CN215266399U - 一种集装箱式燃料电池动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱式燃料电池动力系统，包括集装箱体式结构，所述集装箱体式结构两两之间通过螺栓固定连接在一起，所述集装箱体式结构的内部设置有供氢模块、燃料电池模块和动力与配电模块，所述供氢模块包括钢固定结构，所述钢固定结构的内侧固定安装有多个高压储氢气瓶，所述燃料电池模块的上端设置有动力与配电模块，所述燃料电池模块和动力与配电模块通过第二钢固定结构固定安装在一起，本装置能够根据动力要求和续航要求进行定制化集成，可快速换装供氢系统和燃料电池系统，提高集成效率，适用场景广泛，同时配备辅助系统，监控内部环境温度和氢气浓度，并能及时消除内部环境温度和氢气浓度过高的隐患。

Description

一种集装箱式燃料电池动力系统

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体为一种集装箱式燃料电池动力系统。

背景技术

氢能是高效清洁能源载体，具有许多无可比拟的特点。一是清洁燃料，氢燃料使用中没有废气也没有碳排放，是零排放能源；二是来源广泛；三是储运便捷；四是应用广泛，氢能燃料电池发电效率高、启动快，可以作为车用、深海载运工具动力源，还可用于分布式发电、备用应急电源等，有着广阔应用领域，在全球能源势力入局氢能的背景下，利用集装箱式结构储存燃料电池系统作为可动力源或发电源存在广泛的应用前景，集装箱式燃料电池动力系统可应用于应急电源车，燃料电池船舶、燃料电池固定式发电站等场景。

但是传统的集装箱式结构内部空间密闭，不适用应用于涉氢场景，使得在使用时，安全性较差，且目前的集装箱式燃料电池无法匹配不同应用场景的动力要求和续航能力要求，而使用不同应用场景的燃料电池，组装和结构也比较复杂，使得实用性大大降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种集装箱式燃料电池动力系统。

本实用新型采用的技术方案如下：一种集装箱式燃料电池动力系统，包括集装箱体式结构，所述集装箱体式结构两两之间通过螺栓固定连接在一起，所述集装箱体式结构的内部设置有供氢模块、燃料电池模块和动力与配电模块，所述供氢模块包括钢固定结构，所述钢固定结构的内侧固定安装有多个高压储氢气瓶，所述高压储氢气瓶两两之间通过不锈钢管和卡套接头联通，所述供氢模块的一侧设置有燃料电池模块，所述燃料电池模块的上端设置有动力与配电模块，所述燃料电池模块和动力与配电模块通过第二钢固定结构固定安装在一起，所述第二钢固定结构与钢固定结构通过固定螺栓安装在一起，所述第二钢固定结构与钢固定结构的上侧设置有吊环。

在一优选的实施方式中，所述集装箱体式结构的底部都设置有钢结构格栅，所述集装箱体式结构的上侧中部设置有导水槽，所述集装箱体式结构的顶部两侧设置有加强筋，所述集装箱体式结构的上侧内壁中间位置设置有氢气浓度监测器和温度监测器，所述集装箱体式结构的上端一侧设置有顶部排风机构。

在一优选的实施方式中，所述集装箱体式结构的一侧设置有门体，所述供氢模块还包含加氢口、单向阀、减压阀、卸放阀、压力传感器和压力表，所述加氢口、单向阀、减压阀、卸放阀、压力传感器和压力表集成在钢固定结构上。

在一优选的实施方式中，所述加氢口、单向阀、减压阀、卸放阀、压力传感器和压力表与高压储氢气瓶相连接，所述燃料电池模块包括燃料电池电堆、加湿器、空压机、散热器、中冷器、消音器、水箱和水泵。

在一优选的实施方式中，所述燃料电池电堆、加湿器、空压机、散热器、中冷器、消音器、水箱和水泵各零部件集成在第二钢固定结构的下侧并形成一个燃料电池模块。

在一优选的实施方式中，所述动力与配电模块包含磷酸铁锂电池、铅酸蓄电池、配电模块包含DC/DC升压逆变单元、DC/AC整流单元、DC/DC整流单元、FCU控制器、PDU电源分配电源，所述动力与配电模块各零部件集成第二钢固定结构的上侧，所述供氢模块、燃料电池模块和动力与配电模块为模块化连接在一起。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，将供氢模块、燃料电池模块、动力与配电模块进行模块化连接，然后将组成的模块集成到集装箱体式结构内，形成集装箱式燃料电池动力系统，该动力系统通过与交通工具的电机等驱动结构及用电产品进行连接，便可实现实现动力和电能供给，方便对整体进行安装和使用。

2、本实用新型中，通过改变集装箱式燃料电池动力系统的数量，以及改变每个集装箱式燃料电池动力系统内部的供氢系统模块的数量和燃料电池模块的数量，可匹配不同应用场景的动力要求和续航能力要求，使得功能性和实用性更强。

3、本实用新型中，集装箱体式结构上侧的加强筋可以用以满足大型箱体场景的承重及吊装需求，集装箱体式结构上侧的顶部排风机构用于创造集装箱式结构的顶部空气流通条件，通过氢气浓度监测器和温度监测器监控内部环境温度和氢气浓度以满足及时排放氢气的目的，防止氢气聚集，保证安全，通过导流槽和钢结构格栅能够保证本身的排水效果，安全性大大提高。

附图说明

图1为本实用新型的供氢模块、燃料电池模块和动力与配电模块的正视结构示意图；

图2为本实用新型的供氢模块、燃料电池模块和动力与配电模块的侧视结构示意图；

图3为本实用新型的供氢模块、燃料电池模块和动力与配电模块的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的集装箱体式结构的上侧的部分结构示意图；

图5为本实用新型的集装箱体式结构的正视的结构示意简图。

图中标记：1-吊环、2-钢固定结构、3-减压阀、4-高压储氢气瓶、5-加氢口、6-压力表、7-动力与配电模块、8-第二钢固定结构、9-散热器、10-水箱、11-水泵、12-加湿器、13-燃料电池电堆、14-消音器、15-供氢模块、16-顶部排风机构、17-导水槽、18-加强筋、19-集装箱体式结构、20-门体、21-钢结构格栅、22-空压机、23-燃料电池模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1-5，一种集装箱式燃料电池动力系统，包括集装箱体式结构19，集装箱体式结构19两两之间通过螺栓固定连接在一起，通过改变集装箱式燃料电池动力系统的数量，以及改变每个集装箱式燃料电池动力系统内部的供氢模块15的数量和燃料电池模块23的数量，可匹配不同应用场景的动力要求和续航能力要求，使得功能性和实用性更强，集装箱体式结构19的内部设置有供氢模块15、燃料电池模块23和动力与配电模块7，将供氢模块15、燃料电池模块23、动力与配电模块7进行模块化连接，然后将组成的模块集成到集装箱体式结构19内，形成集装箱式燃料电池动力系统，供氢模块15包括钢固定结构2，钢固定结构2的内侧固定安装有多个高压储氢气瓶4，高压储氢气瓶4两两之间通过不锈钢管和卡套接头联通，供氢模块15的一侧设置有燃料电池模块23，燃料电池模块23的上端设置有动力与配电模块7，燃料电池模块23和动力与配电模块7通过第二钢固定结构8固定安装在一起，第二钢固定结构8与钢固定结构2通过固定螺栓安装在一起，第二钢固定结构8与钢固定结构2的上侧设置有吊环1。

需要说明的是，集装箱体式结构19的底部都设置有钢结构格栅21，集装箱体式结构19的上侧中部设置有导水槽17，通过导流槽17和钢结构格栅21能够保证本身的排水效果，安全性大大提高，集装箱体式结构19的顶部两侧设置有加强筋18，集装箱体式结构19上侧的加强筋18可以用以满足大型箱体场景的承重及吊装需求，集装箱体式结构19的上侧内壁中间位置设置有氢气浓度监测器和温度监测器，通过氢气浓度监测器和温度监测器监控内部环境温度和氢气浓度以满足及时排放氢气的目的，防止氢气聚集，集装箱体式结构19的上端一侧设置有顶部排风机构16，集装箱体式结构19上侧的顶部排风机构16用于创造集装箱式结构19的顶部空气流通条件。

需要说明的是，集装箱体式结构19的一侧设置有门体20，供氢模块15还包含加氢口5、单向阀、减压阀3、卸放阀、压力传感器和压力表6，加氢口5、单向阀、减压阀3、卸放阀、压力传感器和压力表6集成在钢固定结构2上。

需要说明的是，加氢口5、单向阀、减压阀3、卸放阀、压力传感器和压力表6与高压储氢气瓶4相连接，燃料电池模块23包括燃料电池电堆13、加湿器12、空压机22、散热器9、中冷器、消音器14、水箱10和水泵11。

需要说明的是，燃料电池电堆13、加湿器12、空压机22、散热器9、中冷器、消音器14、水箱10和水泵11各零部件集成在第二钢固定结构8的下侧并形成一个燃料电池模块23。

需要说明的是，动力与配电模块7包含磷酸铁锂电池、铅酸蓄电池、配电模块包含DC/DC升压逆变单元、DC/AC整流单元、DC/DC整流单元、FCU控制器、PDU电源分配电源，动力与配电模块7各零部件集成第二钢固定结构8的上侧，供氢模块15、燃料电池模块23和动力与配电模块7为模块化连接在一起，该动力系统通过与电动交通工具的电机等驱动结构及用电产品进行连接，便可实现实现动力和电能供给。

工作原理：本装置在使用时，将供氢模块15、燃料电池模块23、动力与配电模块7进行模块化连接，然后将组成的模块集成到集装箱体式结构19内，形成集装箱式燃料电池动力系统，该动力系统通过与电动交通工具的电机等驱动结构及用电产品进行连接，便可实现实现动力和电能供给，通过改变集装箱式燃料电池动力系统的尺寸大小，可匹配不同规格的交通工具，通过改变集装箱式燃料电池动力系统的数量，以及改变每个集装箱式燃料电池动力系统内部的供氢模块15的数量和燃料电池模块23的数量，可匹配不同应用场景的动力要求和续航能力要求，使得功能性和实用性更强。

集装箱体式结构19上侧的加强筋18可以用以满足大型箱体场景的承重及吊装需求，集装箱体式结构19上侧的顶部排风机构16用于创造集装箱式结构19的顶部空气流通条件，通过氢气浓度监测器和温度监测器监控内部环境温度和氢气浓度以满足及时排放氢气的目的，防止氢气聚集，保证安全，通过导流槽17和钢结构格栅21能够保证本身的排水效果，安全性大大提高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种集装箱式燃料电池动力系统，包括集装箱体式结构(19)，其特征在于：所述集装箱体式结构(19)两两之间通过螺栓固定连接在一起，所述集装箱体式结构(19)的内部设置有供氢模块(15)、燃料电池模块(23)和动力与配电模块(7)，所述供氢模块(15)包括钢固定结构(2)，所述钢固定结构(2)的内侧固定安装有多个高压储氢气瓶(4)，所述高压储氢气瓶(4)两两之间通过不锈钢管和卡套接头联通，所述供氢模块(15)的一侧设置有燃料电池模块(23)，所述燃料电池模块(23)的上端设置有动力与配电模块(7)，所述燃料电池模块(23)和动力与配电模块(7)通过第二钢固定结构(8)固定安装在一起，所述第二钢固定结构(8)与钢固定结构(2)通过固定螺栓安装在一起，所述第二钢固定结构(8)与钢固定结构(2)的上侧设置有吊环(1)。

2.如权利要求1所述的一种集装箱式燃料电池动力系统，其特征在于：所述集装箱体式结构(19)的底部都设置有钢结构格栅(21)，所述集装箱体式结构(19)的上侧中部设置有导水槽(17)，所述集装箱体式结构(19)的顶部两侧设置有加强筋(18)，所述集装箱体式结构(19)的上侧内壁中间位置设置有氢气浓度监测器和温度监测器，所述集装箱体式结构(19)的上端一侧设置有顶部排风机构(16)。

3.如权利要求1所述的一种集装箱式燃料电池动力系统，其特征在于：所述集装箱体式结构(19)的一侧设置有门体(20)，所述供氢模块(15)还包含加氢口(5)、单向阀、减压阀(3)、卸放阀、压力传感器和压力表(6)，所述加氢口(5)、单向阀、减压阀(3)、卸放阀、压力传感器和压力表(6)集成在钢固定结构(2)上。

4.如权利要求3所述的一种集装箱式燃料电池动力系统，其特征在于：所述加氢口(5)、单向阀、减压阀(3)、卸放阀、压力传感器和压力表(6)与高压储氢气瓶(4)相连接，所述燃料电池模块(23)包括燃料电池电堆(13)、加湿器(12)、空压机(22)、散热器(9)、中冷器、消音器(14)、水箱(10)和水泵(11)。

5.如权利要求4所述的一种集装箱式燃料电池动力系统，其特征在于：所述燃料电池电堆(13)、加湿器(12)、空压机(22)、散热器(9)、中冷器、消音器(14)、水箱(10)和水泵(11)各零部件集成在第二钢固定结构(8)的下侧并形成一个燃料电池模块(23)。

6.如权利要求1所述的一种集装箱式燃料电池动力系统，其特征在于：所述动力与配电模块(7)包含磷酸铁锂电池、铅酸蓄电池、配电模块包含DC/DC升压逆变单元、DC/AC整流单元、DC/DC整流单元、FCU控制器、PDU电源分配电源，所述动力与配电模块(7)各零部件集成第二钢固定结构(8)的上侧，所述供氢模块(15)、燃料电池模块(23)和动力与配电模块(7)为模块化连接在一起。

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