一种具有高性能的空冷氢燃料电池的制作方法

本公开涉及氢氧燃料电池技术领域，尤其涉及一种具有高性能的空冷氢燃料电池。

背景技术

燃料电池的高效率和它对环境的友好性使得其在便携式电源上有很很大的应用前景。对于便携式电源，传统的燃料电池系统显得十分臃肿。为了简化传统的燃料电池系统，风冷电堆成了一个可行的方法。

在氢氧燃料电池中，水在阴极生成，在阴极流道与冷却流道一体的风冷燃料电池工作的过程中，冷却空气同时为电池供应反应用的气体，因此空气没有外加湿。但在风冷电池的稳定运行中，风扇或风机不断的向阴极流场吹入空气，此时过量空气在提供反应气体和散热的同时也带走了一部分水分。

现有的风冷电堆电池在移动供电车上应用广泛，该电池一般水平设置且空气入口端朝向外侧以便风机工作引入风量，但是在实际运行时，当外界风量过大时，电池的风口正对外界，风机所引入的风量会更大，导致电空气所带走的水分更多，使得电池的反应性能降低。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种具有高性能的空冷氢燃料电池，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种具有高性能的空冷氢燃料电池，包括电池箱体以及固定在移动供电车上的安装板，所述电池箱体的一端为空气入口端、另一端为空气出口端，在空气入口端设置有引风机，还包括平行设置的两个液压缸和一个铰接件，所述铰接件位于两个液压缸之间且将安装板与电池箱体的空气出口端所在端头铰接，所述液压缸的液压泵端与安装板固定、活塞杆端伸长后通过连接臂与电池箱体的外板面固定；在电池箱体设置有引风机的一端还设置有风力探测控制器，所述风力探测控制器与两个液压缸的电动驱动机构通过导线连接，当风力探测控制器探测风力大于阈值时，所述液压缸的活塞杆端朝液压泵的方向回缩，电池箱体的空气入口端向下倾斜。

本公开的实施例中，所述铰接件包括第一连接头、第二连接头，第一连接头的一端与安装板固定、另一端为第一铰接端，第二连接头的一端为第二铰接端、另一端开有一个凹槽，所述第一铰接端与第二铰接端相互匹配，所述凹槽卡住电池箱体的两个外板面后通过螺栓与其固定。

本公开的实施例中，所述凹槽的内底面与电池箱体的空气出口端面垂直距离为20～30cm。

本公开的实施例中，所述凹槽的内壁上还开有若干个透气通孔。

本公开的实施例中，在电池箱体的外板面设置多个第一安装螺孔，凹槽的两侧板上开有多个第二安装螺孔，所述螺栓依次穿过第二安装螺孔、硅胶环后与第一安装螺孔固定。

本公开的实施例中，两个液压缸关于空气出口端与空气入口端的中心点连线对称。

本公开的实施例中，所述连接臂包括第一安装块、第二安装块、摆动杆，第一安装块与电池箱体的外板面固定，第二安装块与液压缸的活塞杆末端固定，所述摆动杆的一端与第一安装块固定、另一端与第二安装块固定。

本公开的实施例中，在第一安装块上开有多个小孔，所述第一安装块通过螺钉穿过小孔与电池箱体的外板面固定。

本公开的实施例中，所述第一安装块与电池箱体的外板面焊接固定。

本公开的实施例中，在第二安装块上开有一个锁定孔，所述摆动杆的端部、活塞杆末端均开有一个圆环，摆动杆、活塞杆置于第二安装块内，采用螺栓依次穿过锁定孔、摆动杆和活塞杆末端的圆环后置于第二安装块外，并通过螺帽固定。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例中，在电池箱体的空气入口端设置一个风力探测控制器，风力探测控制器用于探测空气入口端的风力大小；当风力探测控制器探测风力大于阈值时，利用液压缸驱动，配合铰接结构，使得电池箱体的空气入口端向下倾斜，以此可减少正对水平风面的接触面，降低对流风量，即降低冷却空气对流过程所带走的电池内的膜的水分，使得电池堆内质子交换膜在大风天也可保持比较湿润，保持高性能。

附图说明

图1示出本公开示例性实施例中液压缸处于拉伸状态的俯视图；

图2示出本公开示例性实施例中液压缸处于拉伸状态的示意图；

图3示出本公开示例性实施例中液压缸处于收缩状态的示意图。

100-电池箱体，200-安装板，300-引风机，400-空气入口端，500-空气出口端，600-液压缸，700-铰接件，800-风力探测控制器，900-连接臂，601-液压泵，602-活塞杆，701-第一连接头，702-第二连接头，703-凹槽，704-螺栓，705-硅胶环，901-第一安装块，902-第二安装块，903-摆动杆，904-螺帽。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中提供了一种具有高性能的空冷氢燃料电池，结合参考图1～3所示，包括电池箱体100以及固定在移动供电车上的安装板200，所述电池箱体100的一端为空气入口端400、另一端为空气出口端500，在空气入口端400设置有引风机300，还包括平行设置的两个液压缸600和一个铰接件700，所述铰接件700位于两个液压缸600之间且将安装板200与电池箱体100的空气出口端500所在端头铰接，所述液压缸600的液压泵601端与安装板200固定、活塞杆602端伸长后通过连接臂900与电池箱体100的外板面固定；在电池箱体100设置有引风机300的一端还设置有风力探测控制器800，所述风力探测控制器800与两个液压缸600的电动驱动机构通过导线连接，当风力探测控制器800探测风力大于阈值时，所述液压缸600的活塞杆602端朝液压泵601的方向回缩，电池箱体100的空气入口端400向下倾斜。

现有的风冷电堆电池在移动供电车上应用广泛，该电池一般水平设置且空气入口端朝向外侧以便风机工作引入风量，但是在实际运行时，当外界风量过大时，电池的风口正对外界，风机所引入的风量会更大，导致电空气所带走的水分更多，使得电池的反应性能降低。针对以上技术问题，本公开对现有的移动供电车上的燃料电池与移动供电车的安装板200的连接结构做了改进，首先将电池箱体100与安装板200铰接，然后再在电池箱体100的相对外板面增加两个液压缸600；再在电池箱体100的空气入口端400设置一个风力探测控制器800，风力探测控制器800用于探测空气入口端400的风力大小。

本公开所述的铰接件为固定铰接件，平时可正常支撑电池箱体100，如现有的壁挂电视机结构一样，需要在施加外力的左右下才能调整其倾斜方向。在正常风量情况下，铰接件正常支撑电池箱体100，使得电池箱体100保持平衡，此时液压缸600的活塞杆602端刚好处于伸长状态。当风力探测控制器800所探测到的风力大于内部风力阈值时，风力探测控制器800输出高电平，发送一个触发信号给液压缸600的电动驱动机构，然后电动驱动机构控制液压缸600做功，使得液压油回流，活塞杆602端朝液压泵601的方向回缩，此时液压缸600会对电池箱体100施加一个斜向上的拉力，电池箱体100此时受力不平衡，其空气入口端400所在面逐渐向下倾斜，以此可减少正对水平风面的接触面，降低对流风量，即降低冷却空气对流过程所带走的电池内的膜的水分，使得堆内质子交换膜在大风天也可保持比较湿润，保持高性能。

本公开的实施例中，结合参考图2所示，所述铰接件700包括第一连接头701、第二连接头702，第一连接头701的一端与安装板200固定、另一端为第一铰接端，第二连接头702的一端为第二铰接端、另一端开有一个凹槽703，所述第一铰接端与第二铰接端相互匹配，所述凹槽703卡住电池箱体100的两个外板面后通过螺栓704与其固定。以上为铰接件700的具体结构，凹槽703卡住电池箱体100的外板面后与其通过螺栓704固定，可避免影响电池箱体100的空气出口端500的正常工作。

本公开的实施例中，所述凹槽703的内底面与电池箱体100的空气出口端500面垂直距离为20～30cm。以上距离为优选距离，可避免距离过大，导致铰接的承重力矩过大。

本公开的实施例中，所述凹槽703的内壁上还开有若干个透气通孔(图上未画出)。优选的，透气通孔的设置可进一步保证电池箱体100的正常气流对流散热。

本公开的实施例中，结合参考图1所示，在电池箱体100的外板面设置多个第一安装螺孔，凹槽703的两侧板上开有多个第二安装螺孔，所述螺栓704依次穿过第二安装螺孔、硅胶环705后与第一安装螺孔固定。通过硅胶环705的设置，可有效提高电池箱体100与第二连接头702连接的紧固性。

本公开的实施例中，两个液压缸600关于空气出口端500与空气入口端400的中心点连线对称。以上结构可使得电池箱体100两侧受力平衡。

本公开的实施例中，结合参考图1、3所示，所述连接臂900包括第一安装块901、第二安装块902、摆动杆903，第一安装块901与电池箱体100的外板面固定，第二安装块902与液压缸600的活塞杆602末端固定，所述摆动杆903的一端与第一安装块901固定、另一端与第二安装块902固定。以上为连接臂900的具体结构，第一安装块901与电池箱体100的中心外板面固定，摆动杆903起到稳定作用，这样可保证液压缸600有一定的活动空间。

本公开的实施例中，所述第一安装块901与电池箱体100的外板面焊接固定。以上为本公开优选实施例的连接方式。

本公开的实施例中，在第二安装块902上开有一个锁定孔，所述摆动杆903的端部、活塞杆602末端均开有一个圆环，摆动杆903、活塞杆602置于第二安装块902内，采用螺栓704依次穿过锁定孔、摆动杆903和活塞杆602末端的圆环后置于第二安装块902外，并通过螺帽904固定。(锁定孔在图中未画出)，以上为摆动杆903、活塞杆602与第二安装块902连接的具体结构，本公开将摆动杆903、活塞杆602的端部隐藏在第二安装块902中，可对摆动杆903、活塞杆602起到保护作用。

本公开的实施例中，在第一安装块901上开有多个小孔，所述第一安装块901通过螺钉穿过小孔与电池箱体100的外板面固定。以上为本公开第一安装块901与电池箱体100连接的另一实施方式。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

总之，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。