CN210467991U - 一种燃料电池流体分配集块及其应用的燃料电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池流体分配集块及其应用的燃料电池，包括第一管接头块、第二管接头块和第三管接头块、集块主体、第一密封盖板、第二密封盖板和第三密封盖板，第一密封盖板、第二密封盖板和第三密封盖板分别安装在集块主体上用于封闭第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道，第一分配流道的流入口上安装第一管接头块，第二分配流道的流入口上安装第二管接头块，第三分配流道的流入口上安装第三管接头块，第一分配流道自上而下设置若干个间隔的第一出口，第二分配流道自上而下设置若干个间隔的第二出口，第三分配流道自上而下设置若干个间隔的第三出口，该结构简单、紧奏，占用燃料电池系统内部空间小，提高燃料电池系统内部空间利用率。

Description

一种燃料电池流体分配集块及其应用的燃料电池

技术领域：

本实用新型涉及一种燃料电池流体分配集块及其应用的燃料电池。

背景技术：

在大功率燃料电池系统中，一般会选用水冷型燃料电池作为电力输出源，燃料电池产生电能必不可少的需要足量的空气与氢气，在燃料电池工作状态氢气与空气中的氧气进行电化学反应产生电能与热量，因此燃料电池的散热模块必不可少。因为大功率燃料电池产生热量较大，强迫风冷不足以给其散热将至其工作最适温度，因此大功率燃料一般采用水冷形式外接散热器来进行散热以达到其最适工作温度。一般水冷型燃料电池单堆会有流体进出口位于端板两侧，一侧为流体进口一侧为流体出口。水冷型燃料电池的流体出入口分别为三种不同的介质，即空气、氢气、冷却液。集成商在进行燃料电池系统集成的时候一般会进行多堆组进行集成达到所需要的更大功率。

行业内的分配头集块大致分为两种，一种为多堆组一个集块，另一种为一个堆配一个集块，两者都需要并接管路进行供应相应流体，管道设计较为复杂。

目前车用大功率水冷型燃料电池组的分配集块可分为两种，一种是金属分配集块，一种是塑料分配集块。因为分配集块为一个多腔体集块，各个腔体互不相连，加工成型一般采用拼焊一体成型，导致整个分配集块体积较大，后期影响整体集成，造成燃料电池系统体积庞大，不利于整车布局。由于拼焊不良后期流体有较大的冷热冲击会造成整体集块有一个较大的气密性隐患，对后期维护也有较大影响，同时由于拼焊会出现大面积焊疤影响产品美观。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种燃料电池流体分配集块及其应用的燃料电池，该结构将空气、氢气和冷却液流体介质集中于一个集块内，结构简单、紧奏，占用燃料电池系统内部空间小，提高燃料电池系统内部空间利用率。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：包括第一管接头块、第二管接头块和第三管接头块、集块主体、第一密封盖板、第二密封盖板和第三密封盖板，集块主体的表面上分别开设相互独立的第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道，第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道分别为流体介质a、流体介质b、流体介质c进行分配，第一密封盖板、第二密封盖板和第三密封盖板分别安装在集块主体上的表面上用于封闭第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道，第一分配流道的流入口上安装第一管接头块，第二分配流道的流入口上安装第二管接头块，第三分配流道的流入口上安装第三管接头块，第一分配流道自上而下设置若干个间隔的第一出口，第二分配流道自上而下设置若干个间隔的第二出口，第三分配流道自上而下设置若干个间隔的第三出口。

一个第一出口、一个第二出口和一个第三出口自上而下依次相邻形成一组分配口，多组分配口自上而下分布。

所述第一分配流道包括第一主流道和若干自上而下间隔分布第一分流道，第一主流道与第一管接头块连通，第一分流道与第一主流道连通，第一分流道与第一出口连通；所述第二分配流道包括第二主流道和若干自上而下间隔分布第二分流道，第二主流道与第二管接头块连通，第二分流道与第二主流道连通，第二分流道与第二出口连通；所述第三分配流道包括第三主流道和若干自上而下间隔分布第三分流道，第三主流道与第三管接头块连通，第三分流道与第三主流道连通，第三分流道的与第三出口连通。

若干个间隔的第一出口和若干个间隔的第二出口设置在集块主体上，若干个间隔的第三出口设置在第三密封盖板上。

第一分配流道和第二分配流道位于集块主体的前端面，第三分配流道位于集块主体的后端面，第一管接头块、第二管接头块和第三管接头块位于集块主体的前端面。

第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道上均设有安装台阶，第一密封盖板、第二密封盖板和第三密封盖板分别安装在第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道的安装台阶上。

流体介质a、流体介质b、流体介质c分别为氢气、空气和冷却液。

集块主体上设有固定孔。

一种燃料电池，包括电堆模块、输入流体分配集块和输出流体分配集块，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流体分配集块，所述氢气输出口、空气输出口和冷却液输出口分别与输出流体分配集块连接，所述输入流体分配集块和输出流体分配集块是上述所述的流体分配集块，流体分配集块包括集块主体，集块主体的表面上分别开设相互独立的第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道，第一分配流道自上而下设置若干个间隔的第一出口，第二分配流道自上而下设置若干个间隔的第二出口，第三分配流道自上而下设置若干个间隔的第三出口，集块主体安装在电堆模块上，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流体分配集块的第一出口、第二出口和第三出口一一对应连通，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流体分配集块的第一出口、第二出口和第三出口一一对应连通。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)本实用新型包括第一管接头块、第二管接头块和第三管接头块、集块主体、第一密封盖板、第二密封盖板和第三密封盖板，集块主体的表面上分别开设相互独立的第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道，第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道分别为流体介质a、流体介质b、流体介质c进行分配，第一密封盖板、第二密封盖板和第三密封盖板分别安装在集块主体的表面上用于封闭第一分配流道、第二分配流道和第三分配流道，第一分配流道的流入口上安装第一管接头块，第二分配流道的流入口上安装第二管接头块，第三分配流道的流入口上安装第三管接头块，第一分配流道自上而下设置若干个间隔的第一出口，第二分配流道自上而下设置若干个间隔的第二出口，第三分配流道自上而下设置若干个间隔的第三出口，结构简单、紧奏，占用燃料电池系统内部空间小，提高燃料电池系统内部空间利用率；

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是本实用新型实施例一的一角度立体图；

图2是本实用新型实施例一的另一角度立体图；

图3是本实用新型实施例一的一角度立体分解图；

图4是本实用新型实施例一的另一角度立体分解图；

图5是本实用新型实施例一的集块主体的一角度立体图；

图6是本实用新型实施例一的集块主体的另一角度立体图；

图7是本实用新型实施例一的主视图；

图8是图7中A－A的剖视图；

图9是图7中B－B的剖视图；

图10是本实用新型实施例一的后视图；

图11是图10中C－C的剖视图；

图12是图10中D－D的剖视图；

图13是本实用新型实施例二的结构示意图；

图14是本实用新型实施例二的电堆模块结构示意图。

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12所示，本实施例提供的是一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：包括第一管接头块11、第二管接头块21和第三管接头块31、集块主体10、第一密封盖板12、第二密封盖板22和第三密封盖板32，集块主体10的表面上分别开设相互独立的第一分配流道13、第二分配流道23和第三分配流道33，第一分配流道13、第二分配流道23和第三分配流道33分别为流体介质a、流体介质b、流体介质c进行分配，第一密封盖板12、第二密封盖板22和第三密封盖板32分别安装在集块主体10上的表面上用于封闭第一分配流道13、第二分配流道23和第三分配流道33，第一分配流道13的流入口上安装第一管接头块11，第二分配流道23的流入口上安装第二管接头块21，第三分配流道33的流入口上安装第三管接头块31，第一分配流道13自上而下设置若干个间隔的第一出口15，第二分配流道23自上而下设置若干个间隔的第二出口25，第三分配流道33自上而下设置若干个间隔的第三出口35，结构简单、紧奏，占用燃料电池系统内部空间小，提高燃料电池系统内部空间利用率。

一个第一出口15、一个第二出口25和一个第三出口35自上而下依次相邻形成一组分配口101，多组分配口101自上而下分布，结构布置合理，结构简单。

所述第一分配流道13包括第一主流道131和若干自上而下间隔分布第一分流道132，第一主流道131与第一管接头块11连通，第一分流道132与第一主流道131连通，第一分流道132与第一出口15连通；所述第二分配流道23包括第二主流道231和若干自上而下间隔分布第二分流道232，第二主流道231与第二管接头块21连通，第二分流道232与第二主流道231连通，第二分流道232与第二出口25连通；所述第三分配流道33包括第三主流道331和若干自上而下间隔分布第三分流道332，第三主流道331与第三管接头块31连通，第三分流道332与第三主流道331连通，第三分流道332的与第三出口35连通，通过主流道和分流道的设计，使布局更合理。

若干个间隔的第一出口15和若干个间隔的第二出口25设置在集块主体10上，若干个间隔的第三出口35设置在第三密封盖板32上，结构布置合理。

第一分配流道13和第二分配流道23位于集块主体10的前端面105，第三分配流道33位于集块主体10的后端面106，第一管接头块11、第二管接头块21和第三管接头块31位于集块主体10的前端面105，结构简单，布局合理。

第一分配流道13、第二分配流道23和第三分配流道33上均设有安装台阶100，第一密封盖板12、第二密封盖板22和第三密封盖板32分别安装在第一分配流道13、第二分配流道23和第三分配流道33的安装台阶100上，安装结构简单，定位效果好，产品外形美观。

流体介质a、流体介质b、流体介质c分别为氢气、空气和冷却液。

集块主体10上设有固定孔，通过固定孔安装在燃料电池上，固定效果好。

实施例二：

如图13和图14所示，一种燃料电池，包括电堆模块4、输入流体分配集块5和输出流体分配集块6，所述电堆模块4是由若干个燃料电池单体40由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体40的一侧上都设有氢气输入口41、空气输入口42和冷却液输入口43，所述氢气输入口41、空气输入口42和冷却液输入口43分别由上往下分布，另一侧上都设有氢气输出口44、空气输出口45和冷却液输出口46，所述氢气输出口44、空气输出口45和冷却液输出口46分别由上往下分布，所述氢气输入口41、空气输入口42和冷却液输入口43连接输入流体分配集块5，所述氢气输出口44、空气输出口45和冷却液输出口46分别与输出流体分配集块6连接，所述输入流体分配集块5和输出流体分配集块6是上述实施例一所述的流体分配集块，集块主体10的表面上分别开设相互独立的第一分配流道13、第二分配流道23和第三分配流道33，第一分配流道13自上而下设置若干个间隔的第一出口15，第二分配流道23自上而下设置若干个间隔的第二出口25，第三分配流道33自上而下设置若干个间隔的第三出口35，集块主体10安装在电堆模块4上，所述燃料电池单体40的氢气输入口41、空气输入口42和冷却液输入口43分别与输入流体分配集块5的第一出口15、第二出口25和第三出口35一一对应连通，所述燃料电池单体40的氢气输出口44、空气输出口45和冷却液输出口46分别与输出流体分配集块6的第一出口15、第二出口25和第三出口35一一对应连通，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。

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 (9)

1.一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：包括第一管接头块(11)、第二管接头块(21)和第三管接头块(31)、集块主体(10)、第一密封盖板(12)、第二密封盖板(22)和第三密封盖板(32)，集块主体(10)的表面上分别开设相互独立的第一分配流道(13)、第二分配流道(23)和第三分配流道(33)，第一分配流道(13)、第二分配流道(23)和第三分配流道(33)分别为流体介质a、流体介质b、流体介质c进行分配，第一密封盖板(12)、第二密封盖板(22)和第三密封盖板(32)分别安装在集块主体(10)上的表面上用于封闭第一分配流道(13)、第二分配流道(23)和第三分配流道(33)，第一分配流道(13)的流入口上安装第一管接头块(11)，第二分配流道(23)的流入口上安装第二管接头块(21)，第三分配流道(33)的流入口上安装第三管接头块(31)，第一分配流道(13)自上而下设置若干个间隔的第一出口(15)，第二分配流道(23)自上而下设置若干个间隔的第二出口(25)，第三分配流道(33)自上而下设置若干个间隔的第三出口(35)。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：一个第一出口(15)、一个第二出口(25)和一个第三出口(35)自上而下依次相邻形成一组分配口(101)，多组分配口(101)自上而下分布。

3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：所述第一分配流道(13)包括第一主流道(131)和若干自上而下间隔分布第一分流道(132)，第一主流道(131)与第一管接头块(11)连通，第一分流道(132)与第一主流道(131)连通，第一分流道(132)与第一出口(15)连通；所述第二分配流道(23)包括第二主流道(231)和若干自上而下间隔分布第二分流道(232)，第二主流道(231)与第二管接头块(21)连通，第二分流道(232)与第二主流道(231)连通，第二分流道(232)与第二出口(25)连通；所述第三分配流道(33)包括第三主流道(331)和若干自上而下间隔分布第三分流道(332)，第三主流道(331)与第三管接头块(31)连通，第三分流道(332)与第三主流道(331)连通，第三分流道(332)的与第三出口(35)连通。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：若干个间隔的第一出口(15)和若干个间隔的第二出口(25)设置在集块主体(10)上，若干个间隔的第三出口(35)设置在第三密封盖板(32)上。

5.根据权利要求3所述的一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：第一分配流道(13)和第二分配流道(23)位于集块主体(10)的前端面(105)，第三分配流道(33)位于集块主体(10)的后端面(106)，第一管接头块(11)、第二管接头块(21)和第三管接头块(31)位于集块主体(10)的前端面(105)。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：第一分配流道(13)、第二分配流道(23)和第三分配流道(33)上均设有安装台阶(100)，第一密封盖板(12)、第二密封盖板(22)和第三密封盖板(32)分别安装在第一分配流道(13)、第二分配流道(23)和第三分配流道(33)的安装台阶(100)上。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：流体介质a、流体介质b、流体介质c分别为氢气、空气和冷却液。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池流体分配集块，其特征在于：集块主体(10)上设有固定孔。

9.一种燃料电池，包括电堆模块(4)、输入流体分配集块(5)和输出流体分配集块(6)，所述电堆模块(4)是由若干个燃料电池单体(40)由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体(40)的一侧上都设有氢气输入口(41)、空气输入口(42)和冷却液输入口(43)，所述氢气输入口(41)、空气输入口(42)和冷却液输入口(43)分别由上往下分布，另一侧上都设有氢气输出口(44)、空气输出口(45)和冷却液输出口(46)，所述氢气输出口(44)、空气输出口(45)和冷却液输出口(46)分别由上往下分布，所述氢气输入口(41)、空气输入口(42)和冷却液输入口(43)连接输入流体分配集块(5)，所述氢气输出口(44)、空气输出口(45)和冷却液输出口(46)分别与输出流体分配集块(6)连接，其特征在于：所述输入流体分配集块(5)和输出流体分配集块(6)是上述权利要求1至权利要求8任意一项所述的流体分配集块，流体分配集块包括集块主体(10)，集块主体(10)的表面上分别开设相互独立的第一分配流道(13)、第二分配流道(23)和第三分配流道(33)，第一分配流道(13)自上而下设置若干个间隔的第一出口(15)，第二分配流道(23)自上而下设置若干个间隔的第二出口(25)，第三分配流道(33)自上而下设置若干个间隔的第三出口(35)，集块主体(10)安装在电堆模块(4)上，所述燃料电池单体(40)的氢气输入口(41)、空气输入口(42)和冷却液输入口(43)分别与输入流体分配集块(5)的第一出口(15)、第二出口(25)和第三出口(35)一一对应连通，所述燃料电池单体(40)的氢气输出口(44)、空气输出口(45)和冷却液输出口(46)分别与输出流体分配集块(6)的第一出口(15)、第二出口(25)和第三出口(35)一一对应连通。

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