專利名稱：一種防觸電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燃料電池的配套設(shè)備，尤其涉及一種防觸電裝置。
背景技術(shù)：
電化學(xué)燃料電池是一種能夠?qū)浼把趸瘎┺D(zhuǎn)化成電能及反應(yīng)產(chǎn)物的裝置。
該裝置的內(nèi)部核心部件是膜電極(Membrane Electrode Assembly,簡稱MEA)， 膜電極(MEA)由一張質(zhì)子交換膜、膜兩面夾兩張多孔性的可導(dǎo)電的材料，如 碳紙組成。在膜與碳紙的兩邊界面上含有均勻細(xì)小分散的引發(fā)電化學(xué)反應(yīng)的催 化劑，如金屬鉑催化劑。膜電極兩邊可用導(dǎo)電物體將發(fā)生電化學(xué)發(fā)應(yīng)過程中生 成的電子，通過外電路引出，構(gòu)成電流回路。
在膜電極的陽極端，燃料可以通過滲透穿過多孔性擴(kuò)散材料(碳紙)，并 在催化劑表面上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，失去電子，形成正離子，正離子可通過遷移 穿過質(zhì)子交換膜，到達(dá)膜電極的另一端陰極端。在膜電極的陰極端，含有氧化 劑(如氧氣)的氣體，如空氣，通過滲透穿過多孔性擴(kuò)散材料(碳紙)，并在 催化劑表面上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)得到電子，形成負(fù)離子。在陰極端形成的陰離子 與陽極端遷移過來的正離子發(fā)生反應(yīng)，形成反應(yīng)產(chǎn)物。
在采用氫氣為燃料，含有氧氣的空氣為氧化劑(或純氧為氧化劑)的質(zhì)子 交換膜燃料電池中，燃料氫氣在陽極區(qū)的催化電化學(xué)反應(yīng)就產(chǎn)生了氫正離子
(或叫質(zhì)子)。質(zhì)子交換膜幫助氫正離子從陽極區(qū)遷移到陰極區(qū)。除此之外， 質(zhì)子交換膜將含氫氣燃料的氣流與含氧的氣流分隔開來，使它們不會相互混合 而產(chǎn)生爆發(fā)式反應(yīng)。
在陰極區(qū)，氧氣在催化劑表面上得到電子，形成負(fù)離子，并與陽極區(qū)遷移 過來的氫正離子反應(yīng)，生成反應(yīng)產(chǎn)物水。在釆用氫氣、空氣(氧氣)的質(zhì)子交 換膜燃料電池中，陽極反應(yīng)與陰極反應(yīng)可以用以下方程式表達(dá)
陽極反應(yīng)H2—2H++2e陰極反應(yīng)l/202+2H++2e—H20
在典型的質(zhì)子交換膜燃料電池中，膜電極(MEA) —般均放在兩塊導(dǎo)電的 極板中間，每塊導(dǎo)流極板與膜電極接觸的表面通過壓鑄、沖壓或機(jī)械銑刻，形 成至少一條以上的導(dǎo)流槽。這些導(dǎo)流極板可以上金屬材料的極板，也可以是石 墨材料的極板。這些導(dǎo)流極板上的流體孔道與導(dǎo)流槽分別將燃料和氧化劑導(dǎo)入 膜電極兩邊的陽極區(qū)與陰極區(qū)。在一個質(zhì)子交換膜燃料電池單電池的構(gòu)造中， 只存在一個膜電極，膜電極兩邊分別是陽極燃料的導(dǎo)流板與陰極氧化劑的導(dǎo)流 板。這些導(dǎo)流板既作為電流集流板，也作為膜電極兩邊的機(jī)械支撐，導(dǎo)流板上 的導(dǎo)流槽又作為燃料與氧化劑進(jìn)入陽極、陰極表面的通道，并作為帶走燃料電 池運行過程中生成的水的通道。
為了增大整個質(zhì)子交換膜燃料電池的總功率，兩個或兩個以上的單電池通常 可通過直疊的方式串聯(lián)成電池組或通過平鋪的方式聯(lián)成電池組。在直疊、串聯(lián)式的 電池組中， 一塊極板的兩面都可以有導(dǎo)流槽，其中一面可以作為一個膜電極的陽極 導(dǎo)流面，而另一面又可作為另一個相鄰膜電極的陰極導(dǎo)流面，這種極板叫做雙極板。 一連串的單電池通過一定方式連在一起而組成一個電池組。電池組通常通過前端
板、后端板及拉桿緊固在一起成為一體。
一個典型電池組通常包括(1)燃料及氧化劑氣體的導(dǎo)流進(jìn)口和導(dǎo)流通
道，將燃料(如氫氣、甲醇或甲醇、天然氣、汽油經(jīng)重整后得到的富氫氣體) 和氧化劑(主要是氧氣或空氣)均勻地分布到各個陽極、陰極面的導(dǎo)流槽中；
(2)冷卻流體(如水)的進(jìn)出口與導(dǎo)流通道，將冷卻流體均勻分布到各個電 池組內(nèi)冷卻通道中，將燃料電池內(nèi)氫、氧電化學(xué)放熱反應(yīng)生成的熱吸收并帶出 電池組進(jìn)行散熱；(3)燃料與氧化劑氣體的出口與相應(yīng)的導(dǎo)流通道，燃料氣 體與氧化劑氣體在排出時，可攜帶出燃料電池中生成的液、汽態(tài)的水。通常， 將所有燃料、氧化劑、冷卻流體的進(jìn)出口都開在燃料電池組的一個端板上或兩 個端板上。
質(zhì)子交換膜燃料電池既可以用作車、船等運載工具的動力系統(tǒng)，又可以用 作移動式或固定式的發(fā)電站。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)主要由燃料電池堆與電池堆支持運行系統(tǒng)組成。當(dāng)燃料 電池發(fā)電系統(tǒng)用作車、船等運載工具的動力系統(tǒng)時，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)也叫做燃料電池發(fā)動機(jī)；但也可用作移動式或固定式發(fā)電站。
上述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)不管用作燃料電池發(fā)動機(jī)或發(fā)電站，都需要高壓輸 出，輸出電壓大于36V，有的甚至達(dá)到500 600V，燃料電池系統(tǒng)需要用冷卻 液冷卻，冷卻液一般采用去離子水或防凍液，當(dāng)其離子濃度較高時就很可能使 水箱、水管等與其相連的設(shè)備帶電，使燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)的外殼帶電，其接 觸到的其他設(shè)備也容易帶電，如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)用作燃料電池發(fā)動機(jī)安裝在 車上時，如果發(fā)生漏電易使車體帶電，人碰到就會有高壓觸電危險。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、 不易觸電的防觸電裝置。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 一種防觸電裝置，包括燃 料電池堆及封裝箱、水箱、水管路、封裝架、電機(jī)、電控制器，其特征在于， 所述的燃料電池堆及封裝箱、水箱、水管路、封裝架、電機(jī)、電控制器外殼接 地，連接燃料電池發(fā)電系統(tǒng)各零部件的金屬管件接地。
所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的高壓電部件外殼上設(shè)"高壓電安全警示"標(biāo)志。
所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)用作車用發(fā)動機(jī)時，各接地線連接到車殼上，通 過車殼接地。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型將燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的高壓電部件外殼都 接地，即使發(fā)生漏電現(xiàn)象，也可以立刻導(dǎo)出，對于燃料電池電站，特別是燃料 電池車安全可靠，不會發(fā)生觸電現(xiàn)象，而且結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)。


圖1為現(xiàn)有燃料電池堆系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型實施例l燃料電池堆系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，燃料電池系統(tǒng)的高壓電部件不接地，燃料電池堆l運行時產(chǎn)生500V電壓，燃料電池堆1采用冷卻水冷卻，金屬水管3連接水箱2和燃料 電池堆的1，冷卻水通過金屬水管3循環(huán)作用于金屬水管3連接水箱2之間， 冷卻水中含有離子，水箱2和燃料電池堆1與車體4之間產(chǎn)生約500V的電壓 差，易發(fā)生觸電事故。 實施例1
如圖2所示，將上述燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池堆的封裝箱1、水箱2和 金屬水管3的外殼分別通過接地線5接到車體4上，車體4接地，即使燃料電 池系統(tǒng)漏電，也能夠通過接地線導(dǎo)入地面，燃料電池堆的封裝箱1、水箱2和 金屬水管3與車體4等其他設(shè)備之間沒有電壓差。在燃料電池堆的封裝箱1、 水箱2和金屬水管3的外殼上貼上"高壓電安全警示"標(biāo)志。
所述的燃料電池堆的封裝箱1、水箱2和金屬水管3的外殼也可以直接接地。
權(quán)利要求1.一種防觸電裝置，包括燃料電池堆及封裝箱、水箱、水管路、封裝架、電機(jī)、電控制器，其特征在于，所述的燃料電池堆及封裝箱、水箱、水管路、封裝架、電機(jī)、電控制器外殼接地，連接燃料電池發(fā)電系統(tǒng)各零部件的金屬管件接地。
專利摘要本實用新型涉及一種防觸電裝置，包括燃料電池堆及封裝箱、水箱、水管路、封裝架、電機(jī)、電控制器，所述的燃料電池堆及封裝箱、水箱、水管路、封裝架、電機(jī)、電控制器外殼接地，連接燃料電池發(fā)電系統(tǒng)各零部件的金屬管件接地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、不易觸電等特點。
文檔編號H01M8/00GK201146216SQ20072019930
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者付明竹, 胡里清 申請人:上海神力科技有限公司