用于电堆的检测分配头及燃料电池系统的制作方法

    专利2022-07-10  71


    本实用新型涉及燃料电池技术领域,特别是涉及一种用于电堆的检测分配头及燃料电池系统。



    背景技术:

    燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转化为直流电的电化学能量转换装置。例如,在质子交换膜燃料电池中,向质子交换膜的两侧分别供应对应的气体,例如,在质子交换膜的阳极电极处供应氢气,在质子交换膜的阴极电极处供应氧气或者空气。位于阳极电极处的氢气发生电化学氧化产生电子和质子,电子通过外部电路传输到阴极电极处,质子穿过质子交换膜,电子和质子在阴极电极处与氧一起发生反应生成水,放出热量。

    燃料电池对进出电堆的反应物的分布均匀性和温度状况非常敏感,这些参数对于电堆运行的可靠性、稳定性以及使用寿命有很大影响。因此,电堆在进行活化过程中的数据信息的精确度非常重要。



    技术实现要素:

    鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于电堆的检测分配头及燃料电池系统,能够更加精确地检测电堆的内部流体的压力信息和温度信息,结构简单,装卸方便,安全可靠。

    为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种用于电堆的检测分配头,包括:

    装于电堆的检测安装座,检测安装座上设有用于分别流经三种不同流体的三个检测通孔;

    温压检测系统,温压检测系统包括与三个检测通孔一一对应的三个温压检测组件,每个温压检测组件伸入至对应的检测通孔内以检测流体的温度信息和压力信息;

    管路安装座,管路安装座设于检测安装座背向电堆的一侧,管路安装座上设有与三个检测通孔一一对应的三个过渡流道,每个过渡流道与对应的检测通孔连通;

    分配管路系统,分配管路系统包括与三个过渡流道一一对应的三个输送管,输送管与对应的过渡流道连通。

    优选地,所述温压检测组件包括温度传感器和压力传感器,温度传感器包括温度传感本体和温度探头,压力传感器包括压力传感本体和压力探头,温度探头和压力探头从不同方向伸入至检测通孔内。

    优选地,所述检测安装座上设有与三个检测通孔一一对应的第一安装孔,第一安装孔呈锥形螺纹孔结构并且与对应的检测通孔相通;所述温度传感本体螺纹装配在第一安装孔内。

    优选地,所述输送管延伸方向上一端具有连接法兰,输送管延伸方向上的另一端具有卡装法兰。

    优选地,所述输送管和过渡流道的相通处设有第一密封圈。

    优选地,所述管路安装座上设有连接件,连接件穿设于检测安装座以将管路安装座、检测安装座固定在电堆上。

    优选地,所述过渡流道和检测通孔的相通处设有第二密封圈。

    优选地,所述电堆包括电堆本体和电堆通气板,电堆通气板上设有与三个检测通孔一一对应的三个通路;所述检测通孔与对应的通路的相通处设有第三密封圈。

    优选地,所述过渡流道的横截面朝电堆的方向逐渐变小,过渡流道的大口端与输送管平滑相通,过渡流道的小口端与检测通孔平滑相通。

    本实用新型还提供一种燃料电池系统,包括所述用于电堆的检测分配头。

    如上所述,本实用新型的用于电堆的检测分配头及燃料电池系统,具有以下有益效果:在本实用新型中,用于电堆的检测分配头可以便捷地安装在电堆上并且与电堆的流体管路系统相通。检测安装座直接安装于电堆,并且检测安装座上设有用于分别流经三种不同流体的三个检测通孔;与此同时,温压检测系统包括与三个检测通孔一一对应的三个温压检测组件,每个温压检测组件伸入至对应的检测通孔内。如此设置,温压检测系统的三个温压检测组件能够靠近电堆的进出口处,近距离检测进出于电堆的流体的压力信息和温度信息,减少歧管流阻对检测数据的影响,能够将更准确的、关于流体的温度信息和压力信息反馈至测试台,更加精确地监控电堆的内部流体情况。此外,用于电堆的检测分配头的结构简单,装卸方便,安全可靠。因此,本实用新型的用于电堆的检测分配头及燃料电池系统能够更加精确地检测进出于电堆的流体的压力信息和温度信息,结构简单,装卸方便,安全可靠。

    附图说明

    图1显示为本实用新型的用于电堆的检测分配头的立体图;

    图2显示为用于电堆的检测分配头的使用状态的立体图;

    图3显示为用于电堆的检测分配头的使用状态的俯视图;

    图4显示为沿图3中a-a线的剖视图;

    图5显示为图4中b部分的放大图。

    元件标号说明

    1电堆

    11电堆本体

    12电堆通气板

    121通路

    2检测安装座

    21检测通孔

    3温压检测系统

    31温压检测组件

    311温度传感器

    312压力传感器

    4管路安装座

    41过渡流道

    5分配管路系统

    51输送管

    511连接法兰

    512卡装法兰

    6第一密封圈

    7连接件

    8第二密封圈

    9第三密封圈

    具体实施方式

    以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

    须知,本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。

    如图2所示,本实用新型的电堆1包括电堆本体11和电堆通气板12。

    如图1至图5所示,本实用新型提供一种用于电堆的检测分配头,包括:

    装于电堆1的检测安装座2,检测安装座2上设有用于分别流经三种不同流体的三个检测通孔21;三种不同流体可以分别为燃料(例如氢燃料)、氧化剂(例如氧气或空气)以及冷却剂(例如冷却水),三种不同流体也可以分别为燃料、氧化剂和反应物的混合流体(例如带有水汽的氧气或空气)以及冷却剂。

    温压检测系统3,温压检测系统3包括与三个检测通孔21一一对应的三个温压检测组件31,每个温压检测组件31伸入至对应的检测通孔21内以检测流体的温度信息和压力信息;

    管路安装座4,管路安装座4设于检测安装座2背向电堆1的一侧,管路安装座4上设有与三个检测通孔21一一对应的三个过渡流道41,每个过渡流道41与对应的检测通孔21连通;

    分配管路系统5,分配管路系统5包括与三个过渡流道41一一对应的三个输送管51,输送管51与对应的过渡流道41连通。

    在本实用新型中,用于电堆的检测分配头可以便捷地安装在电堆1上并且与电堆1的流体管路系统相通。例如,用于电堆的检测分配头安装于电堆1的进口处,三种不同流体依次流经分配管路系统5、管路安装座4以及检测安装座2,三种不同流体分别为燃料、氧化剂以及冷却剂。在例如,用于电堆的检测分配头安装于电堆1的出口处,三种不同流体依次流经检测安装座2、管路安装座4以及分配管路系统5,三种不同流体分别为燃料、带反应物的氧化剂以及冷却剂。检测安装座2直接安装于电堆1,并且检测安装座2上设有用于分别流经三种不同流体的三个检测通孔21;与此同时,温压检测系统3包括与三个检测通孔21一一对应的三个温压检测组件31,每个温压检测组件31伸入至对应的检测通孔21内。如此设置,温压检测系统3的三个温压检测组件31能够靠近电堆1的进出口处,近距离检测进出于电堆1的流体的压力信息和温度信息,减少歧管流阻对检测数据的影响,能够将更准确的、关于流体的温度信息和压力信息反馈至测试台,更加精确地监控电堆1的内部流体情况。此外,用于电堆的检测分配头的结构简单,装卸方便,安全可靠。

    因此,本实用新型的用于电堆的检测分配头能够更加精确地检测进出于电堆1的流体的压力信息和温度信息,结构简单,装卸方便,安全可靠。

    如图3所示,进一步的,上述温压检测组件31包括温度传感器311和压力传感器312,温度传感器311包括温度传感本体和温度探头,压力传感器312包括压力传感本体和压力探头,温度探头和压力探头从不同方向伸入至检测通孔21内,这样能够避免温度传感器311和压力传感器312之间发生干涉。

    进一步的,上述检测安装座2上设有与三个检测通孔21一一对应的第一安装孔,第一安装孔呈锥形螺纹孔结构并且与对应的检测通孔21相通;上述温度传感本体螺纹装配在第一安装孔内。第一安装孔呈锥形螺纹孔结构,能够保证温度传感本体的安装处的密封性,确保流体在该安装处不会出现泄漏现象。同样的,上述压力传感本体也可以采用类似的安装方式。

    如图1所示,为了便于安装上述输送管51,上述输送管51延伸方向上一端具有连接法兰511,输送管51延伸方向上的另一端具有卡装法兰512。连接法兰511通过螺栓组件固定在管路安装座4上;卡装法兰512与一个测试台之间直接卡接,使输送管51可以十分快捷、方便地与流体源连接。

    如图5所示,为了提高上述输送管51和过渡流道41之间的密封性,上述输送管51和过渡流道41的相通处设有第一密封圈6(例如o型圈)。

    如图1和图5所示,为了便于将上述管路安装座4、检测安装座2固定在电堆1上,上述管路安装座4上设有连接件7(例如螺钉),连接件7穿设于检测安装座2以将管路安装座4、检测安装座2固定在电堆1上。

    如图5所示,为了提高上述过渡流道41和检测通孔21之间的密封性,上述过渡流道41和检测通孔21的相通处设有第二密封圈8(例如o型圈)。

    如图5所示,上述电堆通气板12上设有与三个检测通孔21一一对应的三个通路121;上述检测通孔21与对应的通路121的相通处设有第三密封圈9(例如o型圈),这样能够提高检测通孔21和通路121之间的密封性。

    如图5所示,为了确保上述电堆1的内部流体在与外界进行交互时的顺畅性,减小流阻,上述过渡流道41的横截面朝电堆1的方向逐渐变小,过渡流道41的大口端与输送管51平滑相通,过渡流道41的小口端与检测通孔21平滑相通。

    本实用新型还提供一种燃料电池系统,包括上述用于电堆的检测分配头。本实用新型的燃料电池系统能够更加精确地监控电堆1的内部流体情况。

    综上所述,本实用新型的用于电堆的检测分配头及燃料电池系统能够更加精确地检测电堆的内部流体的压力信息和温度信息,结构简单,装卸方便,安全可靠。所以,本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

    上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。


    技术特征:

    1.一种用于电堆的检测分配头,其特征在于,包括:

    装于电堆(1)的检测安装座(2),检测安装座(2)上设有用于分别流经三种不同流体的三个检测通孔(21);

    温压检测系统(3),温压检测系统(3)包括与三个检测通孔(21)一一对应的三个温压检测组件(31),每个温压检测组件(31)伸入至对应的检测通孔(21)内以检测流体的温度信息和压力信息;

    管路安装座(4),管路安装座(4)设于检测安装座(2)背向电堆(1)的一侧,管路安装座(4)上设有与三个检测通孔(21)一一对应的三个过渡流道(41),每个过渡流道(41)与对应的检测通孔(21)连通;

    分配管路系统(5),分配管路系统(5)包括与三个过渡流道(41)一一对应的三个输送管(51),输送管(51)与对应的过渡流道(41)连通。

    2.根据权利要求1所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述温压检测组件(31)包括温度传感器(311)和压力传感器(312),温度传感器(311)包括温度传感本体和温度探头,压力传感器(312)包括压力传感本体和压力探头,温度探头和压力探头从不同方向伸入至检测通孔(21)内。

    3.根据权利要求2所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述检测安装座(2)上设有与三个检测通孔(21)一一对应的第一安装孔,第一安装孔呈锥形螺纹孔结构并且与对应的检测通孔(21)相通;所述温度传感本体螺纹装配在第一安装孔内。

    4.根据权利要求1所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述输送管(51)延伸方向上一端具有连接法兰(511),输送管(51)延伸方向上的另一端具有卡装法兰(512)。

    5.根据权利要求1所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述输送管(51)和过渡流道(41)的相通处设有第一密封圈(6)。

    6.根据权利要求1所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述管路安装座(4)上设有连接件(7),连接件(7)穿设于检测安装座(2)以将管路安装座(4)、检测安装座(2)固定在电堆(1)上。

    7.根据权利要求1所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述过渡流道(41)和检测通孔(21)的相通处设有第二密封圈(8)。

    8.根据权利要求1所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述电堆(1)包括电堆本体(11)和电堆通气板(12),电堆通气板(12)上设有与三个检测通孔(21)一一对应的三个通路(121);所述检测通孔(21)与对应的通路(121)的相通处设有第三密封圈(9)。

    9.根据权利要求1所述的用于电堆的检测分配头,其特征在于:所述过渡流道(41)的横截面朝电堆(1)的方向逐渐变小,过渡流道(41)的大口端与输送管(51)平滑相通,过渡流道(41)的小口端与检测通孔(21)平滑相通。

    10.一种燃料电池系统,其特征在于:包括如权利要求1至权利要求9任一项所述的用于电堆的检测分配头。

    技术总结
    本实用新型提供一种用于电堆的检测分配头及燃料电池系统,包括:装于电堆的检测安装座,检测安装座上设有用于分别流经三种不同流体的三个检测通孔;温压检测系统,温压检测系统包括与三个检测通孔一一对应的三个温压检测组件,每个温压检测组件伸入至对应的检测通孔内以检测流体的温度信息和压力信息;管路安装座,管路安装座设于检测安装座背向电堆的一侧,管路安装座上设有与三个检测通孔一一对应的三个过渡流道,每个过渡流道与对应的检测通孔连通;分配管路系统,分配管路系统包括与三个过渡流道一一对应的三个输送管,输送管与对应的过渡流道连通。本实用新型能够更加精确地检测电堆的内部流体的压力信息和温度信息。

    技术研发人员:瑞安·迈克尔·布朗特;史蒂文·埃德加·霍尔伯格;罗伯特·约翰·基霍;邵晓亮
    受保护的技术使用者:上海韵量新能源科技有限公司
    技术研发日:2020.12.11
    技术公布日:2021.03.12

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