本实用新型属于燃料电池技术领域,具体是指一种燃料电池装置。
背景技术:
目前燃料电池作为一种新型的绿色动力源,由于其高效率和低排放等众多优点,逐渐成为车载发动机的研究重点,目前常用的氢能源汽车,在整车停止运行以后,需要关闭车上所有电源,在电源关闭以后,燃料电池系统中或者管道内有可能存在危险或者受到损坏的情况,比如燃料电池系统中可能还存在有氢气,会有氢气泄露的危险,或者燃料电池温度过低,造成对燃料电池的损坏,导致燃料电池存在安全隐患。
技术实现要素:
为了解决上述现有难题,本实用新型提供了一种燃料电池装置,该电池装置结构简单,且可通过改变电池的内部形状增加电池与氢气和氧气之间的接触面积,使质子交换的效率大大提供,同时使氢气与氧气的利用率升高,在电源关闭后氢气在燃料电池内残留量减少,同时通过对燃料电池设置封闭式阻隔挡板使微量氢气无法从电池内部泄露出来,隔绝了氢气泄露的危险,同时通过设置两路冷却,使冷却更迅速,提高电池使用寿命。
本实用新型采取的技术方案如下:一种燃料电池装置,包括电池保护壳、供氧系统、供氢系统、内冷却系统、外冷却系统和燃料电池,所述燃料电池设于电池保护壳内部,所述电池保护壳呈中空型圆柱体设置,所述供氧系统设于燃料电池的两端且设于电池保护壳的内部,所述供氢系统设于燃料电池的两端且设于电池保护壳的内部,所述燃料电池设于供氢系统和供氧系统之间,所述内冷却系统设于燃料电池的两端,所述外冷却系统设于电池保护壳上,所述外冷却系统呈环形腔体设置,所述供氢系统为燃料电池供氢,所述供氧系统为燃料电池供氧,所述内冷却系统和所述外冷却系统对燃料电池进行冷却,所述电池保护壳保护燃料电池。
进一步地,所述燃料电池包括阳极、阴极、阳极接电块、阴极接电块、质子交换膜和电池挡板,所述阳极接电块设于电池保护壳上,所述阴极接电块设于电池保护壳上,所述阴极设于阴极接电块上且设于电池保护壳内部,所述阳极设于阳极接电块上且设于电池保护壳内部,所述质子交换膜设于阳极和阴极之间,所述电池挡板设于电池保护壳的内部,所述燃料电池呈花型设置,所述阳极、阴极和质子交换膜呈花型设置,所述电池挡板呈花型设置,所述电池挡板设有两组且呈花型板状设置,所述电池挡板提供密封作用。
进一步地,所述阳极接电块呈l型设置,所述阴极接电块呈l型设置,所述阳极接电块与阳极相连,所述阴极接电块与阴极相连。
进一步地,所述供氢系统包括供氢主管、供氢支管、供氢进气管和供氢出气管,所述供氢支管设于电池挡板上,所述供氢主管设于供氢支管上,所述供氢进气管设于供氢主管上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述供氢出气管设于供氢主管上且设于靠近阳极接电块的一侧。
进一步地,所述供氢主管成圆环形管状设置,所述供氢主管设有两组,所述供氢支管呈圆柱形管状设置,所述供氢支管设有若干组,所述供氢支管设于供氢主管和电池挡板之间,所述供氢进气管上设有供氢进气口,所述供氢出气管上设有供氢出气口,氢气从供氢进气口进入,氢气从供氢出气口排出。
进一步地,所述供氧系统包括供氧主管、供氧支管、供氧进气管和供氧出气管,所述供氧支管设于电池挡板上,所述供氧主管设于供氧支管上,所述供氧进气管设于供氧主管上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述供氧出气管设于供氧主管上且设于靠近阳极接电块的一侧,所述供氧主管设于供氢主管和外冷却系统之间,所述供氧支管设于供氢支管和外冷却系统之间,所述供氢主管设于内冷却系统和供氧主管之间,所述供氢支管设于内冷却系统和供氧支管之间。
进一步地,所述供氧主管成圆环形管状设置,所述供氧主管设有两组,所述供氧支管呈圆柱形管状设置,所述供氧支管设有若干组,所述供氧支管设于供氧主管和电池挡板之间,所述供氧进气管上设有供氧进气口,所述供氧出气管上设有供氧出气口,氧气从供氧进气口进入,氧气从供氧出气口排出。
进一步地,所述外冷却系统包括外冷却液出液管、外冷却液进液管和外冷却液冷却腔,所述外冷却液进液管设于电池保护壳上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述外冷却液出液管设于电池保护壳上且设于靠近阳极接电块的一侧,所述外冷却液冷却腔设于电池保护壳上,所述外冷却液冷却腔呈中空型环形腔体设置,所述外冷却液进液管上设有外冷却液进液口,所述外冷却液出液管上设有外冷却液出液口,所述外冷却液出液管和所述外冷却液进液管呈l型设置,冷却液从外冷却液进液口进入,冷却液从外冷却液出液口流出。
进一步地,所述内冷却系统包括内冷却液出液管、内冷却液进液管和内冷却液入口,所述内冷却液进液管设于电池保护壳上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述内冷却液出液管设于电池保护壳上且设于靠近阳极接电块的一侧,所述内冷却液入口设于电池挡板上,所述内冷却液进液管的直径和内冷却液入口的直径相同,所述内冷却液进液管和所述内冷却液出液管呈l型设置,所述内冷却液进液管上设有内冷却液进液口,所述内冷却液出液管上设有内冷却液出液口,冷却液从内冷却液进液口进入,冷却液从内冷却液出液口流出。
采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下:本实用新型提供了一种燃料电池装置,该电池装置结构简单,且可通过改变电池的内部形状增加电池与氢气和氧气之间的接触面积,使质子交换的效率大大提供,同时使氢气与氧气的利用率升高,在电源关闭后氢气在燃料电池内残留量减少,同时通过对燃料电池设置封闭式阻隔挡板使微量氢气无法从电池内部泄露出来,隔绝了氢气泄露的危险,同时通过设置两路冷却,使冷却更迅速,提高电池使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型一种燃料电池装置的整体结构示意图;
图2为本实用新型一种燃料电池装置的剖面图;
图3为图2中a部分的局部放大图;
图4为本实用新型一种燃料电池装置的右视图。
其中,1、电池保护壳,2、供氧系统,3、供氢系统,4、内冷却系统,5、外冷却系统,6、燃料电池,7、阳极,8、阴极,9、阳极接电块,10、阴极接电块,11、质子交换膜,12、电池挡板,13、供氢主管,14、供氢支管,15、供氢进气管,16、供氢出气管,17、供氢进气口,18、供氢出气口,19、供氧主管,20、供氧支管,21、供氧进气管,22、供氧出气管,23、供氧进气口,24、供氧出气口,25、外冷却液出液管,26、外冷却液进液管,27、外冷却液冷却腔,28、外冷却液进液口,29、外冷却液出液口,30、内冷却液出液管,31、内冷却液进液管,32、内冷却液入口,33、内冷却液进液口,34、内冷却液出液口。
具体实施方式
下面结合具体实施对本实用新型的技术方案进行进一步详细地说明,本实用新型所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。
结合附图,对本实用新型做进一步详细说明。
如图1-4所示,本实用新型采取的技术方案如下:一种燃料电池装置,包括电池保护壳1、供氧系统2、供氢系统3、内冷却系统4、外冷却系统5和燃料电池6,所述燃料电池6设于电池保护壳1内部,所述电池保护壳1呈中空型圆柱体设置,所述供氧系统2设于燃料电池6的两端且设于电池保护壳1的内部,所述供氢系统3设于燃料电池6的两端且设于电池保护壳1的内部,所述燃料电池6设于供氢系统3和供氧系统2之间,所述内冷却系统4设于燃料电池6的两端,所述外冷却系统5设于电池保护壳1上,所述外冷却系统5呈环形腔体设置。
所述燃料电池6包括阳极7、阴极8、阳极接电块9、阴极接电块10、质子交换膜11和电池挡板12,所述阳极接电块9设于电池保护壳1上,所述阴极接电块10设于电池保护壳1上,所述阴极8设于阴极接电块10上且设于电池保护壳1内部,所述阳极设于阳极接电块9上且设于电池保护壳1内部,所述质子交换膜11设于阳极7和阴极8之间,所述电池挡板12设于电池保护壳1的内部,所述燃料电池6呈花型设置,所述阳极7、阴极8和质子交换膜11呈花型设置,所述电池挡板12呈花型设置,所述电池挡板12设有两组且呈花型板状设置。
所述阳极接电块9呈l型设置,所述阴极接电块10呈l型设置,所述阳极接电块9与阳极7相连,所述阴极接电块10与阴极8相连。
所述供氢系统3包括供氢主管13、供氢支管14、供氢进气管15和供氢出气管16,所述供氢支管14设于电池挡板12上,所述供氢主管13设于供氢支管14上,所述供氢进气管15设于供氢主管13上且设于靠近阴极接电块10的一侧,所述供氢出气管16设于供氢主管13上且设于靠近阳极接电块9的一侧。
所述供氢主管13成圆环形管状设置,所述供氢主管13设有两组,所述供氢支管14呈圆柱形管状设置,所述供氢支管14设有若干组,所述供氢支管14设于供氢主管13和电池挡板12之间,所述供氢进气管15上设有供氢进气口17,所述供氢出气管16上设有供氢出气口18。
所述供氧系统2包括供氧主管19、供氧支管20、供氧进气管21和供氧出气管22,所述供氧支管20设于电池挡板12上,所述供氧主管19设于供氧支管20上,所述供氧进气管21设于供氧主管19上且设于靠近阴极接电块10的一侧,所述供氧出气管22设于供氧主管19上且设于靠近阳极接电块9的一侧,所述供氧主管19设于供氢主管13和外冷却系统5之间,所述供氧支管20设于供氢支管14和外冷却系统5之间,所述供氢主管13设于内冷却系统4和供氧主管19之间,所述供氢支管14设于内冷却系统4和供氧支管20之间。
所述供氧主管19成圆环形管状设置,所述供氧主管19设有两组,所述供氧支管20呈圆柱形管状设置,所述供氧支管20设有若干组,所述供氧支管20设于供氧主管19和电池挡板12之间,所述供氧进气管21上设有供氧进气口23,所述供氧出气管22上设有供氧出气口24。
所述外冷却系统5包括外冷却液出液管25、外冷却液进液管26和外冷却液冷却腔27,所述外冷却液进液管26设于电池保护壳1上且设于靠近阴极接电块10的一侧,所述外冷却液出液管25设于电池保护壳1上且设于靠近阳极接电块9的一侧,所述外冷却液冷却腔27设于电池保护壳1上,所述外冷却液冷却腔27呈中空型环形腔体设置,所述外冷却液进液管26上设有外冷却液进液口28,所述外冷却液出液管25上设有外冷却液出液口29,所述外冷却液出液管25和所述外冷却液进液管26呈l型设置。
所述内冷却系统4包括内冷却液出液管30、内冷却液进液管31和内冷却液入口32,所述内冷却液进液管31设于电池保护壳1上且设于靠近阴极接电块10的一侧,所述内冷却液出液管30设于电池保护壳1上且设于靠近阳极接电块9的一侧,所述内冷却液入口32设于电池挡板12上,所述内冷却液进液管31的直径和内冷却液入口32的直径相同,所述内冷却液进液管31和所述内冷却液出液管30呈l型设置,所述内冷却液进液管31上设有内冷却液进液口33,所述内冷却液出液管30上设有内冷却液出液口34。
具体使用时,用户将阴极接电块10和阳极接电块9接到所需使用的环境中,随后朝着供氢进气口17和供氧进气口23分别注入氢气和氧气,氢气通过供氢进气管15、供氢主管13流到供氢支管14内,随后流到燃料电池6上的阳极7处,氧气通过供氧进气管21、供氧主管19流到供氧支管20内,随后流到燃料电池6上的阴极8处,此时阳极7和阴极8在质子交换膜11上开始发生电化学反应,同时,用户将冷却液通过内冷却液进液口33和外冷却液进液口28注入,冷却液通过内冷却液进液管31流过内冷却液入口32到达燃料电池6中间对燃料电池6进行冷却降温;同时冷却液经过外冷却液进液管26流经外冷却液冷却腔27在燃料电池6外部对燃料电池6进行冷却降温,燃料电池6在发生电化学反应的同时被冷却液内外降温,随后冷却液从外冷却液出液管25和内冷却液出液管30流出,并从外冷却液出液口29和内冷却液出液口34被排出燃料电池6中,而此时氧气经过另一边的供氧支管20和供氧出气管22排出到供氧主管19内,随后从供氧出气口24排出;氢气经过另一边的供氢支管14和供氢出气管16排出到供氢主管13内,随后从供氢出气口18排出,以上便是整个燃料电池装置的工作流程。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本实用新型的保护范围。
1.一种燃料电池装置,其特征在于:包括电池保护壳、供氧系统、供氢系统、内冷却系统、外冷却系统和燃料电池,所述燃料电池设于电池保护壳内部,所述电池保护壳呈中空型圆柱体设置,所述供氧系统设于燃料电池的两端且设于电池保护壳的内部,所述供氢系统设于燃料电池的两端且设于电池保护壳的内部,所述燃料电池设于供氢系统和供氧系统之间,所述内冷却系统设于燃料电池的两端,所述外冷却系统设于电池保护壳上,所述外冷却系统呈环形腔体设置。
2.据权利要求1所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述燃料电池包括阳极、阴极、阳极接电块、阴极接电块、质子交换膜和电池挡板,所述阳极接电块设于电池保护壳上,所述阴极接电块设于电池保护壳上,所述阴极设于阴极接电块上且设于电池保护壳内部,所述阳极设于阳极接电块上且设于电池保护壳内部,所述质子交换膜设于阳极和阴极之间,所述电池挡板设于电池保护壳的内部,所述燃料电池呈花型设置,所述阳极、阴极和质子交换膜呈花型设置,所述电池挡板呈花型设置,所述电池挡板设有两组且呈花型板状设置。
3.据权利要求2所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述阳极接电块呈l型设置,所述阴极接电块呈l型设置,所述阳极接电块与阳极相连,所述阴极接电块与阴极相连。
4.据权利要求3所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述供氢系统包括供氢主管、供氢支管、供氢进气管和供氢出气管,所述供氢支管设于电池挡板上,所述供氢主管设于供氢支管上,所述供氢进气管设于供氢主管上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述供氢出气管设于供氢主管上且设于靠近阳极接电块的一侧。
5.据权利要求4所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述供氢主管成圆环形管状设置,所述供氢主管设有两组,所述供氢支管呈圆柱形管状设置,所述供氢支管设有若干组,所述供氢支管设于供氢主管和电池挡板之间,所述供氢进气管上设有供氢进气口,所述供氢出气管上设有供氢出气口。
6.据权利要求5所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述供氧系统包括供氧主管、供氧支管、供氧进气管和供氧出气管,所述供氧支管设于电池挡板上,所述供氧主管设于供氧支管上,所述供氧进气管设于供氧主管上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述供氧出气管设于供氧主管上且设于靠近阳极接电块的一侧,所述供氧主管设于供氢主管和外冷却系统之间,所述供氧支管设于供氢支管和外冷却系统之间,所述供氢主管设于内冷却系统和供氧主管之间,所述供氢支管设于内冷却系统和供氧支管之间。
7.据权利要求6所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述供氧主管成圆环形管状设置,所述供氧主管设有两组,所述供氧支管呈圆柱形管状设置,所述供氧支管设有若干组,所述供氧支管设于供氧主管和电池挡板之间,所述供氧进气管上设有供氧进气口,所述供氧出气管上设有供氧出气口。
8.据权利要求7所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述外冷却系统包括外冷却液出液管、外冷却液进液管和外冷却液冷却腔,所述外冷却液进液管设于电池保护壳上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述外冷却液出液管设于电池保护壳上且设于靠近阳极接电块的一侧,所述外冷却液冷却腔设于电池保护壳上,所述外冷却液冷却腔呈中空型环形腔体设置,所述外冷却液进液管上设有外冷却液进液口,所述外冷却液出液管上设有外冷却液出液口,所述外冷却液出液管和所述外冷却液进液管呈l型设置。
9.据权利要求8所述的一种燃料电池装置,其特征在于:所述内冷却系统包括内冷却液出液管、内冷却液进液管和内冷却液入口,所述内冷却液进液管设于电池保护壳上且设于靠近阴极接电块的一侧,所述内冷却液出液管设于电池保护壳上且设于靠近阳极接电块的一侧,所述内冷却液入口设于电池挡板上,所述内冷却液进液管的直径和内冷却液入口的直径相同,所述内冷却液进液管和所述内冷却液出液管呈l型设置,所述内冷却液进液管上设有内冷却液进液口,所述内冷却液出液管上设有内冷却液出液口。
技术总结