[實用新型]緊湊安全型燃料電池系統

有效

• 申請號: 201220501164.9
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN202817108U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 葛栩栩
• 申請（專利權）人: 引峰新能源科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24;H01M8/02;H01M8/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

背景技術

本實用新型涉及新能源領域，具體涉及一種緊湊安全型燃料電池系統。

技術領域

燃料電池車工作時，作為燃料的氫氣在車輛搭載的燃料電池中與大氣中的氧氣發生化學反應，從而產生電能啟動電動機，進而驅動車輛；這類化學反應除了電能就只產生水，因而燃料電池車被稱為“地道的環保車”。此外，燃料電池的能量轉換效率比內燃機高2～3倍。因此不管是從能源的利用，或是從環境保護方面來看，燃料電池車都是理想的車輛。

近年來，燃料電池車更是取得了重大進展。世界著名汽車制造廠，如戴姆勒-克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司均紛紛進駐燃料電池車制造領域；車載燃料電池技術因此也取得了顯著的進步。

鑒于燃料電池相對于內燃機的諸多優點，工程師們已嘗試將燃料電池應用于多種交通工具作為能源供給，但遺憾的是這樣的應用僅在轎車、大巴等大型車輛上獲得成功，而在叉車等小型車輛上幾乎沒有理性的方案，其難點如下：

車載燃料電池系統包括燃料電池堆系統和電子控制系統。燃料電池系統在運行中需要氫氣時，為了保證安全、避免引起爆炸等問題，必須要隔離氫氣與電子控制系統；同時還需要防止氫氣供應裝置及管路中的氫氣泄漏進入空氣進氣通道，造成燃料電池性能下降，甚至損毀。

由于燃料電池轎車、燃料電池大巴可搭載燃料電池系統的空間較多，現有的燃料電池轎車、燃料電池大巴都是通過靈活分散的設置來實現電氣隔離，氫、空氣隔離。如：國際公開號為2003-104140的專利中公開了一種燃料電池車，所述燃料電池車在前座（front?seat）的下方空間配置燃料電池，在左右的前座之間的中央隧道（center?tunnel）內部收納燃料電池的輔助件的一部分。日本特開2007-025612號公報中公開了一種車架（flame）構造，所述車架構造具有左右一對的中心架，其以支承中央控制臺的方式設置；以及在中心架的車寬方向外側設置的左右一對側架；在中央控制臺上收納有燃料電池組，在中心架和側架之間的車寬方向的空間上收納有DC-DC轉換器。因此對于大型車輛來說，其富足的搭載空間避開了燃料電池小型化的問題。

而燃料電池小型車（如：叉車、游覽車）體積有限，可搭載燃料電池系統的空間很少，根本無法做到像燃料電池轎車、燃料電池大巴那樣通過靈活分散的設置來實現車載燃料電池系統中的電氣隔離，氫、空氣隔離。在有限的空間里，實現車載燃料電池系統的緊湊放置的同時還要實現電氣隔離，氫、空氣隔離等，成為制約燃料電池小型車發展的一個主要因素。

經過對現有技術的文獻檢索發現，專利號為200820233706.2的中國實用新型專利公開了一種叉車氣瓶固定裝置，其氣瓶通過固定裝置固定在叉車外部。這樣的設置既存在安全隱患、還影響美觀；其不足之處是：有礙于叉車內部空間有限的原因，無法在有限的空間內放置下整個車載燃料電池系統（包括氫氣瓶、燃料電池堆、控制器等），從而不能實現車載燃料電池系統的高效、安全運作。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種緊湊安全型燃料電池系統。為此，發明人堅持了多年的艱苦研究，投入了大量的時間和精力，尤其是遇到的在狹小緊湊的空間內解決氫氣使用區域與電子控制系統的隔離，傳統的隔離方式造成系統體積龐大設計出來的系統無法放進狹小緊湊的空間內，即使放進去拆卸安裝都非常困難。該問題幾乎讓研發陷入了瓶頸，幸運的是，經過上百次的調試克服了一個個難題，終于真正實現了燃料電池系統的小型化。根據本實用新型提供的燃料電池系統結構緊湊，可整體放置在小型車（如：叉車、游覽車）內有限的空間內；同時，本實用新型提供的系統通過集約化的電氣隔離，氫、空氣隔離裝置，實現了在有限的空間內的有效隔離，從而實現了緊湊安全型燃料電池系統高效、安全的運作。

根據本實用新型的一個方面，提供一種緊湊安全型燃料電池系統，包括外殼、以及安裝在所述外殼內的電子控制系統、電氣隔離板、氣體隔離板、燃料電池堆系統、氫氣輸送裝置，與所述外殼密封連接的所述電氣隔離板將所述外殼的內部分隔為電子控制系統空間和燃料電池堆工作空間，與所述外殼密封連接的所述氣體隔離板將所述燃料電池堆工作空間分隔為氫氣側空間和空氣進氣空間，所述電子控制系統位于所述電子控制系統空間內，所述氫氣輸送裝置、燃料電池堆系統位于所述氫氣側空間，所述空氣進氣空間連通所述燃料電池堆系統的空氣進氣口，所述氫氣輸送裝置的氫氣供應輸出口連接所述燃料電池堆系統的氫氣進氣口，所述氫氣輸送裝置的氫氣排放管道輸入口連接所述燃料電池堆系統的氫氣排氣口，所述燃料電池堆系統殼體與所述電氣隔離板密封連接。