CN217788462U - 一种分配装置及多电堆燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分配装置及多电堆燃料电池系统，包括安装底板，所述安装底板的一侧用于与多个所述燃料电池电堆相连接；所述安装底板上设有若干组流道接口组，每组所述流道接口组均包括阴极流道接口、阳极流道接口以及冷却流道接口；分配装置主体，所述分配装置主体固定连接在所述安装底板的另一侧；所述分配装置主体上设有沿所述第一直线路径的长度方向延伸设置的阴极管路、阳极管路以及冷却管路；所述阴极管路上连通有若干阴极支路，所述阳极管路上连通有若干阳极支路，所述冷却管路上连通有若干冷却支路。通过本实用新型实现便于分配装置与多个燃料电池电堆之间进行安装固定，从而提高装配效率。

Description

一种分配装置及多电堆燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种分配装置及多电堆燃料电池系统。

背景技术

燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转化为直流电的电化学能量转换装置。例如，在质子交换膜燃料电池中，向质子交换膜的两侧分别供应对应的气体，例如，在质子交换膜的阳极电极处供应氢气，在质子交换膜的阴极电极处供应氧气或者空气。位于阳极电极处的氢气发生电化学氧化产生电子和质子，电子通过外部电路传输到阴极电极处，质子穿过质子交换膜，电子和质子在阴极电极处与氧一起发生反应生成水，放出热量。

为了提高燃料电池系统的输出功率，目前采用的主要方式是通过2个或2个以上的燃料电池电堆进行一定方式组合并通过分配装置完成彼此之间的连接。现有的分配装置结构复杂，不便于与多个燃料电池电堆之间进行安装固定，从而导致装配效率不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种分配装置及多电堆燃料电池系统，旨在实现便于分配装置与多个燃料电池电堆之间进行安装固定，从而提高装配效率。

为实现上述目的，本实用新型提出一种分配装置，应用于多电堆燃料电池系统，所述多电堆燃料电池系统包括多个沿第一直线路径排列设置的燃料电池电堆；包括：

安装底板，所述安装底板的一侧用于与多个所述燃料电池电堆相连接；所述安装底板上设有若干组流道接口组，每组所述流道接口组均包括阴极流道接口、阳极流道接口以及冷却流道接口，所述阴极流道接口、所述阳极流道接口以及所述冷却流道接口分别用于与所述燃料电池电堆上对应的流道相连通；

分配装置主体，所述分配装置主体固定连接在所述安装底板的另一侧；所述分配装置主体上设有沿所述第一直线路径延伸设置的阴极管路、阳极管路以及冷却管路；所述阴极管路上连通有若干阴极支路，每个所述阴极支路分别与所述阴极流道接口相连通；所述阳极管路上连通有若干阳极支路，每个所述阳极支路分别与所述阳极流道接口相连通；所述冷却管路上连通有若干冷却支路，每个所述冷却支路分别与所述冷却流道接口相连通。

可选地，所述冷却支路包括垂直设置的直线段，所述直线段的上端与所述冷却管路相连通，所述直线段的下端通过弧形段与所述冷却流道接口相连通。

可选地，所述阴极流道接口、所述阳极流道接口以及所述冷却流道接口与所述燃料电池电堆上对应的流道的连通处设有第一密封圈。

可选地，所述阴极支路与所述阴极流道接口的连通处、所述阳极支路与所述阳极流道接口的连通处、以及所述冷却支路与所述冷却流道接口的连通处均设有第二密封圈。

可选地，每段所述冷却支路上均设有第一检测组件，每段所述阴极支路上均设有第二检测组件，所述第一检测组件以及所述第二检测组件均包括温度传感器和/或湿度传感器和/或压力传感器；其中，所述温度传感器用于检测对应支路内流体的温度信息，所述湿度传感器用于检测对应支路内流体的湿度信息，所述压力传感器用于检测对应支路内流体的压力变化信息。

可选地，所述第一检测组件以及所述第二检测组件均包括检测探头，所述检测探头穿过所述分配装置主体伸入至对应的支路内。

可选地，所述第一检测组件以及所述第二检测组件的数据连接端均位于所述分配装置主体的顶部；其中，所述第一检测组件的数据连接端为竖向设置，所述第二检测组件的数据连接端为横向设置。

可选地，所述分配装置主体的外沿边缘上设有若干个安装孔，所述安装孔供固定螺栓穿过以将所述分配装置主体与所述安装底板固定连接。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种多电堆燃料电池系统，包括如上述的分配装置。

可选地，包括多个燃料电池电堆，多个所述燃料电池电堆沿所述第一直线路径排列设置，且多个所述燃料电池电堆的流道输入端以及流道输出端分别位于所述第一直线路径沿其宽度方向的相对两侧；所述流道输入端以及所述流道输出端均连接所述分配装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将分配装置主体与多个燃料电池电堆相连接，以便阴极工作气体依次通过阴极管路、阴极支路、阴极流道接口流入至燃料电池电堆的阴极流道中，或者从燃料电池电堆的阴极流道依次通过阴极流道接口、阴极支路、阴极管路流出(阳极工作气体以及冷却液同理，故本申请不再作详细赘述)，从而实现多个燃料电池电堆之间相互串联。其中，由于分配装置是通过安装底板直接与多个燃料电池电堆固定连接，从而便于分配装置与多个燃料电池电堆之间进行安装固定，实现提高装配效率。

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为本实用新型分配装置一实施例的结构示意图其一；

图2为本实用新型分配装置一实施例的结构示意图第二(隐藏了安装底板)；

图3为本实用新型分配装置一实施例的冷却支路的内部结构示意图；

图4为本实用新型多电堆燃料电池系统一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型多电堆燃料电池系统一实施例的分解示意图。

图中所标各部件的名称如下：

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的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的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。

本实施例公开了一种分配装置，参考附图1-5，应用于多电堆燃料电池系统，多电堆燃料电池系统包括多个沿第一直线路径排列设置的燃料电池电堆1；包括安装底板2，安装底板2的一侧用于与多个燃料电池电堆1相连接；安装底板2上设有若干组流道接口组3，其中，流道接口组3的数量与燃料电池电堆1的数量相对应；每组流道接口组3均包括阴极流道接口301、阳极流道接口302以及冷却流道接口303，阴极流道接口301、阳极流道接口302以及冷却流道接口303分别用于与燃料电池电堆1上对应的流道相连通，即阴极流道接口301与燃料电池电堆1上的阴极流道相连通，阳极流道接口302与燃料电池电堆1上的阴极流道相连通，冷却流道接口303与燃料电池电堆1上的冷却流道相连通；分配装置主体4，分配装置主体4固定连接在安装底板2的另一侧；分配装置主体4上设有沿第一直线路径延伸设置的阴极管路5、阳极管路6以及冷却管路7；阴极管路5上连通有若干阴极支路501，每个阴极支路501分别与阴极流道接口301相连通；阳极管路6上连通有若干阳极支路601，每个阳极支路601分别与阳极流道接口302相连通；冷却管路7上连通有若干冷却支路701，每个冷却支路701分别与冷却流道接口303相连通。

本实施例通过将分配装置主体4与多个燃料电池电堆1相连接，以便阴极工作气体能依次通过阴极管路5、阴极支路501、阴极流道接口301流入至燃料电池电堆1的阴极流道中，或者从燃料电池电堆1的阴极流道依次通过阴极流道接口301、阴极支路501、阴极管路5流出(阳极工作气体以及冷却液同理，故本申请不再作详细赘述)，从而实现多个燃料电池电堆1之间相互串联。其中，由于分配装置是通过安装底板2直接与多个燃料电池电堆1固定连接，结构简单，有效提高与多个燃料电池电堆1安装固定的便捷性。

其中，阴极工作气体为空气或氧气，阳极工作气体为氢气。

作为上述实施例的优选方案，冷却支路701包括垂直设置的直线段7011，直线段7011的上端与冷却管路7相连通，直线段7011的下端通过弧形段7012与冷却流道接口303相连通。如此设置，考虑到冷却液流经燃料电池电堆1以对其冷却后，冷却液因受热温升会产生气泡。为了确保气泡能顺利排出，结合气泡在冷却液中会上升的特性，将冷却支路701设计为包括垂直设置的直线端，当冷却液通过直线段7011时，其气泡也会随同冷却液一同沿直线段7011上升，并进入至冷却管路7中，从而实现有利于气泡地排出。

作为上述实施例的优选方案，阴极流道接口301、阳极流道接口302以及冷却流道接口303与燃料电池电堆1上对应的流道的连通处设有第一密封圈8。如此设置，通过第一密封圈8以提高阴极流道接口301、阳极流道接口302以及冷却流道接口303与燃料电池电堆1上对应的流道的连通处的密封性，避免阴极工作气体、阳极工作气体或冷却液从其连通处泄漏。

作为上述实施例的优选方案，阴极支路501与阴极流道接口301的连通处、阳极支路601与阳极流道接口302的连通处、以及冷却支路701与冷却流道接口303的连通处均设有第二密封圈9。如此设置，通过第二密封圈9以提高阴极支路501与阴极流道接口301的连通处、阳极支路601与阳极流道接口302的连通处、以及冷却支路701与冷却流道接口303的连通处的密封性，避免阴极工作气体、阳极工作气体或冷却液从其连通处泄漏。

作为上述实施例的优选方案，每段冷却支路701上均设有第一检测组件10，每段阴极支路501上均设有第二检测组件11，第一检测组件10以及第二检测组件11均包括温度传感器和/或湿度传感器和/或压力传感器；其中，所述温度传感器用于检测对应支路内流体的温度信息，所述湿度传感器用于检测对应支路内流体的湿度信息，所述压力传感器用于检测对应支路内流体的压力变化信息。如此设置，通过第一检测组件10以及第二检测组件11以对流经冷却支路701的冷却液以及流经阴极支路501的阴极工作气体进行随时检测监控，从而避免危险事故的发生，其中，检测监控的数据包括温度信息、湿度信息以及压力变化信息等。同时，考虑到阳极工作气体主要是通过阳极供应端进行输出，如氢气罐，而氢气罐一般自身会带有检测监控设备，因此对流经阳极支路601的阳极工作气体的检测监控需求相对没那么高。基于上述，本实施例在阳极支路601上并没有设计相应的检测组件，以此降低制造成本。

具体的，第一检测组件10以及第二检测组件11均包括检测探头1001，检测探头1001穿过分配装置主体4伸入至对应的支路内。如此设置，通过将检测探头1001伸入至对应的支路内，以使检测探头1001与其支路中流经的流体进行直接接触检测，从而提高检测的准确性。

具体的，第一检测组件10以及第二检测组件11的数据连接端1002均位于分配装置主体4的顶部，数据连接端1002用于供数据连接线进行连接，以便第一检测组件10以及第二检测组件11所检测出的监测数据传输至外部监测设备；其中，第一检测组件10的数据连接端1002为竖向设置，第二检测组件11的数据连接端1002为横向设置。如此设置，通过规定第一检测组件10以及第二检测组件11的数据连接端1002的设置方向，避免二者的数据连接线出现相互干涉，导致无法插入数据连接端1002的情况的发生。

作为上述实施例的优选方案，分配装置主体4的外沿边缘上设有若干个安装孔401，安装孔401供固定螺栓穿过以将分配装置主体4与安装底板2固定连接。如此设置，利用固定螺栓以将分配装置主体4与安装底部相互固定，本实施例结构简单实用性强。

本实施例还公开了一种多电堆燃料电池系统，包括如上述的分配装置。如此设置，通过在多电堆燃料电池系统中采用上述的分配装置，以实现通过将分配装置主体4与多个燃料电池电堆1相连接，以便阴极工作气体能依次通过阴极管路5、阴极支路501、阴极流道接口301流入至燃料电池电堆1的阴极流道中，或者从燃料电池电堆1的阴极流道依次通过阴极流道接口301、阴极支路501、阴极管路5流出(阳极工作气体以及冷却液同理，故本申请不再作详细赘述)，从而实现多个燃料电池电堆1之间相互串联。其中，由于分配装置是通过安装底板2直接与多个燃料电池电堆1固定连接，结构简单，有效提高与多个燃料电池电堆1安装固定的便捷性。

具体的，包括多个燃料电池电堆1，多个燃料电池电堆1沿第一直线路径的长度方向排列设置，且多个燃料电池电堆1的流道输入端101以及流道输出端102分别位于第一直线路径沿其宽度方向的相对两侧；流道输入端101以及流道输出端102均连接分配装置。如此设置，通过规定多个燃料电池电堆1的排列方式，以及其流道输入端101以及流道输出端102的布局方式，以确保本分配装置能确实地将多个燃料电池电堆1相连接。

如附图所示4-5，在本实施例中，燃料电池电堆1设置为2个；相应地，安装底板2上的流道接口组3设置为2组，分配装置主体4上的阴极支路501、阳极支路601以及冷却支路701也分别设置为2个。

需要说明的是，本实用新型公开的分配装置及多电堆燃料电池系统的其它内容为现有技术，在此不再赘述。

另外，需要说明的是，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

此外，需要说明的是，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分配装置，应用于多电堆燃料电池系统，所述多电堆燃料电池系统包括多个沿第一直线路径排列设置的燃料电池电堆；其特征在于，包括：

安装底板，所述安装底板的一侧用于与多个所述燃料电池电堆相连接；所述安装底板上设有若干组流道接口组，每组所述流道接口组均包括阴极流道接口、阳极流道接口以及冷却流道接口，所述阴极流道接口、所述阳极流道接口以及所述冷却流道接口分别用于与所述燃料电池电堆上对应的流道相连通；

分配装置主体，所述分配装置主体固定连接在所述安装底板的另一侧；所述分配装置主体上设有沿所述第一直线路径延伸设置的阴极管路、阳极管路以及冷却管路；所述阴极管路上连通有若干阴极支路，每个所述阴极支路分别与所述阴极流道接口相连通；所述阳极管路上连通有若干阳极支路，每个所述阳极支路分别与所述阳极流道接口相连通；所述冷却管路上连通有若干冷却支路，每个所述冷却支路分别与所述冷却流道接口相连通。

2.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于：所述冷却支路包括垂直设置的直线段，所述直线段的上端与所述冷却管路相连通，所述直线段的下端通过弧形段与所述冷却流道接口相连通。

3.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于：所述阴极流道接口、所述阳极流道接口以及所述冷却流道接口与所述燃料电池电堆上对应的流道的连通处设有第一密封圈。

4.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于：所述阴极支路与所述阴极流道接口的连通处、所述阳极支路与所述阳极流道接口的连通处、以及所述冷却支路与所述冷却流道接口的连通处均设有第二密封圈。

5.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于：每段所述冷却支路上均设有第一检测组件，每段所述阴极支路上均设有第二检测组件，所述第一检测组件以及所述第二检测组件均包括温度传感器和/或湿度传感器和/或压力传感器。

6.根据权利要求5所述的分配装置，其特征在于：所述第一检测组件以及所述第二检测组件均包括检测探头，所述检测探头穿过所述分配装置主体伸入至对应的支路内。

7.根据权利要求5所述的分配装置，其特征在于：所述第一检测组件以及所述第二检测组件的数据连接端均位于所述分配装置主体的顶部；其中，所述第一检测组件的数据连接端为竖向设置，所述第二检测组件的数据连接端为横向设置。

8.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于：所述分配装置主体的外沿边缘上设有若干个安装孔，所述安装孔供固定螺栓穿过以将所述分配装置主体与所述安装底板固定连接。

9.一种多电堆燃料电池系统，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的分配装置。

10.根据权利要求9所述的多电堆燃料电池系统，其特征在于：包括多个燃料电池电堆，多个所述燃料电池电堆沿所述第一直线路径排列设置，且多个所述燃料电池电堆的流道输入端以及流道输出端分别位于所述第一直线路径沿其宽度方向的相对两侧；所述流道输入端以及所述流道输出端均连接所述分配装置。

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