CN209561549U - 一种燃料电池电堆壳体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池电堆壳体结构，包括上壳体和下壳体；所述上壳体和下壳体通过螺栓固定连接，且连接处设置有密封垫；所述上壳体为开口向下的长方体结构，其长度方向上的两侧板上开设有矩形窗；所述上壳体开口处向外形成有翻边；所述上壳体的顶板上开设有检修口；所述检修口上设置有检修口盖板；所述检修口盖板通过螺钉固定在上壳体上；所述上壳体的顶板上还设置有安全阀；所述下壳体包括底板、第一接口固定板、第二接口固定板、CVM、第一支架、第二支架和下支架。本实用新型的燃料电池电堆壳体结构针对电堆特性，从安全设计、结构设计、密封设计和维修方便等几个方面使得电堆可以在整车环境中使用，且安全可靠，易于维修和保养。

Description

一种燃料电池电堆壳体结构

技术领域

本实用新型涉及燃料电池车用电堆的技术领域，尤其涉及一种燃料电池电堆壳体结构。

背景技术

目前国内外生产电堆几乎为裸堆的方式，而燃料电池组是通过多个电堆单体层叠堆积后用螺杆压紧固定而成，这种方式下，一旦有外力撞击燃料电池电堆叠片时，其内部的空气、氢气和冷却液很容易泄露。通常，在车上使用的电堆要满足IP67等级，这是为了防止异物从外部侵入，造成电堆叠片之间短路、漏电等，因此电堆封装与壳体内的设计尤其重要。同时，燃料电池电堆工作时会有微量氢气和气雾积聚于壳体内，而且很多厂商追求模块化，将整个燃料电池系统封装，从而使得空间使用率下降。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种能够保护电堆，防止电堆内部空气、氢气和冷却液泄露，同时也能防止电堆叠片之间短路、漏电的燃料电池电堆壳体结构。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种燃料电池电堆壳体结构，包括上壳体和下壳体；所述上壳体和下壳体通过螺栓固定连接，且连接处设置有密封垫；

所述上壳体为开口向下的长方体结构，其长度方向上的两侧板上开设有矩形窗；所述上壳体开口处向外形成有翻边，所述翻边上开设有螺纹孔；所述上壳体的顶板上开设有检修口；所述检修口上设置有检修口盖板；所述检修口盖板通过螺钉固定在上壳体上；所述上壳体的顶板上还设置有安全阀；

所述下壳体包括底板、第一接口固定板、第二接口固定板、CVM、第一支架、第二支架和下支架；

所述底板为矩形，且其周边开设有螺纹孔；所述底板上的螺纹孔与上壳体翻边上的螺纹孔相对应，并通过螺栓连接；

所述第一接口固定板和第二接口固定板垂直固定在底板上，且所述第一接口固定板和第二接口固定板分别与底板的长度方向垂直；所述第一接口固定板和第二接口固定板上均设置有铝合金管路，所述铝合金管路用于连接电堆或通风；

所述下支架的数量为2个，其分别通过螺栓固定在底板上，且其长度方向平行于第一接口固定板；所述CVM通过螺栓固定在电堆下方的底板上，且位于两下支架之间；所述第一支架通过螺栓固定在底板上，且与电堆前端板连接；所述第二支架通过螺栓固定在第二接口固定板上，且与电堆后端板连接。

进一步，所述安全阀和所述检修口设置在上壳体顶板长度方向的两端。

进一步，所述上壳体的外表面还形成有加强筋。

进一步，所述第一接口固定板和第二接口固定板与底板一体成型。

进一步，所述下支架在螺钉的限制下，能沿着底板的长度方向移动。

进一步，所述第一接口固定板上设置有7个铝合金管路，分别用作氢气入口、氢气出口、空气入口、空气出口、冷却液入口、冷却液出口和通风入口。

进一步，所述第二接口固定板上设置有用作通风出口的铝合金管路、低压接口和高压接口；所述高压接口有两个，且所述低压接口和高压接口与电堆连接。

进一步，所述第一接口固定板的铝合金管路贯穿第一接口固定板，在第一接口固定板内侧形成为凸台，外侧形成有螺纹，在连接时，凸台与第一接口固定板贴合，外部用螺母拧紧；在凸台和第一接口固定板之间、螺母和第一接口固定板之间均设置有密封垫。

进一步，所述第二接口固定板的铝合金管路贯穿第二接口固定板，在第二接口固定板内侧形成为凸台，外侧形成有螺纹，在连接时，凸台与第二接口固定板贴合，外部用螺母拧紧；在凸台和第二接口固定板之间、螺母和第二接口固定板之间均设置有密封垫。

进一步，所述第一接口固定板上用作氢气入口、氢气出口、空气入口、空气出口、冷却液入口和冷却液出口的铝合金管路分别通过硅胶管与电堆上的对应管路连接；第二接口固定板上的高压接口和低压接口分别与电堆对应连接。

进一步，位于第一接口固定板的通风入口和位于第二接口固定板的通风出口呈对角线布置，且通风入口在上，通风出口在下。

进一步，所述检修口设置在靠近第一接口固定板的一端。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的燃料电池电堆壳体结构针对电堆特性，从安全设计、结构设计、密封设计和维修方便等几个方面使得电堆可以在整车环境中使用，且安全可靠，易于维修和保养。

附图说明

图1和图2为本实用新型的燃料电池电堆壳体结构的示意图；

图3为本实用新型的燃料电池电堆壳体结构的下壳体的结构示意图；

图4为本实用新型的燃料电池电堆壳体结构的顶部的示意图；；

图5为本实用新型的燃料电池电堆壳体结构的底部的示意图。

图中标记示意为：1-上壳体；2-下壳体；3-检修口；4-检修口盖板；5-安全阀；6-底板；7-第一接口固定板；8-第二接口固定板；9-CVM；10-第一支架；11-第二支架；12-下支架；13-低压接口；14-高压接口；15-硅胶管。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种燃料电池电堆壳体结构，用于防止燃料电池电堆工作时产生的微量氢气和水雾集聚于壳体内，同时也解决了空间使用率低的问题。

一种燃料电池电堆壳体结构，包括上壳体1和下壳体2；所述上壳体1和下壳体2通过螺栓固定连接，且连接处设置有密封垫。

在本实用新型的实施例中，电堆封装在燃料电池电堆壳体内，以防止电堆两端板中间的上百片单体之间发生短路，满足整车IP67级防水防尘需求。

所述上壳体1为开口向下的长方体结构，其长度方向上的两侧板上开设有矩形窗；所述上壳体1开口处向外形成有翻边，所述翻边上开设有螺纹孔；所述上壳体1的顶板上开设有检修口3，用于检修燃料电池；所述检修口上设置有检修口盖板4；所述检修口盖板4通过螺钉固定在上壳体1上；所述上壳体1的顶板上还设置有安全阀5，所述安全阀5用于紧急泄压，防止电堆壳体内部压力过高产生爆炸。优选地，所述安全阀5和检修口3设置在上壳体顶板长度方向的两端。

在本实用新型的实施例中，上壳体1的外表面还形成有加强筋，从而可以增加上壳体的强度，防止应力集中时，上壳体发生破裂。

如图3所示，所述下壳体2包括底板6、第一接口固定板7、第二接口固定板8、CVM 9、第一支架10、第二支架11和下支架12；

所述底板6为矩形，且其周边开设有螺纹孔；所述底板上的螺纹孔与上壳体翻边上的螺纹孔相对应，并通过螺栓连接；所述第一接口固定板7和第二接口固定板8垂直固定在底板6上，且第一接口固定板7和第二接口固定板8分别与底板6的长度方向垂直；所述第一接口固定板7和第二接口固定板8上均设置有铝合金管路，所述铝合金管路用于连接电堆或通风。在本实用新型的实施例中，第一接口固定板7和第二接口固定板8与底板6一体成型。

所述下支架12的数量为2个，其分别通过螺栓固定在底板6上，且其长度方向平行于第一接口固定板7，用于支撑电堆。具体地，下支架12在螺钉的限制下，能沿着底板6的长度方向移动，同时下支架12也保证了电堆输出电极与下壳体2保持一定距离，避免联电。

所述CVM 9通过螺栓固定在电堆下方的底板6上，且位于两下支架12之间；所述CVM9与电堆数百路单体片连接，用于巡视每个电堆单体的电压。

所述第一支架10通过螺栓固定在底板6上，且与电堆前端板连接。

所述第二支架11通过螺栓固定在第二接口固定板8上，且与电堆后端板连接。

在本实用新型的实施例中，所述上壳体1和下壳体2通过螺栓连接，此时上壳体1的翻边与下壳体2的底板6固定连接，上壳体1长度方向上的两侧板分别与第一接口固定板7和第二接口固定板8固定连接，且连接处均设置有密封垫。

具体地，所述第一接口固定板7上设置有7个铝合金管路，分别用作氢气入口、氢气出口、空气入口、空气出口、冷却液入口、冷却液出口和通风入口；所述第一接口固定板7的铝合金管路与第一接口固定板7固定连接，具体地，铝合金管路贯穿第一接口固定板7，在第一接口固定板内侧形成为凸台，外侧形成有螺纹，在连接时，凸台与第一接口固定板7贴合，外部用螺母拧紧；另一方面，为了保证密闭性，优选地，在凸台和第一接口固定板7之间、螺母和第一接口固定板7之间均设置有密封垫。

所述第二接口固定板8上设置有用作通风出口的铝合金管路、低压接口13和高压接口14；在本实施例中，所述高压接口14有两个，且所述低压接口13和高压接口14与电堆连接，用于向外部供电；所述第二接口固定板8的铝合金管路与第二接口固定板8固定连接，具体地，铝合金管路贯穿第二接口固定板8，在第二接口固定板8内侧形成为凸台，外侧形成有螺纹，在连接时，凸台与第二接口固定板8贴合，外部用螺母拧紧；另一方面，为了保证密闭性，优选地，在凸台和第二接口固定板8之间、螺母和第二接口固定板8之间均设置有密封垫。

本实用新型的燃料电池电堆壳体结构在使用时，电堆放置在下支架12上，电堆前端板与第一支架10连接，电堆后端板与第二支架11连接；第一接口固定板7上用作氢气入口、氢气出口、空气入口、空气出口、冷却液入口和冷却液出口的铝合金管路分别通过硅胶管15与电堆上的对应管路连接；第二接口固定板8上的高压接口14和低压接口13分别与电堆连接，用于向外部供电。

在本实用新型的实施例中，位于第一接口固定板7的通风入口和位于第二接口固定板8的通风出口呈对角线布置，且通风入口在上，通风出口在下，目的是为了及时排出电堆工作时产生的水雾和微量泄露的氢气。

另一方面，由于电堆所有接口和电机都集中设置在靠近第一接口固定板7的一端，因此，将检修口3设置在靠近第一接口固定板7的一端，可以方便维修和保养燃料电池电堆。相应地，安全阀5设置在靠近第二接口固定板8的一端。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，包括上壳体和下壳体；所述上壳体和下壳体通过螺栓固定连接，且连接处设置有密封垫；

所述上壳体为开口向下的长方体结构，其长度方向上的两侧板上开设有矩形窗；所述上壳体开口处向外形成有翻边，所述翻边上开设有螺纹孔；所述上壳体的顶板上开设有检修口；所述检修口上设置有检修口盖板；所述检修口盖板通过螺钉固定在上壳体上；所述上壳体的顶板上还设置有安全阀；

所述下壳体包括底板、第一接口固定板、第二接口固定板、CVM、第一支架、第二支架和下支架；

所述底板为矩形，且其周边开设有螺纹孔；所述底板上的螺纹孔与上壳体翻边上的螺纹孔相对应，并通过螺栓连接；所述第一接口固定板和第二接口固定板垂直固定在底板上，且所述第一接口固定板和第二接口固定板分别与底板的长度方向垂直；所述第一接口固定板和第二接口固定板上均设置有铝合金管路，所述铝合金管路用于连接电堆或通风；所述下支架的数量为2个，其分别通过螺栓固定在底板上，且其长度方向平行于第一接口固定板；所述CVM通过螺栓固定在电堆下方的底板上，且位于两下支架之间；所述第一支架通过螺栓固定在底板上，且与电堆前端板连接；所述第二支架通过螺栓固定在第二接口固定板上，且与电堆后端板连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述安全阀和所述检修口设置在上壳体顶板长度方向的两端。

3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述上壳体的外表面还形成有加强筋。

4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述第一接口固定板和第二接口固定板与底板一体成型。

5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述下支架在螺钉的限制下，能沿着底板的长度方向移动。

6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述第一接口固定板上设置有7个铝合金管路，分别用作氢气入口、氢气出口、空气入口、空气出口、冷却液入口、冷却液出口和通风入口。

7.根据权利要求6所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述第一接口固定板的铝合金管路贯穿第一接口固定板，在第一接口固定板内侧形成为凸台，外侧形成有螺纹，在连接时，凸台与第一接口固定板贴合，外部用螺母拧紧；在凸台和第一接口固定板之间、螺母和第一接口固定板之间均设置有密封垫。

8.根据权利要求6所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述第一接口固定板上用作氢气入口、氢气出口、空气入口、空气出口、冷却液入口和冷却液出口的铝合金管路分别通过硅胶管与电堆上的对应管路连接。

9.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述第二接口固定板上设置有用作通风出口的铝合金管路、低压接口和高压接口；所述高压接口有两个，且所述低压接口和高压接口与电堆连接。

10.根据权利要求9所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述第二接口固定板的铝合金管路贯穿第二接口固定板，在第二接口固定板内侧形成为凸台，外侧形成有螺纹，在连接时，凸台与第二接口固定板贴合，外部用螺母拧紧；在凸台和第二接口固定板之间、螺母和第二接口固定板之间均设置有密封垫。

11.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，位于第一接口固定板的通风入口和位于第二接口固定板的通风出口呈对角线布置，且通风入口在上，通风出口在下。

12.根据权利要求1所述的燃料电池电堆壳体结构，其特征在于，所述检修口设置在靠近第一接口固定板的一端。