燃料电池进气歧管、燃料电池发动机以及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种燃料电池进气歧管、燃料电池发动机以及车辆。

背景技术

燃料电池是将外部供应的燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能及生产热的电化学装置。

由于燃料电池单片电压较低，通常采用多片燃料电池串联按压成燃料电池电堆。对于功率较大的燃料电池系统，需要排布多个电池电堆，每个电池电堆对应连接燃气输送管、氧化剂输送管以及冷却液输送管，然而这样会导致燃气输送管、氧化剂输送管以及冷却液输送管的数量增多，导致燃料电池发动机结构复杂。

发明内容

本公开的目的是提供一种燃料电池进气歧管、燃料电池发动机以及车辆，以解决相关技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，根据本公开的第一个方面，本公开提供一种燃料电池进气歧管，包括多个座体，多个所述座体用于与燃料电池的多个电池电堆一一对应，每个所述座体内均形成有用于输送燃料的燃料通道、用于输送氧化剂的氧化剂通道以及用于输送冷却液的冷却液通道，多个所述座体首尾可拆卸地相连，以使相邻两个所述座体内的所述燃料通道相互连通，相邻两个所述座体内的所述氧化剂通道相互连通，相邻两个所述座体内的所述冷却液通道相互连通，每个所述座体上还形成有与所述燃料通道连通的燃料出口、与所述氧化剂通道连通的氧化剂出口、以及与所述冷却液通道连通的冷却液出口，每个所述座体上的所述燃料出口用于连接与该座体对应的所述电池电堆的燃料入口，每个所述座体上的所述氧化剂出口用于连接与该座体对应的所述电池电堆的氧化剂入口，每个所述座体上的所述冷却液出口用于连接与该座体对应的所述电池电堆的冷却液入口。

可选地，所述燃料通道的轴线、所述氧化剂通道的轴线以及所述冷却液通道的轴线在所述座体的左右方向上相互错开。

可选地，所述燃料通道、所述氧化剂通道以及所述冷却液通道均沿所述座体的前后方向延伸，所述燃料出口与所述燃料通道的前后两端位于所述座体的不同侧，所述氧化剂出口与所述氧化剂通道的前后两端位于所述座体的不同侧，所述冷却液出口与所述冷却液通道的前后两端位于所述座体的不同侧，所述座体内还形成有连通所述燃料通道与所述燃料出口的燃料分流通道、连通所述氧化剂通道与所述氧化剂出口的氧化剂分流通道、以及连通所述冷却液出口与所述冷却液通道的冷却液分流通道。

可选地，最前端的所述座体上形成有凸出于该座体的燃料接头、氧化剂接头以及冷却液接头，所述燃料接头与所述燃料通道连通并用于连接燃料供给装置，所述氧化剂接头与所述氧化剂通道连通并用于连接氧化剂供给装置，所述冷却液接头与所述冷却液通道连通并用于连接冷却液供给装置。

可选地，所述燃料电池进气歧管还包括挡板，所述挡板可拆卸地设置在最后端的所述座体上并用于封闭该座体靠近所述挡板的所述燃料通道的开放端、所述氧化剂通道的开放端以及所述冷却液通道的开放端；或者，

最后端的所述座体的所述燃料通道远离最前端的所述座体的一端、最后端的所述座体的所述氧化剂通道远离最前端的所述座体的一端、以及最后端的所述座体的所述冷却液通道远离最前端的所述座体的一端均形成为封闭端。

可选地，相邻两个所述座体的所述燃料通道之间设置有第一燃料密封件，相邻两个所述座体的所述氧化剂通道之间设置有第一氧化剂密封件，相邻两个所述座体的所述冷却液通道之间设置有第一冷却液密封件。

可选地，每个所述座体上均形成有多个安装耳，每个所述安装耳上形成有安装孔，所述安装孔用于与所述电池电堆连接。

可选地，所述燃料电池进气歧管还包括喉箍，所述喉箍包括箍带、螺栓以及螺母，所述箍带用于捆绑多个所述座体，所述螺母固定于所述箍带的一端，所述螺栓轴向锁止且周向可转动地连接于所述箍带的另一端，所述螺栓与所述螺母螺纹连接。

通过上述技术方案，本公开提供的燃料电池进气歧管包括与燃料电池的多个电池电堆一一对应的多个座体，且各座体内的燃料通道、氧化剂通道以及冷却液通道相互连通，每个座体能够通过其燃料出口、氧化剂出口以及冷却液出口向其对应的电池电堆输送燃料、氧化剂以及冷却液，与现有技术相比，无需设置与每个电池电堆连接的燃料输送管、氧化剂输送管以及冷却液输送管，能够简化燃料电池发动机的结构，避免管路之间的干涉和缠绕。并且，由于多个座体之间是可拆卸连接的，在燃料电池进气歧管与不同数量的电池电堆进行连接时，可以通过增减座体的数量与电池电堆进行适配，无需为匹配不同数量的电池电堆而对燃料电池进气歧管进行重新设计或改造，从而降低制造成本。

由于相邻两个座体内的燃料通道相互连通，相邻两个座体内的氧化剂通道相互连通，相邻两个座体内的冷却液通道相互连通，这样，当向座体内的燃料通道内供给燃料、向氧化剂通道内供给氧化剂、冷却液通道内供给冷却液时，多个座体可以共用流经其内部的燃料、氧化剂以及冷却液，无需通过不同的管路单独向每个座体供应燃料、氧化剂以及冷却液，简化了燃料电池进气歧管与用于向燃料通道内供给燃料的燃料供给装置、用于向氧化剂通道内供给氧化剂的氧化剂供给装置以及用于向冷却液通道内供给冷却液的冷却液供给装置之间的连接关系，因此更加便于对燃料电池进气歧管的安装及布置。

根据本公开的第二个方面，提供一种燃料电池发动机，包括燃料电池和如上所述的燃料电池进气歧管，所述燃料电池包括多个电池电堆，所述燃料电池进气歧管的多个所述座体与所述燃料电池的多个所述电池电堆一一对应设置。

根据本公开的第三个方面，提供一种车辆，包括如上所述的燃料电池发动机。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的燃料电池进气歧管的爆炸图；

图2是本公开一种示例性实施方式提供的燃料电池进气歧管的立体图，其中，未示出喉箍；

图3是本公开一种示例性实施方式提供的燃料电池进气歧管的主视图，其中，未示出喉箍。

附图标记说明

1-燃料电池进气歧管；2-座体；20-燃料通道；200-燃料出口；21-氧化剂通道；210-氧化剂出口；22-冷却液通道；220-冷却液出口；30-燃料分流通道；40-氧化剂分流通道；50-冷却液分流通道；60-燃料接头；70-氧化剂接头；80-冷却液接头；90-挡板；101-第一燃料密封件；102-第一氧化剂密封件；103-第一冷却液密封件；104-第二燃料密封件；105-第二氧化剂密封件；106-第二冷却液密封件；110-安装耳；111-安装孔；120-喉箍；121-箍带；122-螺栓；123-螺母。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后、左、右、上、下”，仅限于解释本方案的燃料电池进气歧管在某一特定姿态下(如附图2中示出的燃料电池进气歧管的状态下)的“前、后、左、右、上、下”方向，具体在附图2中，X方向为前后方向，其中，箭头指向的一侧为“前”，反之为“后”；Y方向为左右方向，其中，箭头指向的一侧为“右”，反之为“左”，Z方向为上下方向，其中，箭头指向的一侧为“上”，反之为“下”，如果该特定状态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外“内、外”是指相应结构轮廓的内和外。以上定义仅用于辅助说明本公开，不应当理解为限制。

参考图1-3中所示，为了实现上述目的，根据本公开的第一个方面，本公开提供一种燃料电池进气歧管1，可以包括多个座体2，多个座体2用于与燃料电池的多个电池电堆一一对应，每个座体2内均形成有用于输送燃料的燃料通道20、用于输送氧化剂的氧化剂通道21以及用于输送冷却液的冷却液通道22，多个座体2首尾可拆卸地相连，以使相邻两个座体2内的燃料通道20相互连通，相邻两个座体2内的氧化剂通道21相互连通，相邻两个座体2内的冷却液通道22相互连通，每个座体2上还形成有与燃料通道20连通的燃料出口200、与氧化剂通道21连通的氧化剂出口210、以及与冷却液通道22连通的冷却液出口220，每个座体2上的燃料出口200用于连接与该座体2对应的电池电堆的燃料入口，每个座体2上的氧化剂出口210用于连接与该座体2对应的电池电堆的氧化剂入口，每个座体2上的冷却液出口220用于连接与该座体2对应的电池电堆的冷却液入口。

通过上述技术方案，本公开提供的燃料电池进气歧管1包括与燃料电池的多个电池电堆一一对应的多个座体2，且各座体2内的燃料通道20、氧化剂通道21以及冷却液通道22相互连通，每个座体2能够通过其燃料出口200、氧化剂出口210以及冷却液出口向其对应的电池电堆输送燃料、氧化剂以及冷却液，与现有技术相比，无需设置与每个电池电堆连接的燃料输送管、氧化剂输送管以及冷却液输送管，能够简化燃料电池发动机的结构，避免管路之间的干涉和缠绕。并且，由于多个座体2之间是可拆卸连接的，在燃料电池进气歧管1与不同数量的电池电堆进行连接时，可以通过增减座体2的数量与电池电堆进行适配，无需为匹配不同数量的电池电堆而对燃料电池进气歧管1进行重新设计或改造，从而降低制造成本。

由于相邻两个座体2内的燃料通道20相互连通，相邻两个座体2内的氧化剂通道21相互连通，相邻两个座体2内的冷却液通道22相互连通，这样，当向座体2内的燃料通道20内供给燃料、向氧化剂通道21内供给氧化剂、冷却液通道22内供给冷却液时，多个座体2可以共用流经其内部的燃料、氧化剂以及冷却液，无需通过不同的管路单独向每个座体2供应燃料、氧化剂以及冷却液，简化了燃料电池进气歧管1与用于向燃料通道20内供给燃料的燃料供给装置、用于向氧化剂通道21内供给氧化剂的氧化剂供给装置以及用于向冷却液通道22内供给冷却液的冷却液供给装置之间的连接关系，因此更加便于对燃料电池进气歧管1的安装及布置。

在本公开中，要说明的是，上述多个座体2指的是座体2的数量为两个或两个以上。此外，上述燃料电池可以为任意类型的燃料电池，例如，氢燃料电池，对于氢燃料电池的实施例而言，上述氧化剂可以为空气或者氧气，上述燃料可以为氢气，上述冷却液可以为冷却水。

如图1、图3所示，可选地，燃料通道20的轴线、氧化剂通道21的轴线以及冷却液通道22的轴线在座体2的左右方向上相互错开，即，燃料通道20的轴线、氧化剂通道21的轴线以及冷却液通道22的轴线具有不同的高度，例如，如图3所示，氧化剂通道21的轴线位于燃料通道20的轴线与冷却液通道22的轴线之间。燃料通道20的轴线、氧化剂通道21的轴线以及冷却液通道22的轴线在座体2的左右方向上相互错开可以更合理地利用座体2的内部空间，达到缩小座体2的体积的效果，进而减小燃料电池进气歧管1的体积。

如图1所示，可选地，燃料通道20、氧化剂通道21以及冷却液通道22均沿座体2的前后方向延伸，燃料出口200与燃料通道20的前后两端位于座体2的不同侧，氧化剂出口210与氧化剂通道21的前后两端位于座体2的不同侧，冷却液出口220与冷却液通道22的前后两端位于座体2的不同侧，座体2内还形成有连通燃料通道20与燃料出口200的燃料分流通道30、连通氧化剂通道21与氧化剂出口210的氧化剂分流通道40、以及连通冷却液出口220与冷却液通道22的冷却液分流通道50。由于燃料出口200与燃料通道20的前后两端位于座体2的不同侧、氧化剂出口210与氧化剂通道21的前后两端位于座体2的不同侧、冷却液出口220与冷却液通道22的前后两端位于座体2的不同侧，这样，在相邻的两个座体2在进行连接时，座体2不会对燃料出口200、氧化剂出口210以及冷却液出口220造成干涉或遮挡，从而便于对将燃料、氧化剂以及冷却液传输到对应的电池电堆内。

如图1、图2所示，在本公开提供的一种实施方式中，燃料出口200、氧化剂出口210以及冷却液出口220形成在座体2的同一侧，例如，燃料出口200、氧化剂出口210以及冷却液出口220可以均形成在座体2的顶壁上，也可以均形成在座体2的底壁或侧壁上。

在本公开提供的其他实施方式中，燃料出口200、氧化剂出口210以及冷却液出口220也可以分别形成在座体2的不同侧，比如燃料出口200形成在座体2的左侧壁上，氧化剂出口210形成在座体2的右侧壁上，冷却液出口220形成在座体2的顶壁或者底壁上，总之，只要满足燃料出口200与燃料通道20的前后两端位于座体2的不同侧、氧化剂出口210与氧化剂通道21的前后两端位于座体2的不同侧、冷却液出口220与冷却液通道22的前后两端位于座体2的不同侧即可，本公开对此不作限制。

如图1-3所示，可选地，最前端的座体2上形成有凸出于该座体2的燃料接头60、氧化剂接头70以及冷却液接头80，燃料接头60与燃料通道20连通并用于连接燃料供给装置，氧化剂接头70与氧化剂通道21连通并用于连接氧化剂供给装置，冷却液接头80与冷却液通道22连通并用于连接冷却液供给装置。由于燃料接头60、氧化剂接头70以及冷却液接头80是凸出于座体2的，可以便于最前端的座体2连接燃料供给装置、氧化剂供给装置以及冷却液供给装置，从燃料接头60、氧化剂接头70以及冷却液接头80流入最前端的座体2内的燃料、氧化剂以及冷却液均向后流动，并且，在燃料、氧化剂以及冷却液流动过程中，燃料、氧化剂以及冷却液流经过的座体2均可通过位于该座体2上的燃料出口200向与该座体2相对应的电池电堆供应燃料、通过位于该座体2上的氧化剂出口210向与该座体2相对应的电池电堆供应氧化剂、通过位于该座体2上的冷却液出口220向与该座体2相对应的电池电堆供应冷却液，从而实现同时通过不同的座体2向不同的电池电堆供应燃料、氧化剂以及冷却液。

在这里，需要说明的是，最前端的座体2指的是处于燃料、氧化剂、冷却液流动方向的最上游的座体2，同样的，下文即将提到的最后端的座体2指的是处于燃料、氧化剂、冷却液流动方向的最下游的座体2。

为避免燃料、氧化剂、冷却液通道22从最后端的座体2流出，如图1所示，作为一种实施方式，燃料电池进气歧管1还可以包括挡板90，挡板90可拆卸地设置在最后端的座体2上并用于封闭该座体2靠近挡板90的燃料通道20的开放端、氧化剂通道21的开放端以及冷却液通道22的开放端，挡板90可以对形成在最后端的座体2上的燃料通道20的开放端、氧化剂通道21的开放端以及冷却液通道22的开放端进行封堵，避免燃料、氧化剂以及冷却液从最后端的座体2中流失或泄露，从而降低成本并提升燃料电池的安全性能。

作为另一种实施方式，最后端的座体2的燃料通道20远离最前端的座体2的一端、最后端的座体2的氧化剂通道21远离最前端的座体2的一端、以及最后端的座体2的冷却液通道22远离最前端的座体2的一端均形成为封闭端，即，最后端的座体2的燃料通道20、氧化剂通道21以及冷却液通道22一体成型为一端开放另一端封闭的结构。同样的，最后端的座体2的燃料通道20远离最前端的座体2的一端、最后端的座体2的氧化剂通道21远离最前端的座体2的一端、以及最后端的座体2的冷却液通道22远离最前端的座体2的一端也可以形成为封闭端，同样能达到上述效果。

可选地，如图1所示，相邻两个座体2的燃料通道20之间设置有第一燃料密封件101，相邻两个座体2的氧化剂通道21之间设置有第一氧化剂密封件102，相邻两个座体2的冷却液通道22之间设置有第一冷却液密封件103。第一燃料密封件101可以提升相邻两个座体2的燃料通道20之间连接的密封性，第一氧化剂密封件102可以提升相邻两个座体2的氧化剂通道21之间连接的密封性，第一冷却液密封件103可以提升相邻两个座体2的冷却液通道22之间连接的密封性，避免燃料、氧化剂以及冷却液从相邻两个座体2之间泄露。

可选地，如图1所示，对于最后端的座体2上设置有挡板90的实施例而言，挡板90与最后端的座体2的燃料通道20之间也可以设置第二燃料密封件104，在挡板90与最后端的座体2的氧化剂通道21之间也可以设置第二氧化剂密封件105，在挡板90与最后端的座体2的冷却液通道22之间也可以设置第二冷却液密封件106，以达到提升挡板90对形成在最后端的座体2上的燃料通道20的开放端、氧化剂通道21的开放端以及冷却液通道22的开放端的密封性的目的。

为了便于对座体2与电池电堆的连接，如图1-3所示，在本公开提供的一种实施方式中，可选地，每个座体2上均形成有多个安装耳110，每个安装耳110上形成有安装孔111，安装孔111用于与电池电堆连接。安装耳110是凸出于座体2设置的，这样，在通过安装耳110连接座体2与电池电堆时，不易受到座体2的干涉和影响，便于安装座体2。

可选地，安装孔111可以供螺钉、螺栓等紧固件穿过，在电池电堆上可以设置有与安装孔111相对的固定孔，以使座体2与电池电堆通过螺钉、螺栓等紧固件可拆卸连接。

在本公开提供的另一种实施方式中，座体2还可以是通过粘结、卡接、焊接等方式与电池电堆进行连接。

可选地，如图1所示，燃料电池进气歧管1还可以包括喉箍120，喉箍120包括箍带121、螺栓122以及螺母123，箍带121用于捆绑多个座体2，螺母123固定于箍带121的一端，螺栓122轴向锁止且周向可转动地连接于箍带121的另一端，螺栓122与螺母123螺纹连接。当需要对多个座体2进行捆绑时可以旋拧螺栓122，在螺栓122的周向转动下，螺母123沿螺栓122的轴向移动，从而带动箍带121的一端朝向箍带121的另一端移动，箍带121收缩直至箍带121绑紧在座体2上。

当箍带121将多个座体2绑紧后，相邻的两个座体2之间处于紧密贴合状态，进而压紧处于该相邻的两个座体2之间第一燃料密封件101、第一氧化剂密封件102以及第一冷却液密封件103，提升相邻两个座体2之间的密封性。同样的，当箍带121将多个座体2绑紧后，挡板90与最后端的座体2处于紧密贴合状态，进而压紧处于挡板90与最后端的座体2之间的第二燃料密封件104、第二氧化剂密封件105以及第二冷却液密封件106，从而提升挡板90对足够短的座体2的密封效果。

当然，多个座体2之间也可以是通过其他方式实现可拆卸连接的，例如，多个座体2之间可以通过卡接或螺栓连接的方式实现可拆卸连接。

根据本公开的第二个方面，提供一种燃料电池发动机，包括燃料电池和如上的燃料电池进气歧管1，燃料电池包括多个电池电堆，燃料电池进气歧管1的多个座体2与燃料电池的多个电池电堆一一对应设置。

根据本公开的第三个方面，提供一种车辆，包括如上的燃料电池发动机，并具有燃料电池进气歧管1全部的有益效果，本公开在此不作赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。