CN218160490U - 组合式燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组合式燃料电池系统，涉及燃料电池的技术领域。组合式燃料电池系统包括壳体、散热组件和多个燃料电池总成；壳体内设置有安装腔，安装腔内设置有多根相互平行的固定纵梁，固定纵梁上开设有安装孔，多个燃料电池总成均通过悬置件安装在相邻的两根固定纵梁的安装孔上；壳体的一端为开口端，散热组件铰接于开口端，多个燃料电池总成的冷却进出口均与散热组件连接。达到了小空间内燃料电池系统能够满足超大功率使用需求的技术效果。

Description

组合式燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及组合式燃料电池系统。

背景技术

氢燃料电池系统是一种通过消耗氢气与空气中的氧气发生电化学反应而发电的设备。氢气与氧气在燃料电池系统中产生电能，释放热量，反应产物仅有水，无其他环境不友好的产物产出。

氢燃料电池交通工具是一种以氢燃料电池系统作为发电设备，电池包作为储能设备，通过电力以驱动行驶的一种混合动力交通工具。

燃料电池系统是一种以燃料电池为核心，通过氢气供给系统，空气供给系统与热管理系统组成的发电装置。

目前燃料电池系统都单独使用，单独布置，其占地空间较大，工程机械、轨道交通或者船舶游艇等大功率交通工具与载具能够为燃料电池系统提供的安装工作空间较小。

因此，提供一种小空间内满足超大功率使用需求的组合式燃料电池系统成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种组合式燃料电池系统，以缓解现有技术中小空间内燃料电池系统无法满足超大功率使用需求的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种组合式燃料电池系统，包括壳体、散热组件和多个燃料电池总成；

所述壳体内设置有安装腔，所述安装腔内设置有多根相互平行的固定纵梁，所述固定纵梁上开设有安装孔，多个所述燃料电池总成均通过悬置件安装在相邻的两根所述固定纵梁的所述安装孔上；

所述壳体的一端为开口端，所述散热组件铰接于所述开口端，多个所述燃料电池总成的冷却进出口均与所述散热组件连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述散热组件的数量为两个，且分别铰接于所述开口端的两侧以适于打开或者封堵所述开口端。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体与所述固定纵梁固定连接，所述固定纵梁上等间隔的开设有多个所述安装孔；

所述壳体上开设有多个进气口，且每个所述进气口处设置有过滤网，所述进气口的数量与所述燃料电池总成的数量对应，所述燃料电池总成的空压机与所述进气口连通；

所述壳体的底部设置有支脚固定孔。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体内相邻的两排所述燃料电池总成之间的固定纵梁上设置有主尾排管路，多个所述燃料电池总成的尾排管均与所述主尾排管路连接；

所述壳体上开设有尾排出口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体内相邻的两排所述燃料电池总成之间的固定纵梁上设置有主供电线，多个所述燃料电池总成的供电线均与所述主供电线连接；

所述壳体上设置有对外输电连接端子。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述组合式燃料电池系统还包括伸缩件；

所述伸缩件的一端与所述散热组件铰接，另一端与所述壳体铰接，用以控制两个所述散热组件的开合。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述散热组件包括散热罩壳、水箱和多个散热器；

所述散热罩壳与所述壳体铰接，所述散热罩壳与所述伸缩件铰接，所述散热罩壳包括散热网板和用于安装所述散热器的安装板，所述散热网板的一端与所述安装板铰接，另一端与所述安装板可拆卸连接，所述安装板一端与所述壳体铰接，一端与所述散热器连接；

所述安装板上开设有连通孔，所述散热器设置在所述散热罩壳内，所述散热器的进液管通过所述连通孔与所述燃料电池总成的电堆连接，所述散热器的出液管通过所述连通孔与冷却液泵连接；

所述水箱设置在所述散热罩壳内，且位于所述散热器的上方，多个所述散热器均与所述水箱连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述散热器的顶部设置有与所述水箱底部连接的排气管，所述水箱底部设置有与所述出液管连接的补液管。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述水箱的顶部设置有冷却液加注口，所述散热罩壳上设置有与所述冷却液加注口对应的加注盖。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述壳体内设置有用于支撑所述散热罩壳的支撑架，在两个所述散热组件合拢时所述支撑架与所述散热罩壳抵接。

有益效果：

本实用新型实施例提供了一种组合式燃料电池系统，包括壳体、散热组件和多个燃料电池总成；壳体内设置有安装腔，安装腔内设置有多根相互平行的固定纵梁，固定纵梁上开设有安装孔，多个燃料电池总成均通过悬置件安装在相邻的两根固定纵梁的安装孔上；壳体的一端为开口端，散热组件铰接于开口端，多个燃料电池总成的冷却进出口均与散热组件连接。

具体的，多个燃料电池总成并排设置在壳体内的固定纵梁上，从而将多个燃料电池总成集成在壳体内，另外，壳体的开口端铰接有散热组件，并且多个燃料电池总成可以与同一个散热组件连接，通过这样的设置，能够提高集成度，提高空间利用率，在有限空间使用多个小功率氢燃料电池系统满足超大功率供电要求。

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组合式燃料电池系统在散热组件合拢时的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的组合式燃料电池系统中壳体内安装一个燃料电池总成时的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的组合式燃料电池系统中加注盖和冷却液加注口的局部放大图；

图4为本实用新型实施例提供的组合式燃料电池系统在散热组件打开使得示意图(其中燃料电池总成未示出)；

图5为本实用新型实施例提供的组合式燃料电池系统中散热器和水箱的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的组合式燃料电池系统两侧的散热组件向外展开时的俯视图；

图7为本实用新型实施例提供的组合式燃料电池系统两侧的散热网板和安装板的示意图。

图标：

100-壳体；110-固定纵梁；111-悬置件；121-支脚固定孔；122-进气口；123-尾排出口；124-对外输电连接端子；130-主尾排管路；140-主供电线；150-支撑架；

200-散热组件；210-散热罩壳；211-加注盖；212-散热网板；213-安装板；220-水箱；221-补液管；222-冷却液加注口；230-散热器；231-排气管；232-出液管；233-进液管；

300-燃料电池总成；

400-伸缩件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实用新型实施例提供了一种组合式燃料电池系统，包括壳体100、散热组件200和多个燃料电池总成300；壳体100内设置有安装腔，安装腔内设置有多根相互平行的固定纵梁110，固定纵梁110上开设有安装孔，多个燃料电池总成300均通过悬置件111安装在相邻的两根固定纵梁110的安装孔上；壳体100的一端为开口端，散热组件200铰接于开口端，多个燃料电池总成300的冷却进出口均与散热组件200连接。

具体的，多个燃料电池总成300并排设置在壳体100内的固定纵梁110上，从而将多个燃料电池总成300集成在壳体100内，另外，壳体100的开口端铰接有散热组件200，并且多个燃料电池总成300可以与同一个散热组件200连接，通过这样的设置，能够提高集成度，提高空间利用率，在有限空间使用多个小功率氢燃料电池系统满足超大功率供电要求。

其中，燃料电池总成300包括电堆以及辅助电堆工作的其他设备，包括但不限于加湿器、中冷器、空压机等。

其中，本实施例提供的组合式燃料电池系统采用堆栈式布置，多个燃料电池总成300共用水箱220、尾排、固定纵梁110等结构，拥有独立的散热器230及控制系统，可单独供电，也可同时开启，并联供电。

需要指出的是，散热组件200的数量为两个，且分别铰接于开口端的两侧以适于打开或者封堵开口端。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，固定纵梁110上等间隔的开设有多个安装孔。

具体的，在固定纵梁110上开设多个安装孔，并且多个安装孔等间隔布置，通过这样的设置，工作人员在安装燃料电池总成300时，可以根据燃料电池总成300的大小调整悬置件111的位置，提高壳体100的适用性。

另外，本实施例提供的组合式燃料电池系统布置结构拓展性强，燃料电池总成300的悬置位置可以进行调节，可配适不同型号规格的氢燃料电池总成300。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，壳体100与固定纵梁110固定连接；壳体100上开设有多个进气口122，且每个进气口122处设置有过滤网，进气口122的数量与燃料电池总成300的数量对应，燃料电池总成300的空压机与进气口122连通；壳体100的底部设置有支脚固定孔121。

具体的，通过壳体100对燃料电池总成300等进行保护，并且在壳体100上开设有进气口122，使得每个燃料电池总成300均能够通过各自的进气口122通入空气。

另外，在壳体100的底部设置有支脚固定孔121，从而使得本实施例提供的组合式燃料电池系统能够方便的安装在火车车顶、游轮、工程机械的安装位置，仅需一块安装平面，搭配固定孔处的螺栓即可固定。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，壳体100内相邻的两排燃料电池总成300之间的固定纵梁110上设置有主尾排管路130，多个燃料电池总成300的尾排管均与主尾排管路130连接；壳体100上开设有尾排出口123。

具体的，主尾排管路130设置在固定纵梁110上，多个燃料电池总成300的尾排管均与主尾排管路130连接，从而减小空间占用。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，壳体100内相邻的两排燃料电池总成300之间的固定纵梁110上设置有主供电线140，多个燃料电池总成300的供电线均与主供电线140连接；壳体壳体100上设置有对外输电连接端子124。

具体的，在固定纵梁110上设置有主供电线140，多个燃料电池总成300的供电线均与主供电线140连接，从而减小空间占用。

另外，在壳体100上设置有对外输电连接端子124，方便工作人员接线。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，组合式燃料电池系统还包括伸缩件400；伸缩件400的一端与散热组件200铰接，另一端与壳体100铰接，用以控制两个散热组件200的开合。

具体的，散热组件200的一端铰接在壳体100上，并且另一端受伸缩件400控制，当伸缩件400收缩时，壳体100两侧的两个散热组件200能够相互靠近并抵接，能够对壳体100的顶部进行遮挡，从而对壳体100内的多个燃料电池总成300进行保护。

其中，在壳体100上设置有侧板，对燃料电池总成300进行防护，避免外界杂质进入。

需要指出的是，通过伸缩件400的设置，使得散热组件200实现可开启运动，在保证功能的前提下，工作人员可以直接打开散热组件200即可对燃料电池系总成进行维护，极大的方便燃料电池系统的安装维护。

其中，伸缩件400可以采用气动杆或者液压杆，本领域技术人员也可以根据实际需求自行选择伸缩件400的类型，在此不再进行赘述。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，散热组件200包括散热罩壳210、水箱220和多个散热器230；散热罩壳210与壳体100铰接，散热罩壳210与伸缩件400铰接，散热罩壳210包括散热网板212和用于安装散热器230的安装板213，散热网板212的一端与安装板213铰接，另一端与安装板213可拆卸连接，安装板213一端与壳体100铰接，一端与散热器230连接；安装板213上开设有连通孔，散热器230设置在散热罩壳210内，散热器230的进液管233通过连通孔与燃料电池总成300的电堆连接，散热器230的出液管232通过连通孔与冷却液泵连接；水箱220设置在散热罩壳210内，且位于散热器230的上方，多个散热器230均与水箱220连接。

其中，通过散热网板212的设置，能够对散热器230及其散热管路形成保护，而且使得外界空气能够通过网孔吹入散热网板212内，提高散热效率。

具体的，散热器230的顶部设置有与水箱220底部连接的排气管231，水箱220底部设置有与出液管232连接的补液管221。

具体的，在使用时，散热器230内充满冷却液，水箱220内充有一部分冷却液。每个分级散热器230均通过排气管231与水箱220连接，使得系统运行过程中因温度变化导致冷却液热胀冷缩形成的气体能够汇集到水箱220，保证冷却系统有合适的液量，另外，在工作过程中，散热器230的进液管233的压力大于出液管232的压力以及水箱220内部的压力，此时散热器230内的冷却液一部分会从散热器230内部流向出液管232，另一部分会流到水箱220内，然后顺着补液管221回流到散热器230内，通过这样的设置，使得冷却液快速换热，提高散热效果。

另外，当停止工作时，水箱220内的冷却液能够流到动机散热器230内，冷却液能够充分混合，迅速降低冷却液的温度。

需要指出的是，多个散热器230共用一个水箱220，并且多个散热器230设置在同一框架上，能够减小占用空间，并且结构简单，拓展性强，根据实际散热需求可以自行增减散热器230的数量。

还需要指出的是，多个散热器230共用一个水箱220，能够调整多个散热器230内的冷却液的温度，使得多个散热器230内的冷却液的温度趋于一致，从而保证各个燃料电池均处于适宜的工作环境中。

另外，当冷却水泵突然增大转速，由于分级散热器230内部翅片结构密布，散热器230内的流阻较大，导致出水口无法向冷却水泵入水口快速供水，进而冷却水泵入口出现负压，无法满足系统的冷却液要求的情况出现。而将补液管221与分级散热器230的出液管232连接能够及时的供给冷却水泵，使得补液管221内的冷却液能够直接从分级散热器230的出液管232排出供给到冷却水泵，从而保证系统的正常冷却需求。

需要说明的是，在水箱220内设置有去离子器。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，水箱220的顶部设置有冷却液加注口222，散热罩壳210上设置有与冷却液加注口222对应的加注盖211。

具体的，在需要添加冷却液时，可以打开加注盖211，然后通过冷却液加注口222向水箱220内加注冷却液。

参见图1-图7所示，本实施例的可选方案中，壳体100上设置有用于支撑散热罩壳210的支撑架150，在两个散热组件200合拢时支撑架150与散热罩壳210抵接。

具体的，在壳体100上设置支撑架150，在两个散热组件200合拢时支撑架150能够与散热罩壳210抵接。

最后应说明的是：以上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实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种组合式燃料电池系统，其特征在于，包括：壳体(100)、散热组件(200)和多个燃料电池总成(300)；

所述壳体(100)内设置有安装腔，所述安装腔内设置有多根相互平行的固定纵梁(110)，所述固定纵梁(110)上开设有安装孔，多个所述燃料电池总成(300)均通过悬置件(111)安装在相邻的两根所述固定纵梁(110)的所述安装孔上；

所述壳体(100)的一端为开口端，所述散热组件(200)铰接于所述开口端，多个所述燃料电池总成(300)的冷却进出口均与所述散热组件(200)连接。

2.根据权利要求1所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述散热组件(200)的数量为两个，且分别铰接于所述开口端的两侧以适于打开或者封堵所述开口端。

3.根据权利要求1所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述壳体(100)与所述固定纵梁(110)固定连接，所述固定纵梁(110)上等间隔的开设有多个所述安装孔；

所述壳体(100)上开设有多个进气口(122)，且每个所述进气口(122)处设置有过滤网，所述进气口(122)的数量与所述燃料电池总成(300)的数量对应，所述燃料电池总成(300)的空压机与所述进气口(122)连通；

所述壳体(100)的底部设置有支脚固定孔(121)。

4.根据权利要求3所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述壳体(100)内相邻的两排所述燃料电池总成(300)之间的所述固定纵梁(110)上设置有主尾排管路(130)，多个所述燃料电池总成(300)的尾排管均与所述主尾排管路(130)连接；

所述壳体(100)上开设有尾排出口(123)。

5.根据权利要求4所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述壳体(100)内相邻的两排所述燃料电池总成(300)之间的所述固定纵梁(110)上设置有主供电线(140)，多个所述燃料电池总成(300)的供电线均与所述主供电线(140)连接；

所述壳体(100)上设置有对外输电连接端子(124)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，还包括伸缩件(400)；

所述伸缩件(400)的一端与所述散热组件(200)铰接，另一端与所述壳体(100)铰接，用以控制两个所述散热组件(200)的开合。

7.根据权利要求6所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述散热组件(200)包括散热罩壳(210)、水箱(220)和多个散热器(230)；

所述散热罩壳(210)与所述壳体(100)铰接，所述散热罩壳(210)与所述伸缩件(400)铰接，所述散热罩壳(210)包括散热网板(212)和用于安装所述散热器(230)的安装板(213)，所述散热网板(212)的一端与所述安装板(213)铰接，另一端与所述安装板(213)可拆卸连接，所述安装板(213)一端与所述壳体(100)铰接，一端与所述散热器(230)连接；

所述安装板(213)上开设有连通孔，所述散热器(230)设置在所述散热罩壳(210)内，所述散热器(230)的进液管(233)通过所述连通孔与所述燃料电池总成(300)的电堆连接，所述散热器(230)的出液管(232)通过所述连通孔与冷却液泵连接；

所述水箱(220)设置在所述散热罩壳(210)内，且位于所述散热器(230)的上方，多个所述散热器(230)均与所述水箱(220)连接。

8.根据权利要求7所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述散热器(230)的顶部设置有与所述水箱(220)底部连接的排气管(231)，所述水箱(220)底部设置有与所述出液管(232)连接的补液管(221)。

9.根据权利要求8所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述水箱(220)的顶部设置有冷却液加注口(222)，所述散热罩壳(210)上设置有与所述冷却液加注口(222)对应的加注盖(211)。

10.根据权利要求7所述的组合式燃料电池系统，其特征在于，所述壳体(100)上设置有用于支撑所述散热罩壳(210)的支撑架(150)，在两个所述散热组件(200)合拢时所述支撑架(150)与所述散热罩壳(210)抵接。

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