燃料电池发电模块的制作方法

1.本发明涉及一种使用燃料电池系统的发电模块技术。


背景技术：

2.在燃料电池车辆中，燃料电池系统安装在车辆上，并且驱动电机由于燃料电池系统中产生的电力而被驱动，从而燃料电池车辆行驶。
3.燃料电池系统包括成套的电源模块(power module complete，pmc)、各种过滤器、冷却部件以及电气部件，所述成套的电源模块(pmc)是用于产生电能的集成模块，包括燃料电池堆和驱动装置。
4.设计和制造为安装在车辆上的上述燃料电池系统可以安装在车辆上，并且用作发电设备的组件模块。
5.特别地，即使是已经达到其使用寿命的车辆燃料电池系统，通常也保留有作为发电设备的发电能力。因此，优选利用燃料电池系统作为发电设备的组件模块，从而充分利用燃料电池系统的剩余容量。
6.公开于上述背景技术部分中的信息是为了帮助本发明的背景技术的理解，而不应当被视为承认该信息构成现有技术的任何部分。


技术实现要素：

7.因此，本发明着眼于现有技术中出现的上述问题，并且本发明致力于提供一种燃料电池发电模块，其能够使车辆的燃料电池系统用于形成发电设备，从而可以最大限度地利用燃料电池系统的剩余发电能力，并可以使多个燃料电池系统容易且有效地构建大规模发电设备。
8.根据一个方面，提供一种燃料电池发电模块，包括：下框架，其配置为围绕成套的电源模块(pmc)的下部并且支撑和固定所述成套的电源模块的侧部，以确保所述成套的电源模块下方的空间；上框架，其接合到所述下框架的上部，并且配置为从上方围绕所述成套的电源模块；以及多个侧板，其设置为使电气模块和冷却模块安装在所述上框架的不同侧面上。
9.在上框架和下框架彼此接合的状态下，所述上框架和所述下框架可以配置为六面体形状，以容纳成套的电源模块、电气模块、过滤器模块以及冷却模块。
10.所述下框架可以包括四个下柱，所述四个下柱分别设置在所述下框架的限定六面体形状的四个角处，所述四个下柱的上端可以通过多个支撑杆彼此连接和固定，并且所述成套的电源模块可以通过多个成套的电源模块支架被支撑和固定到所述下框架，所述多个成套的电源模块支架分别从多个支撑杆向成套的电源模块突出。
11.所述上框架可以包括四个上柱，所述四个上柱分别与所述四个下柱对齐，并且设置在所述上框架的限定六面体形状的四个角上，所述四个上柱的上端可以通过多个上杆彼此连接和固定，并且多个中间杆通过平行于多个上杆向下隔开而连接在所述四个上柱之
间。
12.多个侧板可以分别固定到所述上框架的侧面，所述上框架的每个侧面由相应的中间杆、相应的上杆以及相应的上柱限定。
13.多个侧板中的每一个可以包括开设在侧板的上部和下部的多个接合孔，以与相应的中间杆和相应的上杆接合，并且每个接合孔可以形成为在相应的中间杆和相应的上杆的长度方向上伸长的长孔。
14.安装有各种保险丝和各种继电器的保险丝盒、鼓风机电源控制单元(blower power control unit，bpcu)以及燃料电池控制单元(fuel cell control unit，fcu)中的一个或更多个可以安装在用于安装电气模块的多个侧板的至少一个中。
15.在保险丝盒的盒盖暴露于外部的状态下，在用于安装电气模块的多个侧板中的每一个中可以包括进入孔，以能够固定保险丝盒并且使盒盖能够从保险丝盒分离。
16.过滤器模块可以通过过滤器支架安装在所述上框架的另一个侧面上，并且所述过滤器模块可以安装成使过滤器盖朝向上框架的外面暴露，以使过滤器盖能够从上框架的外部分离。
附图说明
17.本发明的上述和其他目的、特征和其他优点将从以下结合附图的详细描述中得到更清楚的理解，其中：
18.图1是用于说明根据本发明的燃料电池发电模块的上框架和下框架的组装工序的图；
19.图2是示出当俯视时如图1所示组装的燃料电池发电模块的状态的概念图；
20.图3是用于说明堆叠如图1所示组装的燃料电池发电模块的概念的图；
21.图4是图1的燃料电池发电模块的侧视图，示出了安装有电气模块的侧面；
22.图5是图4的v方向的观察图；
23.图6是示出安装有图4的电气模块的侧板的详图；
24.图7是图6的立体图；
25.图8是图1的燃料电池发电模块的侧视图，示出了安装有过滤器模块的侧面；
26.图9是图8的ix方向的观察图；以及
27.图10是示出安装有图8的过滤器模块的部分的详图。
具体实施方式
28.本发明或申请中所公开的本发明的实施方案的具体结构和功能描述仅是为了描述实施方案的目的，根据本发明的实施方案可以以各种形式实施，不应理解为限于在本发明或申请中描述的实施方案。
29.根据本发明的实施方案可以进行各种修改并且可以具有各种形式，因此具体的实施方案将在附图中示出并且在本发明或申请中进行详细描述。然而，应该理解的是，这并不旨在将根据本发明的构思的实施方案限制为特定的公开形式，而是包括落入本发明的精神和技术范围内的所有修改、等同物和替代方案。
30.术语第一、第二和/或类似术语可用于描述各种组件，但组件不应受这些术语的限
制。这些术语可能仅用于将一个组件与另一个组件区分开来，例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一组件可以称为第二组件，类似地，第二组件也可以称为第一组件。
31.当一个组件被称为“连接”或“接合”到另一个组件时，该组件可以直接连接或接合到另一个组件，但是应该理解的是，在该组件和另一个组件之间还可以存在又一个组件。相反，当一个组件被称为“直接连接”或“直接接合”到另一个组件时，应该理解的是，在该组件和另一个组件之间不会存在又一个组件。描述组件之间关系的其他表达方式，即“之间”和“紧邻之间”、或“相邻”和“直接相邻”也应该如上所述解释。
32.本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明。除非上下文另有明确规定，否则单数形式包括复数形式。在本发明中，术语“包括”、“具有”等用于指定存在本文所述的特征、数量、步骤、操作、组件、元件或它们的组合，并且不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、组件、元件或它们的组合。
33.除非另有定义，否则本文使用的包括技术或科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。字典中定义的通用术语应被解释为具有在相关技术的上下文中一致的含义，并且除非在本发明中明确定义，否则不会被解释为具有理想主义或过度形式主义的含义。
34.在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方案。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的构件。
35.参照图1至图10，根据本发明的示例性实施方案的燃料电池发电模块包括下框架3、上框架5以及多个侧板11，下框架3配置为围绕成套的电源模块(power module complete，pmc)1的下部并且支撑和固定pmc 1的侧部，以确保pmc 1下方的空间，上框架5接合到下框架3的上部并且配置为从上方围绕pmc 1，多个侧板11设置为使电气模块7和冷却模块9安装在上框架5的不同侧面上。
36.此外，过滤器模块13通过过滤器支架15安装在上框架5的另一个侧面上。
37.即，本发明的燃料电池发电模块如下布置：pmc 1设置在由上框架5和下框架3形成的内部空间的中央部，并且如图2所示，电气模块7、冷却模块9以及过滤器模块13设置在基于pmc 1的上框架5的内部。
38.因此，在本发明的燃料电池发电模块中，构成燃料电池系统的pmc1、电气模块7、冷却模块9以及过滤器模块13在被上框架5和下框架3包围的状态下模块化，从而可以容易地集成多个发电模块，因此可以容易地配置各种规模的发电设备。
39.在本实施方案中，在上框架5和下框架3接合的状态下，结构形成为容纳pmc 1、电气模块7、过滤器模块13以及冷却模块9的六面体形状。
40.因此，如图3所示，类似于堆叠六面体箱体，易于实现多层布置结构，其中多个发电模块竖直布置为彼此相邻，从而可以增加发电设备的密度，以使占用面积和空间最小化。
41.作为参考，在图3中，由本发明形成的燃料电池发电模块由附图标记2表示。
42.下框架3包括四个下柱17，所述四个下柱17设置在限定六面体形状的四个角处，并且所述四个下柱17的上端通过多个支撑杆19彼此连接和固定。pmc 1具有通过从支撑杆19向pmc 1突出的多个pmc支架21而被支撑并固定在下框架3上的结构。
43.因此，在pmc 1被支撑并固定在下框架3上的状态下，确保了pmc 1下方的空间，从而可以提供各种维修或维护的易进入性，从而易于执行冷却并且易于检查和响应冷却水泄
漏。
44.上框架5包括四个上柱23，所述四个上柱23与四个下柱17对齐并设置在限定六面体形状的四个角处，并且所述四个上柱23的上端通过多个上杆25彼此连接和固定。因此，形成了多个中间杆27平行于上杆25向下隔开并连接在上柱23之间的结构。
45.另外，侧板11固定到由中间杆27、上杆25以及上柱23形成的侧面。
46.在本实施方案中，在侧板11的上部和下部开设有多个接合孔29，以与中间杆27和上杆25接合。每个接合孔29形成为在中间杆27和上杆25的长度方向上伸长的长孔，从而每个接合孔29形成为位置可灵活改变并且能够响应线束连接到电气组件时的结构。
47.安装有各种保险丝和各种继电器的保险丝盒31、鼓风机电源控制单元(blower power control unit，bpcu)33以及燃料电池控制单元(fuel cell control unit，fcu)35中的一个或更多个可以安装在用于安装电气模块7的侧板11中，图6和图7示出安装了所有保险丝盒31、bpcu 33以及fcu 35的示例。
48.特别地，形成这样的构造，在用于安装电气模块7的侧板11中包括进入孔39，以使得在保险丝盒31的盒盖37暴露于外部的状态下能够固定保险丝盒31并且使盒盖37能够容易地从保险丝盒31分离。
49.因此，根据本发明，保险丝盒31的盒盖37能够容易地从上框架5的一侧打开，并且能够进行必要的维护，使得本发明非常有利于维护。
50.此外，如图8至图10所示，过滤器模块13通过过滤器支架15安装在上框架5的另一个侧面上，过滤器模块13安装成使过滤器盖41朝向上框架5的外面暴露，以使过滤器盖41能够容易地从上框架5的外部分离。
51.因此，确保了打开过滤器盖41和更换过滤器的操作性的简化。
52.根据本发明，可以通过使用车辆的燃料电池系统集成燃料电池发电模块来配置发电设备，从而可以最大限度地利用燃料电池系统的剩余发电能力，因此通过组合多个燃料电池发电模块，可以轻松、高效地扩展和建造从小规模到大规模的发电设备。
53.此外，在建造发电设备时，能够进行燃料电池发电模块的多层布置，使得发电设备的占用面积由于发电设备的集成而能够最小化，并且能够容易地进行燃料电池发电模块的维护。
54.尽管已经描述和说明了本发明的特定实施方案，但是本领域技术人员将理解，在不背离如所附权利要求中公开的本发明的技术精神的情况下，能够进行各种改变和修改。