CN217214784U - 密封连接结构及燃料电池高压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种密封连接结构及燃料电池高压系统，涉及燃料电池的技术领域，该密封连接结构包括密封件和导电连接件；密封件设有密封孔；导电连接件包括导电部和连接部，密封件通过密封孔固定套设于导电部。该燃料电池高压系统包括密封连接结构。缓解了现有技术中存在的燃料电池电堆与DC/DC采用铜排连接时，铜排与密封件之间密封的技术问题，达到了工艺简单，成本低廉，对供应商技术及设备要求能力低，可分开采购的技术效果。

Description

密封连接结构及燃料电池高压系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种密封连接结构及燃料电池高压系统。

背景技术

现有技术中，燃料电池高压系统主要包括电堆、升压转换器(DC/DC)、空压机以及高压水泵等。具体的，电堆产生的电流由铜排或高压电缆输入到DC/DC，经DC/DC稳压转换后，输出给系统负载及外电路。

在燃料电池系统中，由电堆输入到DC/DC的电压较低，电流较大，且电堆在运行过程中会有氢气泄露的风险，因此，电堆与DC/DC之间的电连接以及密封尤为重要。现有技术中的密封方式有：采用高压连接器以及屏蔽电缆连接电堆与DC/DC；或者，铜排与密封件一体注塑；或者，铜排与密封件之间注胶实现密封。

然而，上述现有技术中，虽然高压屏蔽电缆连接方案能够较好地解决电堆壳体与DC/DC之间的密封问题，但是高压屏蔽电缆和高压连接器的体积较大，常用于商用车的燃料电池系统中，而不适合空间紧凑的乘用车燃料电池系统；另外，铜排与密封件一体注塑或注胶方案对生产工艺及供应商技术要求较高，且与电堆安装时需弯折密封件露出安装孔位进行安装，装配困难，影响生产节拍。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种密封连接结构及燃料电池高压系统，以缓解现有技术中存在的燃料电池电堆与DC/DC采用铜排连接时，铜排与密封件之间密封的技术问题。

第一方面，本实用新型提供一种密封连接结构，包括：密封件和导电连接件；

所述密封件设有密封孔；

所述导电连接件包括导电部和连接部，所述密封件通过密封孔固定套设于所述导电部。

进一步的，所述密封孔与所述导电部过盈配合。

进一步的，所述密封件包括密封垫本体和凸出于所述密封垫本体的一侧的凸台，所述密封孔贯穿所述密封垫本体和凸台。

进一步的，所述密封件采用橡胶一体注塑成型，且所述密封件的四周边沿形成凸沿，所述凸沿的延伸方向与所述凸台的延伸方向一致。

进一步的，所述导电部采用铜棒结构。

进一步的，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述导电部位于所述第一连接部与所述第二连接部之间；

其中，所述第一连接部用于与电堆连接，所述第二连接部用于与升压转换器连接。

进一步的，所述第一连接部和所述第二连接部均设有连接孔，且两者的连接孔相垂直设置。

进一步的，所述密封孔能够由所述第二连接部套入所述导电连接件，并与所述导电部过盈配合。

有益效果：

本实用新型提供的密封连接结构，密封件与导电连接件采用分体设置；密封件设有密封孔；导电连接件包括导电部和连接部，密封件通过密封孔固定套设于导电部，可见，密封件与导电连接件采用分体设置，与高压屏蔽线缆方案相比，本密封连接结构占用空间更小、重量更轻且成本更低；同时，与铜排及密封件一体注塑方案相比，本密封连接结构对供应商的要求较低，导电连接件与密封件可分开采购，且导电连接件与密封件的安装比较方便快捷，便于量产。

第二方面，本实用新型提供一种燃料电池高压系统，包括：电堆、升压转换器和前述实施方式任一项所述的密封连接结构；

所述电堆设有第一安装空间，所述第一安装空间内设有电堆连接端子；所述升压转换器设有第二安装空间，所述第二安装空间内设有铜排连接端子；

所述第一连接部置于所述第一安装空间内并与所述电堆连接端子实现连接，同时，所述第二连接部置于所述第二安装空间内并与所述铜排连接端子实现连接，且所述密封件夹设在所述电堆与所述升压转换器之间。

进一步的，所述第一安装空间包括第一安装口，所述第一安装口位于所述电堆用于放置所述升压转换器的面；

所述第二安装空间包括第二安装口，所述第二安装口开设于所述升压转换器的侧面，且所述第二安装口处盖合有密封盖。

有益效果：

本实用新型提供的燃料电池高压系统包括前述的密封连接结构，由此，该燃料电池高压系统所能达到的技术优势和效果同样包括密封连接结构所能达到的技术优势和效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的密封连接结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的密封连接结构的拆分示意图；

图3为本实用新型实施例提供的密封连接结构在电堆上的连接示意图；

图4为本实用新型实施例提供的密封连接结构、电堆以及升压转换器的安装分解示意图；

图5为本实用新型实施例提供的密封连接结构、电堆以及升压转换器的连接完成状态示意图。

图标：

100-密封件；110-密封孔；120-密封垫本体；130-凸台；140-凸沿；

200-导电连接件；210-导电部；220-第一连接部；230-第二连接部；240-连接孔；

300-电堆；310-第一安装空间；311-电堆连接端子；312-第一安装口；

400-升压转换器；410-第二安装空间；411-铜排连接端子；412-第二安装口；

500-密封盖。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1和图2，本实施例提供一种密封连接结构，该密封连接结构包括密封件100和导电连接件200；密封件100设有密封孔110；导电连接件200包括导电部210和连接部，密封件100通过密封孔110固定套设于导电部210。

本实施例提供的密封连接结构，密封件100与导电连接件200采用分体设置；密封件100设有密封孔110；导电连接件200包括导电部210和连接部，密封件100通过密封孔110固定套设于导电部210，可见，密封件100与导电连接件200采用分体设置，与高压屏蔽线缆方案相比，本密封连接结构占用空间更小、重量更轻且成本更低；同时，与铜排及密封件100一体注塑方案相比，本密封连接结构对供应商的要求较低，导电连接件200与密封件100可分开采购，且导电连接件200与密封件100的安装比较方便快捷，便于量产。

具体的，密封孔110设置为两个，其中，一个用于安装导电连接件正极，另一个用于安装导电连接件负极。

本实施例中，密封孔110与导电部210过盈配合，以确保两者之间的连接稳定以及可靠性。

参照图2，密封件100包括密封垫本体120和凸出于密封垫本体120的一侧的凸台130，密封孔110贯穿密封垫本体120和凸台130，如此设置，凸台130部分可对导电部210在径向上起到限位的作用，可防止导电部210相对于密封垫本体120产生晃动，同时，有利于进一步提高密封孔110与导电部210之间的连接可靠性。

可选的，密封件100可采用分体结构；或者，密封件100采用橡胶一体注塑成型，具体的，密封件100可采用三元乙丙橡胶(EPDM)注塑而成，三元乙丙橡胶具有良好的耐低温及耐氢气性能，可用于燃料电池系统的密封。

请继续参照图2，密封件100的四周边沿形成凸沿140，凸沿140的延伸方向与凸台130的延伸方向一致，如此设置，可在装配状态下，提高密封垫本体120的密封效果。

本实施例中，导电部210采用铜棒结构，例如，导电部210采用直径为16mm的铜棒。

示例性地，密封件100的密封孔110的内径为13mm，密封件100的密封孔110可自上而下套入铜棒，通过密封件100的密封孔110与铜棒间的过盈配合达到密封目的。

请继续参照图2，连接部包括第一连接部220和第二连接部230，导电部210位于第一连接部220与第二连接部230之间；其中，第一连接部220用于与电堆300连接，第二连接部230用于与升压转换器400连接。

进一步的，第一连接部220的连接孔240能够使紧固件由上至下穿设实现紧固连接，第二连接部230的连接孔240能够使紧固件沿水平方向由外至内穿设实现紧固连接。

请再次参照图2，第一连接部220和第二连接部230均设有连接孔240，且两者的连接孔240相垂直设置。

在安装状态下，第一连接部220的连接孔240呈竖向设置，第二连接部230的连接孔240呈水平设置。

其中，密封孔110能够由第二连接部230自上而下套入导电连接件200，并与导电部210过盈配合。

参照图3至图5，本实施例还提供一种燃料电池高压系统，该燃料电池高压系统包括电堆300、升压转换器400和前述实施例的密封连接结构；其中，电堆300设有第一安装空间310，第一安装空间310内设有电堆连接端子311；升压转换器400设有第二安装空间410，第二安装空间410内设有铜排连接端子411；第一连接部220置于第一安装空间310内并与电堆连接端子311实现连接，同时，第二连接部230置于第二安装空间410内并与铜排连接端子411实现连接，且密封件100夹设在电堆300与升压转换器400之间。

进一步的，第一安装空间310包括第一安装口312，第一安装口312位于电堆300用于放置升压转换器400的面；第二安装空间410包括第二安装口412，第二安装口412开设于升压转换器400的侧面，如此设置，可有效缩短电堆到DC/DC电流的传输距离，提高燃料电池系统的集成度，同时，便于电堆与DCDC之间的密封连接结构的安装。

本实施例中，第二安装口412处盖合有密封盖500，以防止灰尘等由第二安装口412进入第二安装空间410，以对第二安装空间410内的零部件起到保护作用。

综合以上，本实施例的燃料电池高压系统的一种装配方式为：

将导电连接件200置于第一安装口312，导电连接件200的第一连接部220的连接孔240与第一安装空间310内的电堆连接端子311的安装孔对正后安装螺栓并打紧；

密封件100置于导电连接件200上方，并自上而下套入导电连接件200的导电部210；

吊装升压转换器400置于电堆300的上方，使导电连接件200的第二连接部230的连接孔240与升压转换器400的第二安装空间410内的铜排连接端子411的安装孔对正；

通过第二安装口412安装螺栓，使导电连接件200与升压转换器400的铜排固定到位；

用螺栓紧固升压转换器400底侧的4个固定孔，使升压转换器400自重及螺栓产生的压紧力挤压密封件100，达到密封效果；

安装密封盖500至第二安装空间410。

安装完毕后的燃料电池高压系统如图5所示，导电连接件200无外露部分，且实现了导电连接件200与外部环境及电堆300与升压转换器400之间的密封。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种密封连接结构，其特征在于，包括：密封件(100)和导电连接件(200)；

所述密封件(100)设有密封孔(110)；

所述导电连接件(200)包括导电部(210)和连接部，所述密封件(100)通过密封孔(110)固定套设于所述导电部(210)。

2.根据权利要求1所述的密封连接结构，其特征在于，所述密封孔(110)与所述导电部(210)过盈配合。

3.根据权利要求1所述的密封连接结构，其特征在于，所述密封件(100)包括密封垫本体(120)和凸出于所述密封垫本体(120)的一侧的凸台(130)，所述密封孔(110)贯穿所述密封垫本体(120)和凸台(130)。

4.根据权利要求3所述的密封连接结构，其特征在于，所述密封件(100)采用橡胶一体注塑成型，且所述密封件(100)的四周边沿形成凸沿(140)，所述凸沿(140)的延伸方向与所述凸台(130)的延伸方向一致。

5.根据权利要求1所述的密封连接结构，其特征在于，所述导电部(210)采用铜棒结构。

6.根据权利要求1-5任一项所述的密封连接结构，其特征在于，所述连接部包括第一连接部(220)和第二连接部(230)，所述导电部(210)位于所述第一连接部(220)与所述第二连接部(230)之间；

其中，所述第一连接部(220)用于与电堆(300)连接，所述第二连接部(230)用于与升压转换器(400)连接。

7.根据权利要求6所述的密封连接结构，其特征在于，所述第一连接部(220)和所述第二连接部(230)均设有连接孔(240)，且两者的连接孔(240)相垂直设置。

8.根据权利要求7所述的密封连接结构，其特征在于，所述密封孔(110)能够由所述第二连接部(230)套入所述导电连接件(200)，并与所述导电部(210)过盈配合。

9.一种燃料电池高压系统，其特征在于，包括：电堆(300)、升压转换器(400)和权利要求6-8任一项所述的密封连接结构；

所述电堆(300)设有第一安装空间(310)，所述第一安装空间(310)内设有电堆连接端子(311)；所述升压转换器(400)设有第二安装空间(410)，所述第二安装空间(410)内设有铜排连接端子(411)；

所述第一连接部(220)置于所述第一安装空间(310)内并与所述电堆连接端子(311)实现连接，同时，所述第二连接部(230)置于所述第二安装空间(410)内并与所述铜排连接端子(411)实现连接，且所述密封件(100)夹设在所述电堆(300)与所述升压转换器(400)之间。

10.根据权利要求9所述的燃料电池高压系统，其特征在于，所述第一安装空间(310)包括第一安装口(312)，所述第一安装口(312)位于所述电堆(300)用于放置所述升压转换器(400)的面；

所述第二安装空间(410)包括第二安装口(412)，所述第二安装口(412)开设于所述升压转换器(400)的侧面，且所述第二安装口(412)处盖合有密封盖(500)。

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