[实用新型]一种基于变厚度梯度零泊松比材料的氢氧燃料电池箱

说明书

本实用新型公开了一种基于变厚度梯度零泊松比材料的氢氧燃料电池箱，属于新能源汽车领域，将氢氧燃料电池的整体结构放入一个含有零泊松比填充的箱体外壳中，从而减轻了了氢气瓶以及电池反应部分在汽车遇到剧烈碰撞时对其造成的损害，提高了氢氧燃料电池整体的安全性，保障了汽车的稳定行驶。本实用新型包括：保护箱和电池组；所述保护箱包括：上盖板、箱体以及箱体底板，电池整体放置于箱体内，箱体内部填充零泊松比三维结构材料，所述零泊松比三维结构材料通过零泊松比三维结构材料的元胞厚度t的变化来设计厚度梯度，通过将两个所述元胞十字交叉形成零泊松比填充的最基本三维结构单元，再通过所述三维结构单元在X和Y两个方向上的阵列来组成零泊松比材料三维结构。

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，尤其涉及一种基于变厚度梯度零泊松比材料的氢氧燃料电池箱。

背景技术

随着工业技术的不断进步与发展，越来越多的汽车开始采用新兴能源来代替传统的燃油，大部分通过电池来作为汽车的动力源，其中氢氧燃料电池由于其在燃料上能够实现对燃油的完全替代、能量转换效率高、零排放、燃料来源多样且可灵活取自于可再生能源等优势，被认为是实现未来汽车工业可持续发展的重要方向之一，也是解决全球能源与环境的理想方案之一。

氢氧燃料电池的工作原理为：工作时向负极供给氢，向正极供给氧气。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子通过质子交换膜抵达正极，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同通过质子交换膜抵达正极的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。

现有的氢氧燃料电池最大的问题在于其安全性问题。氢气极为活泼，一旦高压储氢装置遇到剧烈碰撞可能会导致氢气泄漏甚至爆炸，这也是氢氧燃料电池一个极大的安全隐患。现有的对于氢氧燃料电池的保护措施主要在于针对氢气瓶的保护，主要是从氢气瓶壁入手，通过材料和结构上的加强。然而，在面对剧烈的碰撞时，氢气瓶仍有泄露的危险,而且电池的其他部分得不到很好的保护，在剧烈碰撞下遭到损坏也会影响电池的工作与寿命。

发明内容

本发明提供一种基于变厚度梯度零泊松比材料的氢氧燃料电池箱，将氢氧燃料电池的整体结构放入一个含有零泊松比填充的箱体外壳中，从而减轻了了氢气瓶以及电池反应部分在汽车遇到剧烈碰撞时对其造成的损害，提高了氢氧燃料电池整体的安全性，保障了汽车的稳定行驶。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于变厚度梯度零泊松比材料的氢氧燃料电池箱，包括：包括：保护箱和电池组；所述保护箱包括：上盖板1、箱体2以及箱体底板7，上盖板1上设计有电线孔20，从而能使接在箱体内部电池部电池正电极30和负电极22上的电线与箱体外负载相连接上盖板1上设置电线孔20的一侧设置有针对正、负两片电极位置的卡槽b26；箱体底板7上的一侧设计有放置氢气瓶4的凹槽13和放置泵体14的泵槽10，箱体底板7上的另一侧设计有针对正、负两片电极位置的卡槽a25，竖直挡板21与负电极22之间形成氢气室，用来存放还未反应的氢气，竖直挡板21上开有气孔11，气孔11与泵体14相连，泵体14用以循环每次反应剩余的氢气，两片催化剂层铂23紧贴负电极22和正电极30，两片催化剂层铂23之间为质子交换层24，负电极22、正电极30与催化剂层铂23、催化剂层铂23和质子交换层24之间通过焊接连接之间焊接在一起，整体固定于上盖板1和底板7上的卡槽a25和卡槽b26内；箱体2内壁和正电极30之间形成氧气室，箱体2内壁靠近正电极的一侧开设氧气孔28，箱体2四周侧壁内部为中空设计，在内部填充有零泊松比三维结构材料，所述零泊松比三维结构材料通过零泊松比三维结构材料的元胞厚度t的变化来设计厚度梯度，通过将两个所述元胞十字交叉形成零泊松比填充的最基本三维结构单元，再通过所述三维结构单元在X和Y两个方向上的阵列来组成零泊松比材料的总体三维结构。