[实用新型]一种高功率密度燃料电池模块

说明书

本实用新型提供一种高功率密度燃料电池模块，为规则立方体结构或类规则立方体结构，其对外部接口集中处于该立方体结构前后端面的相应位置上；封装箱总成内安装电堆，进排气歧管穿过封装箱总成的一侧侧壁与电堆连接；巡检控制器安装于电堆与封装箱总成固定连接位置的对侧；高压端子与巡检控制器处于相对于电堆的同侧，低压端子处于与巡检控制器相邻的一侧；通风接口与高压端子处于相对于电堆的同侧。本实用新型采用紧凑性结构设计且同时优化相关元件布置的空间拓扑关系，使其具有高功率密度特点及为系统零部件布置提供安装或固定位置的能力，以其作为核心元件的燃料电池系统能够实现结构紧凑，功能完善。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，尤其涉及一种应用于车载发电系统使用以驱动车辆的高功率密度燃料电池模块。

背景技术

燃料电池是一种能够持续的通过发生在阳极和阴极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。特别地，质子交换膜燃料电池工作时需要连续不断地向电池内输入燃料(氢气)和氧化剂(空气/氧气)，电子便从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电流。

目前，这种燃料电池因具有可在室温快速启动、无电解液流失、水易排出、寿命长、比功率与比能量高等突出特点而被用来作为车载发电系统使用以驱动车辆。以往，燃料电池模块的设计往缺乏扩展性、集成性，紧凑型相对较差，不利于车辆特别是乘用车上安装及使用。

现有技术中以燃料电池堆和燃料电池系统最为常见，而关于燃料电池模块的设计方案并不多见，例如，发明专利《一种带止回阀功能的穿板管接头及燃料电池》(CN109737245 A)，其结构包括箱体、电堆模块和穿板管接头，电堆模块安装在箱体里面，电堆模块的空气输入口和空气输出口通过管路延伸靠近箱体，在管路的端部设置穿板管接头，它的设计特点在于穿板管接头是带止回阀功能的穿板管接头，然后在管接头的中部外侧连接有带有安装孔的安装板，安装板贴装箱体的外侧板，管接头的一端穿过箱体侧壁的通孔伸入箱体里面并与管路连接。该专利并未考虑元器件之间的协调及联系，空间的利用率不高。在车载发电系统应用中并不具有优势。

随着科技的发展与需要，燃料电池模块设计追求高功率密度，但同时需要对其供给空气、氢气、冷却水，然后其才能对外提供高压电，这些要素对空间的占据往往会形成相互制约，例如单一的空气供应管路会对冷却水供应管路布局带来不便；高压电端子接头一般较长，如单独处于一个方向上，必然形成较大的空间浪费。

综上，当前燃料电池模块仍面临着解决元件布局和功能集成的困扰，如何提供一种合理化空间利用的燃料电池模块成为目前亟待解决的问题。

实用新型内容

根据上述提出现有的车载燃料电池模块扩展性、集成性及紧凑性较差的技术问题，而提供一种高功率密度燃料电池模块。本实用新型通过具有流体分配与集成功能于一体的进排气歧管将电堆固定在封装箱总成的一侧，巡检控制器、高压端子和低压端子安装在封装箱总成的另一侧，从而使得各元器件合理布局在封装箱内，实现结构紧凑，功能完善。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种高功率密度燃料电池模块，其特征在于，所述高功率密度燃料电池模块为规则立方体结构或类规则立方体结构，其对外部接口集中处于该立方体结构前后端面的相应位置上；

主要包括：电堆、巡检控制器、封装箱总成、用于供水与供气的进排气歧管、用于实现所述电堆对外供电的高压端子、为所述巡检控制器提供供电及信号传输通道的低压端子以及用于为所述电堆提供通风用干净空气的通风接口，其中：

所述封装箱总成内安装有所述电堆，所述电堆与所述封装箱总成通过所述封装箱总成的一侧侧壁实现固定连接；所述进排气歧管穿过所述封装箱总成的一侧侧壁与所述电堆连接；