一种燃料电池氢气循环泵结构的制作方法

1.本发明属于燃料电池零部件技术领域，更具体地说，是涉及一种燃料电池氢气循环泵结构。


背景技术：

2.氢气循环泵作为燃料电池的关键核心部件，是集电机、电控和机械传动为一体的复杂产品。传统的氢气循环泵一般将三者分开，电机传动轴通过花键链接泵头传动轴，实现电机驱动泵头的功能；而控制器作为独立的单元，通过线束与电机相连，实现控制器控制电机的功能。这种非集成式的氢气循环泵系统，体积大，重量大，而且零部件较多，产品的失效模式多，比如花键磨损，线束接头漏气漏电等。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，减少零部件数量，降低成本，减少失效模式；降低产品的体积和重量；同时提高产品的应用范围，通过合理化设计，提供多种进出气方案、冷却方案和固定方案的燃料电池氢气循环泵结构。
4.要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
5.本发明为一种燃料电池氢气循环泵结构，包括泵头盖板、泵头壳体、电机壳体、控制器盖板、电机盖板，所述的泵头盖板、泵头壳体和电机壳体3通过螺栓连接一起；控制器盖板和电机壳体通过螺栓连接一起，电机的电机转子和泵头叶轮固定安装在传动轴上，传动轴上还安装两个轴承，其中一个轴承固定在泵头壳体的轴承孔内，另一个轴承固定在电机壳体的轴承孔内，电机壳体内部设置电机内腔ⅰ和控制器内腔ⅱ，电机内腔ⅰ和控制器内腔ⅱ设置为通过隔板形成相互隔绝的结构，电机内腔ⅰ内安装电机，控制器内腔ⅱ内安装控制器，隔板垂直于电机壳体的轴线。
6.所述的燃料电池氢气循环泵结构的控制器内腔ⅱ内安装控制器pcb板和高压插头，控制器内腔ⅱ底部位置设置窗口ⅲ，控制器内腔ⅱ上还安装透气阀。
7.所述的泵头盖板上设置进气口和出气口，进气口设置为平行于氢气循环泵的轴线的结构，属于轴向进口；出气口设置为垂直于氢气循环泵的轴线的结构，属于径向出口。
8.所述的泵头盖板的出气口中心线与环形流道中心线相切，且出气口流道低于环形流道的最低点。
9.所述的泵头盖板的出气口安装出气管件。
10.所述的控制器盖板设置冷却水道和散热翅片，冷却水道设置内螺纹，用于安装进水管和出水管。
11.所述的电机壳体底部设置三个支撑点ⅰ。
12.所述的泵头盖板的法兰面设置三个支撑点ⅱ。
13.所述的电机壳体法兰面设置三个支撑点ⅲ。
14.所述的电机壳体设置接地孔。
15.采用本发明的技术方案，工作原理及有益效果如下所述：
16.本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构，创新点体现在：第一，电机转子和泵头叶轮采用共轴设计，安装在同一根传动轴上，无需通过花键链接两根传动轴，既减少传动轴和轴承的数量，缩减轴向尺寸，又避免采用花键结构，降低产品的失效模式；第二，电机壳体分别设置电机内腔和控制器内腔，既实现了两者的集成，又避免两个内腔相互连通，同时通过内部线束实现电机与控制器的电信号传输，减少外部线束；第三，相对于外部线束，内部接线时操作空间受限，故电机壳体设置操作窗口，用于手工操作，提高装配效率；第四，电机壳体上设置透气阀和接地孔，分别起到平衡控制器压差和防止操作人员触电的作用；第五，径向出口与环形流道相切设计，有利于减少气体紊流现象，降低气动噪音，且出气口位于流道最低点，有利于气腔内的液态水及时排除，防止气腔结冰；第六，为提高产品的应用范围，满足不同应用场合，提供了出气口不同方向的选择，提供了控制器水冷和风冷的选择，提供了不同安装方式的选择。因此，本技术的技术方案有效解决现有技术中的问题，实现了意想不到的技术效果，而且成本投入低，可靠性高。本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构，提供一种集成式氢气循环泵，一方面减少零部件数量，降低成本，减少失效模式；另一方面降低产品的体积和重量；同时为了提高产品的应用范围，为客户提供了多种进出气方案、冷却方案和固定方案。
附图说明
17.下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
18.图1a为本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构的结构示意图；
19.图1b为本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构另一角度的结构示意图；
20.图2为本发明所述的泵头盖板的结构示意图；
21.图3为本发明所述的本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构的爆炸结构示意图；
22.图4为本发明所述的电机壳体的结构示意图；
23.图5a-图5e为本发明所述的出气口配备不同出气管件的结构示意图；
24.图6为本发明所述的控制器盖板的结构示意图；
25.图7a为本发明所述的固定点的结构示意图；
26.图7b为本发明所述的固定点的结构示意图；
27.附图中标记分别为：1、泵头盖板；2、泵头壳体；3、电机壳体；4、控制器盖板；5、电机盖板；6、螺栓；7、螺栓；8、轴承；9、传动轴；10、电机转子；11、泵头叶轮；12、pcb板；13、高压插头；14、透气阀；15、出气管件；16、进水管；17、出水管；18、隔板；
28.a、进气口；b、出气口；c、环形流道；d、出气口流道；e、冷却水道；f、散热翅片；g、接地孔；
29.a、支撑点ⅰ；b、支撑点ⅱ；c、支撑点ⅲ；
[0030]ⅰ、电机内腔；ⅱ、控制器内腔；ⅲ、窗口。
具体实施方式
[0031]
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步
的详细说明：
[0032]
如附图1a-附图7b所示，本发明为一种燃料电池氢气循环泵结构，包括泵头盖板1、泵头壳体2、电机壳体3、控制器盖板4、电机盖板5，所述的泵头盖板1、泵头壳体2和电机壳体3通过螺栓6连接一起；控制器盖板4和电机壳体3通过螺栓7连接一起，电机的电机转子10和泵头叶轮11固定安装在传动轴9上，传动轴9上还安装两个轴承8，其中一个轴承8固定在泵头壳体2的轴承孔内，另一个轴承8固定在电机壳体3的轴承孔内，电机壳体3内部设置电机内腔ⅰ和控制器内腔ⅱ，电机内腔ⅰ和控制器内腔ⅱ设置为通过隔板18形成相互隔绝的结构，电机内腔ⅰ内安装电机，控制器内腔ⅱ内安装控制器，隔板18垂直于电机壳体3的轴线。上述结构，针对现有技术中的不足，提出改进的技术方案。本发明的创新点体现在：第一，电机转子和泵头叶轮采用共轴设计，安装在同一根传动轴上，无需通过花键链接两根传动轴，既减少传动轴和轴承的数量，缩减轴向尺寸，又避免采用花键结构，降低产品的失效模式；第二，电机壳体分别设置电机内腔和控制器内腔，既实现了两者的集成，又避免两个内腔相互连通，同时通过内部线束实现电机与控制器的电信号传输，减少外部线束；第三，相对于外部线束，内部接线时操作空间受限，故电机壳体设置操作窗口，用于手工操作，提高装配效率；第四，电机壳体上设置透气阀和接地孔，分别起到平衡控制器压差和防止操作人员触电的作用；第五，径向出口与环形流道相切设计，有利于减少气体紊流现象，降低气动噪音，且出气口位于流道最低点，有利于气腔内的液态水及时排除，防止气腔结冰；第六，为提高产品的应用范围，满足不同应用场合，提供了出气口不同方向的选择，提供了控制器水冷和风冷的选择，提供了不同安装方式的选择。因此，本技术的技术方案有效解决现有技术中的问题，实现了意想不到的技术效果，而且成本投入低，可靠性高。本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构，提供一种集成式氢气循环泵，一方面减少零部件数量，降低成本，减少失效模式；另一方面降低产品的体积和重量；同时为了提高产品的应用范围，为客户提供了多种进出气方案、冷却方案和固定方案。
[0033]
所述的燃料电池氢气循环泵结构的控制器内腔ⅱ内安装控制器pcb板12和高压插头13，控制器内腔ⅱ底部位置设置窗口ⅲ，控制器内腔ⅱ上还安装透气阀14。上述结构，控制器内腔ⅱ内安装控制器pcb板12和高压插头13，两者通过线束连接信号。为了方便内部线束连接，控制器内腔ⅱ底部设置窗口ⅲ，提供足够的手工操作空间，提高装配效率。控制器内腔ⅱ安装透气阀14，用于平衡控制器气腔的内外压差，防止内部压力过高损坏电气元件，提高可靠性和寿命。
[0034]
如附图1a、附图1b和附图4所示，所述的泵头盖板1上设置进气口a和出气口b，进气口a设置为平行于氢气循环泵的轴线的结构，属于轴向进口；出气口b设置为垂直于氢气循环泵的轴线的结构，属于径向出口。泵头盖板1的出气口b中心线与环形流道c中心线相切，且出气口流道d低于环形流道c的最低点。上述结构，出气口b中心线与环形流道c中心线相切，有利于减少气体紊流现象，降低气动噪音，且出气口流道d低于环形流道c的最低点，有利于气腔内的液态水及时排除，防止气腔结冰。
[0035]
如附图5所示，所述的泵头盖板1的出气口b安装出气管件15。上述结构，出气口b配合出气管件15，实现多种角度的出口方向，满足不同的应用场合，增加产品的适用性。
[0036]
如附图6所示，所述的控制器盖板4设置冷却水道e和散热翅片f，冷却水道e设置内螺纹，用于安装进水管16和出水管17。上述结构，冷却水道e设置内螺纹，用于安装进水管16
和出水管17，实现水冷功能；其中散热翅片f增加与空气对流面积，实现风冷功能；实际应用中，根据应用环境自由选择水冷或者风冷。
[0037]
如附图7a、附图7b所示，所述的电机壳体3底部设置三个支撑点ⅰa。所述的泵头盖板1的法兰面设置三个支撑点ⅱb。所述的电机壳体3法兰面设置三个支撑点ⅲc。上述结构，电机壳体3底部设置三个支撑点ⅰa，提供第一种支撑固定方式；泵头盖板1法兰面设置三个支撑点ⅱb,提供第二种悬臂固定方式；电机壳体3法兰面设置三个支撑点ⅲc，提供第三种悬挂固定方式；实际应用中，根据应用环境自由选择任一种固定方式。
[0038]
所述的电机壳体3设置接地孔g。上述结构，电机壳体3设置接地孔g，用于安装接地线，防止电机漏电造成人员触电，提高安全性。
[0039]
本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构，创新点体现在：第一，电机转子和泵头叶轮采用共轴设计，安装在同一根传动轴上，无需通过花键链接两根传动轴，既减少传动轴和轴承的数量，缩减轴向尺寸，又避免采用花键结构，降低产品的失效模式；第二，电机壳体分别设置电机内腔和控制器内腔，既实现了两者的集成，又避免两个内腔相互连通，同时通过内部线束实现电机与控制器的电信号传输，减少外部线束；第三，相对于外部线束，内部接线时操作空间受限，故电机壳体设置操作窗口，用于手工操作，提高装配效率；第四，电机壳体上设置透气阀和接地孔，分别起到平衡控制器压差和防止操作人员触电的作用；第五，径向出口与环形流道相切设计，有利于减少气体紊流现象，降低气动噪音，且出气口位于流道最低点，有利于气腔内的液态水及时排除，防止气腔结冰；第六，为提高产品的应用范围，满足不同应用场合，提供了出气口不同方向的选择，提供了控制器水冷和风冷的选择，提供了不同安装方式的选择。因此，本技术的技术方案有效解决现有技术中的问题，实现了意想不到的技术效果，而且成本投入低，可靠性高。本发明所述的燃料电池氢气循环泵结构，提供一种集成式氢气循环泵，一方面减少零部件数量，降低成本，减少失效模式；另一方面降低产品的体积和重量；同时为了提高产品的应用范围，为客户提供了多种进出气方案、冷却方案和固定方案。
[0040]
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。