CN220086100U - 组合接头装置及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合接头装置及燃料电池，涉及燃料电池技术领域，组合接头装置包括：装置本体，侧壁分别设有第一进气接口、第一出气接口、第二出气接口、第一进水接口、第一出水接口、第二进水接口和第二出水接口，装置本体的上部设有第二进气接口；第一进气接口与第一出气接口连通形成第一空气旁通流路，第二进气接口与第二出气接口连通形成第二空气旁通流路，第一进水接口与第一出水接口连通形成冷却液进水流路，第二进水接口与第二出水接口连通形成冷却液回水流路；第一空气旁通流路、第二空气旁通流路、冷却液进水流路和冷却液回水流路互不相通。本申请能够将多个流路集中在一起，提高了管路布置的简洁性，减少了空间位置的占用。

Description

组合接头装置及燃料电池

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种组合接头装置及燃料电池。

背景技术

随着氢燃料电池的稳步发展，燃料电池系统零部件也要求国产化、批量化，为满足市场客户需求，燃料电池的生产逐渐由小批量生产转为大批量生产，因此产品也朝着尽可能体积小，功能全面，高度的模块化，集成化方向发展，燃料电池的应用领域也在不断扩大。

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，燃料电池中存在较多的管道，这些管道主要分别用于传输空气、氢气和冷却液，在传统的方式中，该管道是由胶管和管架组成，但燃料电池常用于汽车中，由于汽车内空间布置的限制，较多的胶管和管架容易造成错乱，且占用大量的空间位置。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种组合接头装置及燃料电池，能够将多个流路集中在一起，提高了管路布置的简洁性，减少了空间位置的占用。

第一方面，本申请提供了一种组合接头装置，包括：

装置本体，所述装置本体的侧壁分别设有第一进气接口、第一出气接口、第二出气接口、第一进水接口、第一出水接口、第二进水接口和第二出水接口，所述装置本体的上部设有第二进气接口；

所述第一进气接口与所述第一出气接口连通形成第一空气旁通流路，所述第二进气接口与所述第二出气接口连通形成第二空气旁通流路，所述第一进水接口与所述第一出水接口连通形成冷却液进水流路，所述第二进水接口与所述第二出水接口连通形成冷却液回水流路；所述第一空气旁通流路、所述第二空气旁通流路、所述冷却液进水流路和所述冷却液回水流路互不相通；

所述第一进气接口和所述第二进气接口用于与中冷器连接，所述第一出气接口用于与电堆连接，所述第一空气旁通流路用于为电堆提供干燥的空气，所述第二空气旁通流路用于向外排出中冷器的空气；所述第一进水接口和所述第二出水接口用于与电堆连接，所述第一出水接口和所述第二进水接口用于与加热器连接。

根据本实用新型第一方面实施例的组合接头装置，至少具有如下有益效果：装置本体上同时设有第一进气接口、第一出气接口、第二进气接口、第二出气接口、第一进水接口、第一出水接口、第二进水接口和第二出水接口，对应的接口之间进行连通，形成四条互不相通的第一空气旁通流路、第二空气旁通流路、冷却液进水流路和冷却液回水流路。第一空气旁通流路用于将中冷器与电堆进行对接，当电堆的空气路湿度较大时，导通第一空气旁通流路，为电堆提供干燥的空气，以降低电堆中空气路的湿度，从而提高燃料电池的产热效率，第二空气旁通流路用于将中冷器与外部环境对接，当燃料电池工作环境的大气压较低时，空压机为了将空气压缩至预设的气压值，其输入端需要进入大量的空气，压缩后的空气经过中冷器后进入电堆，而电堆接收的空气量是不变的，但进入空压机的空气量变多，此时需要导通第二空气旁通流路能够通过中冷器将空压机内部分的空气排出，从而减少空压机在工作时喘振的现象，提高燃料电池整体的工作安全性能，冷却液进水流路和冷却液回水流路均用于将电堆与中冷器对接，从电堆排出的冷却液进入到冷却液进水流路，并通过冷却液进水流路进入至加热器上进行预热，预热完成后的冷却液通过冷却液回水流路重新返回至电堆，冷却液用于为电堆在工作状态时进行散热，但冷却液温度如果过低，在经过电堆时会带走较多的热量，使得电堆在产热时需要消耗更多的氢气，通过控制冷却液进水流路和冷却液回水流路的导通来为冷却液进行预热，以在达到冷却效果的同时也能减少氢能源的消耗。本申请通过将第一空气旁通流路、第二空气旁通流路、冷却液进水流路和冷却液回水流路组合集成在同一个装置本体上，避免了管道杂乱的排布，提高了管路布置的简洁性，减少了空间位置的占用，使得燃料电池整体结构更加紧凑。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第一进气接口和所述第一出气接口分别设置于所述装置本体相邻的侧壁且位于所述装置本体同一高度上，所述第一空气旁通流路呈L型流路。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第二进气接口设置于所述装置本体的上部，且靠近于设有所述第一进气接口的所述装置本体的侧壁面，所述第二空气旁通流路呈L型流路。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第一进水接口和所述第一出水接口分别设置于所述装置本体相对的侧壁且位于所述装置本体同一高度上，所述冷却液进水流路呈直线型流路。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第二进水接口和所述第二出水接口分别设置于所述装置本体相邻的侧壁且位于所述装置本体同一高度上，所述冷却液回水流路呈L型流路。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第一空气旁通流路、所述第二空气旁通流路、所述冷却液进水流路和所述冷却液回水流路均至少有一部分为相互平行。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第一进水接口和所述第二出水接口分别设置于所述装置本体的同一侧壁处。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第一进水接口、所述第二出水接口和所述第二出气接口分别设置于所述装置本体的同一侧壁处，且位于所述装置本体的侧壁上不同的高度处。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第一出气接口处设有节气阀，所述装置本体在所述第一出气接口的侧旁设有若干个螺纹孔，所述螺纹孔用于供所述装置本体与所述节气阀螺纹连接。

根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述装置本体的下部设有供自身装配的连接部。

第二方面，本申请提供了一种燃料电池，包括第一方面任意一项实施例所述的组合接头装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型提供的组合接头装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的组合接头装置另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型提供的组合接头装置的剖视图；

图4为本实用新型提供的组合接头装置的另一剖视图；

图5为本实用新型提供的另一实施例的组合接头装置的结构示意图。

附图标号如下：

装置本体100；第一进气接口111；第一出气接口112；第一空气旁通流路113；螺纹孔114；第二进气接口121；第二出气接口122；第二空气旁通流路123；第一进水接口131；第一出水接口132；冷却液进水流路133；第二进水接口141；第二出水接口142；冷却液回水流路143；节气阀150；连接部160。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

随着氢燃料电池的稳步发展，燃料电池系统零部件也要求国产化、批量化，为满足市场客户需求，燃料电池的生产逐渐由小批量生产转为大批量生产，因此产品也朝着尽可能体积小，功能全面，高度的模块化，集成化方向发展，燃料电池的应用领域也在不断扩大。

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，燃料电池中存在较多的管道，这些管道主要分别用于传输空气、氢气和冷却液，在传统的方式中，该管道是由胶管和管架组成，但燃料电池常用于汽车中，由于汽车内空间布置的限制，较多的胶管和管架容易造成错乱，且占用大量的空间位置。

基于此，本申请提供了一种组合接头装置及燃料电池，以解决上述的技术问题。

第一方面，参照图1至图4，本申请提供了一种组合接头装置，包括装置本体100，装置本体100的侧壁分别设有第一进气接口111、第一出气接口112、第二出气接口122、第一进水接口131、第一出水接口132、第二进水接口141和第二出水接口142，装置本体100的上部设有第二进气接口121；第一进气接口111与第一出气接口112连通形成第一空气旁通流路113，第二进气接口121与第二出气接口122连通形成第二空气旁通流路123，第一进水接口131与第一出水接口132连通形成冷却液进水流路133，第二进水接口141与第二出水接口142连通形成冷却液回水流路143；第一空气旁通流路113、第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143互不相通；第一进气接口111和第二进气接口121用于与中冷器连接，第一出气接口112用于与电堆连接，第一空气旁通流路113用于为电堆提供干燥的空气，第二空气旁通流路123用于向外排出中冷器的空气；第一进水接口131和第二出水接口142用于与电堆连接，第一出水接口132和第二进水接口141用于与加热器连接。

装置本体100上同时设有第一进气接口111、第一出气接口112、第二进气接口121、第二出气接口122、第一进水接口131、第一出水接口132、第二进水接口141和第二出水接口142，对应的接口之间进行连通，形成四条互不相通的第一空气旁通流路113、第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143。第一空气旁通流路113用于将中冷器与电堆进行对接，当电堆的空气路湿度较大时，导通第一空气旁通流路113，为电堆提供干燥的空气，以降低电堆中空气路的湿度，从而提高燃料电池的产热效率，第二空气旁通流路123用于将中冷器与外部环境对接，当燃料电池工作环境的大气压较低时，空压机为了将空气压缩至预设的气压值，其输入端需要进入大量的空气，压缩后的空气经过中冷器后进入电堆，而电堆接收的空气量是不变的，但进入空压机的空气量变多，此时需要导通第二空气旁通流路123能够通过中冷器将空压机内部分的空气排出，从而减少空压机在工作时喘振的现象，提高燃料电池整体的工作安全性能，冷却液进水流路133和冷却液回水流路143均用于将电堆与中冷器对接，从电堆排出的冷却液进入到冷却液进水流路133，并通过冷却液进水流路133进入至加热器上进行预热，预热完成后的冷却液通过冷却液回水流路143重新返回至电堆，冷却液用于为电堆在工作状态时进行散热，但冷却液温度如果过低，在经过电堆时会带走较多的热量，使得电堆在产热时需要消耗更多的氢气，通过控制冷却液进水流路133和冷却液回水流路143的导通来为冷却液进行预热，以在达到冷却效果的同时也能减少氢能源的消耗。本申请通过将第一空气旁通流路113、第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143组合集成在同一个装置本体100上，避免了管道杂乱的排布，提高了管路布置的简洁性，减少了空间位置的占用，使得燃料电池整体结构更加紧凑。

参照图4，可以理解的是，第一进气接口111和第一出气接口112分别设置于装置本体100相邻的侧壁且位于装置本体100同一高度上，第一空气旁通流路113呈L型流路。第一进气接口111和第一出气接口112位于同一高度有利于干燥空气的顺畅流通，第一空气旁通流路113将电堆和中冷器进行对接，根据电堆和中冷器设置的位置将第一空气旁通流路113设置为L型，减少了第一空气旁通流路113中干燥空气的流动行程，提高了干燥空气的流通效率。

参照图3和图4，可以理解的是，第二进气接口121设置于装置本体100的上部，且靠近于设有第一进气接口111的装置本体100的侧壁面，第二空气旁通流路123呈L型流路。第一进气接口111和第二进气接口121均与中冷器连接，第二进气接口121靠近于设有第一进气接口111的装置本体100的侧壁面有利于中冷器以较短的距离就能够与第一进气接口111、第二进气接口121对接，提高了其对接的便捷性，当燃料电池工作环境的大气压较低时，如在低温环境或高原地区，通过导通第二空气旁通流路123能够将中冷器内部分的空气排出，从而减少空压机在工作时喘振的现象，提高燃料电池整体的工作安全性能。

参照图3和图4，可以理解的是，第一进水接口131和第一出水接口132分别设置于装置本体100相对的侧壁且位于装置本体100同一高度上，冷却液进水流路133呈直线型流路。第二进水接口141和第二出水接口142分别设置于装置本体100相邻的侧壁且位于装置本体100同一高度上，冷却液回水流路143呈L型流路。冷却液进水流路133和冷却液回水流路143可根据电堆和加热器设置的位置进行具体设计，在本申请对此不做限定。

继续参照图3和图4，可以理解的是，第一空气旁通流路113、第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143均至少有一部分为相互平行。

参照图2，可以理解的是，第一进水接口131、第二出水接口142和第二出气接口122分别设置于装置本体100的同一侧壁处，且位于装置本体100的侧壁上不同的高度处。第一进水接口131、第二出水接口142设置于装置本体100的同一侧壁处能够使得电堆更加便捷与上述两个接口对接，第一进水接口131、第二出水接口142和第二出气接口122位于装置本体100的侧壁上不同的高度处，即第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143的平行段位于装置本体100不同的高度处，能够保证第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143之间互不相通的前提下，也能合理布置在装置本体100内，减少装置本体100在横向方向上所占用的面积，提高了空间利用率。

参照图5，可以理解的是，第一出气接口112处设有节气阀150，装置本体100在第一出气接口112的侧旁设有若干个螺纹孔114，螺纹孔114用于供装置本体100与节气阀150螺纹连接。通过节气阀150能够控制第一空气旁通流路113的干燥空气流通量，更灵活地调整进入电堆的空气的湿度。

参照图1和图2，可以理解的是，装置本体100的下部设有供自身装配的连接部160。该连接部160可以为装置本体100的下部向外设有的翻边，翻边上设有供自身装配的孔位，在本申请对此不做限定。

第二方面，本申请还提供了一种燃料电池，包括第一方面任意一项实施例的组合接头装置。该组合接头装置上的装置本体100上同时设有第一进气接口111、第一出气接口112、第二进气接口121、第二出气接口122、第一进水接口131、第一出水接口132、第二进水接口141和第二出水接口142，对应的接口之间进行连通，形成四条互不相通的第一空气旁通流路113、第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143。第一空气旁通流路113用于将中冷器与电堆进行对接，当电堆的空气路湿度较大时，导通第一空气旁通流路113，为电堆提供干燥的空气，以降低电堆中空气路的湿度，从而提高燃料电池的产热效率，第二空气旁通流路123用于将中冷器与外部环境对接，从而使得空压机内的空气可以对外排出，当燃料电池工作环境的大气压较低时，空压机为了将空气压缩至预设的气压值，其输入端需要进入大量的空气，压缩后的空气经过中冷器后进入电堆，而电堆接收的空气量是不变的，但进入空压机的空气量变多，此时需要导通第二空气旁通流路123能够通过中冷器将空压机内部分的空气排出，从而减少空压机在工作时喘振的现象，提高燃料电池整体的工作安全性能，冷却液进水流路133和冷却液回水流路143均用于将电堆与中冷器对接，从电堆排出的冷却液进入到冷却液进水流路133，并通过冷却液进水流路133进入至加热器上进行预热，预热完成后的冷却液通过冷却液回水流路143重新返回至电堆，冷却液用于为电堆在工作状态时进行散热，但冷却液温度如果过低，在经过电堆时会带走较多的热量，使得电堆在产热时需要消耗更多的氢气，通过控制冷却液进水流路133和冷却液回水流路143的导通来为冷却液进行预热，以在达到冷却效果的同时也能减少氢能源的消耗。本申请通过将第一空气旁通流路113、第二空气旁通流路123、冷却液进水流路133和冷却液回水流路143组合集成在同一个装置本体100上，避免了管道杂乱的排布，提高了管路布置的简洁性，减少了空间位置的占用，使得燃料电池整体结构更加紧凑。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下，作出各种变化。

Claims (10)

1.一种组合接头装置，其特征在于，包括：

装置本体，所述装置本体的侧壁分别设有第一进气接口、第一出气接口、第二出气接口、第一进水接口、第一出水接口、第二进水接口和第二出水接口，所述装置本体的上部设有第二进气接口；

所述第一进气接口与所述第一出气接口连通形成第一空气旁通流路，所述第二进气接口与所述第二出气接口连通形成第二空气旁通流路，所述第一进水接口与所述第一出水接口连通形成冷却液进水流路，所述第二进水接口与所述第二出水接口连通形成冷却液回水流路；所述第一空气旁通流路、所述第二空气旁通流路、所述冷却液进水流路和所述冷却液回水流路互不相通；

所述第一进气接口和所述第二进气接口用于与中冷器连接，所述第一出气接口用于与电堆连接，所述第一空气旁通流路用于为电堆提供干燥的空气，所述第二空气旁通流路用于向外排出空气；所述第一进水接口和所述第二出水接口用于与电堆连接，所述第一出水接口和所述第二进水接口用于与加热器连接。

2.根据权利要求1所述的组合接头装置，其特征在于，所述第一进气接口和所述第一出气接口分别设置于所述装置本体相邻的侧壁且位于所述装置本体同一高度上，所述第一空气旁通流路呈L型流路。

3.根据权利要求1所述的组合接头装置，其特征在于，所述第二进气接口设置于所述装置本体的上部，且靠近于设有所述第一进气接口的所述装置本体的侧壁面，所述第二空气旁通流路呈L型流路。

4.根据权利要求1所述的组合接头装置，其特征在于，所述第一进水接口和所述第一出水接口分别设置于所述装置本体相对的侧壁且位于所述装置本体同一高度上，所述冷却液进水流路呈直线型流路。

5.根据权利要求1所述的组合接头装置，其特征在于，所述第二进水接口和所述第二出水接口分别设置于所述装置本体相邻的侧壁且位于所述装置本体同一高度上，所述冷却液回水流路呈L型流路。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的组合接头装置，其特征在于，所述第一空气旁通流路、所述第二空气旁通流路、所述冷却液进水流路和所述冷却液回水流路均至少有一部分为相互平行。

7.根据权利要求6所述的组合接头装置，其特征在于，所述第一进水接口、所述第二出水接口和所述第二出气接口分别设置于所述装置本体的同一侧壁处，且位于所述装置本体的侧壁上不同的高度处。

8.根据权利要求7所述的组合接头装置，其特征在于，所述第一出气接口处设有节气阀，所述装置本体在所述第一出气接口的侧旁设有若干个螺纹孔，所述螺纹孔用于供所述装置本体与所述节气阀螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的组合接头装置，其特征在于，所述装置本体的下部设有供自身装配的连接部。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的组合接头装置。