技术领域：
本实用新型涉及一种燃料电池电堆气液调节装置及其应用的燃料电池。
背景技术：
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燃料电池系统是通过氢气和氧气的催化氧化反应，将化学能转换为电能，并且生成无任何污染的水。燃料电池电堆模块是燃料电池系统中最核心是部件，氢气和空气中的氧气就在电堆模块内进行催化反应。电堆模块有三个入口及三个出口，三个入口都在同一端面分别为：冷却液入口、空气入口、氢气入口。燃料电池系统正常的运行，则需要在电堆模块的各入口处安装众多的零件，便于进气进液及控制参数的检测。必须安装的零件包括：进氢岐块组件、压力传感器、温度传感器、氢气进口硅胶管、冷却液进硅胶管、空气进口硅胶管、各种接头、卡箍等；进氢岐块组件又包含：截止阀、比例调节阀、压力传感器、限流阀、出氢接头等。如何将这些零件合理布置安装于电堆模块的三个入口处，并保证气密性和稳定性的要求，是确保燃料电池系统的正常安全运行的关键问题之一。
在专利cn209418656u中一种电堆气液分配装置结构设计的过于繁琐，功能单一，只有气路和水路分配功能；弯头、堵头与集块主体需要焊接成一体，工艺复杂，成本高。另外，需要设置单独的进氢岐块组件，来调节氢气路中的流量和压力，保证燃料电池系统的正常运行,导致燃料电池系统内部布局占用空间较大，管路布局复杂等。
技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种燃料电池电堆气液调节装置及其应用的燃料电池，能解决现有技术中需要设置单独的进氢岐块组件，来调节氢气路中的流量和压力，保证燃料电池系统的正常运行,导致燃料电池系统内部布局占用空间较大，管路布局复杂等的问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
本实用新型的第一个目的是提供一种燃料电池电堆气液调节装置，包括集块主体，集块主体的背面上至少设置一组连接孔，每组连接孔包括一个氢气出口、一个空气出口和一个冷却液出口，集块主体内部设有供氢气流通的氢气主流道、供空气流通的空气主流道、以及供冷却液流通的冷却液主流道，氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道相互隔开，集块主体上设有氢气进气孔、空气进气孔和冷却液进液孔，氢气进气孔通过氢气主流道与氢气出口连通，空气进气孔通过空气主流道与空气出口连通，冷却液进液孔通过冷却液主流道与冷却液出口连通，其特征在于：集块主体上还安装有进氢调节模块、空气进气模块和冷却液进液模块，从氢气进气孔进入的氢气经过进氢调节模块然后输送至集块主体内的氢气主流道，再从氢气出口排出；空气进气模块通过空气进气孔将空气输送至集块主体内的空气主流道，再从空气出口排出；冷却液进液模块通过冷却液进液孔将冷却液输送至集块主体内的冷却液主流道，再从冷却液出口排出。
上述所述的进氢调节模块包括集块子体、压力传感器a、比例调节阀、截止阀、进氢接头和泄压阀，集块子体是从集块主体的一侧凸起而形成的，压力传感器a、比例调节阀、截止阀、进氢接头和泄压阀安装在集块子体上，氢气进气孔设置在集块子体上，进氢接头安装在氢气进气孔上。
上述所述的集块子体里面设置有供氢气流通的第一流道、第二流道和第三流道，第一流道的第一入口是氢气进气孔，第一流道的第一出口与第二流道的第二入口通过截止阀连接，第二流道的第二出口通过比例调节阀与第三流道的第三入口连接，第三流道的第三出口安装泄压阀，第三流道中部与一侧压力检测通道贯通，压力检测通道的端部安装压力传感器a，集块主体上设有第四流道，第四流道分别与氢气主流道与第三流道连通，第四流道的底部一侧连接有回氢接口。
上述所述的空气进气模块包括空气进气管体，空气进气管体的底部设有空气进气接口，空气进气管体的一侧设有第一安装板，第一安装板上设有空气出气接口，空气进气接口与空气出气接口是连通的，空气进气管体通过第一安装板安装在集块主体的侧面上，使空气出气接口与空气进气孔连通。
上述所述的空气进气管体的顶部设有第一压力传感器安装孔，第一压力传感器安装孔与空气进气接口连通，第一压力传感器安装孔上安装压力传感器c；空气进气管体上还设有第一温度传感器安装孔，第一温度传感器安装孔与空气进气接口连通，第一温度传感器安装孔上安装温度传感器b。
上述所述的第一安装板与集块主体之间安装有第一密封圈，集块主体的侧面上设有第一密封槽，第一密封圈安装在第一密封槽里。
上述所述的冷却液进液模块包括冷却液进液管体，冷却液进液管体的底部设有冷却液进液接口，冷却液进液管体的一侧设有第二安装板，第二安装板上设有冷却液出液接口，冷却液进液接口与冷却液出液接口是连通的，冷却液进液管体通过第二安装板安装在集块主体的正面上，使冷却液出液接口与冷却液进液孔连通。
上述所述的冷却液进液管体的顶部设有第二压力传感器安装孔，第二压力传感器安装孔与冷却液进液接口连通，第二压力传感器安装孔上安装压力传感器b；冷却液进液管体上还设有第二温度传感器安装孔，第二温度传感器安装孔与冷却液进液接口连通，第二温度传感器安装孔上安装温度传感器a。
上述所述的第二安装板与集块主体之间安装有第二密封圈，集块主体的正面上设有第二密封槽，第二密封圈安装在第二密封槽里。
一种燃料电池，包括电堆模块和电堆气液调节装置，所述电堆模块是由若干个燃料电池单体由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体的一侧上都设有氢气输入口、空气输入口和冷却液输入口，所述氢气输入口、空气输入口和冷却液输入口分别由下往上分布，其特征在于：所述电堆气液调节装置为上述所述的燃料电池电堆气液调节装置，集块主体的背面的氢气出口、空气出口和冷却液出口分别与氢气输入口、空气输入口和冷却液输入口连通。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1)本实用新型包括集块主体，集块主体的背面上至少设置一组连接孔，每组连接孔包括一个氢气出口、一个空气出口和一个冷却液出口，集块主体内部设有供氢气流通的氢气主流道、供空气流通的空气主流道、以及供冷却液流通的冷却液主流道，氢气主流道、空气主流道和冷却液主流道相互隔开，集块主体上设有氢气进气孔、空气进气孔和冷却液进液孔，氢气进气孔通过氢气主流道与氢气出口连通，空气进气孔通过空气主流道与空气出口连通，冷却液进液孔通过冷却液主流道与冷却液出口连通，其特征在于：集块主体上还安装有进氢调节模块、空气进气模块和冷却液进液模块，从氢气进气孔进入的氢气经过进氢调节模块然后输送至集块主体内的氢气主流道，再从氢气出口排出；空气进气模块通过空气进气孔将空气输送至集块主体内的空气主流道，再从空气出口排出；冷却液进液模块通过冷却液进液孔将冷却液输送至集块主体内的冷却液主流道，再从冷却液出口排出，该结构将进氢调节功能和气液分配的功能合为一体，结构简单、紧奏，占用燃料电池系统整体布局空间少，安装方便；
2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是本实用新型实施例一提供的立体图；
图2是本实用新型实施例一提供的立体分解图；
图3是本实用新型实施例一提供的局部结构示意图；
图4是本实用新型实施例一提供的另一角度局部结构示意图；
图5是本实用新型实施例一提供的剖视图；
图6是本实用新型实施例一提供的另一剖视图；
图7是本实用新型实施例一提供的正视图；
图8是图7中a-a的剖视图；
图9是图7中c-c的剖视图；
图10是本实用新型实施例一提供的侧视图；
图11是图10中b-b的剖视图；
图12是本实用新型实施例一提供的冷却液进液模块的立体图；
图13是本实用新型实施例一提供的冷却液进液模块的局部结构示意图；
图14是本实用新型实施例一提供的空气进气模块的立体图；
图15是本实用新型实施例一提供的空气进气模块的局部结构示意图；
图16是本实用新型实施例二提供的结构示意图；
图17是本实用新型实施例二提供的结构分解图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1至图15所示，本实施例提供的是一种燃料电池电堆气液调节装置，包括集块主体10，集块主体10的背面1005上至少设置一组连接孔10-1，每组连接孔10-1包括一个氢气出口103、一个空气出口102和一个冷却液出口101，集块主体10内部设有供氢气流通的氢气主流道1002、供空气流通的空气主流道1003、以及供冷却液流通的冷却液主流道1004，氢气主流道1002、空气主流道1003和冷却液主流道1004相互隔开，集块主体10上设有氢气进气孔104、空气进气孔108和冷却液进液孔106，氢气进气孔104通过氢气主流道1002与氢气出口103连通，空气进气孔108通过空气主流道1003与空气出口102连通，冷却液进液孔106通过冷却液主流道1004与冷却液出口101连通，其特征在于：集块主体10上还安装有进氢调节模块100、空气进气模块17和冷却液进液模块16，从氢气进气孔104进入的氢气经过进氢调节模块100然后输送至集块主体10内的氢气主流道1002，再从氢气出口103排出；空气进气模块17通过空气进气孔108将空气输送至集块主体10内的空气主流道1003，再从空气出口102排出；冷却液进液模块16通过冷却液进液孔106将冷却液输送至集块主体10内的冷却液主流道1004，再从冷却液出口101排出，该结构将进氢调节功能和气液分配的功能合为一体，通过进氢调节模块100对进入的氢气调节流量和压力，保证燃料电池系统的正常运行，结构简单、紧奏，占用燃料电池系统整体布局空间少，安装方便。
进氢调节模块100包括集块子体1001、压力传感器a11、比例调节阀12、截止阀13、进氢接头14和泄压阀15，集块子体1001是从集块主体10的一侧凸起而形成的，压力传感器a11、比例调节阀12、截止阀13、进氢接头14和泄压阀15安装在集块子体1001上，氢气进气孔104设置在集块子体1001上，进氢接头14安装在氢气进气孔104上，结构布置合理，结构简单、紧奏。
集块子体1001里面设置有供氢气流通的第一流道119、第二流道120和第三流道121，第一流道119的第一入口是氢气进气孔104，第一流道119的第一出口113与第二流道120的第二入口114通过截止阀13连接，第二流道120的第二出口115通过比例调节阀12与第三流道121的第三入口116连接，第三流道121的第三出口105安装泄压阀15，第三流道121中部与一侧压力检测通道1211贯通，压力检测通道1211的端部安装压力传感器a11，集块主体10上设有第四流道122，第四流道122分别与氢气主流道1002与第三流道121连通，第四流道122的底部一侧连接有回氢接口110，结构布置合理，占用燃料电池系统整体布局空间少。
空气进气模块17包括空气进气管体171，空气进气管体171的底部设有空气进气接口1711，空气进气管体171的一侧设有第一安装板1712，第一安装板1712上设有空气出气接口1713，空气进气接口1711与空气出气接口1713是连通的，空气进气管体171通过第一安装板1712安装在集块主体10的侧面1007上，使空气出气接口1713与空气进气孔108连通，安装结构简单。
空气进气管体171的顶部设有第一压力传感器安装孔1714，第一压力传感器安装孔1714与空气进气接口1711连通，第一压力传感器安装孔1714上安装压力传感器c173；空气进气管体171上还设有第一温度传感器安装孔1715，第一温度传感器安装孔1715与空气进气接口1711连通，第一温度传感器安装孔1715上安装温度传感器b172，通过压力传感器c173和温度传感器b172分别实时监控空气进气管体171中流经的空气的压力和温度，并实时反馈到燃料电池控制系统。
第一安装板1712与集块主体10之间安装有第一密封圈174，集块主体10的侧面1007上设有第一密封槽175，第一密封圈174安装在第一密封槽175里，密封效果好，保证空气不会在第一安装板1712与集块主体10之间之间泄漏。
冷却液进液模块16包括冷却液进液管体161，冷却液进液管体161的底部设有冷却液进液接口1611，冷却液进液管体161的一侧设有第二安装板1612，第二安装板1612上设有冷却液出液接口1613，冷却液进液接口1611与冷却液出液接口1613是连通的，冷却液进液管体161通过第二安装板1612安装在集块主体10的正面1006上，使冷却液出液接口1613与冷却液进液孔106连通，安装结构简单。
冷却液进液管体161的顶部设有第二压力传感器安装孔1614，第二压力传感器安装孔1614与冷却液进液接口1611连通，第二压力传感器安装孔1614上安装压力传感器b163；冷却液进液管体161上还设有第二温度传感器安装孔1615，第二温度传感器安装孔1615与冷却液进液接口1611连通，第二温度传感器安装孔1615上安装温度传感器a162，通过压力传感器b163和温度传感器a162分别实时监控冷却液进液管体161中流经的冷却液的压力和温度，并实时反馈到燃料电池控制系统。
第二安装板1612与集块主体10之间安装有第二密封圈164，集块主体10的正面1006上设有第二密封槽165，第二密封圈164安装在第二密封槽165里，密封效果好，保证冷却液不会在第二安装板1612与集块主体10之间渗出。
实施例二：
如图16和图17所示，一种燃料电池，包括电堆模块6和电堆气液调节装置7，所述电堆模块6是由若干个燃料电池单体60由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体60的一侧上都设有氢气输入口23、空气输入口22和冷却液输入口21，所述氢气输入口23、空气输入口22和冷却液输入口21分别由下往上分布，其特征在于：所述电堆气液调节装置7为实施例一所述的燃料电池电堆气液调节装置，集块主体10的背面1005的氢气出口103、空气出口102和冷却液出口101分别与氢气输入口23、空气输入口22和冷却液输入口21连通。
从氢气进气孔104进入的氢气经过进氢调节模块100然后输送至集块主体10内的氢气主流道1002，再从氢气出口103输送至氢气输入口23里；空气进气模块17通过空气进气孔108将空气输送至集块主体10内的空气主流道1003，再从空气出口102输送至空气输入口22里；冷却液进液模块16通过冷却液进液孔106将冷却液输送至集块主体10内的冷却液主流道1004，再从冷却液出口101输送至冷却液输入口。
以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种燃料电池电堆气液调节装置，包括集块主体(10)，集块主体(10)的背面(1005)上至少设置一组连接孔(10-1)，每组连接孔(10-1)包括一个氢气出口(103)、一个空气出口(102)和一个冷却液出口(101)，集块主体(10)内部设有供氢气流通的氢气主流道(1002)、供空气流通的空气主流道(1003)、以及供冷却液流通的冷却液主流道(1004)，氢气主流道(1002)、空气主流道(1003)和冷却液主流道(1004)相互隔开，集块主体(10)上设有氢气进气孔(104)、空气进气孔(108)和冷却液进液孔(106)，氢气进气孔(104)通过氢气主流道(1002)与氢气出口(103)连通，空气进气孔(108)通过空气主流道(1003)与空气出口(102)连通，冷却液进液孔(106)通过冷却液主流道(1004)与冷却液出口(101)连通，其特征在于：集块主体(10)上还安装有进氢调节模块(100)、空气进气模块(17)和冷却液进液模块(16)，从氢气进气孔(104)进入的氢气经过进氢调节模块(100)然后输送至集块主体(10)内的氢气主流道(1002)，再从氢气出口(103)排出；空气进气模块(17)通过空气进气孔(108)将空气输送至集块主体(10)内的空气主流道(1003)，再从空气出口(102)排出；冷却液进液模块(16)通过冷却液进液孔(106)将冷却液输送至集块主体(10)内的冷却液主流道(1004)，再从冷却液出口(101)排出。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：进氢调节模块(100)包括集块子体(1001)、压力传感器a(11)、比例调节阀(12)、截止阀(13)、进氢接头(14)和泄压阀(15)，集块子体(1001)是从集块主体(10)的一侧凸起而形成的，压力传感器a(11)、比例调节阀(12)、截止阀(13)、进氢接头(14)和泄压阀(15)安装在集块子体(1001)上，氢气进气孔(104)设置在集块子体(1001)上，进氢接头(14)安装在氢气进气孔(104)上。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：集块子体(1001)里面设置有供氢气流通的第一流道(119)、第二流道(120)和第三流道(121)，第一流道(119)的第一入口是氢气进气孔(104)，第一流道(119)的第一出口(113)与第二流道(120)的第二入口(114)通过截止阀(13)连接，第二流道(120)的第二出口(115)通过比例调节阀(12)与第三流道(121)的第三入口(116)连接，第三流道(121)的第三出口(105)安装泄压阀(15)，第三流道(121)中部与一侧压力检测通道(1211)贯通，压力检测通道(1211)的端部安装压力传感器a(11)，集块主体(10)上设有第四流道(122)，第四流道(122)分别与氢气主流道(1002)与第三流道(121)连通，第四流道(122)的底部一侧连接有回氢接口(110)。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：空气进气模块(17)包括空气进气管体(171)，空气进气管体(171)的底部设有空气进气接口(1711)，空气进气管体(171)的一侧设有第一安装板(1712)，第一安装板(1712)上设有空气出气接口(1713)，空气进气接口(1711)与空气出气接口(1713)是连通的，空气进气管体(171)通过第一安装板(1712)安装在集块主体(10)的侧面(1007)上，使空气出气接口(1713)与空气进气孔(108)连通。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：空气进气管体(171)的顶部设有第一压力传感器安装孔(1714)，第一压力传感器安装孔(1714)与空气进气接口(1711)连通，第一压力传感器安装孔(1714)上安装压力传感器c(173)；空气进气管体(171)上还设有第一温度传感器安装孔(1715)，第一温度传感器安装孔(1715)与空气进气接口(1711)连通，第一温度传感器安装孔(1715)上安装温度传感器b(172)。
6.根据权利要求4所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：第一安装板(1712)与集块主体(10)之间安装有第一密封圈(174)，集块主体(10)的侧面(1007)上设有第一密封槽(175)，第一密封圈(174)安装在第一密封槽(175)里。
7.根据权利要求4所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：冷却液进液模块(16)包括冷却液进液管体(161)，冷却液进液管体(161)的底部设有冷却液进液接口(1611)，冷却液进液管体(161)的一侧设有第二安装板(1612)，第二安装板(1612)上设有冷却液出液接口(1613)，冷却液进液接口(1611)与冷却液出液接口(1613)是连通的，冷却液进液管体(161)通过第二安装板(1612)安装在集块主体(10)的正面(1006)上，使冷却液出液接口(1613)与冷却液进液孔(106)连通。
8.根据权利要求7所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：冷却液进液管体(161)的顶部设有第二压力传感器安装孔(1614)，第二压力传感器安装孔(1614)与冷却液进液接口(1611)连通，第二压力传感器安装孔(1614)上安装压力传感器b(163)；冷却液进液管体(161)上还设有第二温度传感器安装孔(1615)，第二温度传感器安装孔(1615)与冷却液进液接口(1611)连通，第二温度传感器安装孔(1615)上安装温度传感器a(162)。
9.根据权利要求7所述的一种燃料电池电堆气液调节装置，其特征在于：第二安装板(1612)与集块主体(10)之间安装有第二密封圈(164)，集块主体(10)的正面(1006)上设有第二密封槽(165)，第二密封圈(164)安装在第二密封槽(165)里。
10.一种燃料电池，包括电堆模块(6)和电堆气液调节装置(7)，所述电堆模块(6)是由若干个燃料电池单体(60)由下至上堆叠而成，所述每个燃料电池单体(60)的一侧上都设有氢气输入口(23)、空气输入口(22)和冷却液输入口(21)，所述氢气输入口(23)、空气输入口(22)和冷却液输入口(21)分别由下往上分布，其特征在于：所述电堆气液调节装置(7)为权利要求1至9中任意一项所述的燃料电池电堆气液调节装置，集块主体(10)的背面(1005)的氢气出口(103)、空气出口(102)和冷却液出口(101)分别与氢气输入口(23)、空气输入口(22)和冷却液输入口(21)连通。
技术总结