CN212161988U - 一种燃料电池电堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池电堆，包括电堆本体和燃料电池箱体，所述电堆本体放置在所述燃料电池箱体内，所述电堆本体的前端板上设置有第一供氢接口，所述第一供氢接口与外接的第一供氢管路固定连接，其特征在于，所述电堆本体的后端板上设置有第二供氢接口，所述第二供氢接口内滑动连接有氢气连接管。本实用新型的燃料电池电堆，提高了燃料电池的供氢量和功率密度。

Description

一种燃料电池电堆

技术领域

本实用新型涉及电化学燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池电堆。

背景技术

燃料电池电堆是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，是指将多个燃料电池组成的电池堆，目的是为了获得实际应用的电压。

现有的燃料电池电堆功率较低，采用单侧供氢。如图1所示，为燃料电池电堆的结构，包括通过连接件依次连接在一起的前端板01、前绝缘板02、前集流板03、多个单电池模组04、后集流板05、后绝缘板06和后端板07。

目前为了提高燃料电池电堆的功率，燃料电池电堆采用双电堆结构，但是仍为单侧供氢。在采用双电堆结构时，需要采用两套一模一样的电堆端板、绝缘板、集流板，这样导致燃料电池系统尺寸偏大，重量大，燃料电池的功率密度低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种燃料电池电堆，提高了燃料电池的供氢量，提高了燃料电池的功率密度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种燃料电池电堆，包括电堆本体和燃料电池箱体，所述电堆本体放置在所述燃料电池箱体内，所述电堆本体的前端板上设置有第一供氢接口，所述第一供氢接口与外接的第一供氢管路固定连接，所述电堆本体的后端板上设置有第二供氢接口，所述第二供氢接口内滑动连接有氢气连接管。

可选地，所述氢气连接管的外表面设置有连接法兰，所述连接法兰通过连接件连接在所述燃料电池箱体上。

可选地，所述氢气连接管的外表面与所述第二供氢接口的内表面之间设置有第一密封结构。

可选地，所述第一密封结构包括第一密封环槽，所述第一密封环槽内设置有第一密封圈；所述第一密封环槽设置在所述第二供氢接口的内表面上；或者，所述第一密封环槽设置在所述氢气连接管与所述第二供氢接口滑动连接的外表面上。

可选地，所述第一密封环槽设置有若干个，若干个所述第一密封环槽平行设置；或者，所述第一密封环槽设置有一个。

可选地，所述燃料电池箱体靠近所述后端板的内端面与所述后端板之间设置有第一预留间隙；所述第二供氢接口远离所述氢气连接管的一端与所述氢气连接管的末端之间设置有第二预留间隙。

可选地，所述燃料电池箱体上设置有用于所述氢气连接管通过的第一通孔；所述第一通孔的内径与所述氢气连接管的外径之间设置有第三预留间隙。

可选地，所述第一预留间隙为2-30mm，所述第二预留间隙为2-20mm，所述第三预留间隙为1-10mm。

可选地，所述连接法兰与所述燃料电池箱体之间设置有第二密封结构。

可选地，所述第二密封结构包括第二密封环槽，所述第二密封环槽内设置有第二密封圈；所述第二密封环槽设置在所述连接法兰与所述燃料电池箱体接触的面上；或者，所述第二密封环槽设置在所述燃料电池箱体与所述连接法兰接触的面上。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的燃料电池电堆，通过采用两侧供氢结构对单电堆供氢，保证了大功率情况下氢气的供应量，使得燃料电池电堆的功率更大，体积变化小。相较于现有技术中采用双电堆提高燃料电池功率的情况，燃料电池系统的尺寸小，重量轻，功率密度更高。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的燃料电池电堆的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的燃料电池电堆的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的氢气连接管连接位置的局部剖视结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种燃料电池电堆，提高了燃料电池的供氢量，提高了燃料电池的功率密度。

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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2和图3，本实用新型提供了一种燃料电池电堆，电堆本体5和燃料电池箱体4，电堆本体5放置在燃料电池箱体4内。

其中，电堆本体5的前端板上设置有第一供氢接口，所述第一供氢接口与外接的第一供氢管路固定连接。所述第一供氢接口与所述第一供氢管路的连接结构为现有技术中常用的连接结构，此处不再赘述。电堆本体5的后端板51上设置有第二供氢接口52，第二供氢接口52内滑动连接有氢气连接管1，可以理解的，氢气连接管1的一端滑动连接在第二供氢接口52内，另一端伸出燃料电池箱体4，用于与外接的第二供氢管路连接。所述第二供氢管路用于将氢气输送到氢气连接管1内。氢气连接管1与第二供氢接口52滑动连接，以便应对电堆本体5和燃料电池箱体4在长度方向的较小的尺寸偏差。为了方便氢气连接管1与第二供氢接口52滑动连接，第二供氢接口52的内径大于氢气连接管1的外径。

本实用新型的燃料电池电堆，通过采用两侧供氢结构对单电堆供氢，保证了大功率情况下氢气的供应量，使得燃料电池电堆的功率更大，体积变化小。相较于现有技术中采用双电堆提高燃料电池功率的情况，燃料电池系统的尺寸小，重量轻，功率密度更高。

为了对氢气连接管1定位，氢气连接管1的外表面设置有连接法兰11，连接法兰11通过连接件连接在燃料电池箱体4上。氢气连接管1与连接法兰11可以是一体成型结构，也可以是焊接在一起。所述连接件为螺钉或者螺栓，此处不做限定。

为了保证氢气连接管1与第二供氢接口52的连接处的密封性，避免漏氢，氢气连接管1的外表面与第二供氢接口52的内表面之间设置有第一密封结构，用于实现氢气连接管1在第二供氢接口52内滑动时的密封。

具体的，所述第一密封结构包括第一密封环槽，所述第一密封环槽内设置有第一密封圈3。在一具体实施例中，所述第一密封环槽设置在第二供氢接口52的内表面上。可以理解的，第一密封圈3放置在所述第一密封环槽内，其凸出所述第一密封环槽的部分抵接在氢气连接管1的外表面上。

在另一具体实施例中，所述第一密封环槽设置在氢气连接管1与第二供氢接口52滑动连接的外表面上。第一密封圈3放置在所述第一密封环槽内，其凸出所述第一密封环槽的部分抵接在第二供氢接口52的内表面上。

其中，所述第一密封环槽设置有一个或若干个。当所述第一密封环槽设置若干个时，若干个所述第一密封环槽平行设置，每个所述第一密封环槽内均放置有一个第一密封圈3，从而提高密封的性能，保证密封可靠性。此处的若干个是指两个或两个以上。

由于燃料电池电堆是由很多双极板组成的，从而在电堆的总长度方向存在较大的偏差，为了弥补长度方向的偏差，燃料电池箱体4靠近后端板51的内端面与后端板51之间设置有第一预留间隙D1，如图3所示。第二供氢接口52远离氢气连接管1的一端与氢气连接管1的末端之间设置有第二预留间隙D2。需要说明的是，氢气连接管1的末端是指氢气连接管1伸入到第二供氢接口52内部的端面。第一预留间隙D1和第二预留间隙D2的设置，用于弥补电堆制造时长度方向尺寸的偏差。

为了安装氢气连接管1，燃料电池箱体4上设置有用于氢气连接管1通过的第一通孔6，第一通孔6与第二供氢接口52同轴设置。为了避免制造或安装偏差对氢气连接管1与第二供氢接口52的同轴度的影响，第一通孔6的内径与氢气连接管1的外径之间设置有第三预留间隙。通过这种结构设置，用来补偿电堆相对燃料电池箱体4的宽度和高度两个方向的制造或安装偏差。

具体的，所述第一预留间隙D1为2-30mm，所述第二预留间隙D2为2-20mm，所述第三预留间隙为1-10mm。

为了保证燃料电池箱体4的连接密封性，连接法兰11与燃料电池箱体4之间设置有第二密封结构。所述第二密封结构包括第二密封环槽，所述第二密封环槽内设置有第二密封圈2。

在一具体实施例中，所述第二密封环槽设置在连接法兰11与燃料电池箱体4接触的面上。第二密封圈2放置在所述第二密封环槽内，其凸出所述第二密封环槽的部分抵接在燃料电池箱体4的外表面上。

在另一具体实施例中，所述第二密封环槽设置在燃料电池箱体4与连接法兰11接触的面上。第二密封圈2放置在所述第二密封环槽内，其凸出所述第二密封环槽的部分抵接在连接法兰11靠近燃料电池箱体4的面上。

进一步的，所述第一预留间隙D1为20mm，所述第二预留间隙D2为13mm，第一密封圈3左右两侧均留有间距，可确保电堆长度变化时氢气的密封。所述第三预留间隙为6mm。采用此间隙结构时，可补偿电堆的长宽高三个方向的偏差，长度方向为±10mm，宽度和高度方向为±3mm。

本实用新型的燃料电池电堆，为大功率燃料电池电堆提供了一种两侧供氢的结构，同时还可弥补电堆的长宽高三个方向的偏差。本实用新型的大功率燃料电池系统采用单电堆，两侧供氢结构，使得燃料电池系统尺寸小，重量轻，功率密度高，成本低。

在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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方案的限制。

此外，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。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池电堆，包括电堆本体和燃料电池箱体，所述电堆本体放置在所述燃料电池箱体内，所述电堆本体的前端板上设置有第一供氢接口，所述第一供氢接口与外接的第一供氢管路固定连接，其特征在于，所述电堆本体的后端板上设置有第二供氢接口，所述第二供氢接口内滑动连接有氢气连接管。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述氢气连接管的外表面设置有连接法兰，所述连接法兰通过连接件连接在所述燃料电池箱体上。

3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述氢气连接管的外表面与所述第二供氢接口的内表面之间设置有第一密封结构。

4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一密封结构包括第一密封环槽，所述第一密封环槽内设置有第一密封圈；所述第一密封环槽设置在所述第二供氢接口的内表面上；

或者，所述第一密封环槽设置在所述氢气连接管与所述第二供氢接口滑动连接的外表面上。

5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一密封环槽设置有若干个，若干个所述第一密封环槽平行设置；

或者，所述第一密封环槽设置有一个。

6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料电池箱体靠近所述后端板的内端面与所述后端板之间设置有第一预留间隙；所述第二供氢接口远离所述氢气连接管的一端与所述氢气连接管的末端之间设置有第二预留间隙。

7.根据权利要求6所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料电池箱体上设置有用于所述氢气连接管通过的第一通孔；所述第一通孔的内径与所述氢气连接管的外径之间设置有第三预留间隙。

8.根据权利要求7所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一预留间隙为2-30mm，所述第二预留间隙为2-20mm，所述第三预留间隙为1-10mm。

9.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述连接法兰与所述燃料电池箱体之间设置有第二密封结构。

10.根据权利要求9所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第二密封结构包括第二密封环槽，所述第二密封环槽内设置有第二密封圈；

所述第二密封环槽设置在所述连接法兰与所述燃料电池箱体接触的面上；

或者，所述第二密封环槽设置在所述燃料电池箱体与所述连接法兰接触的面上。

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