CN109065935B - 一种可调式燃料电池端板组件及其构成的电堆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调式燃料电池端板组件，包括上端板组和下端板组，上端板组包括从下往上依次堆叠的上压力均衡板和上端板，下端板组包括从下往上依次堆叠的下端板和下压力均衡板，紧固燃料电池的紧固件一端穿过上压力均衡板与上端板紧固，另一端穿过下压力均衡板与下端板紧固，上端板和上压力均衡板之间设置有调节两者之间压力的上压力调节装置，下端板和下压力均衡板之间也设置有调节两者之间压力的下压力调节装置。同时公开了该端板组件构成的电堆。本发明通过压力调节装置对构成的电堆内部压力进行微调，不但保证了外观尺寸，还确保了电堆在组装过程中的受力均衡，从而大大提高了电堆性能与寿命。

Description

一种可调式燃料电池端板组件及其构成的电堆
技术领域
本发明涉及一种可调式燃料电池端板组件及其构成的电堆，属于燃料电池领域。
背景技术
燃料电池是目前一种具有较大发展前途的动力电源，其中之一的质子交换膜燃料电池（PEMFC）主要由端板组、电池组、导电板和紧固螺栓组装构成。其中端板组一般为上下两片机加工而成的金属铝板或者不锈钢板，目前传统燃料电池的紧固方式主要是通过端板组与多根螺杆将导电片及电池组串联紧固，但是这种紧固方式通常无法解决，因零部件的加工误差，螺杆锁紧时所造成的内部受力不均的问题，受力不均往往会导致内阻增大，大大降低了燃料电池性能。
发明内容
本发明提供了一种可调式燃料电池端板组件及其构成的电堆，解决了因零部件的加工误差，燃料电池内部受力不均匀的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种可调式燃料电池端板组件，包括上端板组和下端板组，上端板组包括从下往上依次堆叠的上压力均衡板和上端板，下端板组包括从下往上依次堆叠的下端板和下压力均衡板，紧固燃料电池的紧固件一端穿过上压力均衡板与上端板紧固，另一端穿过下压力均衡板与下端板紧固，上端板和上压力均衡板之间设置有调节两者之间压力的上压力调节装置，下端板和下压力均衡板之间也设置有调节两者之间压力的下压力调节装置。
上压力均衡板和下压力均衡板的侧壁上均设置有若干水平泡。
上压力调节装置包括若干球头柱塞，上端板上开有若干柱塞螺孔，球头柱塞拧在柱塞螺孔内，球头柱塞的球头朝向上压力均衡板。
上压力均衡板上开有若干与球头柱塞相对的球面凹口。
所有球头柱塞分布在上端板的中部。
下压力调节装置包括若干球头柱塞，下端板上开有若干柱塞螺孔，球头柱塞拧在柱塞螺孔内，球头柱塞的球头朝向下压力均衡板。
下压力均衡板上开有若干与球头柱塞相对的球面凹口。
所有球头柱塞分布在下端板的中部。
一种可调式燃料电池端板组件构成的电堆，包括权利要求1~8任意一项所述的可调式燃料电池端板组件。
本发明所达到的有益效果：本发明通过压力调节装置对构成的电堆内部压力进行微调，不但保证了外观尺寸，还确保了电堆在组装过程中的受力均衡，从而大大提高了电堆性能与寿命。
附图说明
图1为端板组件的结构示意图；
图2为电堆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种可调式燃料电池端板组件，包括上端板组7和下端板组8，上端板组7包括从下往上依次堆叠的上压力均衡板2和上端板1，下端板组8包括从下往上依次堆叠的下端板3和下压力均衡板4。
紧固燃料电池的紧固件通常采用的是螺杆10，并且一般分布在四周，上压力均衡板2和下压力均衡板4上沿周边开有若干穿螺杆10的通孔，上端板1和下端板3上沿周边开有若干螺杆10螺孔，螺杆10的一端穿过上压力均衡板2与上端板1紧固，另一端穿过下压力均衡板4与下端板3紧固。
上端板1和上压力均衡板2之间设置有调节两者之间压力的上压力调节装置，下端板3和下压力均衡板4之间也设置有调节两者之间压力的下压力调节装置。
上压力调节装置包括若干球头柱塞6，所有球头柱塞6分布在上端板1的中部，上端板1上开有若干柱塞螺孔，球头柱塞6拧在柱塞螺孔内，球头柱塞6的球头朝向上压力均衡板2，上压力均衡板2上开有若干与球头柱塞6相对的球面凹口，球面凹口的半径大于球头的半径。
下压力调节装置也包括若干球头柱塞6，所有球头柱塞6分布在下端板3的中部，下端板3上开有若干柱塞螺孔，球头柱塞6拧在柱塞螺孔内，球头柱塞6的球头朝向下压力均衡板4，下压力均衡板4上开有若干与球头柱塞6相对的球面凹口，球面凹口的半径大于球头的半径。
上述的压力调节装置是通过调节球头柱塞6，从而调节对压力均衡板的压力，从而达到对构成的电堆内部压力进行微调；同时由于球头与球面凹口的贴合面是球面，在调节过程中，施加力的方向一致且力度均匀稳定。
由于四周紧固所造成的端板中部凸起，一般从端板正上方很难观测，因此在上压力均衡板2和下压力均衡板4的侧壁上都设置若干水平泡5，通过水平泡5判断内部的受力情况，当压力均衡板水平时，也就说明其所受的力均匀，构成的电堆内部压力受力均衡。
如图2所示，上述可调式燃料电池端板组件构成的电堆，包括可调式燃料电池端板组件、上导电片9、下导电片12、电池组11和若干螺杆10。
下端板组8、下导电片12、电池组11、上导电片9和上端板组7从下往上依次堆叠，螺杆10的一端穿过上压力均衡板2与上端板1紧固，另一端穿过下压力均衡板4与下端板3紧固。上述电堆组装完成后，调节球头柱塞6，直到水平泡5水平。
本发明通过采用了纯机械的压力调节装置对构成的电堆内部压力进行微调，不但保证了外观尺寸，还确保了电堆在组装过程中的受力均衡，从而大大提高了电堆性能与寿命。
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变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可调式燃料电池端板组件，其特征在于：包括上端板组和下端板组，上端板组包括从下往上依次堆叠的上压力均衡板和上端板，下端板组包括从下往上依次堆叠的下端板和下压力均衡板，紧固燃料电池的紧固件一端穿过上压力均衡板与上端板紧固，另一端穿过下压力均衡板与下端板紧固，上端板和上压力均衡板之间设置有调节两者之间压力的上压力调节装置，下端板和下压力均衡板之间也设置有调节两者之间压力的下压力调节装置；
上压力均衡板和下压力均衡板的侧壁上均设置有若干水平泡；
上压力调节装置包括若干球头柱塞，上端板上开有若干柱塞螺孔，球头柱塞拧在柱塞螺孔内，球头柱塞的球头朝向上压力均衡板；
下压力调节装置包括若干球头柱塞，下端板上开有若干柱塞螺孔，球头柱塞拧在柱塞螺孔内，球头柱塞的球头朝向下压力均衡板。
2.根据权利要求1所述的一种可调式燃料电池端板组件，其特征在于：上压力均衡板上开有若干与球头柱塞相对的球面凹口。
3.根据权利要求1所述的一种可调式燃料电池端板组件，其特征在于：所有球头柱塞分布在上端板的中部。
4.根据权利要求1所述的一种可调式燃料电池端板组件，其特征在于：下压力均衡板上开有若干与球头柱塞相对的球面凹口。
5.根据权利要求1所述的一种可调式燃料电池端板组件，其特征在于：所有球头柱塞分布在下端板的中部。
6.一种可调式燃料电池端板组件构成的电堆，其特征在于：包括权利要求1~5任意一项所述的可调式燃料电池端板组件。
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