CN218004921U - 一种燃料电池高压电气结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种燃料电池高压电气结构，涉及燃料电池技术领域包括燃料电池堆(10)，两侧设有引脚；电堆壳体(11)，包裹在所述燃料电池堆(10)外部；电堆铜排(12)，设置在所述燃料电池堆(10)的两侧，与所述引脚连接；分线盒(9)，固定设置在所述电堆壳体(11)外侧；高压继电器(5)，设置在所述分线盒(9)内；电堆软铜排(6)，一端与所述电堆铜排(12)连接，另一端与所述高压继电器(5)连接。本实用新型提供的装置能够降低成本，高度集成，安全可靠地向外输出电气。

Description

一种燃料电池高压电气结构

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池高压电气结构。

背景技术

氢燃料电池配套整车动力一般需要具备氢气供给系统、氧气供给系统、冷却系统、低压通讯系统及高压电气系统等各项子系统，以达到一个简化配套流程，方便集成设计的目的。高压电气系统目前常用方法为采用线缆连接电堆输出的高压接插件，然后在系统外通过分线盒进行一分二分支，连接方式为“电堆高压接插件-->高压线束-->分线盒-->高压线束”，该连接方式存在如下问题：该方法结构随较为简单，但集成度不高；需多次采用防水型高压接插件，成本不易控制；且分线盒与电堆通过线束连接，分线盒与电堆壳体振动频率不一致，容易出现松脱，未集成高压接触器，安全问题凸显，使用范围仅限于燃料电池堆模块，不适用于不封装的燃料电池堆(裸堆)。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种燃料电池高压电气结构，能够降低成本，高度集成，安全可靠地向外输出电气。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种燃料电池高压电气结构，包括燃料电池堆，两侧设有引脚；电堆壳体，包裹在所述燃料电池堆外部；电堆铜排，设置在所述燃料电池堆的两侧，与所述引脚连接；分线盒，固定设置在所述电堆壳体外侧，所述分线盒与电堆壳体连接部位设置有软铜排入口和高压继电器线束入口；高压继电器，设置在所述分线盒内，所述高压继电器控制线束经过所述高压继电器线束入口引入；电堆软铜排，一端与所述电堆铜排连接，另一端穿过所述软铜排入口与所述高压继电器连接。

进一步地，还包括电源触芯和限位块，其中：所述电源触芯设置在所述电堆铜排上，并与所述引脚压接式连接，且所述电源触芯能够沿所述引脚轴向移动；所述限位块，固定设置在所述燃料电池堆的两侧，且与设置在所述电堆铜排外侧，用于防止电堆铜排运动时，电源触芯与引脚分离。

进一步地，所述电源触芯包括分别位于其两端的螺纹连接部和柱体，以及位于中间的旋拧部，所述电源触芯还设有触芯孔，用以套设在所述引脚上，且所述引脚能够在所述触芯孔内沿轴向滑动。

进一步地，还包括分线铜排和高压接插件，所述分线铜排设置在所述分线盒内，所述高压接插件一端设置在所述分线盒内，另外一端设置在所述分线盒外，所述高压继电器通过分线铜排与高压接插件连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的装置，分线盒固定设置在电堆壳体外侧，集成两路高压继电器，不仅能大幅提高系统集成程度，且能保证分线盒和电堆壳体振动频率一致，降低振动所引发的安全风险，有效提升抗振等级及IP等级。直接通过电堆软铜排和电堆铜排连接燃料电池堆和分线盒，省去电缆连接，减低安全风险及线束成本。软铜排及高压继电器线束进入分线盒的入口设计，只需在所述分线盒与电堆壳体连接部位即电堆壳体端板上开三个足够空间的孔，内部无需考虑IP67等级要求，保证分线盒与电堆壳体整体达到IP等级需求即可，减去分线盒设计成本及防水高压接插件采购成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种燃料电池高压电气结构主视示意图。

图2为本实用新型实施例一种燃料电池高压电气结构俯视示意图。

图3为本实用新型实施例分线盒壳体内部结构示意图。

图4为本实用新型实施例电堆输出端面结构示意图。

图5为本实用新型实施例电源触芯立体示意图。

图中，1-电堆壳体端板，2-高压接插件，3-分线铜排，4-固定螺栓，5-高压继电器，6-电堆软铜排，7-软铜排入口，8-高压继电器线束入口，9-分线盒，10-燃料电池堆，11-电堆壳体，12-电堆铜排，13-限位块螺栓，14-限位块，15-电源触芯，151-连接部，152-柱体，153-旋拧部，154-触芯孔，16-铜排固定螺栓。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施例并配合附图予以说明。

实施例一

如图1、图2、图3和图4所示，一种燃料电池高压电气连接结构，包括：

燃料电池堆10，两侧设有引脚，所述引脚为双圆柱型引脚，两侧分别有两个，用于输出高压电；

电堆壳体11，包裹在所述燃料电池堆10外部；

电堆铜排12，设置在所述燃料电池堆10的两侧，与所述引脚连接，每侧各有一个；

分线盒9，固定设置在所述电堆壳体11外侧，电堆壳体11一侧设置有电堆壳体端板1，分线盒9与电堆壳体端板1整体集成设计，分线盒9固定设置在所述电堆壳体11外侧，能保证两者振动频率一致，降低振动所引发的安全风险。电堆壳体端板1上设置有两个软铜排入口7和一个高压继电器线束入口8，软铜排入口7和高压继电器线束入口8的设计，只需在所述分线盒9与电堆壳体11连接部位即电堆壳体端板上开三个足够空间的孔，内部无需考虑IP67等级要求，保证分线盒9与电堆壳体11整体达到IP等级需求即可，减去分线盒9设计成本及防水高压接插件采购成本。

高压继电器5，设置在所述分线盒9内，有两个高压继电器5，高压继电器5的控制线束经过高压继电器线束入口8进入分线盒9；

电堆软铜排6，软铜排柔软性好，有一定的弹性，一端通过铜排固定螺栓16与所述电堆铜排12连接，另一端穿过经软铜排入口7与所述高压继电器5连接，有两个电堆软铜排6。

每侧电堆铜排12通过电堆软铜排6分别和对应的高压继电器5连接。

本实用新型原理如下：

燃料电池堆10产生的高压电经过其两侧的引脚，输送到电堆铜排12，再通过电堆软铜排6输送到高压继电器5，最后经过高压继电器5的后续电气管路往外输出。

综上所述，本实用新型提供的装置，分线盒9固定设置在电堆壳体11外侧，集成两路高压继电器，不仅能大幅提高系统集成程度，且能保证分线盒9和电堆壳体11振动频率一致，降低振动所引发的安全风险，有效提升抗振等级及IP等级。直接通过电堆软铜排6和电堆铜排12连接燃料电池堆10和分线盒9，省去电缆连接，减低安全风险及线束成本。铜排及高压继电器线束进入分线盒的入口设计，只需在所述分线盒9与电堆壳体11连接部位即电堆壳体11端板上开三个足够空间的孔，内部无需考虑IP67等级要求，保证分线盒9与电堆壳体11整体达到IP等级需求即可，减去分线盒设计成本及防水高压接插件采购成本。

作为优选方案，还包括电源触芯15和限位块14，其中：

所述电源触芯15设置在所述电堆铜排12上，并与所述引脚压接式连接，且所述电源触芯15能够沿所述引脚轴向移动；

所述限位块14，通过限位块螺栓13固定设置在所述燃料电池堆10的两侧，且与设置在所述电堆铜排12外侧，用于防止电堆铜排12运动时，电源触芯15与引脚分离。

当燃料电池堆10工作时，燃料电池堆10发生膨胀形变，此时左侧电堆软铜排6受拉，右侧电堆软铜排6受压，就会分别推动左右两个电堆铜排12贴近燃料电池堆10，导致电源触芯15的触芯孔套入引脚的距离更长，从而使得电源触芯15与引脚的接触面积增大，这样更有利于燃料电池堆10工作时的大功率大电流输出。

燃料电池堆10不工作时，燃料电池堆10收缩恢复正常，电堆铜排12会向远离燃料电池堆10的两侧的方向移动。此时限位块4限制电堆铜排12往燃料电池堆10的两侧的移动，保证燃料电池堆10的引脚与电源触芯15持续接触。这时即可随时监控电力输出情况，自动通断调节。

综上，燃料电池堆10在发生形变的情况下，燃料电池堆10的引脚仍能和电源触芯15保持良好接触，这样，本高压电气结构可自适应燃料电池堆10的伸缩形变。

作为优选方案，如图5所示，所述电源触芯15包括分别位于其两端的螺纹连接部151和柱体152，电源触芯15通过螺纹连接部151旋拧到电堆铜排12上，以及位于中间的旋拧部153，旋拧部153可以进一步固定电源触芯15和电堆铜排12的连接，所述电源触芯15还设有触芯孔154，用以套设在所述引脚上，且所述引脚能够在所述触芯孔154内沿轴向滑动。作为优选方案，还包括分线铜排3和高压接插件2，所述分线铜排3通过固定螺栓4设置在所述分线盒9内，所述高压接插件2一端设置在所述分线盒9内，另外一端设置在所述分线盒9外，所述高压继电器5通过分线铜排3与高压接插件2连接。高压接插件2对外输出前经过两个高压继电器2，这时即可随时控制电力输出情况，自动通断调节，紧急情况可通过两个高压继电器2切断系统与用电器高压连接，保障人员及电器安全。

虽然，上文中已经用具体实施方式，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种燃料电池高压电气结构，其特征在于，包括：

燃料电池堆(10)，两侧设有引脚；

电堆壳体(11)，包裹在所述燃料电池堆(10)外部；

电堆铜排(12)，设置在所述燃料电池堆(10)的两侧，与所述引脚连接；

分线盒(9)，固定设置在所述电堆壳体(11)外侧，所述分线盒(9)与电堆壳体(11)连接部位设置有软铜排入口(7)和高压继电器线束入口(8)；

高压继电器(5)，设置在所述分线盒(9)内，所述高压继电器(5)控制线束经过所述高压继电器线束入口(8)引入；

电堆软铜排(6)，一端与所述电堆铜排(12)连接，另一端穿过所述软铜排入口(7)与所述高压继电器(5)连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池高压电气结构，其特征在于，还包括电源触芯(15)和限位块(14)，其中：

所述电源触芯(15)设置在所述电堆铜排(12)上，并与所述引脚压接式连接，且所述电源触芯(15)能够沿所述引脚轴向移动；

所述限位块(14)，固定设置在所述燃料电池堆(10)的两侧，且与设置在所述电堆铜排(12)外侧，用于防止电堆铜排(12)运动时，电源触芯(15)与引脚分离。

3.根据权利要求2所述的燃料电池高压电气结构，其特征在于，所述电源触芯(15)包括分别位于其两端的螺纹连接部(151)和柱体(152)，以及位于中间的旋拧部(153)，所述电源触芯(15)还设有触芯孔(154)，用以套设在所述引脚上，且所述引脚能够在所述触芯孔(154)内沿轴向滑动。

4.根据权利要求1所述的燃料电池高压电气结构，其特征在于，还包括分线铜排(3)和高压接插件(2)，所述分线铜排(3)设置在所述分线盒(9)内，所述高压接插件(2)一端设置在所述分线盒(9)内，另外一端设置在所述分线盒(9)外，所述高压继电器(5) 通过分线铜排(3)与高压接插件(2)连接。

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