CN218385285U - 燃料电池的箱体及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能装置技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池的箱体及燃料电池，燃料电池的箱体，包括箱体本体和电极绝缘组件，所述电极绝缘组件包括安装在所述箱体本体上的绝缘板和位于所述箱体本体之外的正电极绝缘套，在所述绝缘板上形成有正电极伸出口，所述正电极伸出口与所述正电极绝缘套密封连接。本申请的目的在于针对背景技术中所涉及的至少一种技术问题，提供一种燃料电池的箱体及燃料电池。

Description

燃料电池的箱体及燃料电池

技术领域

本申请涉及储能装置技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池的箱体及燃料电池。

背景技术

燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。氢燃料电池系统利用氢气与空气中的氧气体发生电化学反应产生电流的动力电池系统。

燃料电池反应堆由正负电极，双极板，进气口，排气口，循环冷却液进出口，端板，CVM控制电路等组成，成品件称为裸电堆，实际工作时，需要在反应电堆外设计箱体，箱体主要作用为：1.保护电池反应堆在工作过程中冷凝水被排出到尾排，不会聚积在裸电堆表面影响电流输出；2.将电堆内部渗出的气体吹扫到尾排，确保环境气体安全的反应环境；3.便于在箱体上设计安装各种零件和电路管件。在实际应用过程中，燃料电池反应堆的正电极和负电极固定在箱体上，存在因为箱体之外积聚冷凝水导致正电极和负电极导通的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于针对背景技术中所涉及的至少一种技术问题，提供一种燃料电池的箱体及燃料电池。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请的一个方面提供一种燃料电池的箱体，包括箱体本体和电极绝缘组件，所述电极绝缘组件包括安装在所述箱体本体上的绝缘板和位于所述箱体本体之外的正电极绝缘套，在所述绝缘板上形成有正电极伸出口，所述正电极伸出口与所述正电极绝缘套密封连接。

可选的，所述电极绝缘组件还包括负电极绝缘套，在所述绝缘板上还形成有负电极伸出口，所述在所述负电极伸出口与所述负电极绝缘套密封连接。

该技术方案的有益效果在于：这使得负电极与箱体本体之间通过绝缘板相隔离，并且可以将负电极插入到负电极伸出口，并伸入负电极绝缘套，进而使负电极伸出到箱体本体外并靠近箱体本体设置的部分被负电极绝缘套包裹，通过绝缘板使正电极负电极与箱体本体之间绝缘，进而不易通过箱体本体导通正电极和负电极，通过设置负电极绝缘套，则减小附着在箱体本体外壁上的冷凝水与负电极接触的可能，进而减小该冷凝水将正电极和负电极导通的几率。本申请实施例中，正电极和负电极优选的采用铜排制成。

可选的，还包括电极支架，所述电极支架平行于所述绝缘板设置，且所述电极支架的长度方向为第一方向，在所述第一方向上所述电极支架的两端分别连接于所述箱体本体的两个侧壁，在第二方向上所述电极支架位于所述箱体本体的中部，在第三方向上所述电极支架靠近所述绝缘板设置，所述电极支架用于固定正电极和/或负电极，所述第二方向平行于所述绝缘板，且所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直。

该技术方案的有益效果在于：通过设置电极支架固定各电极，使各电极在燃料电池使用时不易松动。本申请实施例中，优选的，箱体本体具有上盖，电极绝缘组件，以及下文提到的DCDC盒均安装在该上盖上，下文提到的电极安装口也可以设置在上盖上，电极支架靠近上盖设置。

可选的，还包括线束支架，所述线束支架的长度方向为所述第一方向，在所述第一方向上所述线束支架的两端分别连接于所述箱体本体的两个侧壁，在所述第二方向上所述线束支架位于所述箱体本体的中部，且在所述线束支架与所述电极支架之间留有间隙，在所述第三方向上所述线束支架靠近所述绝缘板设置。

该技术方案的有益效果在于：并可以将CVM线束固定在线束支架上，以确保CVM线束在燃料电池的使用过程中不松动。

可选的，在一个所述侧壁上设置有CVM罩，在所述CVM罩内形成有CVM控制盒安装腔，所述CVM控制盒安装腔与所述箱体本体的内部连通，所述线束支架用于安装CVM线束。

该技术方案的有益效果在于：通过CVM控制盒安装腔可以安装CVM控制盒，CVM控制盒用于巡检裸电堆态。

可选的，在所述箱体本体上形成有电极安装口，所述绝缘板与所述电极安装口配合。

可选的，还包括DCDC盒和第一密封圈，在所述绝缘板的外沿形成有第一密封槽，所述第一密封槽沿着所述绝缘板的外沿延伸，所述第一密封圈嵌入所述第一密封槽，所述DCDC盒、所述绝缘板和所述箱体本体之间均通过所述第一密封圈和所述第一密封槽密封连接。

可选的，还包括燃料分配头，所述燃料分配头安装于所述箱体本体的侧壁内，所述燃料分配头具有氢气进出口、冷却液进出口和空路进出口。

可选的，所述箱体本体包括侧板、底板、前拉板和后拉板，所述侧板、所述底板、所述前拉板和所述后拉板一体成型。

该技术方案的有益效果在于：这样可以降低箱体本体的生产成本。

本申请的另一个方面提供一种燃料电池，包括燃料电池反应堆和本申请所提供的燃料电池的箱体，所述燃料电池反应堆为立方体结构，在所述立方体的各个角处设置有绝缘块，且在所述立方体顶部的四个角上设置有金属固定支架，各所述金属固定支架与所述燃料电池的箱体固定连接。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的燃料电池的箱体及燃料电池，在使用时，可以将正电极插入到正电极伸出口，并伸入正电极绝缘套，进而使正电极伸出到箱体本体外并靠近箱体本体设置的部分被正电极绝缘套包裹，通过绝缘板使正电极与箱体本体之间绝缘，进而不易通过箱体本体导通正电极和负电极，通过设置正电极绝缘套，则减小附着在箱体本体外壁上的冷凝水与正电极接触的可能，进而减小该冷凝水将正电极和负电极导通的几率。

本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式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申请的一些实施方式，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为本申请实施例提供的燃料电池的一种实施方式的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的燃料电池的一种实施方式的部分立体结构示意图；

图3为本申请实施例提供的燃料电池的一种实施方式的部分立体结构示意图；

图4为本申请实施例提供的燃料电池的一种实施方式的部分立体结构示意图；

图5为本申请实施例提供的燃料电池的一种实施方式的部分立体结构示意图。

附图标记：

01-箱体本体； 02-正电极绝缘套；

03-正电极； 04-负电极；

05-负电极绝缘套； 06-CVM罩；

07-绝缘板； 08-电极支架；

09-线束支架； 10-CVM线束；

11-第一密封槽； 12-燃料分配头；

13-冷凝水排出口； 14-空路进出口；

15-冷却液进出口； 16-氢气进出口；

17-吹扫气体入口； 18-箱体的侧板；

19-前盖板； 20-前拉板；

21-后盖板； 22-后拉板；

23-底板； 24-金属固定支架。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。

如图1至图5所示，本申请的一个方面提供一种燃料电池的箱体，其特征在于，包括箱体本体01和电极绝缘组件，所述电极绝缘组件包括安装在所述箱体本体01上的绝缘板07和位于所述箱体本体01之外的正电极绝缘套02，在所述绝缘板07上形成有正电极伸出口，所述正电极伸出口与所述正电极绝缘套02密封连接。

本申请所提供的燃料电池的箱体，在使用时，可以将正电极03插入到正电极伸出口，并伸入正电极绝缘套02，进而使正电极03伸出到箱体本体01外并靠近箱体本体01设置的部分被正电极绝缘套02包裹，通过绝缘板07使正电极03与箱体本体01之间绝缘，进而不易通过箱体本体01导通正电极03和负电极04，通过设置正电极绝缘套02，则减小附着在箱体本体01外壁上的冷凝水与正电极03接触的可能，进而减小该冷凝水将正电极03和负电极04导通的几率。

可选的，所述电极绝缘组件还包括负电极绝缘套05，在所述绝缘板07上还形成有负电极04伸出口，所述在所述负电极04伸出口与所述负电极绝缘套05密封连接。这使得负电极04与箱体本体01之间通过绝缘板07相隔离，并且可以将负电极04插入到负电极04伸出口，并伸入负电极绝缘套05，进而使负电极04伸出到箱体本体01外并靠近箱体本体01设置的部分被负电极绝缘套05包裹，通过绝缘板07使正电极03负电极04与箱体本体01之间绝缘，进而不易通过箱体本体01导通正电极03和负电极04，通过设置负电极绝缘套05，则减小附着在箱体本体01外壁上的冷凝水与负电极04接触的可能，进而减小该冷凝水将正电极03和负电极04导通的几率。本申请实施例中，正电极03和负电极04优选的采用铜排制成。

可选的，本申请实施例所提供的燃料电池的箱体，还包括电极支架08，所述电极支架08平行于所述绝缘板07设置，且所述电极支架08的长度方向为第一方向，在所述第一方向上所述电极支架08的两端分别连接于所述箱体本体01的两个侧壁，在第二方向上所述电极支架08位于所述箱体本体的中部，在第三方向上所述电极支架08靠近所述绝缘板07设置，所述电极支架08用于固定正电极03和/或负电极04，所述第二方向平行于所述绝缘板07，且所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直。通过设置电极支架08固定各电极，使各电极在燃料电池使用时不易松动。本申请实施例中，优选的，箱体本体01具有上盖，电极绝缘组件，以及下文提到的DCDC盒11均安装在该上盖上，下文提到的电极安装口也可以设置在上盖上，电极支架08靠近上盖设置。

可选的，本申请实施例所提供的燃料电池的箱体，还包括线束支架09，所述线束支架09的长度方向为所述第一方向，在所述第一方向上所述线束支架09的两端分别连接于所述箱体本体01的两个侧壁，在所述第二方向上所述线束支架09位于所述箱体本体01的中部，且在所述线束支架09与所述电极支架08之间留有间隙，在所述第三方向上所述线束支架09靠近所述绝缘板07设置。并可以将CVM线束10固定在线束支架09上，以确保CVM线束10在燃料电池的使用过程中不松动。

可选的，在一个所述侧壁上设置有CVM罩06，在所述CVM罩06内形成有CVM控制盒安装腔，所述CVM控制盒安装腔与所述箱体本体01的内部连通，所述线束支架09用于安装CVM线束10。通过CVM控制盒安装腔可以安装CVM控制盒，CVM控制盒用于巡检裸电堆态。

可选的，在所述箱体本体01上形成有电极安装口，所述绝缘板07与所述电极安装口配合。本申请实施例中，电极安装口优选为方形口。当然，也可以不设置电极安装口，而是将绝缘板07固定在箱体本体01表面，并通过绝缘件将正电极03、负电极04以及箱体本体01隔离。

可选的，本申请实施例所提供的燃料电池的箱体，还包括DCDC盒11和第一密封圈，在所述绝缘板07的外沿形成有第一密封槽11，所述第一密封槽11沿着所述绝缘板07的外沿延伸，所述第一密封圈嵌入所述第一密封槽11，所述DCDC盒11、所述绝缘板07和所述箱体本体01之间均通过所述第一密封圈和所述第一密封槽11密封连接。本申请实施例中，优选的，在上盖上设置用于安装DCDC盒11的安装孔和定位孔。

可选的，本申请实施例所提供的燃料电池的箱体，还包括燃料分配头12，所述燃料分配头12安装于所述箱体本体01的侧壁内，所述燃料分配头12具有氢气进出口16、冷却液进出口15和空路进出口14。本申请实施例中，氢气进出口16、冷却液进出口15和空路进出口14之间形状不同；箱体本体01包括前拉板和位于前拉板的外侧的前盖板，以及后拉板22和位于后拉板22的外侧的后盖板21，进出口、冷却液进出口15和空路进出口14均贯通前拉板和前盖板；燃料分配头12与燃料电池反应堆连接，燃料分配头12中的冷管道具有转向90度的设计结构，目的是使水流量截面积最大化，保证具有最佳冷却效果。燃料分配头12上有密封槽，与外部管路密封连接。

可选的，所述箱体本体01包括侧板18、底板23、前拉板20和后拉板22，所述侧板18、所述底板23、所述前拉板20和所述后拉板22一体成型。这样可以降低箱体本体01的生产成本。当然，还可以将箱体本体01分为侧板18、底板23、前拉板20和后拉板22分别进行生产，之后将侧板18、底板23、前拉板20和后拉板22之间通过定位销连接，确定尺寸准确，侧板18、底板23、前拉板20和后拉板22相互之间设置密封圈确保密封，上盖板设置在其他板的顶部，上盖板与其他板之间通过密封槽密封。本申请实施例中，优选的，箱体前后有前拉板20和后拉板22，确保组装后与上盖板获得最佳的密封效果面设计，同时确定前盖板19与后盖板21密封效果良好。

本申请的另一个方面提供一种燃料电池，包括燃料电池反应堆和本申请实施例所提供的燃料电池的箱体，所述燃料电池反应堆为立方体结构，在所述立方体的各个角处设置有绝缘块23，且在所述立方体顶部的四个角上设置有金属固定支架24，各所述金属固定支架24与所述燃料电池的箱体固定连接。燃料电池反应堆安装于箱体内部，四角有金属固定支架24，用于固定在连接在箱体上；金属固定支架24下方设计有绝缘块23，防止反应堆产生的电流导出到箱体及外部。燃料电池的箱体下方有底板23，底板23上有支脚四个，支脚上可根据需要选择安装减振装；底板23下方有设计有冷凝水排出口13和吹扫气体入口17。

为了更好的说明本申请所提供的燃料电池的箱体及燃料电池，本申请还提供一种燃料电池的箱体及燃料电池的应用实例，该应用实例如下：

燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。氢燃料电池系统利用氢气与空气中的氧气体发生电化学反应产生电流的动力电池系统。

燃料电池反应堆由正负极，双极板，进气口，排气口，循环冷却液进出口15，端板，CVM控制电路等组成，成品件称为裸电堆，实际工作时，需要在反应电堆外设计箱体，箱体主要作用为：1.保护电池反应堆在工作过程中冷凝水被排出到尾排，不会聚积在裸电堆表面影响电流输出；2.将电堆内部渗出的气体吹扫到尾排，确保环境气体安全的反应环境；3.便于在箱体上设计安装各种零件和电路管件。

行业中普遍采用在裸电堆外面设计箱体的方式，最早采用的箱体采用冲压板加型材，其结构简单，但具有浪费空间和安装粗旷，不精密的缺点，不能适合现代精密的设计过需求。本专利提供一种结构强度高且便于系统布置的电池反应堆的箱体设计结构。

具有安全牢固可靠，结构简单清楚不杂乱，零部件容易安装，维护与拆卸更换较为方便等优势。箱体结构方便系统设计布置，是一种合理且实用的设计方案。

本专利的技术方案为：

1)燃料电池反应堆安装于箱体内部，其上四角有金属固定支架24，用于固定在本专利结构的箱体上；金属固定支架24下方设计有绝缘板07，防止反应堆产生的电流导出到箱体及外部；

2)燃料分配头12与燃料电池堆连接，燃料分配头12中的冷管道具有转向90度的设计结构，目的水流量截面积最大化，保证具有最佳冷却效果。燃料分配头12上有密封槽，与外部管路密封连接。

3)燃料电池反应堆上设计有铜排制成的正负电极04，正负电极04上有电极支架08，电极支架08与箱体的侧板18连接，确保电极在工作过程中稳固不松动。

4)箱体的侧板18还安装有电线支架(线束支架09)，确保电线在工作过程中不松动；还安装有吊耳4个，以便在组装过程中方便安装起吊；另一侧的侧板18上还安装有CVM罩06，内有CVM控制盒，用于巡检电堆状态。侧板18上有一吹扫气体出口。

5)箱体上方有上盖板，上盖板与其它板上的密封槽密封；上盖板上开有方孔，正负电极04安装在方孔内的绝缘板07上，孔内绝缘板07与上盖板密封。正负电极04上有防水绝缘套，防止冷凝水导通正负极。上盖板上有DCDC安装孔和定位孔，用于安装DCDC盒11；上盖板上方孔上有密封槽与DCDC盒11密封连接。

6)箱体上有前盖板19，前盖板19与箱体其它板上的密封槽密封连接，前盖板19上开有不同形状的孔，如空中进出口，冷却液进出口15，氢气进出口16等。其口上有密封槽，与外部管道密封连接。

7)箱体上后盖板21压紧箱体上的密封圈，确保密封。

8)箱体下方有底板23，底板23上有支脚四个，支脚上可根据需要选择安装减振装；底板23下方有设计有冷凝水排出口13和吹扫气体入口17。

9)箱体前后有前拉板20和后拉板22，确保组装后与上盖板获得最佳的密封效果面设计，同时确定前盖板19与后盖板21密封效果良好。

10)本专利保护的箱体为拆分加工后组装成一体，侧板18与其他板之间有定位销连接，确定尺寸准确。

11)作为可选项，本结构的箱体的侧板18，底板23，前拉板20，后拉板22，在大批量生产时，可以优先选择合成一体铸造开模，而不拆分加工后组装，即侧板18，底板23，前拉板20，后拉板22合成一体铸造成型，更具有成本优势。

本申请要保护：箱体各部件密封连接的结构设计及外形设计；正负电极04的安装结构及布置方式；燃料分配头12的结构设计；箱体整体的结构拆分加工后再组装的密封结构以及箱体整体铸造批量生产的结构；吊耳及支脚的结构设计；吹扫气体进出口及冷凝水排出口13的结构。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.燃料电池的箱体，其特征在于，包括箱体本体和电极绝缘组件，所述电极绝缘组件包括安装在所述箱体本体上的绝缘板和位于所述箱体本体之外的正电极绝缘套，在所述绝缘板上形成有正电极伸出口，所述正电极伸出口与所述正电极绝缘套密封连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的箱体，其特征在于，所述电极绝缘组件还包括负电极绝缘套，在所述绝缘板上还形成有负电极伸出口，所述在所述负电极伸出口与所述负电极绝缘套密封连接。

3.根据权利要求1所述的燃料电池的箱体，其特征在于，还包括电极支架，所述电极支架平行于所述绝缘板设置，且所述电极支架的长度方向为第一方向，在所述第一方向上所述电极支架的两端分别连接于所述箱体本体的两个侧壁，在第二方向上所述电极支架位于所述箱体本体的中部，在第三方向上所述电极支架靠近所述绝缘板设置，所述电极支架用于固定正电极和/或负电极，所述第二方向平行于所述绝缘板，且所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直。

4.根据权利要求3所述的燃料电池的箱体，其特征在于，还包括线束支架，所述线束支架的长度方向为所述第一方向，在所述第一方向上所述线束支架的两端分别连接于所述箱体本体的两个侧壁，在所述第二方向上所述线束支架位于所述箱体本体的中部，且在所述线束支架与所述电极支架之间留有间隙，在所述第三方向上所述线束支架靠近所述绝缘板设置。

5.根据权利要求4所述的燃料电池的箱体，其特征在于，在一个所述侧壁上设置有CVM罩，在所述CVM罩内形成有CVM控制盒安装腔，所述CVM控制盒安装腔与所述箱体本体的内部连通，所述线束支架用于安装CVM线束。

6.根据权利要求1所述的燃料电池的箱体，其特征在于，在所述箱体本体上形成有电极安装口，所述绝缘板与所述电极安装口配合。

7.根据权利要求6所述的燃料电池的箱体，其特征在于，还包括DCDC盒和第一密封圈，在所述绝缘板的外沿形成有第一密封槽，所述第一密封槽沿着所述绝缘板的外沿延伸，所述第一密封圈嵌入所述第一密封槽，所述DCDC盒、所述绝缘板和所述箱体本体之间均通过所述第一密封圈和所述第一密封槽密封连接。

8.根据权利要求1所述的燃料电池的箱体，其特征在于，还包括燃料分配头，所述燃料分配头安装于所述箱体本体的侧壁内，所述燃料分配头具有氢气进出口、冷却液进出口和空路进出口。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的燃料电池的箱体，其特征在于，所述箱体本体包括侧板、底板、前拉板和后拉板，所述侧板、所述底板、所述前拉板和所述后拉板一体成型。

10.燃料电池，其特征在于，包括燃料电池反应堆和如权利要求1-9中任意一项所述的燃料电池的箱体，所述燃料电池反应堆为立方体结构，在所述立方体的各个角处设置有绝缘块，且在所述立方体顶部的四个角上设置有金属固定支架，各所述金属固定支架与所述燃料电池的箱体固定连接。

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