一种燃料电池堆与手动维修开关的集成结构的制作方法

1.本发明属于燃料电池领域，涉及一种燃料电池系统，特别是涉及一种燃料电池堆与手动维修开关的集成结构。


背景技术：

2.现在的手动维修开关很少集成在燃料电池堆壳体上，基本都集成在与电池堆直连的高压配电盒或dcdc(转换器电源模块)上，且燃料电池堆正负极输出铜排都是从电堆封装外壳直接输出，这对正负极输出铜排和与其直连部件的密封与高压安全提出了非常高的要求。此外，手动维修开关占据一定空间，有时候因乘用车空间需求，电池堆壳体上没有手动维修开关的布置空间，这时候就需要将手动维修开关放置在其它空间位置来满足需求，而目前的手动维修开关没有这样的结构与连接方式。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种燃料电池堆与手动维修开关的集成结构，结构新颖合理，可使电池堆正负极输出铜排以及高压正负极输出插件均集成在手动维修开关上，高度集成性布置克服了现有正负极输出铜排和与其直连部件较高的密封要求和高压安全要求。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种燃料电池堆与手动维修开关的集成结构，其特征在于，包括：
6.电池堆，所述电池堆上设置有正极汇流排和负极汇流排；
7.手动维修开关，所述手动维修开关包括底座、手动插排、高压接插件和熔断器；所述高压接插件安装于所述底座上；所述熔断器的一端与所述正极汇流排和所述负极汇流排电性连接；所述手动插排用于插接到所述底座上，且所述手动插排插入时所述熔断器的另一端与所述高压接插件之间导通，所述电池堆内的电流通过所述高压接插件输出至所述电池堆外；所述手动插排拔出时所述熔断器的另一端与所述高压接插件之间不导通，所述电池堆内的危险电压被隔离在所述电池堆内。
8.可选的，所述电池堆还配置有封装外壳。
9.可选的，所述手动维修开关装配于所述电池堆上。
10.可选的，所述手动插排包括与所述底座配适的上盖和安装于所述上盖底面的若干铜柱。
11.可选的，所述熔断器的输出端连接有套筒，用于插接所述铜柱。
12.可选的，所述高压接插件的输入端设置有插接件孔，用于插接所述铜柱，且所述插接件孔与所述套筒间隔设置。
13.可选的，所述熔断器为嵌入式熔断器或螺栓固连式熔断器。
14.可选的，所述手动维修开关独立安装于所述电池堆外。
15.可选的，所述底座的底部还安装有底座板，所述底座板与所述底座之间设置有密封圈。
16.可选的，所述高压接插件和所述熔断器配对安装，且至少设置一对所述高压接插件和所述熔断器。当设置有两对以上的高压接插件和熔断器时，可以增加电池堆的输出接口数量。
17.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
18.本发明提供的燃料电池堆与手动维修开关的集成结构，手动维修开关不仅可以集成在电池堆壳体上，也可以单独放置到远离电池堆的其它空间位置来满足需求，不受空间位置限制，且电池堆正负极输出汇流排均集成在手动维修开关上，这样的高度集成性布置避免了正负极输出汇流排和与其直连部件之间的高密封要求和高压安全要求；同时本发明的高压正负极输出插件集成于手动维修开关上，替代了原来电池堆高压正负极输出铜排，且高压接插件做到了防尘防水与高压安全需求。此外，本发明的熔断器设置为嵌入式或螺纹连固式，设计新颖，可更换性好，实用性较强。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明燃料电池堆与手动维修开关集成结构的工作原理图；
21.图2为实施例一中燃料电池堆与手动维修开关的集成装配结构图；
22.图3为实施例一中电池堆的装配结构图；
23.图4为实施例一中手动维修开关的装配结构图；
24.图5为本发明螺栓固连可更换式熔断器的结构示意图；
25.图6为本发明嵌入可更换式熔断器的结构示意图；
26.图7为实施例二中手动维修开关独立于电池堆的装配结构图；
27.其中，附图标记为：
28.1、电池堆；11、封装外壳；12、正极汇流排；13、负极汇流排；
29.2、手动维修开关；21、底座；22、上盖；23、铜柱；231、铜柱一；232、铜柱二；233、铜柱三；234、铜柱四；24、高压接插件；25、熔断器；251、熔断器本体；252、上螺纹座；253、下螺纹座；254、熔断器一；255、熔断器二；26、增紧套；27、插接件孔；28、绝缘底座；
30.3、套筒；4、底座板；5、密封圈。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明的目的是提供一种燃料电池堆与手动维修开关的集成结构，结构新颖合理，可使电池堆正负极输出铜排集成在手动维修开关上，高度集成性布置克服了现有正负极输出铜排和与其直连部件较高的密封要求和高压安全要求。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.实施例一：
35.如图1-4所示，本实施例提供一种燃料电池堆与手动维修开关的集成结构，主要包括电池堆1和手动维修开关2，手动维修开关2包括底座21、手动插排、高压接插件24和熔断器25，手动插排主要实现有危险电压时手动断开功能，主动进行电隔离，将危险电压隔离在电池堆1内而不会出现在外部电路或部件中；熔断器25为一种可在出现过大电流时自动断开电路的保护装置，即过流断开和过载保护功能。
36.于本具体实施例中，如图2-4所示，底座21底部设置有绝缘底座28，底座21通过四个螺栓固定在电池堆的封装外壳11上；电池堆1上设置有正极汇流排12和负极汇流排13；手动插排包括上盖22和安装在上盖22底面的若干铜柱23；高压接插件24包括正极高压接插件和负极高压接插件，分别插接安装于底座21的两侧壁上；熔断器25的输入端与正极汇流排12和负极汇流排13电性连接，输出端连接有套筒3(套筒下部分攻有螺纹)，用于与铜柱插接。电流从正、负极汇流排通过熔断器25传输到套筒3上，套筒3和高压接插件24的接插件孔27有一定距离，且高压接插件24位于套筒3的轴向正上方，二者处于不导通状态；当上盖22上的铜排(由若干铜柱23组成)插入底座21时，套筒3和接插件孔27在铜柱的连接下导通，此时电流可以通过高压接插件24输出至电池堆外。
37.本实施例中，熔断器25优选为可拆卸式的，方便更换。其中可拆卸式熔断器可以采用如图5所示螺栓固连可更换式熔断器，也可以采用如图6所示嵌入可更换式熔断器。螺栓固连可更换式熔断器包括熔断器本体251和设置在熔断器本体251上的上螺纹座252以及下螺纹座253。
38.本实施例中，如图2-3所示，电池堆1还配置有封装外壳11，手动维修开关2装配于封装外壳11上。
39.本实施例中，熔断器25设置有两个，对应铜柱23设置有4根。如图6所示，以嵌入式熔断器为例，铜柱一231与铜柱三233通过熔断器一254导通，铜柱二232与铜柱四234通过熔断器二255导通；当上盖22上的铜排插入底座时，两个高压接插件24上的接插件孔27分别与铜柱一231和铜柱二232导通，这样电池堆1上的电流就通过高压接插件24输出电池堆1外。优点是增加了从电池堆1输出的接口，即传统电堆一个输出接口，该设计为两个输出接口，且采用高压接插件方式密封效果与高压安全性都比传统电堆输出汇流排更佳。
40.本实施例中，高压接插件24为一种现有插接件结构，具体结构和工作原理在此不再赘述。
41.本实施例中，底座21优选为msd底座结构，对应的上盖22优选为msd上盖结构。
42.本实施例中，如图4和6所示，本实施例在各铜柱23上均套设了增紧套26。
43.由此可见，本实施例提供的燃料电池堆与手动维修开关的集成结构中，电池堆正负极输出汇流排均集成在手动维修开关上，这样的高度集成性布置避免了正负极输出汇流排和与其直连部件之间的高密封要求和高压安全要求；同时本发明的高压正负极输出插件集成于手动维修开关上，替代了原来电池堆高压正负极输出铜排，且高压接插件自备防尘防水功能，满足高压安全需求。适用于pdu和dcdc上的msd。
44.此外，本实施例的手动维修开关可以放置到整车任何有空间的位置，不受空间位
置限制，不只局限于集成在电池堆壳体上。
45.实施例二：
46.如图7所示，本实施例提供另一种燃料电池堆与手动维修开关的集成结构，电池堆1和手动维修开关2的结构以及原理分别与实施例一所述相同，在此不再赘述。其中，手动维修开关2独立安装于电池堆1外，即可以放置在整车任何有空间的位置；但前提是电池堆输出也是以高压接插件方式来输出。即电池堆1输出的电流可以通过高压接插件24上的接插件孔27，通过铜柱一231和铜柱二232，再通过熔断器一254和熔断器二255，传导到铜柱三233和铜柱四234，再通过高压接插件24传输出到外部dcdc或者pdu等高压部件。如图7所示，底座21的底部还安装有底座板4，底座板4与底座21之间设置有密封圈5，满足防尘防水密封要求，也满足高压安全性能。
47.电池堆周围空间不足可以放置到整车其他空间位置，体现出灵活性特点。
48.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
49.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。