阅读说明：本技术 一种燃料电池系统及其箱体结构、箱体结构的制造方法 (Fuel cell system, box structure thereof and manufacturing method of box structure ) 是由 霍茂森 王昊 涂蒙 张土旺 张迪 牛永凯 王燊 吕少磊 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种燃料电池系统及其箱体结构、箱体结构的制造方法,其中,箱体结构的制造方法包括：将铝型材通过挤压成型工艺制成主体桶装结构；将成型后的主体桶装结构通过机加工工艺加工出密封安装结构,得到箱体。在本方案中,通过挤压成型工艺制成主体桶装结构,可有效避免箱体结构六个平面的装配,减少了装配面,而且再基于箱体的密封安装结构,有利于解决箱体密封不严的问题,有助于实现了燃料电池在箱体内的密封安装,从而保证了箱体内燃料电池的防水效果。(The invention discloses a fuel cell system, a box body structure thereof and a manufacturing method of the box body structure, wherein the manufacturing method of the box body structure comprises the following steps: manufacturing a main body barreled structure by an aluminum profile through an extrusion forming process; and machining the formed main body barreled structure into a sealing installation structure through a machining process to obtain the box body. In this scheme, make main part barreled structure through extrusion technology, can effectively avoid six planar assemblies of box structure, reduced the fitting surface, based on the seal installation structure of box again moreover, be favorable to solving the not tight problem of box seal, help realizing the seal installation of fuel cell in the box to fuel cell's water-proof effects in the box has been guaranteed.)

一种燃料电池系统及其箱体结构、箱体结构的制造方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池系统及其箱体结构、箱体结构的制造方法。

背景技术

现有的燃料电池箱体方案为6块箱体拼接结构。箱体由前、后、左、右、上、下部六个面组成，此时箱体在装配的时候需要在每块搭接处做密封处理，现有的密封方案为密封条密封，但是此种方式在三个面搭接交接处无法做到完全密封，导致密封不严；同时此方案在装配时箱体分块过多，密封结构复杂，装配操作繁琐。

现有另一种燃料电池箱体方案为铝合金铸造一体成型方案。其箱体分为前、后、左、右、上、下部六个面，其中上面做掏空结构，在周边布置密封条，另外用顶盖压紧密封，燃料电池辅件装配点布置在底部和侧面；此方案实现需要开模具成型，相对于现在辅件配置多变的情况下，箱体辅件安装点进行变更，但此类箱体结构不能适应安装点变更，导致箱体适用范围单一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种燃料电池箱体结构的制造方法，能够有助于实现了燃料电池在箱体内的密封安装，从而保证了箱体内燃料电池的防水效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种燃料电池箱体结构的制造方法，包括：

将铝型材通过挤压成型工艺制成主体桶装结构；

将成型后的主体桶装结构通过机加工工艺加工出密封安装结构，得到箱体。

优选地，所述将成型后的主体桶装结构通过机加工工艺加工出密封安装结构，包括：

将成型后的主体桶装结构的顶部通过机加工工艺镂空；

将镂空后的主体桶装结构的顶部镂空端口、前部端口和/或后部端口通过机加工工艺加工出密封槽；

将加工出密封槽后的主体桶装结构的左部、右部和底部通过机加工工艺加工出辅件安装孔。

一种燃料电池箱体结构，包括：采用如上所述的燃料电池箱体结构的制造方法制造的箱体；

所述箱体设有用于同燃料电池配合的电池安装结构；

所述箱体的顶部镂空端口设有用于同顶盖配合的顶部装配结构；所述箱体的前部端口设有用于同前板配合的前部装配结构；和/或，所述箱体的后部端口设有用于同后板配合的后部装配结构。

优选地，所述箱体的顶部镂空端口设有用于同所述顶盖配合的顶部密封结构；所述箱体的前部端口设有用于同所述前板配合的前部密封结构；和/或，所述箱体的后部端口设有用于同所述后板配合的后部密封结构。

优选地，所述顶部密封结构包括：设置于所述箱体的顶部镂空端面的顶端密封槽；所述前部密封结构包括：设置于所述箱体的前部端面的前端密封槽；和/或，所述后部密封结构包括：设置于所述箱体的后部端面的后端密封槽。

优选地，所述电池安装结构包括：所述箱体用于同燃料电池辅件配合的辅件安装结构；所述辅件安装结构包括：左部辅件安装结构、右部辅件安装结构和/或底部辅件安装结构。

优选地，所述左部辅件安装结构为设置于所述箱体左部的左端辅件安装孔；所述右部辅件安装结构为设置于所述箱体右部的右端辅件安装孔；和/或，所述底部辅件安装结构为设置于所述箱体底部的底端辅件安装孔。

优选地，所述箱体设有减轻结构；所述减轻结构包括：左部减轻结构、右部减轻结构和/或底部减轻结构；

所述左部减轻结构包括：设置于所述箱体左部的左端减轻槽；所述右部减轻结构包括：设置于所述箱体右部的右端减轻槽；所述底部减轻结构包括：设置于所述箱体底部的底端减轻槽。

优选地，所述顶部装配结构为设置于所述箱体的顶部镂空端口的顶端装配孔；所述前部装配结构为设置于所述箱体的前部端口的前端装配孔；和/或，所述后部装配结构为设置于所述箱体的后部端口的后端装配孔。

一种燃料电池系统，包括:燃料电池箱体，所述燃料电池箱体为如上所述的燃料电池箱体结构。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的燃料电池箱体结构的制造方法中，通过挤压成型工艺制成主体桶装结构，可有效避免箱体结构六个平面的装配，减少了装配面，而且再基于箱体的密封安装结构，有利于解决箱体密封不严的问题，有助于实现了燃料电池在箱体内的密封安装，从而保证了箱体内燃料电池的防水效果。

本发明还提供了一种燃料电池箱体结构，由于采用了上述的燃料电池箱体结构的制造方法制成，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

本发明还提供了一种燃料电池系统，由于采用了上述的燃料电池箱体结构，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的燃料电池箱体结构的制造方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的主体桶装结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的箱体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的箱体与前后板、顶盖的装配示意图；

图5为本发明实施例提供的顶端密封槽的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的箱体底部的底端减轻槽的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的箱体底部的底端辅件安装孔的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的箱体左部的左端辅件安装孔的结构示意图。

其中，100为箱体，100a为主体桶装结构，110为顶部，111为顶端密封槽，112为顶端装配孔，120为前部，121为前端密封槽，122为前端装配孔，130为后部，140为左部，141为左端辅件安装孔，142为左端减轻槽，150为右部，152为右端减轻槽，160为底部，161为底端辅件安装孔，162为底端减轻槽；200为顶盖；300为前板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的燃料电池箱体结构的制造方法，如图1所示，包括：

将铝型材通过挤压成型工艺制成主体桶装结构；

将成型后的主体桶装结构通过机加工工艺加工出密封安装结构，得到箱体。

需要说明的是，在主体桶装结构100a中，其前部和后部均为开口结构，即为形成了前部端口和后部端口，其结构可以参照图2所示；另外，本方案将成型后的主体桶装结构通过机加工工艺加工出密封安装结构，以便于实现燃料电池在箱体内的密封安装。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的燃料电池箱体结构的制造方法中，通过挤压成型工艺制成主体桶装结构，可有效避免箱体结构六个平面的装配，减少了装配面，而且再基于箱体的密封安装结构，有利于解决箱体密封不严的问题，有助于实现了燃料电池在箱体内的密封安装，从而保证了箱体内燃料电池的防水效果。

在本方案中，所述将成型后的主体桶装结构通过机加工工艺加工出密封安装结构，包括：

将成型后的主体桶装结构的顶部通过机加工工艺镂空；如此设计，以便于箱体布置内部结构，及便于在箱体的顶面机加工出密封槽；

将镂空后的主体桶装结构的顶部镂空端口、前部端口和/或后部端口通过机加工工艺加工出密封槽；即为在箱体的顶面、前端面和/或后端面机加工出密封槽，由于密封槽位于单一平面上，此时采用密封条密封时可实现燃料电池箱体的完全密封，以便于达到防水等级的效果；

将加工出密封槽后的主体桶装结构的左部、右部和底部通过机加工工艺加工出辅件安装孔。即为在箱体的左端面、右端面和/或底面机加工出辅件安装孔，可使得箱体能够适应燃料电池现有辅件安装点多变的情况。本方案选用机加工的方式制出箱体100的密封槽和辅件安装孔，具有易操作和易实现的特点。当然，还可以选用数控加工的方式以实现上述目的。

本发明实施例还提供了一种燃料电池箱体结构，如图3所示，包括：采用上述制造方法制成的箱体100；

箱体100设有用于同燃料电池配合的安装结构，以便于燃料电池在箱体100内的安装；

箱体100的顶部110镂空端口设有用于同顶盖200配合的顶部装配结构；箱体100的前部120端口设有用于同前板300配合的前部装配结构；和/或，箱体100的后部130端口设有用于同后板配合的后部装配结构。由于本方案采用了上述的燃料电池箱体结构的制造方法，因此其也就具有相应的有益效果；此外，本方案再基于顶部装配结构、前部装配结构和/或后部装配结构，使得箱体100只需通过装配前后板和顶盖便可使用，以实现了燃料电池的密封，即为本方案还具有结构简单，装配方便等特点。

在本方案中，如图3所述，箱体100的顶部110镂空端口设有用于同顶盖200配合的顶部密封结构；箱体100的前部120端口设有用于同前板300配合的前部密封结构；和/或，箱体100的后部130端口设有用于同后板配合的后部密封结构。即为在箱体100上具有开口结构的三个端部(包括：顶部110、前部120和后部130)均单独设有密封结构，使得箱体100不存在多面搭接处密封的困难，从而有助于实现了箱体100的完全密封，有利于提高了箱体100的防水等级。

具体地，如图3所示，顶部密封结构包括：设置于箱体100的顶部110镂空端面的顶端密封槽111，其结构可以参照图5所示；前部密封结构包括：设置于箱体100的前部120端面的前端密封槽121；和/或，后部密封结构包括：设置于箱体100的后部130端面的后端密封槽。即为分别在箱体100的顶面、前端面和后端面上设有各自的密封槽，由于密封槽位于单一平面上，再通过密封条密封时即可实现箱体100的完全密封，使得箱体100能够达到防水等级，有助于保证燃料电池系统的防水性能。

在本方案中，电池安装结构包括：箱体100用于同燃料电池辅件配合的辅件安装结构；辅件安装结构包括：左部辅件安装结构、右部辅件安装结构和/或底部辅件安装结构。即为分别在箱体100的左部、右部和底部设有辅件安装结构，以适应燃料电池现有辅件安装孔多变的情况，有助于提升了箱体100的通用性。

具体地，左部辅件安装结构为设置于箱体100左部140的左端辅件安装孔141，如图8所示；右部辅件安装结构为设置于箱体100右部150的右端辅件安装孔；和/或，底部辅件安装结构为设置于箱体100底部160的底端辅件安装孔161，如图7所示。即为分别在箱体100的左右端面和底面机加工出辅件安装孔。在本方案中，通过机加工加工出辅件安装孔，可实现适应燃料电池现有辅件安装点多变的情况，以便可以随时换装另一种结构的辅件。当然，在本方案中，根据所装载的燃料电池辅件的结构特点设计对应的辅件安装孔，并且通过机加工加工出辅件安装孔，以实现对不同辅件的适配安装，有助于提高了箱体100的通用性。

为了进一步优化上述的技术方案，箱体100设有减轻结构；减轻结构包括：左部减轻结构、右部减轻结构和/或底部减轻结构。如此设计，以便于减轻箱体100的整体重量；

具体地，左部减轻结构包括：设置于箱体100左部140的左端减轻槽142，如图4所示；右部减轻结构包括：设置于箱体100右部150的右端减轻槽152，如图3所示；底部减轻结构包括：设置于箱体100底部160的底端减轻槽162，如图6所示。即为分别在箱体100的左端面、右端面和底面机加工出减轻槽，不仅可以实现了箱体100的轻量化，还有助于增强了箱体100的刚性。当然，本方案中的箱体100在满足燃料电池的密封要求的情况下，还可以通过增设减轻孔，以实现同样的目的。

具体地，如图3所示，顶部装配结构为设置于箱体100的顶部110镂空端口的顶端装配孔112；前部装配结构为设置于箱体100的前部120端口的前端装配孔122；和/或，后部装配结构为设置于箱体100的后部130端口的后端装配孔。为了实现了装配的紧固性，上述装配孔的数量均为多个，且沿各自端口的四周分布。进一步地，上述装配孔为螺纹孔，以便于实现箱体100的端口与前后板或顶盖的可拆卸装配。当然，本方案的装配结构还可以选用卡槽的形式，即为通过卡接的方式实现了箱体100的端口与前后板或顶盖的快速可拆卸装配。

当然，本方案中的顶端密封槽111、前端密封槽121、后端密封槽、左端减轻槽142、右端减轻槽152、底端减轻槽162、顶端装配孔112、前端装配孔122和/或后端装配孔通过机加工工艺加工而成，具有易操作和易实现的特点。

本发明实施例还提供了一种燃料电池系统，包括：燃料电池箱体，所述燃料电池箱体为如上所述的燃料电池箱体结构。由于本方案采用了上述的燃料电池箱体结构，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本发明实施例提供的铝合金挤压成型的燃料电池箱体结构，如图3所示，该结构主要通过铝合金挤压成型和局部机加工成燃料电池箱体结构；与现有的结构相比，本发明可以集成了燃料电池箱体的底面和侧面，并有顶部和前后部的框架，此结构可以将燃料电池密封槽集成在一个平面上，有利于装配箱体密封条和密封用的端板，保证箱体密封；此外改结构成型需要铝合金挤压成型，然后进行表面机加工，结构简单，易操作和实现；有效的避免了现有箱体6个平面装配，导致密封不严的问题，保证箱体内电堆的防水问题，此外可减少装配面，有助于减少人工操作；并且该箱体底部和侧面进行机加工后，集成了燃料电池系统的辅件安装点，有利于燃料电池集成，提升集成度。

本发明利用铝合金挤压技术先挤压出主体结构，其次在主体结构上进行机加工，在底面和侧面加工出辅件安装孔，集成了辅件的安装，提高集成度，而且此方式可以适应燃料电池系统辅件的不确定性能，可随时更换另一种结构的辅件；在单独密封面加工出密封槽，有利与箱体的轴向密封，使得箱体的防水等级达到IP67，保证燃料电池系统防水性能。

本发明技术方案：

本发明专利拟设计一种铝合金挤压成型+局部机加工的燃料电池箱体结构，此箱体结构上有辅件安装点、密封槽结构，通过增加前后板、顶盖装配后可实现燃料电池的密封(如图4所示)；具体实现方案如下：

1、通过铝型材挤压成型工艺，挤压成型成箱体的主体桶装结构，表面无任何特征及安装点(如图2所示)；

2、通过将箱体的顶部做镂空结构，方便箱体内部布置结构及后期在顶面做密封槽进行密封；在侧面做局部特征，以减轻整体重量，并布置安装点，便于燃料电池辅件的安装，提高集成度；在箱体的底面做燃料电池辅件的安装点，便于燃料电池辅件安装，提高集成度，同时增加局部特征也实现了箱体的轻量化(如图6所示)；

3、在箱体的前、后、顶部面上机加工出密封槽，由于密封槽位于单一平面上，此时采用密封条密封时可实现燃料电池箱体的完全密封，并达到防水等级。

本发明的优点：

本发明专利由于其铝合金挤压成型+机加工方式成型箱体，可以实现密封结构在同一平面上，有利于保证燃料电池箱体的密封，同时通过机加工燃料电池辅件安装点，可实现燃料电池现有辅件安装点多变的状态，同时能实现轻量化并有助于燃料电池系统的集成度提升。

本发明的关键创新点：

1、现有燃料电池箱体结构多为六块面装配结构，在三面搭接处密封困难；本专利挤压成型方案结构中不存在三面搭接，密封面在单一平面上，密封方式简单，能达到燃料电池的密封等级；

2、现有铸造件的成型后结构固定，不能适应现有燃料电池辅件多变情况；本专利可通过机加工的形式实现不同辅件的不同安装点，对系统结构适应性强；

3、本发明提供的箱体结构，只需要增加前后端板和顶盖便可使用，结构简单，装配方便。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。