CN108711635A - 燃料电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料电池模组，包括电池软包、第一端板及第二端板；第一端板包括第一端板本体及自第一端板本体延伸的第一加固部，第一端板本体朝向电池软包的一侧内设有若干的第一横向肋条、第一纵向肋条、第一斜向肋条及第二斜向肋条，第一横向肋条、第一纵向肋条、第一斜向肋条、第二斜向肋条形成交错连接且将第一端板本体的内腔分隔成若干空腔；第一加固部位于第一端板本体背向电池软包的一侧。上述的燃料电池模组的结构简单，通过设有第一端板及第二端板，第一端板既具有轻量化结构设置，又具有较高的能力密度，可以抵御端板加工的变形，提高端板的平整度及强度，使燃料电池模组重量减轻，满足使用在无人机上的要求。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种用于安装在无人机上的燃料电池模组。
背景技术
燃料电池包括阳极双极板、阴极双极板、安装在两双极板之间的膜电极及端板。端板为燃料电池上的重要零件，用于固定与支撑整套燃料电池的双极板与膜电极等重要零件，因此要求端板具有较高的机械强度与平整度，并且易于生产，重量轻及绝缘。
市场上众多的燃料电池多用铝合金材料来加工端板，铝合金端板存在如下问题：一、使用的铝合金端板原材料的成本高，加工工艺复杂，原材料浪费严重；二，由于无人机产品的特殊性，每个零件的重量要比较轻，所以用于无人机上的燃料电池也需要较轻；三、铝合金具有导电特性，为了避免电堆短路，需要对燃料电池的铝合金端板做绝缘处理。
发明内容
基于此，有必要针对目前传统技术存在的问题，提供一种用于安装在无人机上的燃料电池模组，其加工工艺简单，加工成本低，重量轻，满足使用在无人机上的要求。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃料电池模组，包括电池软包、安装在所述电池软包的端部的第一端板及第二端板；所述第一端板包括第一端板本体及自所述第一端板本体延伸的第一加固部，所述第一端板本体朝向所述电池软包的一侧内设有若干的第一横向肋条、第一纵向肋条、第一斜向肋条及第二斜向肋条，所述第一横向肋条、第一纵向肋条、第一斜向肋条、第二斜向肋条形成交错连接且将所述第一端板本体的内腔分隔成若干空腔；所述第一加固部位于所述第一端板本体背向所述电池软包的一侧。
上述的燃料电池模组的结构简单，通过设有第一端板及第二端板，第一端板既具有轻量化结构设置，又具有较高的能力密度，可以抵御端板加工的变形，提高端板的平整度及强度，使燃料电池模组重量减轻，满足使用在无人机上的要求。
在其中一个实施例中，所述第一横向肋条的两端部分别与所述第一端板本体的内端连接，所述第一纵向肋条的两端部分别与所述第一端板本体的内侧连接，各所述第一斜向肋条分别与所述第一横向肋条、第一纵向肋条、第二斜向肋条连接且形成V字型设置，所述第二斜向肋条与所述第一斜向肋条呈交叉设置。
在其中一个实施例中，所述第一加固部上设有若干的第二横向肋条、第二纵向肋条、第三斜向肋条及第四斜向肋条，所述第三斜向肋条与所述第四斜向肋条呈交叉设置，所述第二横向肋条与所述第二纵向肋条形成网状设置。
在其中一个实施例中，所述第一端板还包括自所述第一端板本体延伸的进气连接部及出气连接部，所述进气连接部上安装有进气气嘴，所述进气气嘴与电池软包连通；所述出气连接部上安装有出气气嘴，所述出气气嘴与所述电池软包连通。
在其中一个实施例中，所述第二端板包括第二端板本体及自所述第二端板本体延伸的第二加固部，所述第二端板本体的内部结构与所述第一端板本体的内部结构相同，所述第二加固部的结构与所述第一加固部的结构相同。
在其中一个实施例中，所述第一端板本体的壁厚为2.5mm～3mm；所述第二端板本体的壁厚为2.5mm～3mm。
在其中一个实施例中，所述电池软包包括主体部、自所述主体部延伸的进气部及排气部，所述进气部、所述排气部分别位于所述主体部的相对两侧，所述进气部与所述排气部呈错位设置。
在其中一个实施例中，所述电池软包由双极板与膜电极交替叠加而成。
在其中一个实施例中，所述第一端板的材料为玻纤尼龙材料；所述第二端板的材料为玻纤尼龙材料。
在其中一个实施例中，所述燃料电池模组还包括连接所述第一端板及第二端板的若干连接杆，所述连接杆用于将所述电池软包锁紧在所述第一端板、第二端板之间，所述连接杆与所述电池软包之间具有间隙，所述间隙为1～30mm。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的燃料电池模组的立体示意图；
图2为图1所示的燃料电池模组的侧视图；
图3为图1所示的第一端板的正视图；
图4为图3所示的第一端板的后视图；
图5为图1所示的第二端板的正视图；
图6为图5所示的第二端板的后视图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1至图6，为本发明一较佳实施例的燃料电池模组，用于安装在一无人机上，该燃料电池模组100包括电池软包10、安装在电池软包10的端部的第一端板20、第二端板30及连接第一端板20及第二端板30的若干连接杆40。
电池软包10为整个燃料电池的核心反应部件，用于提供电流。该电池软包10包括主体部11、自主体部11延伸的进气部12及排气部13，进气部12、排气部13分别位于主体部11的相对两侧，进气部12与排气部13呈错位设置，进一步的，进气部12靠近主体部11的底端设置，排气部13位于主体部11的顶端设置，便于氢气的进入与排出。可选的，电池软包10由双极板与膜电极交替叠加而成，双极板与第一端板20、第二端板30均呈平行设置，使端板夹持双极板与膜电极时更加紧凑。在其中一实施例中，双极板为石墨双极板，具体的，石墨双极板由质量比为1:3:5的碳纤维、酚醛树脂、石墨通过热模压成型所得。
请再次参阅图2至图4，第一端板20与第二端板30配合以用于夹紧电池软包10，以使电池软包10的双极板与膜电极连接更加紧密。该第一端板20包括第一端板本体21、自第一端板本体21延伸的进气连接部22、出气连接部23及第一加固部24。
第一端板本体21大致呈长方状设置，第一端板本体21朝向电池软包10的一侧内设有若干的第一横向肋条210、第一纵向肋条211、第一斜向肋条212及第二斜向肋条213，第一斜向肋条212与第二斜向肋条213的倾斜方向不同，第一横向肋条210、第一纵向肋条211、第一斜向肋条212、第二斜向肋条213形成交错连接且将第一端板本体21的内腔分隔成若干空腔，以使第一端板本体21既具有轻量化结构设置，又具有较高的能力密度，以支撑电池软包10的重量，并且可以抵御端板加工的变形，提高端板的平整度及强度，还可以给电池软包10通风散热。具体的，第一横向肋条210的两端部分别与第一端板本体21的内端连接，第一纵向肋条211的两端部分别与第一端板本体21的内侧连接，各第一斜向肋条212分别与第一横向肋条210、第一纵向肋条211、第二斜向肋条213连接且形成V字型设置，第二斜向肋条213与第一斜向肋条212呈交叉设置。
第一端板本体21内还设有若干安装孔219，各安装孔219分别位于第一端板本体21两侧的第一横向肋条210、中部的第一横向肋条210上，用于安装连接杆40，可理解的，各安装孔219分别对称安装在第一端板本体21内，以使各连接杆40呈平行设置。在其中一实施例中，第一端板本体21的底端还设有若干固定柱218，固定柱218呈间隔设置。
进气连接部22、出气连接部23分别位于第一端板本体21的相对两侧，进气连接部22与出气连接部23呈错位设置，进一步的，进气连接部22靠近第一端板本体21的底端设置，出气连接部23靠近第一端板本体21的顶端设置。进气连接部22上安装有进气气嘴220，进气气嘴220与电池软包10的进气部12连通。出气连接部23上安装有出气气嘴230，出气气嘴230与电池软包10的排气部13连通。
第一加固部24位于第一端板本体21背向电池软包10的一侧，第一加固部24上设有若干的第二横向肋条241、第二纵向肋条242、第三斜向肋条243及第四斜向肋条244，第三斜向肋条243与第四斜向肋条244的倾斜方向不同，第三斜向肋条243与第四斜向肋条244呈交叉设置，第二横向肋条241与第二纵向肋条242形成网状设置，以加强第一端板本体21的强度，防止第一端板20安装后发生变形。
可选的，第一端板20上还包括自第一端板本体21延伸的挂耳29，该挂耳29用于将燃料电池模组100安装在无人机上。
在另一实施例中，第一端板20由质量比为5：4的尼龙、玻纤通过注塑工艺加工而成，由于铝合金密度约2.7g/cm3，尼龙玻纤端板的密度约1.2g/cm3左右，不足铝合金的一半，成品端板重量可以降低约240g，使每个燃料电池模组100减重480g，极大的减轻了无人机的重量，提高无人机性能。第一端板20在注塑过程中，将气嘴预埋在端板内，使气嘴与端板之间的密封性好，并且成本低，简化了生产工艺。在其中一实施例中，第一端板本体21的壁厚为2.5mm～3mm，在该壁厚的范围内，端板的强度与注塑后产生的收缩变形会在一个相对平衡的区间，避免冷却后端部发生翘曲变形。优选的，第一端板本体21的壁厚为3mm。
请再次参阅图5和图6，第二端板30包括第二端板本体31及自第二端板本体31延伸的第二加固部32，第二端板本体31的内部结构与第一端板本体21的内部结构相同，第二加固部32的结构与第一加固部24的结构相同。在其中一实施例中，第二端板30由质量比为5：4的尼龙、玻纤通过注塑工艺加工而成，第二端板本体31的壁厚为2.5mm～3mm，在该壁厚的范围内，端板的强度与注塑后产生的收缩变形会在一个相对平衡的区间，避免冷却后端部发生翘曲变形。优选的，第二端板本体31的壁厚为3mm。
连接杆40穿设于第一端板本体21的安装孔219、第二端板本体31上，用于将电池软包10锁紧在第一端板20、第二端板30之间并保持贴合状态，各连接杆40呈平行设置，以防止端板发生翘曲变形，连接杆40与电池软包10之间具有间隙，避免连接杆40与电池软包10接触，将电池软包10内的电荷从连接杆40上导出。在其中一实施例中，该连接杆40与电池软包10之间的间隙为1～30mm。可选的，连接杆40为螺杆。
上述的燃料电池模组100的结构简单，通过设有第一端板20及第二端板30，第一端板20既具有轻量化结构设置，又具有较高的能力密度，可以抵御端板加工的变形，提高端板的平整度及强度，使燃料电池模组100重量减轻，满足使用在无人机上的要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种燃料电池模组，其特征在于，包括电池软包、安装在所述电池软包的端部的第一端板及第二端板，所述第一端板包括第一端板本体及自所述第一端板本体延伸的第一加固部，所述第一端板本体朝向所述电池软包的一侧内设有若干的第一横向肋条、第一纵向肋条、第一斜向肋条及第二斜向肋条，所述第一横向肋条、第一纵向肋条、第一斜向肋条、第二斜向肋条形成交错连接且将所述第一端板本体的内腔分隔成若干空腔；所述第一加固部位于所述第一端板本体背向所述电池软包的一侧。
2.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述第一横向肋条的两端部分别与所述第一端板本体的内端连接，所述第一纵向肋条的两端部分别与所述第一端板本体的内侧连接，各所述第一斜向肋条分别与所述第一横向肋条、第一纵向肋条、第二斜向肋条连接且形成V字型设置，所述第二斜向肋条与所述第一斜向肋条呈交叉设置。
3.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述第一加固部上设有若干的第二横向肋条、第二纵向肋条、第三斜向肋条及第四斜向肋条，所述第三斜向肋条与所述第四斜向肋条呈交叉设置，所述第二横向肋条与所述第二纵向肋条形成网状设置。
4.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述第一端板还包括自所述第一端板本体延伸的进气连接部及出气连接部，所述进气连接部上安装有进气气嘴，所述进气气嘴与电池软包连通；所述出气连接部上安装有出气气嘴，所述出气气嘴与所述电池软包连通。
5.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述第二端板包括第二端板本体及自所述第二端板本体延伸的第二加固部，所述第二端板本体的内部结构与所述第一端板本体的内部结构相同，所述第二加固部的结构与所述第一加固部的结构相同。
6.根据权利要求5所述的燃料电池模组，其特征在于，所述第一端板本体的壁厚为2.5mm～3mm；所述第二端板本体的壁厚为2.5mm～3mm。
7.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述电池软包包括主体部、自所述主体部延伸的进气部及排气部，所述进气部、所述排气部分别位于所述主体部的相对两侧，所述进气部与所述排气部呈错位设置。
8.根据权利要求7所述的燃料电池模组，其特征在于，所述电池软包由双极板与膜电极交替叠加而成。
9.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述第一端板的材料为玻纤尼龙材料；所述第二端板的材料为玻纤尼龙材料。
10.根据权利要求1至9任一项中所述的燃料电池模组，其特征在于，所述燃料电池模组还包括连接所述第一端板及第二端板的若干连接杆，所述连接杆用于将所述电池软包锁紧在所述第一端板、第二端板之间，所述连接杆与所述电池软包之间具有间隙，所述间隙为1～30mm。
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