[发明专利]一种真空保温燃料电池系统

权利要求书

1.一种真空保温燃料电池系统，包括保温壳体(80)、燃料电池堆(11)、空气系统、氢气系统、冷却系统和电力系统，燃料电池堆(11)置于保温壳体(80)内，其特征在于：所述保温壳体(80)是具有真空夹层的壳体，保温壳体(80)外设有对壳体内抽真空设备。

2.根据权利要求1所述一种真空保温燃料电池系统，其特征在于：所述空气系统、氢气系统、冷却系统和电力系统分成壳内部分(70)和壳外部分(90)，空气系统、氢气系统和冷却系统的壳内部分(70)和壳外部分(90)通过电磁阀控制通断，电力系统壳内部分(70)和壳外部分(90)通过真空继电器控制通断。

3.根据权利要求2所述一种真空保温燃料电池系统，其特征在于：

所述保温壳体(80)包括上壳体(1)和下壳体(2)，所述上壳体(1)是槽型壳体，槽型壳体壁是具有真空夹层的双壳结构，上壳体(1)下沿(56)带有外翻边，外翻边上均匀设有螺钉通孔；所述下壳体(2)是槽型壳体，槽型壳体壁是具有夹层的双壳结构，双壳结构的夹层分成两部分，沿下壳体(2)上口的一周是中空层(4)，其余部分是下真空层(5)，中空层(4)和下真空层(5)之间由隔板密封分隔，下真空层(5)是密闭空间，下壳体(2)上口面板上设有与上壳体(1)下沿(56)外翻边上螺钉通孔相对应的螺纹孔(42)，螺纹孔(42)沉降于中空层(4)中，下壳体(2)上口面板螺纹孔(42)内侧设有两道密封圈槽(43)，密封圈(57)置于密封圈槽(43)内，上口面板的两道密封圈槽(43)之间位置开有密封圈抽真空孔(25)与中空层(4)相通，下壳体(2)下真空层(5)的槽壁上开有贯通槽壁并与槽壁密闭空间密封的空气系统连接管、氢气系统连接管、冷却系统连接管和电力系统连接管，空气系统连接管包括空气入管路(50)和空气出管路(51)，氢气系统连接管包括氢气入管路(52)和氢气出管路(53)，冷却系统连接管包括冷却液出管路(54)和冷却液入管路(55)，电力系统连接管包括正极电缆管线(36)、负极电缆管线(41)和控制电缆管线(39)；上壳体(1)下沿(56)与下壳体(2)上口相配合，通过螺钉(47)紧密连接；

所述空气系统壳内部分包括壳内空气入电磁阀(9)、空气加热增湿器(10)和壳内空气出电磁阀(12)，壳内空气入电磁阀(9)入口与下壳体(2)下真空层(5)的空气入管路(50)内口连接，壳内空气入电磁阀(9)出口通过管路连接空气加热增湿器(10)入口，空气加热增湿器(10)出口与燃料电池堆(11)空气入口连接，燃料电池堆(11)空气出口与壳内空气出电磁阀(12)入口连接，壳内空气出电磁阀(12)出口连接下壳体(2)下真空层(5)的空气出管路(51)内口；

所述氢气系统壳内部分包括壳内氢气入电磁阀(18)、氢气加热增湿器(19)和壳内氢气出电磁阀(20)，壳内氢气入电磁阀(18)入口连接下壳体(2)下真空层(5)的氢气入管路(52)内口，壳内氢气入电磁阀(18)出口通过管路连接氢气加热增湿器(19)入口，氢气加热增湿器(19)出口与燃料电池堆(11)氢气入口连接，燃料电池堆(11)氢气出口与壳内氢气出电磁阀(20)入开口连接，壳内氢气出电磁阀(20)出口连接下壳体(2)下真空层(5)的氢气出管路(53)内口；

所述冷却系统壳内部分包括冷却液泵(26)、节温器(27)、壳内冷却液出电磁阀(28)和壳内冷却液入电磁阀(32)，冷却液泵(26)吸入口连接燃料电池堆(11)冷却液出口，冷却液泵(26)出口连接节温器(27)入口，节温器(27)外循环口连接壳内冷却液出电磁阀(28)入口，节温器(27)内循环口分两路，一路与壳内冷却液入电磁阀(32)出口连接，另一路连接燃料电池堆(11)冷却液入口，壳内冷却液出电磁阀(28)出口连接下壳体(2)下真空层(5)的冷却液出管路(54)内口，壳内冷却液入电磁阀(32)入口连接下壳体(2)下真空层(5)的冷却液入管路(55)内口；

所述电力系统壳内部分包括正极真空继电器(37)、负极真空继电器(38)和控制电真空继电器组(40)，正极真空继电器(37)和负极真空继电器(38)的输出端分别与燃料电池堆(11)的正极和负极相连，正极真空继电器(37)和负极真空继电器(38)的输入端分别与下壳体(2)下真空层(5)的正极电缆管线(36)和负极电缆管线(41)内口相连，控制电真空继电器组(40)输出端与燃料电池堆(11)相连，控制电真空继电器组(40)输入端与控制电缆管线(39)内口相连，控制燃料电池系统运行；

所述壳内部分(70)还包括氢气浓度传感器(35)，氢气浓度传感器(35)安装在下壳体(2)下真空层(5)的的槽壁上，通过信号线与电堆控制系统相连，氢气浓度传感器(35)检测壳内氢气浓度；

所述空气系统壳外部分包括空气过滤器(6)、空气泵(7)、壳外空气入电磁阀(8)、空气入分隔电磁阀(15)、空气出分隔电磁阀(14)和壳外空气出电磁阀(13)，下壳体(2)下真空层(5)的空气入管路(50)和空气出管路(51)的外口分别分为两路，空气过滤器(6)入口与空气源相连，空气过滤器(6)出口连接空气泵(7)入口，空气泵(7)出口连接壳外空气入电磁阀(8)入口，壳外空气入电磁阀(8)出口连接下壳体(2)下真空层(5)的空气入管路(50)外口的一路，壳外空气出电磁阀(13)入口连接下壳体(2)下真空层(5)的空气出管路(51)外口的一路，壳外空气出电磁阀(13)出口排空，下壳体(2)下真空层(5)的空气入管路(50)和空气出管路(51)的外口的另一路通过管路连接为空气支路，空气支路上依次连接有空气入分隔电磁阀(15)和空气出分隔电磁阀(14)，在空气入分隔电磁阀(15)和空气出分隔电磁阀(14)之间的管路上设有与下壳体(2)中空层(4)连通的空气路抽真空管(66)；

所述氢气系统壳外部分包括氢气流量控制器(16)、壳外氢气入电磁阀(17)、氢气入分隔电磁阀(22)、真空压力传感器(24)、氢气出分隔电磁阀(23)和壳外氢气出电磁阀(21)，下壳体(2)下真空层(5)的氢气入管路(52)和氢气出管路(53)的外口分别分为两路，氢气入管路(52)外口的一路与壳外氢气入电磁阀(17)的出口相连，壳外氢气入电磁阀(17)的入口连接氢气流量控制器(16)出口，氢气流量控制器(16)入口与氢气源相连，氢气出管路(53)外口的一路与壳外氢气出电磁阀(21)的入口相连，壳外氢气出电磁阀(21)的出口与氢气尾排管相连，氢气入管路(52)和氢气出管路(53)外口的另一路通过管路连接为氢气支路，氢气支路依次连接有氢气入分隔电磁阀(22)和氢气出分隔电磁阀(23)，在氢气入分隔电磁阀(22)和氢气出分隔电磁阀(23)之间的管路上设有与下壳体(2)中空层(4)连通的氢气路抽真空管(48)，氢气路抽真空管(48)上连接有真空压力传感器(24)；

所述冷却系统壳外部分包括壳外冷却液出电磁阀(29)、补液箱(49)、散热器(30)、冷却液出分隔电磁阀(33)、冷却液入分隔电磁阀(34)和壳外冷却液入电磁阀(31)，下壳体(2)下真空层(5)的冷却液入管路(55)和冷却液出管路(54)的外口分别分为两路，冷却液入管路(55)外口的一路与壳外冷却液入电磁阀(31)出口相连，壳外冷却液入电磁阀(31)入口与散热器(30)出口相连，冷却液出管路(54)的外口的一路与壳外冷却液出电磁阀(29)入口相连，壳外冷却液出电磁阀(29)出口与散热器(30)入口相连，补液箱(49)连接在壳外冷却液出电磁阀(29)出口与散热器(30)连接的管路上，冷却液入管路(55)和冷却液出管路(54)外口的另一路通过管路连接为冷却液支路，冷却液支路上依次连接有冷却液入分隔电磁阀(34)和冷却液出分隔电磁阀(33)，在冷却液入分隔电磁阀(34)和冷却液出分隔电磁阀(33)之间的管路上设有与下壳体(2)中空层(4)连通的冷却液路抽真空管(67)；

所述电力系统壳外部分包括下壳体(2)下真空层(5)的正极电缆管线(36)、负极电缆管线(41)和外控制电缆管线(39)的外口，正极电缆管线(36)和负极电缆管线(41)外口分别与负载的正极和负极相连，控制电缆管线(39)外口与燃料电池控制系统相连；

所述保温壳体(80)外设有的对壳体内抽真空设备包括液气两用真空泵(45)、抽真空电磁阀(46)和系统抽真空管(68)，系统抽真空管(68)穿过中空层(4)进入壳内空间，系统抽真空管(68)位于中空层(4)部位开有与中空层(4)连通口，位于壳内空间部位开有与壳内空间连通口，抽真空电磁阀(46)入口与系统抽真空管(68)外口相连，抽真空电磁阀(46)出口与液气两用真空泵(45)吸入口相连，液气两用真空泵(45)排出口与补液箱(49)相连。