3便于冷却液在高温状态下产生的气体排出，结构简单，制造容易安装方便。
以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电堆气液分配装置，包括集块主体(1)和转接板(2)，所述转接板(2)安装在集块主体(1)的一侧，所述转接板(2)上至少设置一组连接孔(21)，每组连接孔(21)包括至少一个氢气孔(211)、至少一个空气孔(212)和至少一个冷却液孔(213)，其特征在于：所述集块主体(1)上设有可供氢气流通的氢气主流道(11)，所述集块主体(1)上设有可供空气流通的空气主流道(12)，所述集块主体(1)上设有可供冷却液流通的冷却液主流道(13)，氢气主流道(11)、空气主流道(12)和冷却液主流道(13)竖直朝向且相互隔开，所述集块主体(1)上设有若干氢气分流道(14)、若干空气分流道(15)和若干冷却液分流道(16)，若干氢气分流道(14)的一端分别与氢气主流道(11)连通，若干氢气分流道(14)的另一端与转接板(2)上氢气孔(211)连通；若干空气分流道(15)的一端分别与空气主流道(12)连通，若干空气分流道(15)的另一端与转接板(2)上空气孔(212)连通；若干冷却液分流道(16)的一端分别与冷却液主流道(13)连通，若干冷却液分流道(16)的另一端与转接板(2)上冷却液孔(213)连通。
2.根据权利要求1所述的一种电堆气液分配装置，其特征在于：所述的若干氢气分流道(14)、若干空气分流道(15)和若干冷却液分流道(16)是横向朝向且相互隔开。
3.根据权利要求1或2所述的一种电堆气液分配装置，其特征在于：所述氢气主流道(11)与若干氢气分流道(14)之间是垂直的，所述空气主流道(12)与若干空气分流道(15)之间是垂直的，所冷却液主流道(13)与若干冷却液分流道(16)是垂直的。
4.根据权利要求1或2所述的一种电堆气液分配装置，其特征在于：氢气主流道(11)、空气主流道(12)和冷却液主流道(13)的上下两端分别开设有开口(10)，其中在氢气主流道(11)、空气主流道(12)和冷却液主流道(13)至少一端的开口(10)里安装有弯头(3)，另一端的开口(10)里安装有封盖(4)或者弯头(3)，弯头(3)的一端与开口(10)连接，弯头(3) 的另一端安装有管道。
5.根据权利要求3所述的一种电堆气液分配装置，其特征在于：所述集块主体(1)上设有若干个工艺孔(17)，所述若干工艺孔(17)分别与若干氢气分流道(14)、若干空气分流道(15)和若干冷却液分流道(16)连通，所述工艺孔(17)上安装有堵头(5)进行封闭。
6.根据权利要求3所述的一种电堆气液分配装置，其特征在于：所述集块主体(1)的外侧边缘上设有若干个凸块(18)，所述若干个凸块(18)上设有螺纹孔(181)，所述若干螺纹孔(181)分别与氢气主流道(11)、空气主流道(12)和冷却液主流道(13)连通，所述螺纹孔(181)上安装有带外螺纹结构的温度传感器(182)或者压力传感器(183)或者接头(184)。
7.根据权利要求3所述的一种电堆气液分配装置，其特征在于：所述转接板(2)与集块主体(1)之间设有密封垫，所述每组连接孔(21)的个氢气孔(211)、空气孔(212)和冷却液孔(213)分别由上往下分布。
8.根据权利要求4所述的一种电堆气液分配装置，其特征在于：所述氢气主流道(11)的上端开口(10)上安装弯头(3)，氢气主流道(11)的下端开口(10)上安装封盖(4)；所述空气主流道(12)的上端开口(10)上安装封盖(4)，空气主流道(12)的下端开口(10)上安装弯头(3)；所述冷却液主流道(13)的上端开口(10)上安装弯头(3)或者封盖(4)，冷却液主流道(13)的下端开口(10)上安装弯头(3)。
9.一种燃料电池，包括电堆模块(6)、输入电堆气液分配装置(7)和输出电堆分配装置(8)，所述电堆模块(6)是由若干个燃料电池单体(60)由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体(60)的一侧上都设有氢气输入口(601)、空气输入口(602)和冷却液输入口(603)，所述氢气输入口(601)、空气输入口(602)和冷却液输入口(603)分别由上往下分布，另一侧上都设有氢气输出口(604)、空气输出口(605)和冷却液输出口(606)，所述氢气输出口(604)、空气输出口(605)和冷却液输出口(606)分别由上往下分布，所述氢气输入口(601)、空气输入口(602)和冷却液输入口(603)连接输入电堆气液分配装置(7)，所述氢气输出口(604)、空气输出口(605)和冷却液输出口(606)分别与输出电堆分配装置(8)连接，其特征在于：所述输出电堆分配装置(8)和输入电堆气液分配装置(7)是上述权利要求1至权利要求8中的任一项所述的一种电堆气液分配装置，所述电堆气液分配装置包括集块主体(1)和转接板(2)，所述转接板(2)上至少设置一组连接孔(21)，每组连接孔(21)包括至少1个氢气孔(211)、至少一个空气孔(212)和至少一个冷却液孔(213)，所述若干个氢气孔(211)、空气孔(212)和冷却液孔(213)分别由上往下分布，所述转接板(2)安装在集块主体(1)的一侧，所述集块主体(1)通过转接板(2)与电堆模块(6)装配在一起，所述燃料电池单体(60)的氢气输入口(601)、空气输入口(602)和冷却液输入口(603)分别与输入电堆气液分配装置(7)的转接板(2)的氢气孔(211)、空气孔(212)和冷却液孔(213)一一对应连通，所述燃料电池单体(60)的氢气输出口(604)、空气输出口(605)和冷却液输出口(606)分别与输出电堆分配装置(8)的转接板(2)的氢气孔(211)、空气孔(212)和冷却液孔(213)一一对应连通。
10.根据权利要求9所述的一种燃料电池，其特征在于：所述输入电堆气液分配装置(7)的集块主体(1)上设有可供氢气流通的氢气主流道(11)，所述集块主体(1)上设有可供空气流通的空气主流道(12)，所述集块主体(1)上设有可供冷却液流通的冷却液主流道(13)，所述氢气主流道(11)、空气主流道(12)和冷却液主流道(13)的上下两端分别开设有开口(10)，所述氢气主流道(11)的上端开口(10)安装有弯头(3)，另外下端开口(10)安装有封盖(4)；所述空气主流道(12)的上端开口(10)安装有封盖(4)，另外下端开口(10)安装有弯头(3)；所述冷却液主流道(13)的上端开口(10)安装有封盖(4)，另外下端开口(10)安装有弯头(3)。
11.根据权利要求9所述的一种燃料电池，其特征在于：所述输出电堆气液分配装置的集块主体(1)上设有可供氢气流通的氢气主流道(11)，所述集块主体(1)上设有可供空气流通的空气主流道(12)，所述集块主体(1)上设有可供冷却液流通的冷却液主流道(13)，所述氢气主流道(11)、空气主流道(12)和冷却液主流道(13)的上下两端分别开设有开口(10)，所述氢气主流道(11)的上端开口(10)安装有弯头(3)，另外下端开口(10)安装有封盖(4)；所述空气主流道(12)的上端开口(10)安装有封盖(4)，另外下端开口(10)安装有弯头(3)；所述冷却液主流道(13)的上端和下端的开口(10)均安装有弯头(3)。
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