CN211480193U - 氢燃料电池电堆测试平台结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢燃料电池电堆测试平台结构，测试平台的空气系统、水路系统、氢气系统三大子系统的布局在空间上进行了分隔处理，空气系统独立成柜，置于左侧，燃料电池柜居中放置，氢气系统与空气系统整合在右侧的柜中，同时用隔板将两大系统隔开，形成三柜式的总体布局结构，相邻两柜可分离可合拢，三柜骨架采用铝型材搭建，型材四面设有安装槽，通过调节固定角码的位置来实现型材支架的位置移动等；本实用新型安装匹配容易，操作方便，提高了承重力，提高了整个机柜的适用性，不仅保证了设备和测试人员的安全，而且可在柜外进行燃料电池车对不同电堆的适配和不同电堆的安装或更换，从而使操作更加快速便捷，检修和调试更加方便。

Description

氢燃料电池电堆测试平台结构

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池技术领域，更为具体地，涉及一种氢燃料电池电堆测试平台结构。

背景技术

为满足氢能源汽车动力系统匹配及在线测试产业化，为此，搭建一个电堆测试平台，目前，电堆测试平台主要包括：空气系统、水路系统、氢气系统，其中空气系统包括：化学过滤器、空压机及其控制器、中冷器、中冷器冷却回路、空气流量计、增湿器，水路系统包括：水壶、水泵、电动三通阀、加热器、换热器、散热水箱、去离子器、颗粒过滤器，氢气路系统主要包括：入口阀、两进一出电磁阀、氢气流量计、电动比例阀、氢气循环泵、汽水分离器、泄压阀、尾气阀等。

电堆的尺寸及其在系统中的布置方式的改变或平台内部的子系统模块、系统零部件升级、维修或更换，导致出现安装不匹配、操作不方便、承重力不足等问题，从而导致整个机柜的不适用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氢燃料电池电堆测试平台结构，安装匹配容易，操作方便，提高了承重力，提高了整个机柜的适用性，不仅保证了设备和测试人员的安全，而且可在柜外进行燃料电池车对不同电堆的适配和不同电堆的安装或更换，从而使操作更加快速便捷，检修和调试更加方便。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种氢燃料电池电堆测试平台结构，包括：

将测试平台的空气系统、水路系统、氢气系统三大子系统的布局在空间上进行了分隔处理，其中，空气系统独立成柜，置于左侧，燃料电池柜居中放置，氢气系统与空气系统整合在右侧的柜中，同时用隔板将两大系统隔开，形成三柜式的总体布局结构，其中相邻两柜可分离可合拢，三柜骨架采用铝型材搭建，型材四面设有安装槽，通过调节固定角码的位置来实现型材支架的位置移动，从而调节柜子的层高和固定支架的位置，同时元器件的支撑板金能够与元器件形成一个整体进行拆装，柜子面板均采用了快拆结构，下方和上方分别通过折弯的耳朵和门锁防止面板向外松动，面板的四个角与角码贴住，防止面板向内松动，四周有折弯加强，中间的燃料电池柜前后采用对开门，两侧采用快拆面板，其中前对开门安装两块钢化玻璃，后对开门内侧焊有钣金加强支撑，两侧的柜子分别共用燃料电池柜的左右快拆面板，且该面板的拆装方式是柜内拆装，管道穿板处作开孔处理，相邻两柜的相邻竖直铝型材之间分别用三个一字连接板，锁螺丝到两型材槽内的方式固定，柜间的管路连接采用不锈钢快装卡箍，在柜子放在适当位置后，万向轮锁止，安装好一字连接板后，连接燃料电池柜中的电堆与三大测试系统，在三台测试柜底部面板均布设有百叶通风，顶部的圆孔则连接有波纹管，由防爆风扇向室外抽风。

进一步的，空气柜分为三层，第一层为中冷器回路，包括不锈钢三通、传感器、加热器，不锈钢管路采用钣金开孔加上管支架的固定方式；第二层包括空压机及其消音器和控制器、两个散热水箱，这一层采用铝型材，两散热水箱分别给中冷器和空压机及其控制器进行散热，散热水箱高度占整个机柜的近三分之一；第三层包括增湿器、水壶、化学过滤器、电动比例阀及连接管路和固定钣金，其中增湿器是通过加长其自身塑胶外壳之间的锁附螺丝来固定在支撑钣金上，两者成为一个整体。

进一步的，燃料电池柜尺寸，由铝型材柜和燃料电池车组成，其中，柜子尺寸为1800*1400*900mm，燃料电池车台面尺寸为1300*800mm，电池车装能够根据需要自由进出柜子，柜子下方的横梁为三段，两根长度为140mm的船型螺母分别插入两个型材接口处的槽中，接口处两端的型材各锁两颗法兰螺丝进行固定，从而能将中间段型材拆卸，燃料电池车最上层型材能够根据不同电堆的布置方式进行平移和替换，能在柜外进行燃料电池车对不同电堆的适配和不同电堆的安装或更换。

进一步的，氢气水路柜分为三层，第一层包括换热器、大水泵、小水泵、加热器和汽水分离器，大水泵、小水泵放在底层，且底层型材采用铝型材；第二层包括颗粒过滤器、电动三通阀、电动比例阀和流量计；第三层则包括水壶、氢气循环泵、两进一出阀和氢气流量计，能够观察到柜子采用了氢气路和水路分隔的布局，氢气路的元器件以及管路都在柜子的后侧，增设有隔板，且该隔板做成两段式的可拆卸结构，检修时能从柜内移出。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型安装匹配容易，操作方便，提高了承重力，提高了整个机柜的适用性，不仅保证了设备和测试人员的安全，而且可在柜外进行燃料电池车对不同电堆的适配和不同电堆的安装或更换，从而使操作更加快速便捷，检修和调试更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的空气柜结构布局图；

图3为本实用新型的氢气水路柜结构布局图(前视、后视图)；

图4为本实用新型的5050铝型材截面图；

图5为本实用新型的柜体间的一字连接件图；

图6为本实用新型的可拆卸横梁图；

图7为本实用新型的面板快拆结构图；

图中，1-空气柜，2-燃料电池柜，3-氢气水路柜4-中冷器回路，5-加热器，6-空压机，7-空压机消音器8-空压机控制器，9-中冷器，10-散热水箱，11-水壶，12-化学过滤器，13-增湿器及其安装钣金，14-大水泵，15-小水泵，16-换热器，17-汽水分离器，18-电动比例阀，19-颗粒过滤器，20-水路流量计，21-电动三通阀，22-氢气循环泵，23-氢气流量计，24-水壶，25-船型长螺母，26-燃料电池柜可拆卸横梁，27-型材固定角码，28-门锁，29-快拆面板固定折弯，30-一字连接板。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：

若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。

在本申请中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

如图1～7所示，一种氢燃料电池电堆测试平台结构，包括：

将测试平台的空气系统、水路系统、氢气系统三大子系统的布局在空间上进行了分隔处理，其中，空气系统独立成柜，置于左侧，燃料电池柜居中放置，氢气系统与空气系统整合在右侧的柜中，同时用隔板将两大系统隔开，形成三柜式的总体布局结构，其中相邻两柜可分离可合拢，三柜骨架采用铝型材搭建，型材四面设有安装槽，通过调节固定角码的位置来实现型材支架的位置移动，从而调节柜子的层高和固定支架的位置，同时元器件的支撑板金能够与元器件形成一个整体进行拆装，柜子面板均采用了快拆结构，下方和上方分别通过折弯的耳朵和门锁防止面板向外松动，面板的四个角与角码贴住，防止面板向内松动，四周有折弯加强，中间的燃料电池柜前后采用对开门，两侧采用快拆面板，其中前对开门安装两块钢化玻璃，后对开门内侧焊有钣金加强支撑，两侧的柜子分别共用燃料电池柜的左右快拆面板，且该面板的拆装方式是柜内拆装，管道穿板处作开孔处理，相邻两柜的相邻竖直铝型材之间分别用三个一字连接板，锁螺丝到两型材槽内的方式固定，柜间的管路连接采用不锈钢快装卡箍，在柜子放在适当位置后，万向轮锁止，安装好一字连接板后，连接燃料电池柜中的电堆与三大测试系统，在三台测试柜底部面板均布设有百叶通风，顶部的圆孔则连接有波纹管，由防爆风扇向室外抽风。

进一步的，空气柜分为三层，第一层为中冷器回路，包括不锈钢三通、传感器、加热器，不锈钢管路采用钣金开孔加上管支架的固定方式；第二层包括空压机及其消音器和控制器、两个散热水箱，这一层采用铝型材，两散热水箱分别给中冷器和空压机及其控制器进行散热，散热水箱高度占整个机柜的近三分之一；第三层包括增湿器、水壶、化学过滤器、电动比例阀及连接管路和固定钣金，其中增湿器是通过加长其自身塑胶外壳之间的锁附螺丝来固定在支撑钣金上，两者成为一个整体。

进一步的，燃料电池柜尺寸，由铝型材柜和燃料电池车组成，其中，柜子尺寸为1800*1400*900mm，燃料电池车台面尺寸为1300*800mm，电池车装能够根据需要自由进出柜子，柜子下方的横梁为三段，两根长度为140mm的船型螺母分别插入两个型材接口处的槽中，接口处两端的型材各锁两颗法兰螺丝进行固定，从而能将中间段型材拆卸，燃料电池车最上层型材能够根据不同电堆的布置方式进行平移和替换，能在柜外进行燃料电池车对不同电堆的适配和不同电堆的安装或更换。

进一步的，氢气水路柜分为三层，第一层包括换热器、大水泵、小水泵、加热器和汽水分离器，大水泵、小水泵放在底层，且底层型材采用铝型材；第二层包括颗粒过滤器、电动三通阀、电动比例阀和流量计；第三层则包括水壶、氢气循环泵、两进一出阀和氢气流量计，能够观察到柜子采用了氢气路和水路分隔的布局，氢气路的元器件以及管路都在柜子的后侧，增设有隔板，且该隔板做成两段式的可拆卸结构，检修时能从柜内移出。

实施例1

如图1所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种氢燃料电池电堆测试平台结构进行实施，在本实施例中：

在总体框架上，本实施例为实现上述目的，将测试台的三大子系统的布局在空间上进行了分隔处理，空气系统由于元器件较多、管路复杂而独立成柜，置于左侧，燃料电池柜因需要与三个子系统连接，故而居中放置，氢气系统元器件因器件数量少、体积小，因而与空气系统整合在右侧的柜中，同时用隔板将两大系统隔开，这样便形成了三柜式的总体布局方案(图1)，其中相邻两柜可分离可合拢。三柜骨架都主要采用5050的国标铝型材搭建的，型材四面都有安装槽(图4)，可以通过调节固定角码的位置来实现型材支架的位置移动，从而调节柜子的层高和固定支架的位置(图7)，同时元器件的支撑板金可以与元器件形成一个整体进行拆装，具有非常高的灵活性，极大的方便了元器件的替换。柜子面板均采用了快拆结构(图7)，下方和上方分别通过折弯的耳朵和门锁防止面板向外松动，面板的四个角与角码贴住，防止面板向内松动，从而达到快拆而又不晃动的目的，四周有折弯加强。中间的燃料电池柜前后采用对开门，两侧采用快拆面板，其中前对开门安装两块钢化玻璃，便于测试者观察电堆状况，后对开门内侧焊有钣金加强支撑。两侧的柜子分别共用燃料电池柜的左右快拆面板，而且该面板的拆装方式是柜内拆装，从而方便检修操作，管道穿板处作开孔处理，达到隔断柜间(可能泄露的)氢气扩散和美观的目的。相邻两柜的相邻竖直铝型材之间分别用三个一字连接板，锁螺丝到两型材槽内的方式固定，从而达到聚拢的效果(图1)，柜间的管路连接采用不锈钢快装卡箍，在柜子放在适当位置后，万向轮锁止，安装好一字连接板后，可以非常方便地连接燃料电池柜中的电堆与三大测试系统(图5)。为了将可能泄露的氢气排出和降低柜内的空气温度，利用氢气(密度低)和热空气上升的特性，在三台测试柜底部面板均布百叶通风，顶部的圆孔则连接波纹管，由防爆风扇向室外抽风，保证了设备和测试人员的安全。

在空气柜(背面进风)分为三层，第一层主要为中冷器回路，包括一些不锈钢三通、传感器、加热器，不锈钢管路采用钣金开孔加上管支架的固定方式，第二层包括空压机及其消音器和控制器、两个散热水箱，考虑到这一层设备质量较大，此层采用型材截面积更大、承重更好的5050欧标铝型材，两散热水箱分别给中冷器和空压机及其控制器进行散热，摆在此层可以让散热器加水口处于回路最高点，方便加水操作，散热水箱高度占整个机柜的近三分之一，空压机及其控制器与散热水箱处于同一层的布置方式可以给空压机及其控制器留出足够的检修、更换的空间，第三层包括增湿器、水壶、化学过滤器、电动比例阀及连接管路和固定钣金，其中增湿器是通过加长其自身塑胶外壳之间的锁附螺丝来固定在支撑钣金上，两者成为一个整体使得增湿器的拆装和更换更加方便。

燃料电池柜尺寸，由铝型材柜和燃料电池车组成，其中，柜子尺寸为1800*1400*900mm，燃料电池车台面尺寸为1300*800mm，电池车装可以根据需要自由进出柜子。柜子下方的横梁为三段，两根长度为140mm的船型螺母分别插入两个型材接口处的槽中，接口处两端的型材各锁两颗法兰螺丝进行固定(图6)，从而可将中间段型材拆卸以方便燃料电池车的进出，燃料电池车最上层型材可以根据不同电堆的布置方式进行平移和替换，可在柜外进行燃料电池车对不同电堆的适配和不同电堆的安装或更换，从而使操作更加快速便捷(图4)。

氢气水路柜大致分为三层，第一层包括换热器、大水泵、小水泵、加热器和汽水分离器，其中，两款水泵放在底层是为了保证水泵入口有充足的水来启动，由于换热器质量很大，底层铝型材也是采用的5050欧标型材，第二层包括颗粒过滤器、电动三通阀、电动比例阀、流量计等，第三层则包括水壶和、氢气循环泵两进一出阀、氢气流量等元器件，可以观察到柜子采用了氢气路和水路分隔的布局，氢气路的元器件以及管路都在柜子的后侧，通过增加隔板的方法可以有效地防止可能泄露的氢气在柜内扩散，同时也保证了水路漏水不会对氢气路的电子元器件造成影响，而且考虑到隔板对元器件拆装的影响，该隔板做成了两段式的可拆卸结构，检修时可从柜内移出，方便了柜内元器件的检修和调试操作(图3)。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内。

附图1～7中标记对应的名称为：

1.空气柜，2.燃料电池柜，3.氢气水路柜4.中冷器回路，5.加热器，6.空压机，7.空压机消音，8.空压机控制器，9.中冷器，10.散热水箱，11.水壶，12.化学过滤器，13.增湿器及其安装钣金，14.大水泵，15.小水泵，16.换热器，17.汽水分离器，18.电动比例阀，19.颗粒过滤器，20.水路流量计，21.电动三通阀，22.氢气循环泵，23.氢气流量计，24.水壶，25.船型长螺母，26.燃料电池柜可拆卸横梁，27.型材固定角码，28.门锁，29.快拆面板固定折弯，30.一字连接板。本领域技术人员能够根据本实施例中的文字和/或附图对应实施，可选的，在常规技术领域进行灵活变更，例如设有快拆面板固定折弯29，一字连接板30和空压机消音7等，均可以从本实施例中的文字和/附图标记中直接、毫无疑义对应的，均在本实用新型所附权利要求书的保护范围内。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”均是广义含义，本领域技术人员应作广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是活动连接，或整体地连接，或局部地连接，可以是机械连接，也可以是电性连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通等，对于本领域的技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，即，文字语言的表达与实际技术的实施可以灵活对应，本实用新型的说明书的文字语言(包括附图)的表达不构成对权利要求的任何单一的限制性解释。

本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。

Claims (4)

1.一种氢燃料电池电堆测试平台结构，其特征在于，包括：

将测试平台的空气系统、水路系统、氢气系统三大子系统的布局在空间上进行了分隔处理，空气系统独立成柜，置于左侧，燃料电池柜居中放置，氢气系统与空气系统整合在右侧的柜中，同时用隔板将两大系统隔开，形成三柜式的总体布局结构，相邻两柜可分离可合拢，三柜骨架采用铝型材搭建，型材四面设有安装槽，通过调节固定角码的位置来实现型材支架的位置移动，从而调节柜子的层高和固定支架的位置，同时元器件的支撑板金能够与元器件形成一个整体进行拆装，柜子面板均采用了快拆结构，下方和上方分别通过折弯的耳朵和门锁防止面板向外松动，面板的四个角与角码贴住，防止面板向内松动，四周有折弯加强，中间的燃料电池柜前后采用对开门，两侧采用快拆面板，其中前对开门安装两块钢化玻璃，后对开门内侧焊有钣金加强支撑，两侧的柜子分别共用燃料电池柜的左右快拆面板，且该面板的拆装方式是柜内拆装，管道穿板处作开孔处理，相邻两柜的相邻竖直铝型材之间分别用三个一字连接板，锁螺丝到两型材槽内的方式固定，柜间的管路连接采用不锈钢快装卡箍，在柜子放在适当位置后，万向轮锁止，安装好一字连接板后，连接燃料电池柜中的电堆与三大测试系统，在三台测试柜底部面板均布设有百叶通风，顶部的圆孔则连接有波纹管，由防爆风扇向室外抽风。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池电堆测试平台结构，其特征在于，

空气柜分为三层，第一层为中冷器回路，包括不锈钢三通、传感器、加热器，不锈钢管路采用钣金开孔加上管支架的固定方式；第二层包括空压机及其消音器和控制器、两个散热水箱，这一层采用铝型材，两散热水箱分别给中冷器和空压机及其控制器进行散热，散热水箱高度占整个机柜的近三分之一；第三层包括增湿器、水壶、化学过滤器、电动比例阀及连接管路和固定钣金，其中增湿器是通过加长其自身塑胶外壳之间的锁附螺丝来固定在支撑钣金上，两者成为一个整体。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池电堆测试平台结构，其特征在于，

燃料电池柜尺寸，由铝型材柜和燃料电池车组成，其中，柜子尺寸为1800*1400*900mm，燃料电池车台面尺寸为1300*800mm，电池车装能够根据需要自由进出柜子，柜子下方的横梁为三段，两根长度为140mm的船型螺母分别插入两个型材接口处的槽中，接口处两端的型材各锁两颗法兰螺丝进行固定，从而能将中间段型材拆卸，燃料电池车最上层型材能够根据不同电堆的布置方式进行平移和替换，能在柜外进行燃料电池车对不同电堆的适配和不同电堆的安装或更换。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池电堆测试平台结构，其特征在于，

氢气水路柜分为三层，第一层包括换热器、大水泵、小水泵、加热器和汽水分离器，大水泵、小水泵放在底层，且底层型材采用铝型材；第二层包括颗粒过滤器、电动三通阀、电动比例阀和流量计；第三层则包括水壶、氢气循环泵、两进一出阀和氢气流量计，能够观察到柜子采用了氢气路和水路分隔的布局，氢气路的元器件以及管路都在柜子的后侧，增设有隔板，且该隔板做成两段式的可拆卸结构，检修时能从柜内移出。

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