CN105226317B - 燃料电池组装方法和燃料电池组装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃料电池组装方法和燃料电池组装设备。燃料电池组装设备(1)包括：拉伸载荷施加装置(13)，其拉动联接板(12)以向联接板(12)施加拉伸载荷，联接板的第一端部(12a)被固定至第一端板(10)，拉伸载荷施加装置(13)被临时地固定至联接板(12)的第二端部(12b)；压缩载荷施加装置(14)，其向燃料电池的电池组(60)施加压缩载荷；和固定装置(15)，其将施加有拉伸载荷的联接板(12)的第二端部(12b)和第二端板(11)彼此固定。通过使用响应于由压缩载荷施加装置(14)施加至电池组(60)的压缩载荷产生的反作用力，拉伸载荷施加装置(13)将拉伸载荷施加至联接板(12)。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料电池组装方法和一种燃料电池组装设备。
背景技术
在燃料电池中，将作为堆叠在彼此之上的多个电池的电池组以压缩状态夹持在端板之间，该端板被分别布置在电池组在电池堆叠方向上的相对端处，并且端板通过拉伸板彼此联接。
日本专利申请公开No.2010-061965(JP 2010-061965 A)描述了一种组装上述燃料电池的方法实例。根据JP 2010-061965 A，提前将一个端板固定至拉伸板。然后，在向电池组施加压缩载荷的同时，测量该压缩载荷。当压缩载荷达到规定值时，将另一端板固定至拉伸板。
然而，根据上述燃料电池组装方法，仅在拉伸板和端板固定在一起之后，才将作为压缩载荷的反作用力的拉伸载荷施加至拉伸板和端板。因此，拉伸板和端板可能在拉伸板和端板固定在一起之后延伸和变型，并且因而电池组可能松动，从而导致作用在电池组上的压缩载荷减小。例如，作用在电池组上的压缩载荷减小可能导致燃料气体渗漏以及氧化气体流径电池组。
发明内容
本发明在联接构件和端板被固定在一起后，抑制联接构件诸如拉伸板和端板的变形，由此抑制作用在燃料电池的电池组上的压缩载荷的减小。
本发明的第一方面涉及一种燃料电池组装方法。根据该燃料电池组装方法，在将规定拉伸载荷施加至联接构件并且将规定压缩载荷施加至燃料电池的电池组的状态下，联接构件的第二端部被固定至第二端板，其中所述联接构件的第一端部被固定至第一端板。
联接构件在拉伸载荷被施加到该联接构件的状态下被固定至第二端板。因而，能够在联接构件和端板被固定在一起后抑制联接构件和端板的变形，由此抑制作用在燃料电池的电池组上的压缩载荷的减小。
在根据第一方面的燃料电池组装方法中，可通过使用作用在电池组上的压缩载荷的反作用力，来将拉伸载荷施加到联接构件。
本发明的第二方面涉及一种燃料电池组装设备，该燃料电池组装设备包括：拉伸载荷施加装置，该拉伸载荷施加装置拉动联接构件以向联接构件施加拉伸载荷，联接构件的第一端部固定至第一端板，拉伸载荷施加装置被临时地固定至联接构件的第二端部；压缩载荷施加装置，该压缩载荷施加装置向燃料电池的电池组施加压缩载荷；和固定装置，该固定装置将施加有拉伸载荷的联接构件的第二端部和第二端板彼此固定。通过使用响应于由所述压缩载荷施加装置施加至所述电池组的所述压缩载荷产生的反作用力，所述拉伸载荷施加装置将所述拉伸载荷施加至所述联接构件。
联接构件在拉伸载荷被施加到联接构件的状态下被固定至第二端板。因而，能够在联接构件和端板被固定在一起后抑制联接构件和端板的变形，由此抑制作用在燃料电池的电池组上的压缩载荷的减小。
根据本发明，能够在联接构件和端板被固定在一起后抑制联接构件和端板的变形，由此抑制作用在燃料电池的电池组上的压缩载荷的减小。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的例证性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同标识符指示相同元件，并且其中：
图1是根据本发明实施例的燃料电池组装设备的侧视图；
图2是图1中所示的燃料电池组装设备的平面图；
图3是图示联接板被固定至第一端板的状态的透视图；
图4是图示电池组和第二端板布置在联接板之间的状态的视图；
图5是图示悬置式侧布置组引导器构造的视图；
图6是图示电池组被压缩的状态的视图；
图7是图示由型锻装置执行型锻的状态的视图；
图8是图示已组装的燃料电池的视图；
图9是图示根据本发明另一实施例的燃料电池组装设备的侧视图，其中臂部具有孔并且联接板具有钩；并且
图10是图示根据本发明另一实施例的联接板的构造的视图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本发明的实例实施例。除非另外指出，否则位置关系，诸如上、下、右和左都基于图中所示的位置关系。尺寸比例不限于图中所示的尺寸比例。下文实施例仅用于图示，并且无意在任何方面限制本发明。可以通过本发明范围内的各种其它实施方式来实施本发明。
图1是图示根据本发明实施例的燃料电池组装设备1的示意性构造的侧视图。图2是燃料电池组装设备1的顶视图。
燃料电池组装设备1包括拉伸载荷施加装置13、压缩载荷施加装置14和固定装置15(图7中所示)。拉伸载荷施加装置13被临时地固定至上联接板12和下联接板12的端部12b，上联接板12和下联接板12的端部12a被固定至第一端板10。联接板12可用作联接构件。应明白，在下文说明中，将每个联接板12的端部12a都称为第一端部12a，并且将每个联接板12的端部12b都称为第二端部12b。拉伸载荷施加装置13拉动联接板12以向联接板12施加拉伸载荷。压缩载荷施加装置14向燃料电池的电池组60施加压缩载荷。固定装置15将施加有拉伸载荷的联接板12的第二端部12b和第二端板11彼此固定。
联接板12将第一端板10和第二端板11彼此联接。每个联接板12都为矩形板的形式，并且联接板12的第一端部12a被分别固定至第一端板10的上部和下部。如图2和图3中所示，每个联接板12的第一端部12a都设有环状部21，固定销20穿过该环状部21。环状部21被以规定间距布置在联接板12的宽度方向(图3中的方向A)上。固定销20穿过的环状部22被形成在第一端板10的上端表面和下端表面中的每个表面上。环状部21和环状部22被布置在环状部21和环状部22彼此不干涉的位置处。例如，环状部21和环状部22被交替地布置在宽度方向(图3中的方向A)上。通过使固定销20穿过环状部21和环状部22，每个联接板12的第一端部12a都被固定至第一端板10。因此，彼此平行的两个联接板12在一个方向(图2和图3中的方向B)上从第一端板10的上部和下部水平地延伸。每个联接板12的第二端部12b都具有孔23，下文所述的钩32被接合在该孔23中。例如，联接板12由高拉伸钢板制成。
如图1和图2中所示，拉伸载荷施加装置13包括例如具有矩形形状的基部30，以及从基部30的上部和下部在一个方向(方向B)上延伸的多个臂部31。每个臂部31例如都为细长板的形式，并且具有钩32，该钩32被接合在联接板12的孔23中的对应的一个孔23中。钩32被形成在每个臂部31的远端的内侧上。上联接板12和下联接板12每个都具有三个臂部31。基部20例如由铝制成，并且臂部31例如由不锈钢制成。
压缩载荷施加装置14包括操作杆50和挤压部51。操作杆50在一个方向(方向B)上穿过拉伸载荷施加装置13的基部30的中央。操作杆能够在一个方向(方向B)上往复移动。挤压部51被设置在操作杆50的远端处，并且挤压第二端板11。挤压部51例如具有矩形棱柱形状。挤压部51的纵向方向垂直于臂部31，并且与水平方向一致。操作杆50具有螺纹表面并且被拧入基部30的螺纹孔中，以便被结合至基部30。作为替换，可通过使用液压缸、伺服压力致动器等等将操作杆50和基部30结合在一起。操作杆50例如由铬钼钢制成，并且挤压部51例如由铝制成。
每个固定装置15例如都为图7中所示的型锻装置。固定装置15在其厚度方向上向内型锻联接板12，由此将联接板12固定至第二端板11。
然后，将提供对使用了上述组装设备1的燃料电池组装方法的一个实例的说明。首先，如图2和图3中所示，固定销20穿过环状部21、22，以便将联接板12的第一端部12a固定至第一端板10。然后，如图4中所示，将由多个电池形成的电池组60和第二端板11布置在上联接板12和下联接板12之间。此时，电池组60、第一端板10和第二端板11由悬置式侧布置组引导器70(支撑部)支撑在一起。悬置式侧布置组引导器70例如在图5中所示的电池堆叠方向上穿过电池组60的右端部和左端部。通过这种方式，悬置式侧布置堆引导器70以如下方式支撑电池组60，即如图5中所示，电池组60被悬置式侧布置组引导器70悬置。
然后，拉伸载荷施加装置13被附接至联接板12。具体地，处于拉伸载荷施加装置13的臂部31的远端处的钩32被接合在处于联接板12的第二端部12b处的孔23中。结果，臂部31被临时地固定至联接板12的第二端部12b。
然后，如图6中所示，移动压缩载荷施加装置14的操作杆50，以利用挤压部51将第二端板11朝着电池组60和第一端板10挤压。因此，电池组60被压缩，使得向电池组60施加规定的压缩载荷。此时，由于压缩载荷的反作用力，在与压缩方向相反的方向上拉动臂部31。结果，向联接板12施加拉伸载荷。
然后，如图7中所示，在向电池组60施加压缩载荷同时向联接板12施加拉伸载荷的状态下，通过固定装置15将联接板12的第二端板12b固定至第二端板11。此时，联接板12的第二端板12b被固定装置15向内型锻，在本实施例中，固定装置15为型锻装置。
然后，如图8中所示，从联接板12移除拉伸载荷施加装置13、压缩载荷施加装置14和固定装置15，从而完成组装燃料电池的过程。
根据本实施例，在向联接板12施加规定拉伸载荷并且向由多个电池形成的电池组60施加规定压缩载荷的状态下，将联接板12的第二端部12b固定至第二端板11，其中联接板12的第一端部12a被固定至第一端板10。因而，在端板10、11和联接板12被固定在一起之前，提前向联接板12施加拉伸载荷。结果，能够抑制可能在联接板12和端板10、11被固定在一起之后导致的联接板12和端板10、11的变形，由此抑制作用在电池组60上的压缩载荷的减小。由于抑制了作用在电池组60上的压缩载荷的减小，所以使作用在电池组60上的压缩载荷更接近设计值。因而，易于将燃料电池组装载荷的精确性保持在令人满意的水平。此外，联接板12和端板10、11不需要由昂贵的难以变形的材料制成。这使得能够降低成本并且提高选择材料时的自由度。
通过使用由压缩载荷施加装置14向电池组60施加压缩载荷时作用在电池组60上的反作用力，拉伸载荷施加装置13将拉伸载荷施加至联接板12。因而，简化和缩小了燃料电池组装设备，从而成本降低。
虽然已经在上文中参考附图描述了本发明的一个实例实施例，但是本发明不限于上述实施例。
例如，在上述实施例中，拉伸载荷施加装置13的臂部31具有钩32，并且联接板12具有孔23。作为替换，如图9中所示，臂部31可具有孔30，并且联接板12可具有向外突出的钩81。
在上述实施例中，通过型锻仅实现联接板12的第二端部12b和第二端板11的固定。另外，可通过型锻实现联接板12的第一端部12a和第一端板10的固定。在该情况下，结构上简化了联接板12和第一端板10的结合，从而成本降低。可根据另一方法将联接板12和第一端板10固定在一起。
联接板12可具有另一构造。例如，如图10中所示，每个联接板12都可具有冲孔部90。在该情况下，联接板12的重量降低。
拉伸载荷施加装置13可具有通过通常使用的技术实现的另一构造，只要拉伸载荷施加装置13能够向联接板12施加拉伸载荷即可。同样地，压缩载荷施加装置14可具有通过通常使用的技术实现的另一构造，只要压缩载荷施加装置14能够向电池组60施加压缩载荷即可。每个固定装置15都不限于型锻装置，并且可通过使用螺钉、销等等的另一种方法而将联接板12和第一端板10与第二端板11固定在一起。
本发明抑制了联接构件和端板的变形，由此抑制了作用在燃料电池的电池组上的压缩载荷的减小。
Claims (3)
1.一种燃料电池组装方法，包括：
将联接构件(12)的第一端部(12a)固定至第一端板(10)；
将拉伸载荷施加装置(13)临时地固定至所述联接构件(12)的第二端部(12b)；
在将规定拉伸载荷施加到所述联接构件(12)并且将规定压缩载荷施加到燃料电池的电池组(60)的状态下，利用固定装置(15)将所述联接构件(12)的第二端部(12b)固定至第二端板(11)；以及
从所述联接构件(12)的第二端部(12b)移除所述拉伸载荷施加装置(13)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池组装方法，其中，通过使用作用在所述电池组(60)上的所述压缩载荷的反作用力，将所述拉伸载荷施加至所述联接构件(12)。
3.一种燃料电池组装设备，包括：
拉伸载荷施加装置(13)，所述拉伸载荷施加装置(13)拉动联接构件(12)以向所述联接构件(12)施加拉伸载荷，所述联接构件(12)的第一端部(12a)被固定至第一端板(10)，所述拉伸载荷施加装置(13)被临时地固定至所述联接构件(12)的第二端部(12b)；
压缩载荷施加装置(14)，所述压缩载荷施加装置(14)向燃料电池的电池组(60)施加压缩载荷；和
固定装置(15)，所述固定装置(15)将施加有所述拉伸载荷的所述联接构件(12)的所述第二端部(12b)和第二端板(11)彼此固定，
其中，通过使用响应于由所述压缩载荷施加装置(14)施加至所述电池组(60)的所述压缩载荷产生的反作用力，所述拉伸载荷施加装置(13)将所述拉伸载荷施加至所述联接构件(12)。
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