[發明專利]燃料電池集成系統

在審

• 申請號: 201710188522.2
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106784959A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉德華;翟雙;胡哲;林琦
• 申請（專利權）人: 上海重塑能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/241
• 分類號: H01M8/241;H01M8/2457;H01M8/2484;H01M8/04089;H01M8/04291
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 顧正超

技術領域

本發明涉及燃料電池系統設計領域，尤其涉及一種燃料電池集成系統。

背景技術

燃料電池是將燃料具有的化學能直接變為電能的發電裝置。質子交換膜燃料電池是燃料電池的一種，由于其啟動快，運行溫度低，在車輛、備用電源、應急電源等領域得到了廣泛的應用。

車用燃料電池系統，由于空間布置的限制，與其他應用場合相比，需要更高的系統集成度；與傳統發動機類似，車用燃料電池系統需要更高的系統防水防塵等級、抗振性能，以應對惡劣的使用環境。此外車用系統也要求保證氫氣的使用安全性。因此，在進行車用燃料電池系統設計時，需要考慮到這些因素，從而保證系統的安全性、可靠性和穩定性。

燃料電池系統有氫氣路、空氣路和冷卻路，現有的車用燃料電池系統中，一般會將氫氣路、空氣路和冷卻路中的部分部件進行模塊化，以在減少其所需空間的同時，提高其安全性能。但這種燃料電池系統集成度太低，增加了系統的空間占用率，且管路集成所用的結構設計復雜，增加了系統的成本和重量，存在氫氣泄露的風險，也增加了系統低溫啟動的難度。

發明內容

本發明提供一種燃料電池集成系統，以實現管路集成結構設計的簡化，提高了系統集成度，降低了系統的成本和重量，增加了系統的安全性。

為了達到上述技術目的，本發明提供一種燃料電池集成系統，其包括電堆模塊總成、氫分配裝置、氧分配裝置、水分配裝置、控制裝置和外殼，所述電堆模塊總成、氫分配裝置、氧分配裝置、水分配裝置和控制裝置均集成于所述外殼中，所述控制裝置控制所述氫分配裝置、氧分配裝置和水分配裝置分別向所述電堆模塊總成輸送氫氣、空氣和冷卻水。

進一步的，所述供氫裝置、氧分配裝置和水分配裝置中的進分配管道均集成于進分配頭中，所述進分配頭設置于所述外殼的一側。

進一步的，所述氫分配裝置、氧分配裝置和水分配裝置中的出分配管道均集成于出分配頭中，所述出分配頭設置于所述外殼中與所述進分配頭相對的一側。

進一步的，所述燃料電池集成系統還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設置于所述外殼中，用于檢測所述氫分配裝置和水分配裝置中進分配管道的流體壓力，并將該壓力信息傳送給所述控制裝置。

進一步的，所述燃料電池集成系統還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設置于所述外殼中，用于檢測所述水分配裝置中進、出分配管道以及所述氧分配裝置中進分配管道的流體溫度，并將該溫度信息傳送給所述控制裝置。

進一步的，所述燃料電池集成系統還包括電磁閥，所述電磁閥設置于所述外殼中，并與所述控制裝置電信連接，所述電磁閥用于控制所述氫分配裝置中進分配管道的氫氣流量。

進一步的，所述燃料電池集成系統還包括氫濃度傳感器，所述氫濃度傳感器設置于所述外殼中，并與所述控制裝置電信連接。

進一步的，所述燃料電池集成系統還包括通風管路，所述通風管路的一端與外殼連接，并與所述外殼的內部相通。

進一步的，所述燃料電池集成系統還包括高壓連接器，所述高壓連接器的一端通過銅排與所述電堆模塊總成連接，另一端與所需供電的設備連接。

進一步的，所述氫分配裝置、氧分配裝置和水分配裝置均位于所述電堆模塊總成的同一側，所述控制裝置位于所述電堆模塊總成的另一側。

進一步的，所述電堆模塊總成和所述外殼均為方形柱體結構，其高度與長度均相匹配，所述外殼的寬度大于所述電堆模塊總成的寬度，在所述電堆模塊總成放入所述外殼后，所述外殼中在所述電堆模塊總成的寬度方向上位于所述電堆模塊總成相對的兩側具有兩個容置空間，所述氫分配裝置、氧分配裝置和水分配裝置均位于其中的一個容置空間中，所述控制裝置位于另一個容置空間中。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明提供的燃料電池集成系統通過將所有部件均設置在外殼中，為系統提供了較高的安全性，另一方面，為管道進行了更好的集成性設計，通過進、出分配頭實現了氫氣、空氣和冷卻水對電堆模塊總成的同時供給，同時減小了系統的空間占用率，具有更高的功率密度。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1為本發明實施例提供的燃料電池集成系統的控制框圖；

圖2為本發明實施例提供的燃料電池集成系統的內部結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的燃料電池集成系統的外部結構示意圖。

在圖1至3中，