[發明專利]一種具有空氣、氫氣和水分配功能的燃料電池集成結構

在審

• 申請號: 202010947838.7
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112038666A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 李東明;丁鵬;趙洋洋;張寶;程兆群;畢宏占;胡景春
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/04223;H01M8/04291;H01M8/04746
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

一種具有空氣、氫氣和水分配功能的燃料電池集成系統，由水路過濾組件、氫氣自換熱加氫路緩沖組件、氫出分水組件、氫入集成閥組件、電堆組件和空氣路控制組件組成；電堆組件包括電堆和集成端板，集成端板上設有空氣入出口、氫氣入出口和冷卻水入出口，水路過濾組件、氫氣自換熱加氫路緩沖組件、氫出分水組件、氫入集成閥組件和空氣路控制組件分別與集成端板上的空氣入出口、氫氣入出口和冷卻水入出口相連。有益效果是：系統冷卻水潔凈；氫入溫度和流體穩定，低溫啟動能力增強；流出的氫氣濕度降低；氫氣壓力實時可調；實現了燃料電池系統各零部件高集成裝配，提高空間利用率，增加了系統的適應性。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，尤其涉及質子交換膜燃料電池。

背景技術

質子交換膜燃料電池作為汽車動力，要適用不同的車型，要適應不同的功率要求，因此對燃料電池發動機的要求很高，對燃料電池發動機零部件和整體尺寸都提出更高的要求。現有質子交換膜燃料電池發動機都是分散零件組裝的，體積較大，不能適應各種汽車的需求。現有技術中有以下專利技術公開了解決體積較大問題的幾種技術方案：

專利號為CN108183246A的專利技術公開了一種提升燃料電池模塊的比功率的方法，使用單一連接分配板將多個電池堆組合起來，減小了電池的供氣系統；

專利號為CN208522042U的專利技術公開了一種集成燃料電池端板，端板上集成了空氣進氣組件、空氣排氣組件、氫氣進氣組件、氫氣排氣組件、水路進出口組件，氫氣進氣口組件包括氫進電磁閥、壓力傳感器，所述氫進電磁閥通過連接通道連接氫氣引射器，所述氫氣引射器通過連接通道連接電池堆，所述空氣進氣組件包括壓力傳感器、溫度傳感器，該發明縮減了系統體積，減小了系統泄漏風險，簡化了系統結構，減低了系統成本；

專利號為CN105591119的專利技術公開了一種用于燃料電池的端板，端板的一側包括發熱器接觸區域，該發熱器接觸區域被設定成使得發熱器接觸該發熱器接觸區域，端板另一側包括冷卻介質流路和至少一個流路肋部，該設計使得電池端板具備了加熱、換熱的功能。

現有技術的不足是，雖然以上技術有的改善了供氣、排氣管路的連接方式，有的在端板上集合了電磁閥、壓力傳感器、溫度傳感器，有的通過端板起到換熱的作用。但是，質子交換膜燃料電池端板的集成度不高，電池系統的體積還有繼續縮小的空間。

發明內容

本發明的目的是提供一種對反應氣和水具有分配功能的燃料電池集成結構,解決現有技術的不足。

本發明的技術方案是：一種具有空氣、氫氣和水分配功能的燃料電池集成系統，包括水路過濾組件、氫氣自換熱加氫路緩沖組件、氫出分水組件、氫入集成閥組件、電堆組件和空氣路控制組件，電堆組件包括電堆和集成端板，集成端板上設有緩沖換熱區、空氣入口、空氣出口、氫氣入口、氫氣出口、冷卻水入口和冷卻水出口，其特征在于：

所述水路過濾組件包括濾芯、濾芯封裝外殼、密封件和導流固定組件；所述濾芯封裝外殼是圓筒，圓筒上端開口，下端收縮口，所述濾芯是多孔層材料濾芯，濾芯為圓柱形，濾芯安裝在濾芯封裝外殼內，與濾芯封裝外殼緊密配合，所述導流固定組件是方形殼體，方形殼體的四個側面帶有凹槽，一個側面上設有與濾芯封裝外殼上端開口配合的接口，接口通過密封件與濾芯封裝外殼上端開口密封連接，方形殼體的一端封閉，另一端是開口端蓋，開口端蓋設有導流固定組件螺釘孔，開口端蓋的開口位于開口端蓋中心處，開口是導流孔，導流孔與集成端板上的冷卻水入口通過導流固定組件螺釘孔內的螺釘密封連接，濾芯封裝外殼下端收縮口與冷卻水泵連接，由冷卻水泵供水；