CN220569719U - 一种氢燃料电池集成箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢燃料电池集成箱，包括箱体，所述箱体内包含电池堆、储氢罐、储氧罐、电控单元、气体管路及气扇，所述箱体设有电输出部件、选择性启闭的进气口、对应所述进气口启闭状态的出气口及选择性启闭的换罐口；所述电池堆、所述储氢罐、所述储氧罐、所述电控单元及所述气体管路设于所述箱体内部，所述储氢罐和所述储氧罐通过所述气体管路连接所述电池堆，所述电池堆连接所述电控单元，所述电控单元连接所述电输出部件；以及所述气扇具有吸气端及吹气端，所述吸气端对应所述进气口。本申请可以进行氢燃料发电系统的整体更换，还可以单独更换储氢罐或储氧罐，且可以消除箱体死角沉积的氢气等。

Description

一种氢燃料电池集成箱

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池发电技术领域，具体涉及一种氢燃料电池集成箱。

背景技术

氢燃料电池是一种将氢燃料中的化学能转化为电能的装置，氢燃料电池因为其工作温度低、无污染、无腐蚀、能量转化率高、比功率较大、启动迅速等优点，成为能源领域研究的热点。在氢燃料电池发电中，需要储氢罐和储氧罐等燃料供应系统为氢燃料电池堆工作提供足够的燃料，为需要多种其他辅助设备运行来配合。诸多设备的构成使氢燃料电池发电系统管线众多，走线复杂，影响了氢燃料电池的使用和推广。

为了解决这个问题，现有技术中常使用电池箱来整合氢燃料电池发电系统。例如中国实用新型专利CN216015433U，提供了一种便携式大容量储氢燃料电池发电系统，包括集成在同一箱体内的储氢系统、燃料电池单元、DC/DC模块、逆变器和控制系统，所述储氢系统的输出端连接所述燃料电池单元的输入端，所述燃料电池单元的输出端连接所述DC/DC模块，所述DC/DC模块的输出端连接逆变器，所述逆变器的输出端在使用时连接至用户。

但氢燃料电池箱也存在如下问题。一是目前氢燃料电池发电系统主要依靠更换储氢罐来补充燃料，但是由于氢气和氧气都为易燃易爆物品，非专业人士操作有一定危险性，经常性的更换也易导致插口松动，或者触碰其他连接端口，使氢燃料电池发电系统出现故障；二是由于氢燃料电池箱的密闭空间，一旦储氢罐或储氧罐的气体泄漏，会使箱内充满气体而无法尽快排出，增加了氢燃料电池的使用风险，针对这个问题目前多使用风扇排气，但风扇对于集聚于角落的氢气往往不能有效吹散；三是储氢罐等设备多使用金属材质，而发生氢氧反应后的产物水不能有效排出电池箱，容易导致箱内锈蚀；四是便携程度不足，未能有效解决目前移动式居所如户外野营面临的能量供给问题，或者小型能源车的能量供给问题。

实用新型内容

本实用新型为了有效地解决以上技术问题，提供了一种氢燃料电池集成箱，包括箱体、电池堆、储氢罐、储氧罐、电控单元、气体管路及气扇；

所述箱体设有电输出部件、选择性启闭的进气口、对应所述进气口启闭状态的出气口及选择性启闭的至少一换罐口；

所述电池堆、所述储氢罐、所述储氧罐、所述电控单元及所述气体管路设于所述箱体内部，所述储氢罐和所述储氧罐通过所述气体管路连接所述电池堆，所述电池堆连接所述电控单元，所述电控单元连接所述电输出部件；以及所述气扇具有吸气端及吹气端，所述吸气端对应所述进气口。

优选的，所述箱体具有底板，所述底板具有面对所述箱体内部的底内面，所述底内面具有第一边缘及相对所述第一边缘的第二边缘，所述第一边缘高于所述第二边缘，所述第二边缘较所述第一边缘邻近所述出气口。

优选的，所述第二边缘连接所述出气口。

优选的，所述箱体内部还设置储氢槽和储氧槽，所述至少一换罐口包含换氢口与换氧口，所述换氢口对应所述储氢槽的槽口和所述换氧口对应所述储氧槽的槽口，所述储氢罐通过所述换氢口可移动安装于所述储氢槽内，所述储氧罐通过所述换氧口可移动安装于所述储氧槽内。

优选的，所述电控单元电连接所述换罐口，用于控制所述换罐口的作动。

优选的，所述气体管路还包括供氢插口与供氧插口，所述换氢口与所述换氧口分别独立启闭，所述换氢口连接所述供氢插口，所述换氢口与所述供氢插口对应作动；所述换氧口连接所述供氧插口，所述换氧口与所述供氧插口对应作动。

优选的，所述进气口位于所述箱体的上端处，所述出气口位于所述箱体的下端处。

优选的，所述进气口及所述出气口于所述箱体上的位置呈对角分布。

优选的，还包括吹气管，所述吹气管的管壁设有若干气孔，所述箱体具有顶板，所述顶板具有面对所述箱体内部的顶内面，所述吹气管设于所述顶内面上且所述吹气管的管口对应所述气扇的所述吹气端。

优选的，还包括气体吸附室，所述气体吸附室内部具有气体吸附剂，所述箱体具有顶板，所述顶板具有面对所述箱体内部的顶内面，所述气体吸附室设于所述顶内面上。

优选的，所述箱体还设有用以关闭所述进气口的进气盖及用以关闭所述出气口的出气盖，所述电控单元电连接所述进气盖及所述出气盖，用于控制所述进气盖和所述出气盖的作动。

优选的，所述箱体材质为金属，所述电池堆贴附所述箱体。

优选的，所述气扇于所述箱体内部，所述电控单元电连接所述气扇，用于控制所述气扇的作动。

本实用新型的有益效果是：

1.集成箱整体更换：本实用新型的氢燃料电池集成箱，跟外接用电设备使用电输出部件连接，电量不足则整体更换氢燃料电池集成箱，避免了现有技术中单独更换储氢罐的操作，非专业人员也可操作，保障安全。

2.箱体内气体流通：用所述气扇加快带动空气流通，通过所述吹气管上的所述吹气孔，消除所述箱体顶内面死角的氢气和电池堆热气沉积，且设置了所述气体吸附室，通过气体吸附方法，可以在空气不畅时吸附一定量气体，并在空气流通时将气体一并带出电池集成箱。

3.设置排水坡道：所述箱体底板的底内面具有第一边缘及相对所述第一边缘的第二边缘，所述第一边缘高于所述第二边缘，所述第二边缘较所述第一边缘邻近所述出气口，将所述电池堆产生的水通过所述出气口排出，避免了金属锈蚀，设备老化，增加使用寿命。

4.灵活换罐：通过使用所述换罐口、所述储氢槽、所述储氧槽，将所述箱体内的储氢罐和储氧罐可拆卸固定安装，换罐时可以灵活拆除更换，而不影响其他模块的位置和功能。

5.便携防尘：本实用新型方便作为家庭发电设备外出便携使用，或作为小型能源车的供电系统；在所述氢燃料电池集成箱闲置时，电控关闭所述进气盖、所述出气盖和所述换罐口，防止所述箱体内部积灰。

附图说明

为了更好地表达本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型的进行附图说明：

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一的电控单元框图；

图3为实施例一的储氢槽和储氧槽结构示意图；

附图标号说明：1、箱体，11、底内面，12、第一边缘，13、第二边缘，14、顶内面，2、储氢罐，21、储氢槽，3、储氧罐，31、储氧槽，4、电控单元，41、电输出部件，5、气扇，51、吸气端，52、吹气端，53、进气口，54、进气盖，55、出气口，56、出气盖，57、吹气管，58、气孔，6、换罐口，61、换氢口，62、换氧口，7、电池堆，8、气体管路，81、供氢插口，82、供氧插口，9、气体吸附室。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的实施例一参阅图1-2，一种氢燃料电池集成箱，包括箱体1、电池堆7、储氢罐2、储氧罐3、电控单元4、气体管路8及气扇5；电池堆7、储氢罐2、储氧罐3、电控单元4及气体管路8设于箱体1内部，储氢罐2和储氧罐3通过气体管路8连接电池堆7，电池堆7连接电控单元4，箱体1还设有电输出部件41，电控单元4连接电输出部件41，用户将用电设备直接外接电输出部件41供电。本实施例中，电控单元4还包括电压控制模块，电控单元4通过所述电压控制模块与电输出部件41连接，便于用户进行电压选择控制。本实施例减少了氢燃料电池与用户用电设备之间各式连接管路，仅留出电输出部件41，箱体1外壳包覆氢气罐2、氧气罐3和电池堆7，避免了氢气泄漏。电量不足时将本实用新型整体更换,无需打开箱体1，然后再由专业人士更换储氢罐2或储氧罐3，由此避免加氢站工人操作不慎导致的连接管路松动等现象。

箱体1内部还设置储氢槽21和储氧槽31，储氢槽21与储氢罐2尺寸相符，使储氢罐2可移动卡接安装于储氢槽21内，储氧槽31与储氧罐3尺寸相符，使储氧罐3可移动卡接安装于储氧槽31内。箱体1设有选择性启闭的至少一个换罐口6，本实施例中，换罐口6包含换氢口61与换氧口62，电控单元4分别电连接换氢口61与换氧口62，以分别控制换氢口61与换氧口62的启闭。换氢口61对应储氢槽21的槽口，换氧口62对应储氧槽31的槽口，储氢罐2通过换氢口61可移动安装于储氢槽21内，储氧罐3通过换氧口62可移动安装于储氧槽31内。

参阅图1和3，气体管路8还包括供氢插口81与供氧插口82，气体管路8与储氢罐2通过供氢插口81连接，气体管路8与储氧罐3通过供氧插口82连接。换氢口61通过机构连接供氢插口81，以使换氢口61与供氢插口81对应作动，开启换氢口61则使供氢插口81与储氢罐2分离，关闭换氢口61则使供氢插口81与储氢罐2自动连接，以提供氢气；换氧口62连接供氧插口82，换氧口62与供氧插口82对应作动，开启换氧口62则使供氧插口82与储氧罐3分离，关闭换氧口62则使供氧插口82与储氧罐3自动连接，以提供氧气。当本实施例需要更换储氢罐2或储氧罐3时，开启换氢口61，即切断储氢罐2与气体管路8的通路，后将储氢罐2从储氢槽21中移除；开启换氧口62，即切断储氧罐3与气体管路8的通路，后将储氧罐3从储氧槽31中移除。用这种方式进行储氢罐2和储氧罐3的更换，避免了换罐触碰箱体1内的其他部件。在另一种实施方式中，也可使用现有技术中的可行方式，将供氢插口81和供氧插口82分别连接电控单元4，以使换氢口61、换氧口62、供氢插口81、供氧插口82分别独立控制启闭。

在本实施例中，箱体1内部还可贴附或架设搭载装置(图中未示出)，搭载装置为在箱体1内部设置多种分隔间和走线通孔，用于固定电池堆7、储氢罐2、储氧罐3、电控单元4、气扇5、气体吸附室9、气体管路8、吹气管57和其他连接线路等的位置，便于外出携带。

箱体1设有选择性启闭的进气口53、对应进气口53启闭状态的出气口55。箱体1还设有用以关闭进气口53的进气盖54及用以关闭出气口55的出气盖56，电控单元4电连接进气盖54及出气盖56，用于控制进气盖54和出气盖56的作动，使出气口55与进气口53的同开同关。在本实用新型闲置时，电控单元4电连接控制进气盖54和出气盖56关闭，防止箱体1内部积灰。

气扇5位于箱体1内部，电控单元4电连接气扇5，用于控制气扇5的作动。气扇5具有吸气端51及吹气端52，吸气端51对应进气口53。进气口53位于箱体1的上端处，出气口55位于箱体1的下端处，本实施例中，进气口53及出气口55在箱体1上的位置呈对角分布。箱体1内还设有吹气管57，吹气管57的管壁上设有若干气孔58，气孔58为通孔。箱体1具有顶板(图中未示出)，所述顶板具有面对箱体1内部的顶内面14，吹气管57设于顶内面14上且吹气管57的管口对应气扇5的吹气端52，气扇5带动空气从吹气端52流出进入吹气管57，再通过气孔58向箱体1的顶内面14各角落吹出，由于氢气密度小，滞留于箱体1上部，由此可吹散滞留在各个死角中的氢气。箱体1内还设有气体吸附室9，气体吸附室9也设于顶内面14上。气体吸附室9内部具有气体吸附剂，气体吸附剂可以使用现有技术通用的物理或化学吸附剂。本实施例使用活性炭吸附剂，当箱体1内氢气较多时，气体吸附室9吸附氢气；当气扇5带动空气流通时即可脱附，使活性炭吸附剂反复使用。

箱体1具有底板(图中未示出)，所述底板具有面对箱体1内部的底内面11，底内面11具有第一边缘12及相对第一边缘12的第二边缘13，第一边缘12高于第二边缘13，第二边缘13较第一边缘12更邻近出气口55，本实施例中，第二边缘13可以连接出气口55，底内面11形成向下倾斜至出气口55的斜坡，使水从出气口55直接流出。

箱体1材质为金属，电池堆7贴附于箱体1内壁上，便于电池堆7的散热。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池集成箱，其特征在于，包括箱体、电池堆、储氢罐、储氧罐、电控单元、气体管路及气扇；

所述箱体设有电输出部件、选择性启闭的进气口、对应所述进气口的启闭状态的出气口及选择性启闭的至少一换罐口；

所述电池堆、所述储氢罐、所述储氧罐、所述电控单元及所述气体管路设于所述箱体内部，所述储氢罐和所述储氧罐通过所述气体管路连接所述电池堆，所述电池堆连接所述电控单元，所述电控单元连接所述电输出部件；以及

所述气扇具有吸气端及吹气端，所述吸气端对应所述进气口。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，所述箱体具有底板，所述底板具有面对所述箱体内部的底内面，所述底内面具有第一边缘及相对所述第一边缘的第二边缘，所述第一边缘高于所述第二边缘，所述第二边缘较所述第一边缘邻近所述出气口。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，所述箱体内部还设置储氢槽和储氧槽，所述至少一换罐口包含换氢口与换氧口，所述换氢口对应所述储氢槽的槽口和所述换氧口对应所述储氧槽的槽口，所述储氢罐通过所述换氢口可移动安装于所述储氢槽内，所述储氧罐通过所述换氧口可移动安装于所述储氧槽内。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，所述进气口位于所述箱体的上端处，所述出气口位于所述箱体的下端处。

5.根据权利要求4所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，所述进气口及所述出气口于所述箱体上的位置呈对角分布。

6.根据权利要求4所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，还包括吹气管，所述吹气管的管壁设有若干气孔，所述箱体具有顶板，所述顶板具有面对所述箱体内部的顶内面，所述吹气管设于所述顶内面上且所述吹气管的管口对应所述气扇的所述吹气端。

7.根据权利要求4所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，还包括气体吸附室，所述气体吸附室内部具有气体吸附剂，所述箱体具有顶板，所述顶板具有面对所述箱体内部的顶内面，所述气体吸附室设于所述顶内面上。

8.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，所述箱体还设有用以关闭所述进气口的进气盖及用以关闭所述出气口的出气盖，所述电控单元电连接所述进气盖及所述出气盖，用于控制所述进气盖和所述出气盖的作动。

9.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，所述箱体材质为金属，所述电池堆贴附所述箱体。

10.根据权利要求1所述的氢燃料电池集成箱，其特征在于，所述气扇于所述箱体内部，所述电控单元电连接所述气扇，用于控制所述气扇的作动。