用于多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置。

背景技术：

目前，常用的燃料电池发动机系统中，如图3所示，作为多电堆流道接口的空气路、氢气路和冷却路与发动机其他零部件之间的连接，通常通过不同形状的管道（如图3所示连至第一电堆及第二电堆等的空气管、氢气管和冷却管）来实现，常见的管道有不锈钢管、硅胶管等。

该种连接方式虽然设计简单，但随之而来的问题也非常多。首先，形状复杂且较长的管道占用很大的空间，使得发动机系统体积难以减小；其次，电堆的安装支架应固定在其他部位，使得电堆下方零件密集，导致螺丝、卡箍等紧固件的操作空间减小；最后，所有零部件安装串接在管道中，集成度低，占用空间大。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单紧凑、连接方式灵活、寿命长、可靠度高、维修以及安装方便的用于多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置。

解决问题的技术手段：

本实用新型提供一种用于多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置，包括：

用于系统承重、内部形成有引导流体定向流动的多条流道槽的分流板；

位于所述分流板的一方侧并与所述分流板的所述流道槽形成冷却流道的盖板；

位于所述分流板的另一方侧并与所述分流板的所述流道槽分别形成空气流道及氢气流道的氢进空出集成板和氢出空进集成板；

在所述分流板上，与所述盖板相同的所述一方侧形成有多个电堆连接口，与所述盖板相反的所述另一方侧分别形成有作为流道孔的冷却液出口和冷却液进口；

在所述氢进空出集成板上，与所述盖板相反的所述另一方侧分别形成有作为流道孔的氢气进口和空气出口；

在所述氢出空进集成板上，与所述盖板相反的所述另一方侧分别形成有作为流道孔的氢气出口和空气进口。

根据本实用新型，通过将多电堆的各流道的分配连接方式从管道分配变成分流装置分配，而分流装置进而可以实现通过简单管道、端面连接等多种方式与多电堆连接口灵活连接，同时可以根据需求而容易地设置分流装置中氢气系统、空气系统、冷却系统的进出口形状、位置，因此能够通过分流装置实现结构紧凑、连接方式灵活、机械性能好等有益效果。又，鉴于分流装置的特性，其上还可容易地集成颗粒过滤器、压力传感器、温度传感器等其他零件安装接口，而由于还可将电堆支架固定在分流装置上，由此还能起到系统承重的作用。

也可以是，本实用新型中，所述电堆连接口为管道连接或端面连接，根据电堆个数相应地改变数量。

也可以是，本实用新型中，所述冷却液出口上形成有安装零部件的安装接口。

也可以是，本实用新型中，所述冷却液进口进一步由颗粒过滤器底座和冷却路进口接头构成，其中间部位形成有用于安装网状颗粒过滤器及温度、压力传感器的安装接口。

也可以是，本实用新型中，所述氢进空出集成板和所述氢出空进集成板上分别设有安装接口。

也可以是，本实用新型中，所述冷却流道、所述空气流道和所述氢气流道上均设有密封圈。

实用新型效果：

本实用新型能提供一种结构简单紧凑、连接方式灵活、寿命长、可靠度高、维修以及安装方便的用于多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置。

附图说明

图1是本实用新型的多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置的立体图；

图2是本实用新型的多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置连接分配的示意图；

图3是现有技术中多电堆燃料电池发动机系统的管道连接分配的示意图；

符号说明：

1 冷却液出口，

71 冷却路出口接头，

2 分流板，

22 电堆连接口，

3 堵头，

4 氢进空出集成板，

41 氢气进口，

42 空气出口，

5 氢出空进集成板，

51 氢气出口，

52 空气进口，

6 颗粒过滤器底座，

7 冷却液进口

72 冷却路进口接头，

8 盖板。

具体实施方式

以下结合下述实施方式进一步说明本实用新型，应理解，以下实施例只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。

在此公开一种用于多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置，包括：用于系统承重、内部形成有引导流体定向流动的多条流道槽（未图示）的分流板2；位于分流板2的一方侧（例如图1所示下方）并与分流板2形成冷却流道的盖板8；位于分流板2的另一方侧（例如图1所示上方）并与分流板2形成空气流道及氢气流道的氢进空出集成板4和氢出空进集成板5；在氢进空出集成板4上，于电堆连接口22的相反侧分别形成有作为流道孔的氢气进口41和空气出口42；氢出空进集成板5上，于电堆连接口22的相反侧分别形成有作为流道孔的氢气出口51和空气进口52；在分流板2上，与盖板8相同的一方侧（例如图1所示下方）形成有多个电堆连接口22，与盖板8相反的另一方侧（例如图1所示上方）分别形成有作为流道孔的冷却液出口1和冷却液进口7。

图1是本实用新型的多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置的立体图。如图1所示，用于多电堆燃料电池发动机系统的分流集成装置包括分流板2，本实施形态中示出了两个电堆，分别是第一电堆和第二电堆，但电堆数量并不限于此。

在图1所示的下方侧，分流板2和盖板8形成冷却流道，于在图1所示的上方侧的左右两侧，分流板2和氢进空出集成板4、氢出空进集成板5装配并分别形成空气分配流道、氢气分配流道。分流板2内刻有流道槽，该些流道槽与盖板或集成板所共同形成的流道（冷却流道、空气流道及氢气流道等）用来分配和汇集多电堆的冷却液和气体，氢进空出集成板4、氢出空进集成板5上形成有多个流道孔用来作为流体的进出口（亦即氢气进口41、空气出口42、氢气出口51、空气进口52等），从而与未图示的辅助系统连接。应明确，本实用新型中，图示各接口的排列方式仅为一个示例，并非限定。另，流道槽、流道孔的横截面积大小根据系统所需流量等要求计算得出，不做限定。

具体地，在分流板2上，氢进空出集成板4和氢出空进集成板5与其共同形成有空气流道和氢气流道，并在氢进空出集成板4和氢出空进集成板5上开设有分别进出空气、氢气的氢气进口41和空气出口42、以及氢气出口51和空气进口52，该些进出口的形状及位置可以根据系统需求调整，不作特别限定。此外，本实用新型中，氢进空出集成板4和氢出空进集成板5上还同时设有用安装传感器等零部件安装接口，在分流板2上还形成有与冷却流道对外连通的冷却液出口1和冷却液进口7。其中，冷却液出口1上形成有冷却路出口接头71（用于外接设备）和传感器安装接口等，冷却液进口7由颗粒过滤器底座6和冷却路进口接头72（用于外接设备）构成，并在中间部位形成有用于安装网状颗粒过滤器、传感器温度、压力传感器等零部件的安装孔。在各进出口上安装有工艺堵头3。

在图1所示的下侧形成有多个用于连接电堆的电堆连接口22。其中，图1仅示出一部分位于同一侧的电堆连接口22，另一侧还可形成有数个。该些电堆连接口22借助于分流板2上形成的流道槽与盖板或集成板上的流道孔形成各连通的流道（冷却流道、空气流道及氢气流道等）的进出口，具体地，该些电堆连接口22可细分为：第一电堆的氢气进口和空气出口、第一电堆的氢气出口和空气进口、第一电堆的冷却液出口和冷却液进口，以及第二电堆的氢气进口和空气出口、第二电堆的氢气出口和空气进口、第二电堆的冷却液出口和冷却液进口。该些电堆连接口22分别与氢进空出集成板4上的氢气进口41和空气出口42、氢出空进集成板5上的氢气出口51和空气进口52、盖板8上的冷却液出口1和冷却液进口7对应。其中，这些电堆连接口22可以是管道连接或端面连接等形式，还可以根据电堆个数来改变数量，设计上非常灵活。

另，本实用新型中，分流板2及氢进空出集成4板、氢出空进集成板5上可根据需求改变局部结构，或额外开孔以安装其他零件，如：循环泵、节气门、氢气调压模块、分水器、传感器等。也就是说，分流板2、氢进空出集成4板、氢出空进集成板5的结构不限于实施形态中所示例的形式，可根据需求适应性调整。

图2是本实用新型的多电堆燃料电池发动机系统的分流装置连接分配的示意图。以下，结合附图详述本实用新型的分流装置的工作原理。

第一电堆和第二电堆通过简单管道、端面连接等方式和分流装置连接，各电堆承重通过支架安装在分流装置上；各电堆的流道在分流装置中合并成流道总路并与外界零部件连接，各零部件及检测元件通过在分流装置上开设的安装接口连接。

氢气进堆：氢气通过安装在氢气进口41上的氢气前处理装置，进入分流装置，在分流装置中均匀分配成两条氢气路供应给第一电堆和第二电堆；

氢气出堆：第一电堆和第二电堆出堆氢气流入分流装置，在分流装置中汇集成一条总路，在氢气出口51安装氢气后处理装置。

空气进堆：空气通过安装在空气进口52上的空气前处理装置，进入分流装置，在分流装置中均匀分配成两条空气路供应给第一电堆和第二电堆；

空气出堆：第一电堆和第二电堆出堆空气流入分流装置，在分流装置中汇集成一条总路，在空气出口42安装背压阀、尾气处理等装置。

冷却液进口7：冷却液通过冷却液进口7的冷却路进口接头72上安装的温度传感器和压力传感器、以及颗粒过滤器底座6上安装的颗粒过滤器，进入分流装置，在分流装置中均匀分配成两条冷却路流入第一电堆和第二电堆；

冷却液出口1：第一电堆和第二电堆出堆冷却液流入分流装置，在分流装置中汇集成一条总路，从冷却液出口1的冷却路出口接头71上安装的温度传感器流出，进入辅助系统中。

由此，根据本实用新型，具有如下现有管路分配连接所不具有的种种有益效果：

1） 结构紧凑，集成度高；集成原管道、传感器、颗粒过滤器及其他零部件，体积大大缩小；

2） 设计灵活，便于总布置；接口形状位置、流道形状等可根据总布置需求设计更改；

3） 寿命长，使用可靠；金属件使用可靠，寿命长；

4） 方便检修；辅助系统零部件通过接口安装在分流装置上，检修方便，操作空间大。

以上的具体实施方式对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本实用新型的一种具体实施方式而已，并不限于本实用新型的保护范围，在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本实用新型的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。