緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)提供一種緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)，包括外殼、以及安裝在外殼內(nèi)的電子控制系統(tǒng)、電氣隔離板、氣體隔離板、燃料電池堆系統(tǒng)、氫氣輸送裝置，電氣隔離板將外殼的內(nèi)部分隔為電子控制系統(tǒng)空間和燃料電池堆工作空間，氣體隔離板將燃料電池堆工作空間分隔為氫氣側(cè)空間和空氣進氣空間，空氣進氣空間連通燃料電池堆系統(tǒng)的空氣進氣口，燃料電池堆系統(tǒng)殼體與電氣隔離板密封連接。本實用新型專利技術(shù)實現(xiàn)了在有限的空間的電氣隔離、以及空氣與氫氣的有效隔離，可以直接替換目前廣泛使用的蓄電池叉車上的鉛酸電池系統(tǒng)，不需要因為放置空間不足等問題而對叉車進行重新設(shè)計，方便升級。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)
技術(shù)介紹
本技術(shù)涉及新能源領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)。
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(fā)生化學反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能啟動電動機，進而驅(qū)動車輛；這類化學反應(yīng)除了電能就只產(chǎn)生水，因而燃料電池車被稱為“地道的環(huán)保車”。此外，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機高 2 3倍。因此不管是從能源的利用，或是從環(huán)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(lǐng)域；車載燃料電池技術(shù)因此也取得了顯著的進步。鑒于燃料電池相對于內(nèi)燃機的諸多優(yōu)點，工程師們已嘗試將燃料電池應(yīng)用于多種交通工具作為能源供給，但遺憾的是這樣的應(yīng)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(tǒng)包括燃料電池堆系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)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(tǒng)；同時還需要防止氫氣供應(yīng)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(tǒng)的空間較多，現(xiàn)有的燃料電池轎車、燃料電池大巴都是通過靈活分散的設(shè)置來實現(xiàn)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 tunneI)內(nèi)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(gòu)造，所述車架構(gòu)造具有左右一對的中心架，其以支承中央控制臺的方式設(shè)置；以及在中心架的車寬方向外側(cè)設(shè)置的左右一對側(cè)架；在中央控制臺上收納有燃料電池組，在中心架和側(cè)架之間的車寬方向的空間上收納有DC-DC轉(zhuǎn)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(tǒng)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(shè)置來實現(xiàn)車載燃料電池系統(tǒng)中的電氣隔離，氫、空氣隔離。在有限的空間里，實現(xiàn)車載燃料電池系統(tǒng)的緊湊放置的同時還要實現(xiàn)電氣隔離，氫、空氣隔離等，成為制約燃料電池小型車發(fā)展的一個主要因素。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，專利號為200820233706. 2的中國技術(shù)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(shè)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(nèi)部空間有限的原因，無法在有限的空間內(nèi)放置下整個車載燃料電池系統(tǒng)(包括氫氣瓶、燃料電池堆、控制器等)，從而不能實現(xiàn)車載燃料電池系統(tǒng)的高效、安全運作。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)。為此，專利技術(shù)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(nèi)解決氫氣使用區(qū)域與電子控制系統(tǒng)的隔離，傳統(tǒng)的隔離方式造成系統(tǒng)體積龐大設(shè)計出來的系統(tǒng)無法放進狹小緊湊的空間內(nèi)，即使放進去拆卸安裝都非常困難。 該問題幾乎讓研發(fā)陷入了瓶頸，幸運的是，經(jīng)過上百次的調(diào)試克服了一個個難題，終于真正實現(xiàn)了燃料電池系統(tǒng)的小型化。根據(jù)本技術(shù)提供的燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可整體放置在小型車(如叉車、游覽車)內(nèi)有限的空間內(nèi)；同時，本技術(shù)提供的系統(tǒng)通過集約化的電氣隔離，氫、空氣隔離裝置，實現(xiàn)了在有限的空間內(nèi)的有效隔離，從而實現(xiàn)了緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)高效、安全的運作。根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供一種緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)，包括外殼、以及安裝在所述外殼內(nèi)的電子控制系統(tǒng)、電氣隔離板、氣體隔離板、燃料電池堆系統(tǒng)、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(nèi)部分隔為電子控制系統(tǒng)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(cè)空間和空氣進氣空間，所述電子控制系統(tǒng)位于所述電子控制系統(tǒng)空間內(nèi)， 所述氫氣輸送裝置、燃料電池堆系統(tǒng)位于所述氫氣側(cè)空間，所述空氣進氣空間連通所述燃料電池堆系統(tǒng)的空氣進氣口，所述氫氣輸送裝置的氫氣供應(yīng)輸出口連接所述燃料電池堆系統(tǒng)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(tǒng)的氫氣排氣口，所述燃料電池堆系統(tǒng)殼體與所述電氣隔離板密封連接。優(yōu)選地，所述燃料電池堆系統(tǒng)的空氣排放口與所述氫氣側(cè)空間相連通。優(yōu)選地，所述空氣進氣空間位于所述電子控制系統(tǒng)空間與氫氣側(cè)空間之間。優(yōu)選地,沿所述外殼的縱向方向，所述電子控制系統(tǒng)、燃料電池堆系統(tǒng)、氫氣輸送裝置依次排布。優(yōu)選地，所述外殼上與所述空氣進氣空間連通的空氣進口孔的內(nèi)側(cè)設(shè)置有空氣濾清器。優(yōu)選地，所述電氣隔離板與氣體隔離板相互平行，所述空氣濾清器連接在所述電氣隔尚板與氣體隔尚板的邊緣之間。優(yōu)選地，在所述電氣隔離板的上部和氣體隔離板的上部均設(shè)置有密封接頭，所述燃料電池堆系統(tǒng)與電子控制系統(tǒng)通過穿過密封接頭的電線連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有如下有益效果I、結(jié)構(gòu)緊湊，可以直接替換目前廣泛使用的蓄電池叉車上的鉛酸電池系統(tǒng)，不需要因為放置空間不足等問題而對叉車進行重新設(shè)計，方便升級；2、通過集約化的空氣供應(yīng)隔離裝置，實現(xiàn)了在有限的空間的電氣隔離、以及空氣與氫氣的有效隔離，從而實現(xiàn)了叉車用燃料電池系統(tǒng)高效、安全的運作；3、由于實現(xiàn)了電氣的有效隔離，電子控制系統(tǒng)可使用普通的電子原件，無需采用防爆原件或是對電子控制原件逐個密封，極大地降低了生產(chǎn)成本，促進了燃料電池叉車的市場化進程；4、由于實現(xiàn)了氫氣和空氣的有效隔離，無需通過在氫氣側(cè)空間對應(yīng)的外殼上設(shè)置大量的通風孔來排除氫氣輸送裝置中泄漏的氫氣，從而在保證氫氣使用安全的同時，不會使得空氣中的灰塵進入系統(tǒng)影響系統(tǒng)使用壽命；5、由于實現(xiàn)了氫氣和空氣的有效隔離，燃料電池堆系統(tǒng)排放的熱空氣不會進入空氣供應(yīng)通道，防止了熱空氣進入造成系統(tǒng)溫度升高以及空氣流量加大；同時，熱空氣集中在燃料電池堆系統(tǒng)及氫氣輸送裝置一側(cè)，有效地加熱氫氣輸送裝置，提高進入燃料電池電堆的氫氣溫度，從而有利于提高燃料電池電堆的反應(yīng)性能；還可防止在低溫情況下出現(xiàn)的氫氣輸送管路凍結(jié)；6、通過設(shè)置在外殼左右側(cè)板上靠近蓋板的一側(cè)的加強條，增強了整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強度。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本技術(shù)的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯圖I是根據(jù)本技術(shù)提供的緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示的緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的空氣供應(yīng)隔離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本技術(shù)提供的緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為支撐板，2為氫氣輸送裝置，3為燃料電池堆系統(tǒng)，4為電子控制系統(tǒng)，5 為電氣隔離板，6為氣體隔離板，7為第一密封條，8為密封接頭，9為第一空氣濾清器，10為第二空氣濾清器，11為第二密封條，12為第三密封條，13為空氣排放腔，14為前擋板，15為蓋板，16為后擋板,17為排空孔,18為散熱孔,19為加強條,20為排氫孔,21為空氣進口本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)，包括外殼、以及安裝在所述外殼內(nèi)的電子控制系統(tǒng)（4）、電氣隔離板（5）、氣體隔離板（6）、燃料電池堆系統(tǒng)（3）、氫氣輸送裝置（2），其特征在于，與所述外殼密封連接的所述電氣隔離板（5）將所述外殼的內(nèi)部分隔為電子控制系統(tǒng)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（6）將所述燃料電池堆工作空間分隔為氫氣側(cè)空間和空氣進氣空間，所述電子控制系統(tǒng)（4）位于所述電子控制系統(tǒng)空間內(nèi)，所述氫氣輸送裝置（2）、燃料電池堆系統(tǒng)（3）位于所述氫氣側(cè)空間，所述空氣進氣空間連通所述燃料電池堆系統(tǒng)（3）的空氣進氣口，所述氫氣輸送裝置（2）的氫氣供應(yīng)輸出口連接所述燃料電池堆系統(tǒng)（3）的氫氣進氣口，所述氫氣輸送裝置（2）的氫氣排放管道輸入口連接所述燃料電池堆系統(tǒng)（3）的氫氣排氣口，所述燃料電池堆系統(tǒng)（3）殼體與所述電氣隔離板（5）密封連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)，包括外殼、以及安裝在所述外殼內(nèi)的電子控制系統(tǒng)(4)、電氣隔離板(5)、氣體隔離板(6)、燃料電池堆系統(tǒng)(3)、氫氣輸送裝置(2)，其特征在于，與所述外殼密封連接的所述電氣隔離板(5)將所述外殼的內(nèi)部分隔為電子控制系統(tǒng)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(6)將所述燃料電池堆工作空間分隔為氫氣側(cè)空間和空氣進氣空間，所述電子控制系統(tǒng)(4)位于所述電子控制系統(tǒng)空間內(nèi)，所述氫氣輸送裝置(2)、燃料電池堆系統(tǒng)(3)位于所述氫氣側(cè)空間，所述空氣進氣空間連通所述燃料電池堆系統(tǒng)(3)的空氣進氣口，所述氫氣輸送裝置(2)的氫氣供應(yīng)輸出口連接所述燃料電池堆系統(tǒng)(3)的氫氣進氣口，所述氫氣輸送裝置(2)的氫氣排放管道輸入口連接所述燃料電池堆系統(tǒng)(3)的氫氣排氣口，所述燃料電池堆系統(tǒng)(3)殼體與所述電氣隔離板(5)密封連接。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊湊安全型燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池堆系統(tǒng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葛栩栩，
申請(專利權(quán))人：引峰新能源科技上海有限公司，
類型：實用新型
國別省市：