一种空气冷却燃料电池发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体是涉及一种空气冷却燃料电池发电装置。


背景技术：

2.目前燃料电池是一种将燃料气体所储藏的化学能直接转化成电能的发电装置，被称为是继水利发电、火力发电和原子能发电后的第四种发电技术，目前业内研究比较多的是水冷型燃料电池发电系统和空气冷却型然电池发电系统。其中水冷型燃料电池发电系统需要的附件较多，结构较为复杂；相对于水冷型燃料电池，空气冷却型燃料电池结构简单可靠性高易于维护，但目前现有的空气冷却型燃料电池为定型设置，无法根据实际需求，进行模块化组装以及调整，适用性较差。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种空气冷却燃料电池发电装置，结构简单，可根据实际情况进行模块化布置，以满足不同场景的发电需求。
4.具体技术方案如下：
5.一种空气冷却燃料电池发电装置，包括：箱体、至少一组电池电堆、氢气供应和循环系统以及控制器。
6.箱体的两侧设置有通风孔。
7.至少一组电池电堆设置于箱体内，且电池电堆分别与两侧的通风孔连通，电池电堆与通风孔之间设置有过滤模块、加热模块以及散热模块，此外电池电堆的一侧设置有氢气入口以及氢气出口，另一侧设置有连接器，连接器与dc/dc变换器电连接。
8.氢气供应和循环系统设置于箱体内，且氢气供应和循环系统分别与氢气入口、氢气出口连通。
9.控制器设置于箱体内，且控制器与加热模块、散热模块以及dc/dc变换器电连接。
10.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，还包括背板，背板设置于箱体内，将箱体的内部分为箱体第一空间和箱体第二空间，电池电堆、过滤模块、加热模块以及散热模块设置于箱体第一空间，dc/dc变换器以及控制器设置于箱体第二空间。
11.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，背板设置有若干导向连接器，电池电堆、加热模块、散热模块与导向连接器电连接。
12.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，箱体设置有通风孔的侧壁为中空设置，且侧壁内部设置有迷宫结构。
13.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，散热模块包括散热支架结构、设置于散热支架结构的风机以及设置于散热支架结构的散热模块连接器，散热模块连接器与背板的导向连接器相匹配连接。
14.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，过滤模块包括过滤
支架结构和设置于过滤支架结构的过滤体。
15.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，加热模块包括加热支架结构、设置于加热支架结构的加热棒、导热翅片、设置于加热支架结构的加热模块连接器，加热模块连接器与导向连接器相匹配连接。
16.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，通风孔包括进风口和出风口，分别设置于箱体的两侧，进风口和出风口分别设置有过滤模块；散热模块设置于进风口与电池电堆之间和/或出风口与电池电堆之间；加热模块设置于进风口与电池电堆之间和/或出风口与电池电堆之间。
17.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，氢气供应和循环系统、电池电堆沿竖直或水平方向堆叠。
18.上述的一种空气冷却燃料电池发电装置，还具有这样的特征，电池电堆设置有一组，氢气供应和循环系统的一侧设置有电池电堆；电池电堆设置有至少两组，氢气供应和循环系统的两侧均设置有电池电堆，或氢气供应和循环系统的一侧设置有电池电堆。
19.上述技术方案的积极效果是：
20.本实用新型提供的一种空气冷却燃料电池发电装置，结构简单，布置容易，可根据实际情况进行模块化设计及扩展，以满足不同场景的发电需求；同时采用风冷的形式对电池电堆进行冷却，可靠性好，便于后续的维护。
附图说明
21.图1为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例的外部结构示意图；
22.图2为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例的内部结构的前视图；
23.图3为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例的内部结构的侧视图；
24.图4为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例的内部结构的后视图；
25.图5为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例中内部结构的纵向剖视图；
26.图6为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例中箱体的结构示意图；
27.图7为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例中电池电堆的结构示意图一；
28.图8为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例中电池电堆的结构示意图二；
29.图9为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例中散热模块的结构示意图；
30.图10为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例中过滤模块的结构示意图；
31.图11为本实用新型的一种空气冷却燃料电池发电装置的实施例中加热模块的结构示意图。
32.1、箱体；101、侧壁；102、通风孔；103、迷宫结构；2、电池电堆；3、氢气供应和循环系统；4、背板；5、连接器；6、氢气入口；7、氢气出口；8、dc/dc变换器；9、控制器；10、过滤模块；1001、过滤体；1002、过滤支架结构；11、加热模块；1101、加热棒和导热翅片；1102、加热支架结构；1103、加热模块连接器；12、散热模块；1201、风机；1202、散热支架结构；1203、散热模块连接器；13、前门；14、后门；15、箱体第一空间；16、箱体第二空间；17、导向连接器。
具体实施方式
33.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图2对本实用新型提供的一种空气冷却燃料电池发电装置作具体阐述。
34.本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在该空气冷却燃料电池发电装置中，箱体1的两侧设置有通风孔102，一般的，箱体1呈规则的长方体或立方体设置，且通风孔102设置于箱体1侧面的相对两侧，具体的通风孔102的设置便于反应所需的氧气及冷却所需的空气进入箱体1以及电池电堆2的内部，帮助电池电堆2的化学反应的持续进行，以及对电池电堆2进行及时冷却。
37.至少一组电池电堆2设置于箱体1内，且电池电堆2分别与两侧的通风孔102连通，外部空气从一侧的通风孔102进入，从另一侧的通风口流出，电池电堆2与通风孔102之间设置有过滤模块10、加热模块11以及散热模块12，其中过滤模块10用于帮助过滤空气中的杂质以及颗粒，以便于电池电堆2的使用，并可避免电堆冷却通道堵塞，加热模块11用于在低温环境下对氢气供应和循环系统3和电池电堆2进行加热，以便于整个装置的低温启动，散热模块12用于从装置外部吸入一定量的空气，对电池电堆2的使用及对电池电堆2进行冷却，此外电池电堆2的一侧设置有氢气入口6以及氢气出口7，一般氢气入口6和氢气出口7设置于电池电堆2的同一侧，另一侧设置有连接器5，具体的该连接器5用作传输电能和反映单体电池状态信号的接口，连接器5与dc/dc变换器8电连接，其中dc/dc变换器8用于对电堆输出的能量进行变换和调节，尤其在具有多个电堆时，将各个电池电堆2的能量变换协调后统一输出。
38.氢气供应和循环系统3设置于箱体1内，且氢气供应和循环系统3分别与氢气入口6、氢气出口7连通，该氢气供应和循环系统3为电池电堆2内部的化学反应持续提供氢气。
39.控制器9设置于箱体1内，且控制器9与加热模块11、散热模块12以及dc/dc变换器8电连接，具体的控制器9可根据装置外部所处环境的具体状况来控制加热模块11及散热模块12是否开始工作，控制器9可根据电池电堆2的实际工作状况对dc/dc变换器8的工作情况进行调整。
40.在一种优选的实施方式中，如图2、图4、图5所示，还包括背板4，背板4用于分隔空间，亦用作各部件之间电连接的中间部件，背板4设置于箱体1内，将箱体1的内部分为箱体第一空间15和箱体第二空间16，其中箱体1靠近箱体第一空间15的一侧设置有前门13，箱体1靠近箱体第二空间16的一侧设置有后门14，具体的箱体第一空间15和箱体第二空间16也可沿竖直方向或水平方向再次进行划分，一般的根据电池电堆2的数量来对箱体第一空间15和/或箱体第二空间16进行再次划分，进而对电池电堆2进行分隔设置，具体的电池电堆2、过滤模块10、加热模块11以及散热模块12设置于箱体第一空间15，dc/dc变换器8以及控制器9设置于箱体第二空间16，箱体第二空间16同时也为各线路的布置预留有空间，此外箱体第一空间15和箱体第二空间16进行分隔能够避免电池电堆2在正常工作中的产热对控制器9造成影响。
41.在一种优选的实施方式中，如图2、图4、图5所示，背板4设置有若干导向连接器17，电池电堆2、加热模块11、散热模块12与导向连接器17电连接，能够对加热模块11、散热模块12以及电池电堆2的连接线束等进行限位固定。
42.在一种优选的实施方式中，如图6所示，箱体1设置有通风孔102的侧壁101为中空设置，具体的，箱体1的侧壁101的外侧设置有通风口，箱体1的侧壁101的内侧设置有对接口，能够与各个电池电堆2连通，且侧壁101内部设置有迷宫结构103，具体的迷宫结构103为若干间隔设置的隔板，通风孔102配合迷宫结构103能够使箱体1具有一定程度的防水能力，可以阻挡外部环境中如雨水能进入箱体1内部，进一步的，箱体1的底部还可设置有集水部件，该集水部件可用于收集进入至箱体1侧壁101中的雨水等，并可最终排出至箱体1外部。
43.在一种优选的实施方式中，如图9所示，散热模块12包括散热支架结构1202、设置于散热支架结构的风机1201以及设置于散热支架结构的散热模块连接器1203，散热模块连接器1203与背板4的导向连接器相匹配连接。具体的，散热支架结构1202用于为风机1201和散热模块连接器1203提供安装支撑，风机1201用于产生负压，能够将外部空气送入至箱体1内，或者将外部空气从箱体1内抽出，散热模块连接器1203还与风机1201电连接，散热模块连接器1203为风机1201提供电源和控制信号。
44.在一种优选的实施方式中，如图10所示，过滤模块10包括过滤支架结构1002和设置于过滤支架结构的过滤体1001，具体的过滤体1001可以为过滤海绵，当然也可以为其他形式的过滤材质，可根据实际情况进行适应性的选择。
45.在一种优选的实施方式中，如图11所示，加热模块11包括加热支架结构1102、设置于加热支架结构的加热棒和导热翅片1101、设置于加热支架结构的加热模块连接器1103，加热模块连接器1103与导向连接器相匹配连接，具体的加热棒和导热翅片1101用于产热，并将热量均匀散发至箱体第一空间15中，加热模块连接器1103还与加热棒和导热翅片1101电连接，加热模块连接器1103为加热棒和导热翅片1101提供电源和控制信号。
46.在一种优选的实施方式中，如图6所示，通风孔102包括进风口和出风口，分别设置于箱体1的两侧，进风口和出风口分别设置有过滤模块10；散热模块12设置于进风口与电池电堆2之间和/或出风口与电池电堆2之间；加热模块11设置于进风口与电池电堆2之间和/或出风口与电池电堆2之间。
47.在一种优选的实施方式中，如图2、图7、图8所示，氢气供应和循环系统3、电池电堆2沿竖直或水平方向堆叠，在本实施例中氢气供应和循环系统3设置于箱体1内的底部，随后电池电堆2沿竖直方向依次堆叠于氢气供应和循环系统3的上方，结构简单，可靠性高，易于维护，便于安装布放，具体堆叠方式可根据实际情况进行适应性选择。
48.在一种优选的实施方式中，如图2、图7、图8所示，电池电堆2设置有一组，氢气供应和循环系统3的一侧设置有电池电堆2，当上述装置沿竖直方向堆叠布置时，氢气供应和循环系统3设置于电池电堆2的下侧，或氢气供应和循环系统3设置于电池电堆2的上侧；电池电堆2设置有至少两组，氢气供应和循环系统3的两侧均设置有电池电堆2，或氢气供应和循环系统3的一侧设置有电池电堆2，当上述装置沿竖直方向堆叠布置时，氢气供应和循环系统3可以夹设于若干电池电堆2之间，或氢气供应和循环系统3可设置于若干电池电堆2的上侧或下侧，具体的可根据实际情况进行适应性调整。
49.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
50.以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。