一种燃料电池的集成安装座及燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的集成安装座及燃料电池。


背景技术：

2.燃料电池氢气模块包含换热器、电磁阀、氢气循环泵以及汇流板等零件，其作用是将从储氢罐传输过来的氢气输送到电堆。根据系统原理，高压氢气一般温度较低，直接进入电堆会在电堆入口处生成冷凝水，出现电堆水淹情况，为避免此情况，需要串入换热器对氢气进行升温；另外为了提高氢气的利用率，还通过电磁阀的控制将一次氢气和电堆反应完经过氢气循环泵的二次氢气混合后进入电堆。现有的燃料氢气模块的各个零部件之间分散布置，中间通道管路连接，集成化程度较低，且组装非常复杂。


技术实现要素：

3.本实用新型的第一个目的在于提出一种燃料电池的集成安装座，该燃料电池的集成安装座的结构集成化程度较高，无需使用多个管道实现换热器、控制阀以及循环泵的组装，有利于简化燃料电池的结构，缩小燃料电池的体积，方便燃料电池的组装。
4.本实用新型的第二个目的在于提出一种燃料电池，该燃料电池的结构较为简单，体积较小，且组装效率较高。
5.为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：
6.本实用新型公开了一种燃料电池的集成安装座，包括：安装本体，所述安装本体内设有供氢通道、氢气回收通道和冷却液通道，所述供氢通道的氢气出口与电堆的氢气输入口相连，所述氢气回收通道的氢气回收口与所述电堆的阳极尾排口相连，所述冷却液通道的冷却液出口与所述电堆的冷却液输入口相连；换热器，所述换热器设在所述安装本体上，所述换热器具有供氢口、出氢口、进水口、出水口，所述进水口与所述电堆的冷却液输出口连通，所述出水口与外部冷源相连；控制阀，所述控制阀设在所述安装本体上，所述控制阀的阀入口与所述出氢口相连，所述控制阀的阀出口与所述供氢通道连通；循环泵，所述循环泵设在所述安装本体上，所述循环泵的泵入口与所述氢气回收通道连通，所述循环泵的泵出口与所述供氢通道连通。
7.在一些实施例中，所述安装本体具有相对设置的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面与所述电堆抵接，所述氢气出口、所述氢气回收口以及所述冷却液出口均设在所述第一安装面上，所述第一安装面上还设有冷却液循环口，所述冷却液循环口与所述电堆的冷却液输出口连通，且所述安装本体的侧壁上设有冷却液分流管，所述冷却液分流管与所述冷却液循环口以及所述进水口相连。
8.在一些具体的实施例中，所述第二安装面上形成有所述冷却液通道的冷却液入口，所述冷却液入口与外部冷源相连。
9.在一些具体的实施例中，所述安装本体内还设有空气流道，所述空气流道的空气
入口设在所述安装本体的底壁上，所述第一安装面上设有空气排出口和空气出口，所述空气出口与所述空气流道连通，且所述电堆的空气输入口相连，所述空气排出口与所述电堆(的空气输出口相连。
10.在一些具体的实施例中，所述安装本体的侧壁上设有空气排出管，所述空气排出管与所述空气出口连通。
11.在一些实施例中，所述安装本体上设有与所述供氢通道连通的第一安装口以及与所述氢气回收通道连通的第二安装口；所述循环泵具有入口管道和出口管道，所述入口管道的一端形成为所述泵入口，且插入所述第二安装口内，所述出口管道的一端形成为所述泵出口，且插入所述第一安装口内。
12.在一些具体的实施中，所述入口管道和所述出口管道上均设有第一密封槽，所述第一密封槽用于安装第一密封圈。
13.在一些实施例中，所述安装本体上还设有第三安装口；所述控制阀包括阀块和阀体，所述阀块上设有插接管道，所述插接管道的一端形成为阀出口，且插入所述第三安装口内，所述插接管道上设有第二密封槽，所述第二密封槽用于安装第二密封圈。
14.在一些实施例中，所述换热器上设有换热插管，所述换热插管的一端形成有所述出氢口，且插入所述阀入口内，所述换热插管上设有第三密封槽，所述第三密封槽用于安装第三密封圈。
15.本实用新型还公开了一种燃料电池，包括电堆和前文所述的燃料电池的集成安装座。
16.本实用新型的燃料电池的集成安装座的有益效果：由于换热器、控制阀和循环泵均设在安装本体上，只需要将组装完成燃料电池的集成安装座安装到电堆上，供氢通道的氢气出口与电堆的氢气输入口相连，使得氢气回收通道的氢气回收口与电堆的阳极尾排口相连，冷却液通道的冷却液出口与电堆的冷却液输入口相连即可，组装非常方便，无需使用多个管道实现换热器、控制阀以及循环泵的组装，有利于简化燃料电池的结构，缩小燃料电池的体积，方便燃料电池的组装。
17.本实用新型的燃料电池的有益效果：由于具有前文所述的燃料电池的集成安装座，该燃料电池的结构较为简单，体积较小，且组装效率较高。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例第一方向的燃料电池的集成安装座的结构示意图；
20.图2是本实用新型实施例第二方向的燃料电池的集成安装座的结构示意图；
21.图3是本实用新型实施例第三方向的燃料电池的集成安装座的结构示意图；
22.图4是本实用新型实施例的燃料电池的集成安装座的剖面示意图；
23.图5是本实用新型实施例的燃料电池的局部结构示意图。
24.附图标记：
25.1、安装本体；11、氢气出口；12、氢气回收口；13、冷却液出口；14、第一安装面；15、第二安装面；16、冷却液循环口；17、空气排出口；18、空气出口；
26.2、换热器；21、供氢口；22、出氢口；23、进水口；24、出水口；25、换热插管；
27.3、控制阀；31、阀块；32、阀体；33、插接管道；
28.4、循环泵；41、出口管道；42、入口管道；5、冷却液分流管；6、空气排出管；
29.100、电堆。
具体实施方式
30.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。
32.此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.下面参考图1-图4描述本实用新型实施例的燃料电池的集成安装座。
35.本实用新型公开了一种燃料电池的集成安装座，如图1-图4所示，燃料电池的集成安装座包括安装本体1、换热器2、控制阀3和循环泵4，安装本体1内设有供氢通道、氢气回收通道和冷却液通道，供氢通道的氢气出口11与电堆100的氢气输入口相连，氢气回收通道的氢气回收口12与电堆100的阳极尾排口相连，冷却液通道的冷却液出口13与电堆100的冷却液输入口相连，换热器2设在安装本体1上，换热器2具有供氢口21、出氢口22、进水口23、出水口24，进水口23与电堆100的冷却液输出口连通，出水口24与外部冷源相连，控制阀3设在安装本体1上，控制阀3的阀入口与出氢口22相连，控制阀3的阀出口与供氢通道连通，循环泵4设在安装本体1上，循环泵4的泵入口与氢气回收通道连通，循环泵4的泵出口与供氢通道连通。
36.可以理解的是，在实际工作过程中，由于换热器2、控制阀3和循环泵4均设在安装本体1上，只需要将组装完成燃料电池的集成安装座安装到电堆100上，供氢通道的氢气出口11与电堆100的氢气输入口相连，使得氢气回收通道的氢气回收口12与电堆100的阳极尾排口相连，冷却液通道的冷却液出口13与电堆100的冷却液输入口相连即可，组装非常方便，无需使用多个管道实现换热器2、控制阀3以及循环泵4的组装，有利于简化燃料电池的结构，缩小燃料电池的体积，方便燃料电池的组装。与此同时，电堆100的冷却液的输出口能够与换热器2的进水口23相连，这样能够用电堆100的热量来加热氢气，从而降低外部能源
的消耗。
37.在一些实施例中，如图2-图3所示，安装本体1具有相对设置的第一安装面14和第二安装面15，第一安装面14与电堆100抵接，氢气出口11、氢气回收口12以及冷却液出口13均设在第一安装面14上，第一安装面14上还设有冷却液循环口16，冷却液循环口16与电堆100的冷却液输出口连通，且安装本体1的侧壁上设有冷却液分流管5，冷却液分流管5与冷却液循环口16以及进水口23相连。可以理解的是，由于氢气出口11、氢气回收口12以及冷却液出口13均设在第一安装面14上，第一安装面14上还设有冷却液循环口16，冷却液循环口16与电堆100的冷却液输出口连通，这样在安装过程中，只需要将安装本体1安装到电堆100上，使得氢气出口11与电堆100的氢气输入口对接，氢气回收口12与电堆100的阳极尾排口对接，冷却液出口13与电堆100的冷却液输入口对接，冷却液循环口16与电堆100的冷却液输出口对接即可，无需使用连接管道，既能够方便组装，又有利于小型化设计。
38.在一些具体的实施例中，第二安装面15上形成有冷却液通道的冷却液入口，冷却液入口与外部冷源相连。可以理解的是，由此能够方便燃料电池的集成安装座与外部冷源相连，将冷却液出口13设置在第一安装面14上，将冷却液入口设置的第二安装面15上也有利于缩短冷却液通道，方便加工。
39.在一些具体的实施例中，如图3所示，安装本体1内还设有空气流道，空气流道的空气入口设在安装本体1的底壁上，第一安装面14上设有空气排出口17和空气出口18，空气出口18与空气流道连通，且与电堆100的空气输入口相连，空气排出口17与电堆100的空气输出口相连。可以理解的是，燃料电池在工作过程中，需要朝向电堆100通入空气，在本实施例中，将空气流道也集成在安装本体1上，无需设置单独的空气管路，进一步提升了燃料电池的集成安装座的集成度。
40.在一些具体的实施例中，安装本体1的侧壁上设有空气排出管6，空气排出管6与空气排出口17连通。由此，电堆100排出的空气经过电堆100的空气输出口、空气排出口17以及空气排出管6排出，既能够方便电堆100内剩余的空气排出，也无需在电堆100上设置单独的空气排出管道，进一步提升了燃料电池的集成安装座的集成度。
41.在一些实施例中，如图2及图4所示，安装本体1上设有与供氢通道连通的第一安装口以及与氢气回收通道连通的第二安装口；循环泵4具有入口管道42和出口管道41，入口管道42的一端形成为泵入口，且插入第二安装口内，出口管道41的一端形成为泵出口，且插入第一安装口内。可以理解的是，由此可以方便地将循环泵4与安装本体1连接，并且采用入口管道42插入第二安装口内，出口管道41插入第一安装口的配合方式，能够实现径向密封，确保了氢气不会从循环泵4和安装本体1之间的间隙溢出。
42.在一些具体的实施中，入口管道42和出口管道41上均设有第一密封槽，第一密封槽用于安装第一密封圈。由此，能够进一步提高循环泵4与安装本体1连接密封性，确保了氢气不会从循环泵4和安装本体1之间的间隙溢出。
43.在一些实施例中，如图2所示，安装本体1上还设有第三安装口；控制阀3包括阀块31和阀体32，阀块31上设有插接管道33，插接管道33的一端形成为阀出口，且插入第三安装口内，插接管道33上设有第二密封槽，第二密封槽用于安装第二密封圈。由此，一方面方便了控制阀3与安装本体1的安装，另一方面通过插接管道33与第三安装口的插接能够实现阀出口与第二安装口的径向密封，确保氢气不会从阀体32和安装本体1的间隙溢出。与此同
时，位于第二密封槽内的第二密封圈能够进一步确保控制阀3与安装本体1之间的连接密封性，从而进一步确保氢气不会从控制阀3和安装本体1之间的间隙溢出。
44.在一些实施例中，如图2所示，换热器2上设有换热插管25，换热插管25的一端形成有出氢口22，且插入阀入口内，换热插管25上设有第三密封槽，第三密封槽用于安装第三密封圈。可以理解的是，通过换热插管25插入阀入口的方式实现换热器2与控制阀3的连接，实现了阀入口与出氢口22之间的径向密封，避免了氢气溢出的现象。与此同时，位于第三密封槽内的第三密封圈能够进一步确保控制阀3与换热器2之间的连接密封性，从而进一步确保氢气不会从控制阀3和安装本体1之间的间隙溢出。
45.实施例：
46.下面参考图1-图4描述本实用新型一个具体实施例的燃料电池的集成安装座。
47.如图1-图4所示，燃料电池的集成安装座包括安装本体1、换热器2、控制阀3和循环泵4，安装本体1内设有供氢通道、氢气回收通道、冷却液通道和空气流道，供氢通道的氢气出口11与电堆100的氢气输入口相连，氢气回收通道的氢气回收口12与电堆100的阳极尾排口相连，冷却液通道的冷却液出口13与电堆100的冷却液输入口相连。空气流道的空气入口设在安装本体1的底壁上，安装本体1具有相对设置的第一安装面14和第二安装面15，第一安装面14与电堆100抵接，氢气出口11、氢气回收口12以及冷却液出口13均设在第一安装面14上，第一安装面14上还设有冷却液循环口16、空气排出口17和空气出口18，冷却液循环口16与电堆100的冷却液输出口连通，且安装本体1的侧壁上设有冷却液分流管5，冷却液分流管5与冷却液循环口16相连。第二安装面15上形成有冷却液通道的冷却液入口，冷却液入口与外部冷源相连。空气排出口17与空气流道连通，且与电堆100的空气输入口相连，空气出口18与电堆100的空气输出口相连。安装本体1上还设有与供氢通道连通的第一安装口、与氢气回收通道连通的第二安装口和第三安装口。循环泵4设在安装本体1上且位于第二安装面15上，循环泵4具有入口管道42和出口管道41，入口管道42的一端形成为泵入口，且插入第二安装口内，出口管道41的一端形成为泵出口，且插入第一安装口内。入口管道42和出口管道41上均设有第一密封槽，第一密封槽用于安装第一密封圈。控制阀3设在安装本体1上，控制阀3包括阀块31和阀体32，阀块31上设有插接管道33，插接管道33的一端形成为阀出口，且插入第三安装口内，插接管道33上设有第二密封槽，第二密封槽用于安装第二密封圈。控制阀3的阀入口与出氢口22相连，控制阀3的阀出口与供氢通道连通。换热器2设在安装本体1且位于第二安装面15上，换热器2具有供氢口21、出氢口22、进水口23、出水口24，进水口23与冷却液分流管5连通，出水口24与外部冷源相连，换热器2上设有换热插管25，换热插管25的一端形成有出氢口22，且插入阀入口内，换热插管25上设有第三密封槽，第三密封槽用于安装第三密封圈。安装本体1的侧壁上设有空气排出管6，空气排出管6与空气出口18连通。循环泵4具有入口管道42和出口管道41，入口管道42的一端形成为泵入口，且插入第二安装口内，出口管道41的一端形成为泵出口，且插入第一安装口内。入口管道42和出口管道41上均设有第一密封槽，第一密封槽用于安装第一密封圈。
48.本实用新型还公开了一种燃料电池，如图5所示，燃料电池包括电堆100和前文的燃料电池的集成安装座。本实用新型的燃料电池，由于具有前文所述的燃料电池的集成安装座，该燃料电池的结构较为简单，体积较小，且组装效率较高。
49.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合
该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。