CN103633359A - 一种燃料电池电堆组装方法 - Google Patents

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侯中军
刘雪婷
王红梅
窦永香
赵帅
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Abstract

一种燃料电池电堆的组装方法，包括将电堆组装外定位工装固定在施压装置上，将电堆组件按次序放入外定位工装内堆叠，施压装置向堆叠在外定位工装内的电堆组件施压至设定压力值，在压力值下将集成封装侧板分别紧固在电堆四周封装，撤掉施压装置的压力和外定位工装，取出封装完的电堆，组装完成。有益效果是；只需简单操作即可完成很大组装力电堆的组装，可显著提高电堆的组装效率；外定位可保证电堆组件的对正，利于保证电堆质量；电堆四周封装板在承受电堆组装力时不易变形，有利于保证电堆组装后的紧固力复合设计值；封装板沿电堆四周施加组装力，相对于螺杆或捆绑带等，更利于组装力的均匀分配。

Description

一种燃料电池电堆组装方法
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池电堆的组装方法。
背景技术
现有技术中，燃料电池电堆组装方法通常都是加压后紧固。一般是将端板、集流板及多节单池压紧后，通过超声微波直接焊接在一起。其不足是：1）电堆发生故障时只能破坏封装，不具有维修的便利性，而且增加成本；2）电堆内部部件老化或电堆运行条件变化等引起组装力下降时，没有改善手段，电堆寿命难以保证。
提供一种切实可行的高效、精确的燃料电池电堆的组装方式，是电堆组装急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池电堆的组装方法，以提高组装效率和精度。
本发明的技术方案是：一种燃料电池电堆的组装方法，包括在施压装置上组装燃料电池电堆，其特征在于：所述在施压装置上组装燃料电池电堆包括以下步骤：
1）将仅在电堆四角处设置定位限制、电堆四面裸露的电堆组装外定位工装固定在施压装置上，位于施压装置的压机下板和压机上板之间；
2）将电堆下端板、下集流板、组堆单电池、上集流板和电堆上端板按次序放入外定位工装内堆叠，被外定位工装精确定位；
3）施压装置向堆叠在外定位工装内的电堆下端板、下集流板、组堆单电池、上集流板和电堆上端板施压至设定压力值并保持压力；
4）在保持的设定压力值下撤掉电堆组装外定位工装；
5）在保持的设定压力值下将集成封装侧板紧固在电堆下端板和电堆上端板上，将电堆四周封装；
6）撤掉施压装置的压力，取出封装完的燃料电池电堆，组装完成。
本发明的所述一种燃料电池电堆的组装方法，其特征在于：所述施压装置是万能试验机或油压机。
本发明的所述一种燃料电池电堆的组装方法，其特征在于：所述仅在电堆四角处设置定位限制、电堆四面裸露的电堆组装外定位工装有四根立柱组成，立柱的相对的内角具有与集流板和单电池四角完全相同的形状，四根立柱之间在长度方向和宽度方向的距离与集流板和单电池的长宽相等。
本发明的有益效果是；
1、只需简单操作即可完成很大组装力电堆的组装工作，可显著提高电堆的组装效率；
2、在对电堆施加紧固力的过程中外定位可保证电堆部件，包括各单池间的对正，利于保证电堆质量；
3、利用电堆四周封装板承受电堆组装力，总体受力截面较捆绑带或螺杆都有很大幅度提升，不易变形，有利于保证电堆组装后的紧固力符合并维持在设计值；
4、封装板沿电堆四周施加组装力，相对于螺杆或捆绑带等，更利于组装力的均匀分配。
附图说明
图1为电堆组装示意图-未加压力前状态
图2为电堆组装示意图-加压力后状态
图3为组装完成的燃料电池电堆示意图
图中，1.压机上板；2.外定位工装；3.燃料电池电堆；4.压机下板。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例是组装100节单电池的电堆。
首先在DWD150型万能试验机固定的下板上，将外定位工装2固定；将电堆下端板、下集流板、100节单池、上集流板、上端板等按次序放入外定位工装2内整齐堆叠；通过万能试验机对电堆施加组装力到设定值50kN；撤掉外定位工装2，将2mm厚304SS集成封装侧板分别通过螺丝紧固在电堆端板四周；缓慢撤掉万能试验机附加的电堆组装力，直至显示压力为0，取出燃料电池电堆3，组装完成。

Claims (3)

1.一种燃料电池电堆的组装方法，包括在施压装置上组装燃料电池电堆，其特征在于：所述在施压装置上组装燃料电池电堆包括以下步骤：
1）将仅在电堆四角处设置定位限制、电堆四面裸露的外定位工装（2）固定在施压装置上，位于施压装置的压机下板（4）和压机上板（1）之间；
2）将电堆下端板、下集流板、组堆单电池、上集流板和电堆上端板按次序放入外定位工装（2）内堆叠，外定位工装精确定位；
3）施压装置向堆叠在外定位工装（2）内的电堆下端板、下集流板、组堆单电池、上集流板和电堆上端板施压至设定压力值并保持压力；
4）在保持的设定压力值下撤出外定位工装（2）；
5）在保持的设定压力值下将集成封装侧板紧固在电堆下端板和电堆上端板上，将电堆四周封装；
6）撤掉施压装置的压力，取出封装完的燃料电池电堆（3），组装完成。
2.根据权利要求1所述一种燃料电池电堆的组装方法，其特征在于：所述施压装置是万能试验机或油压机。
3.根据权利要求1所述一种燃料电池电堆的组装方法，其特征在于：所述仅在电堆四角处设置定位限制、电堆四面裸露的电堆组装外定位工装由四根立柱组成，立柱的相对的内角具有与集流板和单电池四角完全相同的形状，四根立柱之间在长度方向和宽度方向的距离与集流板和单电池的长宽相等。
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