[发明专利]一种高集成度燃料电池模块

说明书

本发明公开了一种高集成度燃料电池模块，涉及燃料电池模块技术领域；为了提升集成度，使各部件分布的更加合理；具体包括下壳体和上盖，所述上盖可拆卸的安装于下壳体顶部外壁，所述下壳体内设置有燃料电池、空气系统、氢气系统，且下壳体内侧划分为上层装配区和下层装配区；所述空气系统包括空气管路和通过空气管路连接的空气流量计、空压机、中冷器、加湿器、旁通阀、背压阀以及混合器。本发明的燃料电池模块，考虑到了整车设计的硬件约束，将内部各结构进行上下层分层式安装，可靠性高、稳定性好、结构紧凑，模块体积和重量功率密度高，零部件空间利用率高，提高了装配的便利性，提高了装配效率。

技术领域

本发明涉及燃料电池模块技术领域，尤其涉及一种高集成度燃料电池模块。

背景技术

燃料电池系统的开发是燃料电池汽车研发的核心内容之一；虽然目前燃料电池系统集中应用于公交车、物流车等大型客车，主要出于其方便燃料电池系统零部件的布置和装配的原因；但随着系统的不断完善和整车厂要求的不断提高，应用于商用车的系统集成度要求也越来越高，这一方面是整车厂出于方便系统对接、安装和维护的目的，另一方面也是未来系统发展的必然趋势，都将趋于小型化和高度集成化；如何提升燃料电池模块的集成度，是电池开放的主要技术问题之一。

经检索，中国专利申请号为CN201921057500.3的专利，公开了一种燃料电池发动机结构，包括：燃料电池电堆，所述燃料电池电堆固定设置在箱体框架上；空气系统，所述空气系统设置在远离所述燃料电池电堆的一侧，所述空气系统分别与设置在所述燃料电池电堆上的空气进口、空气出口连通设置；氢气系统，所述氢气系统设置在所述燃料电池电堆的下侧，所述氢气系统分别与设置在所述燃料电池电堆上的氢气进口、氢气出口连通设置；冷却系统，所述冷却系统设置在远离所述燃料电池电堆的一侧，所述冷却系统分别与设置在所述燃料电池电堆上的冷却液进口、冷却液出口连通设置。上述专利中的燃料电池发动机结构存在以下不足：虽一定程度的提高了燃料电池系统的集成度，但是，其结构分布相对杂乱，以至于安装维护时较为不便，还有待改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高集成度燃料电池模块。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高集成度燃料电池模块，包括下壳体和上盖，所述上盖可拆卸的安装于下壳体顶部外壁，所述下壳体内设置有燃料电池、空气系统、氢气系统，且下壳体内侧划分为上层装配区和下层装配区；所述空气系统包括空气管路和通过空气管路连接的空气流量计、空压机、中冷器、加湿器、旁通阀、背压阀以及混合器；所述氢气系统包括氢气管路和通过氢气管路、水管路连接的阳极压力调节器、集成式气水分离器、循环泵以及泄压阀；其中，燃料电池、空气流量计、空压机、阳极压力调节器以及氢气管路设置于上层装配区，中冷器、加湿器、旁通阀、背压阀、混合器、集成式气水分离器、循环泵、泄压阀以及空气管路设置于下层装配区。

优选的：所述下壳体包括底框、底板、前侧板、后侧板和两个维修面板；所述前侧板和后侧板分别通过螺丝固定于底框的前后两侧内壁，维修面板通过螺丝固定于底框的两侧内壁，底板底部外壁通过螺丝固定于底框的底部内壁，底框呈将前侧板、后侧板和维修面板底端和底板边缘包裹固定的结构；所述底框两侧外壁一体式设置有支脚。

进一步的：所述前侧板和后侧板上分别安装有用于供给空气、氢气、冷却液的过板接头以及用于高低压信号的传递和反馈的高低压插件。

进一步优选的：所述下壳体内侧设置有冷却循环管道，前侧板一侧外壁设置有冷却循环管道的进液口和出液口。

作为本发明一种优选的：所述空气流量计通过支架安装于前侧板右侧中部；所述空压机通过空压机支架和加强板固定于前侧板内侧上部；所述中冷器通过支架固定于维修面板的内侧壁上；所述加湿器通过抱箍支架夹紧固定于底板顶部，所述旁通阀设置中冷器下方，也直接坐在壳体底板上；所述背压阀与混合器构成一个集成式结构，并固定于底板顶部外壁远离燃料电池的一侧。