CN108923057A - 一种燃料电池电堆预组装方法 - Google Patents

一种燃料电池电堆预组装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域,公开了一种燃料电池电堆预组装方法,包括:形成负极端板组件;形成正极端板组件;组装负极端板组件、正极端板组件和燃料电池组件,以形成燃料电池电堆雏形;在燃料电池电堆雏形中的正极端板的另一端面上安装弹簧,并将弹簧压板抵靠在弹簧远离正极端板的一端,以形成燃料电池电堆;在所述预设压力下通过捆绑带将燃料电池电堆中的负极端板组件、燃料电池组件、正极端板组件、弹簧和弹簧压板捆绑在一起。本发明的燃料电池电堆预组装方法无需采用螺杆与安装孔配合的方式来组装燃料电池电堆,避免了需要不断调整各个螺杆的松紧程度,简化了燃料电池电堆的组装,提高了燃料电池电堆的生产效率。

Description

一种燃料电池电堆预组装方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,特别是涉及一种燃料电池电堆预组装方法。
背景技术
燃料电池电堆是一种由多个单电池串联组成的发电装置,其是通过将燃料所具有的化学能转换成电能的,因此,燃料电池电堆不受卡诺循环效应的限制,发电效率高,另外,燃料电池电堆具有低排放和噪声低的优点,因此,燃料电池被广泛地应用于汽车行业、能源发电、船舶工业、航空航天、家用电源等行业。
为了便于组装燃料电池电堆,同时确保组装成型后的燃料电池电堆的性能,在组装燃料电池电堆之前需要先对燃料电池电堆进行预组装。目前,对燃料电池电堆进行预组装通常采用的方式是:对燃料电池电堆的各个零部件进行定位,在正极端板和负极端板四周设有多个安装孔,在一定的组装压力下,通过使螺杆分别穿过并连接正极端板上的安装孔和负极端板上的安装孔来组装燃料电池电堆。但是,当采用该种方式对燃料电池电堆进行预组装时,需要在正极端板和负极端板上开孔,而且需要采用精度较高的组装控制力不断地调整各个螺杆的松紧程度,以确保成型后的燃料电池电堆的厚度的均匀性,组装过程较繁琐,导致燃料电池电堆的生产效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池电堆预组装方法,以解决现有燃料电池电堆预组装的过程较繁琐,导致燃料电池电堆的生产效率低的技术问题,以提高燃料电池电堆的生产效率。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种燃料电池电堆预组装方法,包括如下步骤:
将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件;将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件;
组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件:使所述燃料电池组件抵靠在所述负极集流板和所述正极集流板之间,形成燃料电池电堆雏形;
在所述燃料电池电堆雏形中的所述正极端板的另一端面上安装弹簧,并将弹簧压板抵靠在所述弹簧远离所述正极端板的一端,以形成燃料电池电堆;
控制施压装置向所述燃料电池电堆施加预设压力,并在所述预设压力下通过捆绑带将所述燃料电池电堆中的所述负极端板组件、所述燃料电池组件、所述正极端板组件、所述弹簧和所述弹簧压板捆绑在一起。
作为优选方案,采用倾斜的方式组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件,具体包括:
对所述负极端板组件进行限位,并使所述负极端板组件与水平面之间呈预设倾斜角度;
将所述燃料电池组件的一端面抵靠在限位后的所述负极端板组件的所述负极集流板上,并对所述燃料电池组件进行限位;
将所述正极端板组件的所述正极集流板抵靠在限位后的所述燃料电池组件的另一端面上,并对所述正极端板组件进行限位,以使所述正极端板组件、所述燃料电池组件和所述负极端板对齐,形成所述燃料电池电堆雏形。
作为优选方案,所述预设倾斜角度为35°-55°。
作为优选方案,所述将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件,包括:
在所述负极集流板的中部粘贴双面胶;
在所述负极端板的一端面设置第一限位槽,并将所述负极集流板贴有所述双面胶的一端容置并连接在所述第一限位槽内,形成负极端板组件。
作为优选方案,所述将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件,具体包括:
在所述正极集流板的中部粘贴双面胶;
在所述正极端板的一端面设置第二限位槽,并将所述正极集流板贴有所述双面胶的一端容置并连接在所述第二限位槽内,形成正极端板组件。
作为优选方案,所述双面胶的的长度为4cm-7cm,宽度为5mm-8mm。
作为优选方案,所述燃料电池组件由多个单电池以串联的方式连接在一起而构成。
作为优选方案,所述燃料电池组件的平整度小于0.5mm。
作为优选方案,施加预设压力的速率为0.8KN/次-1.3KN/次。
本发明提供一种燃料电池电堆预组装方法,包括如下步骤:将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件;将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件;组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件:使所述燃料电池组件抵靠在所述负极集流板和所述正极集流板之间,形成燃料电池电堆雏形;在所述燃料电池电堆雏形中的所述正极端板的另一端面上安装弹簧,并将弹簧压板抵靠在所述弹簧远离所述正极端板的一端,以形成燃料电池电堆;控制施压装置向所述燃料电池电堆施加预设压力,并在所述预设压力下通过捆绑带将所述燃料电池电堆中的所述负极端板组件、所述燃料电池组件、所述正极端板组件、所述弹簧和所述弹簧压板捆绑在一起。本发明的所述燃料电池电堆预组装方法无需采用螺杆与安装孔配合的方式来组装燃料电池电堆,避免了需要不断调整各个螺杆的松紧程度,简化了燃料电池电堆的组装过程,且所述燃料电池电堆预组装方法易于操作,能够实现便捷、灵活且准确地组装燃料电池电堆,因此,提高了燃料电池电堆的生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例中的燃料电池电堆预组装方法的流程示意图;
图2是图1中的步骤S2的一个实施例的具体流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参见图1,是本发明实施例中的燃料电池电堆预组装方法的流程示意图;
如图1所示,本发明优选实施例的一种燃料电池电堆预组装方法,包括如下步骤:
S1、将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件;将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件;
在本发明实施例中,所述将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件,具体为:
在所述负极集流板的中部粘贴双面胶;
在所述负极端板的一端面设置第一限位槽,并将所述负极集流板贴有所述双面胶的一端容置并连接在所述第一限位槽内,形成所述负极端板组件;
其中,粘贴于所述负极集流板上的所述双面胶的尺寸可以根据实际使用情况设置,只需满足确保能够将所述负极集流板容置并连接在所述第一限位槽内即可。为了使设计和操作简单化,并降低成本,本实施例中粘贴于所述负极集流板上的所述双面胶的长度为4cm-7cm,宽度为5mm-8mm。
在本实施例中,为了确保能够将所述负极集流板贴有所述双面胶的一端牢靠地连接在所述第一限位槽内,本实施例中所述第一限位槽的横截面形状与所述负极集流板的横截面形状相匹配,所述第一限位槽的横截面尺寸与所述负极集流板的横截面尺寸相匹配。此外,需要说明的是,还可以采用在所述负极集流板的中部涂覆胶水的方式,或者采用其他连接方式,将所述负极集流板连接在所述负极端板的一端面上,在此不做更多的赘述。
在本发明实施例中,所述将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件,具体为:
在所述正极集流板的中部粘贴双面胶;
在所述正极端板的一端面设置第二限位槽,并将所述正极集流板贴有所述双面胶的一端容置并连接在所述第二限位槽内;
其中,粘贴于所述正极集流板上的所述双面胶的尺寸也可以根据实际使用情况设置,只需满足确保能够将所述正极集流板容置并连接在所述第二限位槽内即可。为了使设计和操作简单化,并降低成本,本实施例中粘贴于所述正极集流板上的所述双面胶的长度为4cm-7cm,宽度为5mm-8mm。
在本实施例中,为了确保能够将所述正极集流板贴有所述双面胶的一端牢靠地连接在所述第一限位槽内,本实施例中所述第二限位槽的横截面形状与所述正极集流板的横截面形状相匹配,所述第二限位槽的横截面尺寸与所述正极集流板的横截面尺寸相匹配。此外,需要说明的是,还可以采用在所述正极集流板的中部涂覆胶水的方式,或者采用其他连接方式,将所述正极集流板连接在所述正极端板的一端面上,在此不做更多的赘述。
S2、组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件:使所述燃料电池组件抵靠在所述负极集流板和所述正极集流板之间,形成燃料电池电堆雏形;
具体地,如图2所示,采用倾斜的方式组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件,具体包括:
S21、对所述负极端板组件进行限位,并使所述负极端板组件与水平面之间呈预设倾斜角度;
S22、将所述燃料电池组件的一端面抵靠在限位后的所述负极端板组件的所述负极集流板上,并对所述燃料电池组件进行限位;
S23、将所述正极端板组件的所述正极集流板抵靠在限位后的所述燃料电池组件的另一端面上,并对所述正极端板组件进行限位,以使所述正极端板组件、所述燃料电池组件和所述负极端板对齐,形成所述燃料电池电堆雏形;
其中,通过将所述燃料电池组件的一端面抵靠在限位后的所述负极端板组件的所述负极集流板上,并将所述正极端板组件的所述正极集流板抵靠在限位后的所述燃料电池组件的另一端面上,以实现所述燃料电池组件抵靠在所述负极集流板和所述正极集流板之间;
在本发明实施例中,所述燃料电池组件由多个单电池以串联的方式连接在一起而构成;在组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件时,所述燃料电池组件中的各个单电池需要保持对齐的状态,以确保组装成型后的燃料电池电堆的质量,因此,需要确保所述燃料电池组件的平整度小于0.5mm;
在本发明实施例中,所述预设倾斜角度可以根据实际使用情况设置,本实施例中所述预设倾斜角度为35°-55°。本实施例通过采用倾斜的方式组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件,使得所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件的底部和侧面均能受到力的作用,以避免在组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件时,所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件出现侧滑的现象,从而便于使所述负极端板组件、所述正极端板组件和所述燃料电池组件对齐。
S3、在所述燃料电池电堆雏形中的所述正极端板的另一端面上安装弹簧,并将弹簧压板抵靠在所述弹簧远离所述正极端板的一端,以形成燃料电池电堆;
在本发明实施例中,在实施步骤S3时,使所述燃料电池电堆雏形处于水平面上,再在所述燃料电池电堆雏形上安装所述弹簧和所述弹簧压板。
S4、控制施压装置向所述燃料电池电堆施加预设压力,并在所述预设压力下通过捆绑带将所述燃料电池电堆中的所述负极端板组件、所述燃料电池组件、所述正极端板组件、所述弹簧和所述弹簧压板捆绑在一起;
在本发明实施例中,所述控制施压装置向所述燃料电池电堆施加预设压力,具体为:控制施压装置以0.8KN/次-1.3KN/次的速率向所述燃料电池电堆施加压力,直至施加的压力等于预设压力;其中,所述预设压力可以根据实际使用情况设置;此外,需要说明的是,在所述预设压力下通过捆绑带将所述燃料电池电堆中的所述负极端板组件、所述燃料电池组件、所述正极端板组件、所述弹簧和所述弹簧压板捆绑在一起,使得捆绑后的所述燃料电池电堆的尺寸保持为在所述预设压力下压缩时的尺寸。
综上,本发明提供一种燃料电池电堆预组装方法,包括如下步骤:将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件;将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件;组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件:使所述燃料电池组件抵靠在所述负极集流板和所述正极集流板之间,形成燃料电池电堆雏形;在所述燃料电池电堆雏形中的所述正极端板的另一端面上安装弹簧,并将弹簧压板抵靠在所述弹簧远离所述正极端板的一端,以形成燃料电池电堆;控制施压装置向所述燃料电池电堆施加预设压力,并在所述预设压力下通过捆绑带将所述燃料电池电堆中的所述负极端板组件、所述燃料电池组件、所述正极端板组件、所述弹簧和所述弹簧压板捆绑在一起。本发明的所述燃料电池电堆预组装方法无需采用螺杆与安装孔配合的方式来组装燃料电池电堆,避免了需要不断调整各个螺杆的松紧程度,简化了燃料电池电堆的组装过程,且所述燃料电池电堆预组装方法易于操作,能够实现便捷、灵活且准确地组装燃料电池电堆,因此,提高了燃料电池电堆的生产效率
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种燃料电池电堆预组装方法,其特征在于,包括如下步骤:
将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件;将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件;
组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件:使所述燃料电池组件抵靠在所述负极集流板和所述正极集流板之间,形成燃料电池电堆雏形;
在所述燃料电池电堆雏形中的所述正极端板的另一端面上安装弹簧,并将弹簧压板抵靠在所述弹簧远离所述正极端板的一端,以形成燃料电池电堆;
控制施压装置向所述燃料电池电堆施加预设压力,并在所述预设压力下通过捆绑带将所述燃料电池电堆中的所述负极端板组件、所述正极端板组件、所述燃料电池组件、所述弹簧和所述弹簧压板捆绑在一起。
2.如权利要求1所述的燃料电池电堆预组装方法,其特征在于,采用倾斜的方式组装所述负极端板组件、所述正极端板组件和燃料电池组件,具体包括:
对所述负极端板组件进行限位,并使所述负极端板组件与水平面之间呈预设倾斜角度;
将所述燃料电池组件的一端面抵靠在限位后的所述负极端板组件的所述负极集流板上,并对所述燃料电池组件进行限位;
将所述正极端板组件的所述正极集流板抵靠在限位后的所述燃料电池组件的另一端面上,并对所述正极端板组件进行限位,以使所述正极端板组件、所述燃料电池组件和所述负极端板对齐,形成所述燃料电池电堆雏形。
3.如权利要求2所述的燃料电池电堆预组装方法,其特征在于,所述预设倾斜角度为35°-55°。
4.如权利要求1所述的燃料电池电堆预组装方法,其特征在于,所述将负极集流板的一端面连接在负极端板的一端面上,形成负极端板组件,包括:
在所述负极集流板的中部粘贴双面胶;
在所述负极端板的一端面设置第一限位槽,并将所述负极集流板贴有所述双面胶的一端容置并连接在所述第一限位槽内,形成所述负极端板组件。
5.如权利要求1所述的燃料电池电堆预组装方法,其特征在于,所述将正极集流板的一端面连接在正极端板的一端面上,形成正极端板组件,具体包括:
在所述正极集流板的中部粘贴双面胶;
在所述正极端板的一端面设置第二限位槽,并将所述正极集流板贴有所述双面胶的一端容置并连接在所述第二限位槽内,形成所述正极端板组件。
6.如权利要求4或5所述的燃料电池电堆预组装方法,其特征在于,所述双面胶的长度为4cm-7cm,宽度为5mm-8mm。
7.如权利要求1-5任一项所述的燃料电池电堆预组装的方法,其特征在于,所述燃料电池组件由多个单电池以串联的方式连接在一起而构成。
8.如权利要求7所述的燃料电池电堆预组装的方法,其特征在于,所述燃料电池组件的平整度小于0.5mm。
9.如权利要求1-5任一项所述的燃料电池电堆预组装的方法,其特征在于,施加预设压力的速率为0.8KN/次-1.3KN/次。
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