用于水电解的防爆电池电压监测封壳的制作方法

本发明大体上涉及电解器(electrolyzer)，并且特别是涉及一种用于保护与电解器电池堆相关联的电池电压监测装置的防爆封壳。

背景技术：

1、电化学电池和电解电池提供包括电在内的化学反应。例如，燃料电池使用氢和氧来产生电。电解器使用水和电来产生氢和氧。

2、更确切地说，电解器包括一个或多个电解电池，其利用电从水中化学地产生大致纯的氢和纯氧。电解器的电源通常由发电系统或能量生成系统产生，其包括可再生能量系统，如风能、太阳能、水电能和地热能，用于产生绿色氢或纯氢。由电解器产生的纯氢通常又用作那些相同发电系统(如包括燃料电池堆的燃料电池系统)的燃料或能源。一种这样的电解器可为聚合物电解质膜(pem)电解器。

3、电池电压监测器(cvm)可电连接到电解器电池堆，并且配置成测量跨电解器堆的电压。由于在电解器环境(电池电压监测器在其内操作)内使用的纯氢的潜在挥发性，因此电解器系统可能被政府部门视为危险的和/或容易点燃和潜在爆炸，并且因此根据联邦、州、或当地法规管理。因此，有利的是提供一种用于遏制与电池电压监测器相关联的点燃和爆炸的机构，以便保护相关联的电解器堆免受损坏并且符合任何所需的政府安全法规。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，一种电解器包括：电解器电池堆，该电解器电池堆包括至少一个电解器电池；以及电池电压监测器组件。电池电压监测器组件包括电连接到电解器电池堆的电池电压监测器以及电池电压监测器布置在其内的电池电压监测器封壳。电池电压监测器配置成测量跨电解器电池堆的电池电压。

2、在一些实施例中，电池电压监测器封壳由塑料或金属中的至少一种构成。在一些实施例中，电池电压监测器封壳构造成响应于电池电压监测器点燃或爆炸而将电池电压监测器的点燃或爆炸的副产物遏制在电池电压监测器封壳内。

3、根据本公开的另一方面，封壳组件包括电池电压监测器封壳和电池电压监测器，该电池电压监测器电连接到电解器的电解器电池堆并且布置在电池电压监测器封壳内。电池电压监测器配置成测量跨电解器电池堆的电池电压。电池电压监测器封壳构造成响应于电池电压监测器点燃或爆炸而将电池电压监测器的点燃或爆炸的副产物遏制在电池电压监测器封壳内。

4、在一些实施例中，电池电压监测器封壳与周围环境(如外界环境、大气环境和/或外部环境)完全密封。在一些实施例中，与周围环境完全密封的电池电压监测器封壳满足ip54保护等级标准。

5、在一些实施例中，电池电压监测器封壳由防火材料构成。在一些实施例中，电池电压监测器封壳由金属材料构成，该金属材料包括铝或不锈钢中的至少一种。

6、在一些实施例中，响应于电池电压监测器响应于点燃而爆炸，电池电压监测器封壳构造成承受由电池电压监测器爆炸引起的爆炸力。在一些实施例中，点燃和/或爆炸包括电弧闪光或电弧爆破。在一些实施例中，由电池电压监测器爆炸引起的爆炸力在0.5mpa至2.0mpa的范围内。电池电压监测器、电解器电池堆和/或周围或外界环境免受爆炸力的保护由电池电压监测器封壳提供。

7、在一些实施例中，电池电压监测器封壳是真空密封的。在一些实施例中，电池电压监测器封壳的尺寸设定成完全包封电池电压监测器。在一些实施例中，电池电压监测器封壳包括至少一个侧壁。侧壁可具有20mm至70mm范围内的厚度。

8、根据本公开的另一方面，一种监测电解器电池堆的方法包括：提供电池电压监测器封壳；利用不可燃材料填充电池电压监测器封壳；将电池电压监测器布置在电池电压监测器封壳内；以及将电池电压监测器电连接到电解器的电解器电池堆，其中，电池电压监测器配置成测量跨电池电压监测器封壳和电解器电池堆的电池电压。

9、该方法进一步包括由不可燃材料消散电池电压监测器封壳内电池电压监测器的点燃或爆炸的副产物，以及防止点燃或爆炸损坏电池电压监测器。在一些实施例中，不可燃材料是环氧树脂。在一些实施例中，电池电压监测器封壳的封壳壁具有塑料或金属材料中的至少一种。在一些实施例中，该方法进一步包括利用真空密封件密封电池电压监测器封壳。在一些实施例中，防止点燃或爆炸包括防止电弧闪光或电弧爆破。

技术特征：

1.一种电解器，其包括：

2.一种封壳组件，其包括：

3.根据权利要求1所述的电解系统或根据权利要求2所述的封壳组件，其中，所述电池电压监测器封壳与周围环境完全密封，并且满足ip54保护等级标准。

4.根据权利要求1所述的电解系统或根据权利要求2所述的封壳组件，其中，所述电池电压监测器封壳由防火材料构成。

5.根据权利要求4所述的电解系统或封壳组件，其特征在于，所述电池电压监测器封壳由金属材料构成，所述金属材料包括铝或不锈钢中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的电解系统或封壳组件，其中，所述电池电压监测器封壳构造成承受由所述电池电压监测器的爆炸引起的爆炸力。

7.根据权利要求6所述的电解系统或封壳组件，其中，由所述电池电压监测器爆炸引起的爆炸力在0.5mpa至2.0mpa的范围内。

8.根据权利要求1所述的电解系统或根据权利要求2所述的封壳组件，其中，所述电池电压监测器的点燃包括电弧闪光或电弧爆破。

9.根据权利要求3所述的电解系统或封壳组件，其中，所述电池电压监测器封壳是真空密封的。

10.根据权利要求3所述的电解系统或封壳组件，其中，所述电池电压监测器封壳的尺寸设定成完全包封所述电池电压监测器，并且其中，所述电池电压监测器封壳的至少一个侧壁的厚度在20mm至70mm的范围内。

11.一种方法，其包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中，利用所述不可燃材料消散包括所述不可燃材料具有环氧树脂。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，防止所述电池电压监测器被损坏包括所述电池电压监测器封壳的封壳壁具有塑料或金属材料中的至少一种。

14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括利用真空密封件密封所述电池电压监测器封壳。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，防止所述点燃或爆炸包括防止电弧闪光或电弧爆破。

技术总结
一种电解器包括：电解器电池堆，该电解器电池堆包括至少一个电解器电池；以及电池电压监测器组件，该电池电压监测器组件包括电连接到电解器电池堆的电池电压监测器以及电池电压监测器布置在其内的电池电压监测器封壳。电池电压监测器配置成测量跨电解器电池堆的电池电压。电池电压监测器封壳构造成响应于电池电压监测器点燃或爆炸而将电池电压监测器的点燃或爆炸的副产物遏制在电池电压监测器封壳内。

技术研发人员：纪光霁,郭鹏,万凯
受保护的技术使用者：康明斯氢能（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21