本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)用連接件。

背景技術(shù)：

質(zhì)子交換膜燃料電池因具有可在室溫快速啟動、無電解液流失、水易排出、壽命長、比功率與比能量高等突出特點而被用來作為車載發(fā)電系統(tǒng)使用以驅(qū)動車輛。目前，國外配備質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)作為發(fā)動機的車型已經(jīng)量產(chǎn)化。一般來說，燃料電池系統(tǒng)通常由燃料電池堆、輔助設(shè)備、電力輸出單元、系統(tǒng)控制單元等組成，這些元器件間的緊密配合程度決定了系統(tǒng)的性能。以往，燃料池電堆和輔助設(shè)備相對獨立地布置，它們之間的連接僅僅是通過燃料電池電堆確定的接口實現(xiàn)，因此相對距離較遠，很難實現(xiàn)協(xié)調(diào)后的緊湊布置。同時入堆氫氣由于經(jīng)降壓后管路輸送的原因而溫度相對較低，都會影響系統(tǒng)性能的發(fā)揮以及系統(tǒng)自身的擴展性和移植性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種燃料電池系統(tǒng)用連接件。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種燃料電池系統(tǒng)用連接件，包括位于輔機側(cè)的正面，位于電堆側(cè)的背面，上端面，下端面和兩個側(cè)面；

所述正面包括氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域，氫氣出堆連接部，空氣入堆接頭使用部，空氣出堆接頭使用部和傳感器連接部；

所述氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域內(nèi)設(shè)有呈Y字形的氫氣過流腔，位于所述氫氣過流腔的兩個分支之間的冷卻水腔，所述冷卻水腔與所述氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域的外沿之間還設(shè)有法蘭密封溝槽，所述氫氣過流腔內(nèi)設(shè)有換熱結(jié)構(gòu)，所述正面設(shè)有螺釘孔；

所述下端面設(shè)有空出排水接口和冷卻水入堆連接部；

所述背面設(shè)有連通所述氫氣過流腔和電堆氫氣入堆接口的氫氣入堆流道，連通所述氫氣出堆連接部和電堆氫氣出堆接口的氫氣出堆流道，連通所述空氣入堆接頭使用部和電堆空氣入堆接口的空氣入堆流道，連通所述空氣出堆接頭使用部和電堆空氣出堆接口的空氣出堆流道，連通所述冷卻水入堆連接部和電堆冷卻水入堆接口的冷卻水入堆流道和連通所述冷卻水腔和電堆冷卻水出堆接口的冷卻水出堆流道；

所述空出排水接口與所述空氣出堆流道連通，所述空出排水接口的設(shè)置可以預(yù)防空氣路積水，一旦有水可以使用排水閥排水，一般情況下使用密封塞封住而不使用。

所述氫氣入堆流道，所述氫氣出堆流道，所述空氣入堆流道，所述空氣出堆流道，所述冷卻水入堆流道和所述冷卻水出堆流道外均設(shè)有密封溝槽，所述密封溝槽的深度為0.4-2.0mm，寬度為2.0-3.2mm，邊界距離被密封區(qū)域的邊界2-5mm，所述被密封區(qū)域指的是所述氫氣入堆流道，所述氫氣出堆流道，所述空氣入堆流道，所述空氣出堆流道，所述冷卻水入堆流道和所述冷卻水出堆流道。

所述正面還包括減重部和連接固定用螺孔。

所述傳感器連接部設(shè)有多個溫度及壓力傳感器。

所述換熱結(jié)構(gòu)為橫截面為矩形的翅片或沖壓翅片。

所述橫截面為矩形的翅片厚度為2-6mm，采用整體銑削加工制造，翅片間間隙應(yīng)確保氫氣流過時流量足夠。

所述沖壓翅片為經(jīng)沖壓加工的帶翻邊不規(guī)則截面的散熱片，其厚度為0.5-3mm，材質(zhì)為熱的良導(dǎo)體，如鋁、鋁合金、銅和銅合金等，翅片表面光滑平整，翅片安裝部與連接件結(jié)合部為過盈配合。

所述氫氣出堆連接部內(nèi)設(shè)有錐管螺紋，使得安裝與拆卸方便且具有良好密封性。

所述上端面具有兩個對稱分布的上大下小的楔形減重槽。

所述正面和所述背面的平面度為0.03-0.08mm，表面粗糙度為Ra1.6-Ra6.3。

所述空氣入堆接頭使用部和所述空氣出堆接頭使用部能夠?qū)?yīng)的接頭和電磁閥的頭部容納于其中，并使它們具有特定的朝向，這兩處結(jié)構(gòu)可以按實際需求進行調(diào)整。

所述減重部和所述楔形減重槽主要是為了確保使用功能的前提下對相應(yīng)區(qū)域的減重處理結(jié)果。

所述連接固定用螺孔用于實現(xiàn)所述一種燃料電池系統(tǒng)用連接件與相應(yīng)關(guān)聯(lián)元件的連接緊固。

所述一種燃料電池系統(tǒng)用連接件的材質(zhì)，除特別提到的外，其他結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均為鋁合金或鋁鎂合金，通過鑄造或機械加工手段獲得其結(jié)構(gòu)特征，再經(jīng)防腐耐蝕耐磨處理，如陽極氧化、電鍍或噴涂等。

本發(fā)明的一種燃料電池系統(tǒng)用連接件集成了多種功能于一身，從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了對氫氣預(yù)熱及相關(guān)元件的緊湊安裝，極大地縮短了電堆與輔機間的距離，滿足燃料電池系統(tǒng)模塊化的設(shè)計需求。

基于上述理由本發(fā)明可在燃料電池等領(lǐng)域廣泛推廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明的具體實施方式中一種燃料電池系統(tǒng)用連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的具體實施方式中背面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的具體實施方式中下端面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的具體實施方式中氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的具體實施方式中沖壓翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1-圖5所示，一種燃料電池系統(tǒng)用連接件，包括位于輔機側(cè)的正面1，位于電堆側(cè)的背面2，上端面3，下端面4和兩個側(cè)面5；

所述正面1包括氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域11，氫氣出堆連接部12，空氣入堆接頭使用部13，空氣出堆接頭使用部14和傳感器連接部15；

所述氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域11內(nèi)設(shè)有呈Y字形的氫氣過流腔111，位于所述氫氣過流腔111的兩個分支之間的冷卻水腔112，所述冷卻水腔112與所述氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域11的外沿之間還設(shè)有法蘭密封溝槽113，所述氫氣過流腔內(nèi)111設(shè)有換熱結(jié)構(gòu)，所述正面1設(shè)有螺釘孔16，所述法蘭密封溝槽113內(nèi)放置好矩形截面密封件后扣好法蘭蓋，在所述螺釘孔16處通過使用螺釘和墊圈將所述氫氣入堆預(yù)熱區(qū)域11和所述冷卻水腔112密封起來。

所述下端面4設(shè)有空出排水接口41和冷卻水入堆連接部42；

所述背面2設(shè)有連通所述氫氣過流腔111和電堆氫氣入堆接口的氫氣入堆流道21，連通所述氫氣出堆連接部12和電堆氫氣出堆接口的氫氣出堆流道22，連通所述空氣入堆接頭使用部13和電堆空氣入堆接口的空氣入堆流道23，連通所述空氣出堆接頭使用部14和電堆空氣出堆接口的空氣出堆流道24，連通所述冷卻水入堆連接部42和電堆冷卻水入堆接口的冷卻水入堆流道25和連通所述冷卻水腔112和電堆冷卻水出堆接口的冷卻水出堆流道26；

所述空出排水接口41與所述空氣出堆流道24連通。

所述氫氣入堆流道21，所述氫氣出堆流道22，所述空氣入堆流道23，所述空氣出堆流道24，所述冷卻水入堆流道25和所述冷卻水出堆流道26外均設(shè)有密封溝槽27，所述密封溝槽27的深度為0.4-2.0mm，寬度為2.0-3.2mm，邊界距離被密封區(qū)域的邊界2-5mm。

所述正面1還包括減重部17和連接固定用螺孔18。

所述傳感器連接部15設(shè)有多個溫度及壓力傳感器。

所述換熱結(jié)構(gòu)為橫截面為矩形的翅片114或沖壓翅片115。

所述橫截面為矩形的翅片114厚度為2-6mm。

所述沖壓翅片115為經(jīng)沖壓加工的帶翻邊不規(guī)則截面的散熱片，其厚度為0.5-3mm。

所述氫氣出堆連接部12內(nèi)設(shè)有錐管螺紋。

所述上端面3具有兩個對稱分布的上大下小的楔形減重槽31。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。