CN110492162B - 燃料电池电堆装堆装置、旋转压机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料电池电堆装堆装置、旋转压机。其中燃料电池电堆装堆装置，应用于旋转压机中，包括第一端板，所述第一端板上设有挡杆，所述挡杆、第一端板形成电堆板体的容纳空间，且所述容纳空间的尺寸大于所述电堆板体的外廓尺寸，所述容纳空间具有供所述电堆板体放置的敞口侧。根据本发明的燃料电池电堆装堆装置、旋转压机，能够在压机旋转过程中保证待压装电堆板体的位置稳定性，提高电堆的压装质量。

Description

燃料电池电堆装堆装置、旋转压机

技术领域

本发明属于燃料电池制造技术领域，具体涉及一种燃料电池电堆装堆装置、旋转压机。

背景技术

燃料电池是一种把燃料中的化学能通过化学反应转化为电能的发电装置，具有高功率密度、高转化率、低环境污染等优点。随着双极板、膜电极等关键技术不断完善发展，燃料电池将在当今社会扮演举足轻重的角色。不仅可以作为应急电源、便携电源，还可以作为车载动力电池。

燃料电池由大量相同的电池元件串联构成，每一个电池元件单元由一块双极板和膜电极组成。燃料电池两端辅以端板、紧固件进行夹持固定，在这个装堆过程中就要求整个电堆各个组成部分受力均匀精确，否则将影响电堆性能。传统的装堆方法为垂直压装和水平压装，此两种方式由于各个板体存在微小的加工误差，在压装过程中都会累积误差，最终导致整个电堆产生微小扭曲，而为了克服前述不足，现有技术中出现了一种可以旋转最大45°的压机，而这种压机是实际应用时由于存在旋转角度，待压装的双极板、膜电极等板体在自重作用下容易发生错位，这反而不利于电堆的压装质量的提高，因此，有必要研制一种能够配合旋转压机使用的装堆装置，基于此，提出本发明。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种燃料电池电堆装堆装置、旋转压机，能够在压机旋转过程中保证待压装电堆板体的位置稳定性，提高电堆的压装质量。

为了解决上述问题，本发明提供一种燃料电池电堆装堆装置，应用于旋转压机中，包括第一端板，所述第一端板上设有挡杆，所述挡杆、第一端板形成电堆板体的容纳空间，且所述容纳空间的尺寸大于所述电堆板体的外廓尺寸，所述容纳空间具有供所述电堆板体放置的敞口侧。

优选地，所述容纳空间在所述第一端板上的投影区域为矩形区域，所述挡杆具有多个，多个所述挡杆的一部分设置在所述矩形区域的第一边侧处，多个所述挡杆的另一部分设置在所述矩形区域的第二边侧处，所述第一边侧与所述第二边侧相邻。

优选地，所述挡杆包括限位条以及设置于所述限位条一侧的安装板，所述挡杆通过所述安装板与所述第一端板可拆卸连接。

优选地，所述装堆装置还包括第二端板，所述第二端板与所述第一端板相对平行且间隔设置，所述第二端板与所述第一端板之间形成所述电堆板体的压装空间。

优选地，所述第二端板上构造有多个测漏检测孔。

优选地，所述装堆装置还包括过渡压块，所述过渡压块与所述第二端板背离所述第一端板的一侧可拆卸连接。

本发明还提供一种旋转压机，包括上述的燃料电池电堆装堆装置。

优选地，所述旋转压机包括固定压板、活动压板，所述固定压板与所述活动压板相对平行设置，所述第一端板与所述固定压板连接，当所述燃料电池电堆装堆装置包括过渡压块时，所述过渡压块与所述活动压板背离第一端板的一侧可拆卸连接。

优选地，所述旋转压机具有旋转轴线，所述固定压板上具有与所述旋转轴线平行的第一轴线，所述矩形区域具有第一对称轴，所述第一对称轴在所述固定压板上的投影与所述第一轴线之间具有第一夹角α，α≠0°。

优选地，15°≤α≤45°。

本发明提供的一种燃料电池电堆装堆装置、旋转压机，所述挡杆及所述第一端板共同形成所述电堆板体的装堆空间也即所述容纳空间，所述敞口侧形成所述电堆板体的装堆路径，当所述旋转压机旋转一定角度时，所述装堆装置能够保证处于所述容纳空间中的电堆板体的位置稳定性，倾斜一定角度的电堆板体依靠自重抵触在所述多个挡杆及第一端板上，无外加力施加于所述电堆板体上，提高了电堆的压装质量。

附图说明

图1为本发明实施例的燃料电池电堆装堆装置与旋转压机组装后的结构示意图；

图2为图1中燃料电池电堆装堆装置的第一端板与旋转压机的固定压板的装配关系示意图；

图3为图1中第二端板的结构示意图；

图4为旋转压机旋转45°时的状态图。

附图标记表示为：

11、第一端板；12、第二端板；121、测漏检测孔；13、挡杆；131、限位条；132、安装板；14、过渡压块；21、固定压板；22、活动压板；23、导柱； 24、支架；3、电堆板体。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种燃料电池电堆装堆装置，应用于旋转压机中，所述燃料电池电堆装堆装置包括第一端板11，所述第一端板11上设有挡杆13，所述挡杆13、第一端板11形成电堆板体3 的容纳空间，且所述容纳空间的尺寸大于所述电堆板体3的外廓尺寸，所述容纳空间具有供所述电堆板体3放置的敞口侧，也即所述电堆板体3能够经由所述敞口侧放置于所述容纳空间内。该技术方案中，所述挡杆13及所述第一端板11共同形成所述电堆板体3的装堆空间也即所述容纳空间，所述敞口侧形成所述电堆板体3的装堆路径，当所述旋转压机旋转一定角度时，所述装堆装置能够保证处于所述容纳空间中的电堆板体3的位置稳定性，倾斜一定角度的电堆板体3依靠自重抵触在所述多个挡杆13及第一端板11上，防止了电堆板体加工误差的累积，提高了电堆的压装质量。可以理解的是，前述的电堆板体 3包括端板、双极板、膜电极、密封板等待压装的板体。

具体的，所述容纳空间在所述第一端板11上的投影区域为矩形区域，所述挡杆13具有多个，多个所述挡杆13的一部分设置在所述矩形区域的第一边侧处，多个所述挡杆13的另一部分设置在所述矩形区域的第二边侧处，所述第一边侧与所述第二边侧相邻。在实际运用过程中，所述第一边侧与所述第二边侧将对应于压机旋转后靠近于下方的两个边侧，以形成对所述电堆板体3向上的限位支撑作用。

作为所述挡杆13的一种具体实施方式，优选地，所述挡杆13包括限位条 131以及设置于所述限位条131一侧的安装板132，所述挡杆13通过所述安装板132与所述第一端板11可拆卸连接。进一步地可以理解的是，所述限位条 131在实际应用过程中将直接与所述电堆板体3的外侧接触，因此，所述限位条131至少朝向所述电堆板体3的一侧壁体应保证是光滑的，而最好的，所述限位条131的表面采用精磨加工。所述限位条131与所述安装板132可以是焊接为一体的，也可以是螺纹连接为一体，而优选地是通过螺纹连接为一体，如此能够在需要更换不同的长度的限位条131时更具通用性。

作为一种可选的实施方式，优选地，所述装堆装置还包括第二端板12，所述第二端板12与所述第一端板11相对平行且间隔设置，所述第二端板12与所述第一端板11之间形成所述电堆板体3的压装空间，而可以理解的是，所述第二端板12不同于所述第一端板11与所述挡杆13的连接方式，所述第二端板12并未与所述挡杆13形成物理上的连接关系，在实际应用过程中，所述第二端板12将与所述旋转压机中的过渡压块14连接，过渡压块与活动压板22 连接，并在所述活动压板22的带动下，所述第二端板12将产生朝向所述第一端板11运动的，也即对所述压装空间中的所述电堆板体3的压装作业。进一步地，为了保证所述装堆装置的结构整体性，所述第二端板12上还可以构造相应的通孔，所述通孔的设计位置与所述多个挡杆13的位置相适应，且所述第二端板12能够通过所述通孔套装于所述挡杆13上，当施力于所述第二端板 12时，所述第二端板12将沿着所述挡杆13的引导方向直线运动，也即所述挡杆13与所述第二端板12之间可以通过所述通孔滑动连接。

进一步地，所述第二端板12上构造有多个测漏检测孔121，所述多个测漏检测孔121例如可以为3组，3组所述测漏检测孔121分别对应于所述电堆板体3上具有氢气进出口、空气进出口、冷却水进出口，以在对所述电堆板体3 实现压装时，能够对压装后的电堆板体3进行测漏，也即对压装后的电堆板体 3的密封性进行测试。可以理解的，前述的测漏检测孔121具有分别对应于氢气进口、空气进口、冷却水进口的进口管孔以及分别对应于氢气出口、空气出口、冷却水出口的出口管孔，最好的所述进口管孔和/或出口管孔构造有连接螺纹，以与外部的检测设备管路形成检测通路。

进一步地，为了提高所述装堆装置的尺寸通用性，尤其能够适应所述电堆板体3在厚度上的差异，优选地，所述装堆装置还包括过渡压块14，所述过渡压块14与所述第二端板12背离所述第一端板11的一侧可拆卸连接，也即所述过渡压块14的设计，能够使所述待压装的电堆板体3的厚度变化范围更大，防止电堆板体3的厚度过小时，所述旋转压机的活动压板22与所述挡杆13发生干涉。

本发明还提供一种旋转压机，包括固定压板21、活动压板22，所述固定压板21与所述活动压板22相对平行设置，所述固定压板21与所述活动压板22 之间通过导柱23连接，前述机构可旋转的设置于支架24上，当施加压力于所述活动压板22上时，所述活动压板22将沿着所述导柱23的引导方向朝向所述固定压板21一侧运动，并施加压力于所述电堆板体3上，从而实现对所述电堆板体3的压装，可以理解的是，所述旋转压机包括上述的燃料电池电堆装堆装置，具体的，所述第一端板11与所述固定压板21连接，当所述燃料电池电堆装堆装置包括过渡压块14时，所述过渡压块14与所述活动压板22背离第一端板11的一侧可拆卸连接，也即此时将前述的装堆装置与旋转压机组装为一体使用。

在具体装配方面，最重要的是要保证所述固定压板21与所述第一端板11 之间的相对位置关系，优选地，所述旋转压机具有旋转轴线，所述固定压板21 上具有与所述旋转轴线平行的第一轴线，所述矩形区域具有第一对称轴，所述第一对称轴在所述固定压板21上的投影与所述第一轴线之间具有第一夹角α，α≠0°，而为了保证所述旋转压机在旋转过程中所述容纳空间中的电堆板体3 的位置可靠性，前述相邻的第一边侧及第二边侧应处于装堆装置使用状态下的偏向下方的一侧，也即所述多个挡杆13对电堆板体3形成朝向上方的止位作用，所述电堆板体3在自身的重力作用下抵紧处于其偏下方位置的多个挡杆 13，防止了电堆板体加工误差的累积，而进一步可以理解的是，此时前述的敞口侧将朝向于偏向上方，这种方式也能够极大程度的便于装堆作业的操作过程。优选地，15°≤α≤45°，最优的是，α＝45°。

作为一种更为具体的实施方式，在具体安装及应用方面，可以遵循以下步骤：

步骤一：所述第一端板11使用第一螺钉安装于所述固定压板21上，所述过渡压块14使用第二螺钉固定于所述活动压板22上；

步骤二：安装板132与对应的限位条131通过第三螺钉固定，共连接三组，组装为一体的所述挡杆13使用第四螺钉固定于所述第一端板11上。

步骤三：所述第二端板12使用第五螺钉固定于所述过渡压块14上。

步骤四：将压机主体旋转45°，依次经由所述敞口侧放入端板、双极板、膜电极、密封板等进入所述容纳空间，并且确保电堆板体3紧靠挡杆13，放置完成后，压机设置合适的压力进行压装；在压装到位后，通过多个测漏检测孔 121进行测漏作业，电堆(也即电堆板体压装完毕后的整体)测漏合格后安装紧固件固定电堆板体3，卸除压机压力，取出电堆，从而完成装堆。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上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型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种燃料电池电堆装堆装置，应用于旋转压机中，其特征在于，包括第一端板（11），所述第一端板（11）上设有挡杆（13），所述挡杆（13）、第一端板（11）形成电堆板体（3）的容纳空间，且所述容纳空间的尺寸大于所述电堆板体（3）的外廓尺寸，所述容纳空间具有供所述电堆板体（3）放置的敞口侧；所述容纳空间在所述第一端板（11）上的投影区域为矩形区域，所述挡杆（13）具有多个，多个所述挡杆（13）的一部分设置在所述矩形区域的第一边侧处，多个所述挡杆（13）的另一部分设置在所述矩形区域的第二边侧处，所述第一边侧与所述第二边侧相邻；所述旋转压机包括固定压板（21）、活动压板（22），所述固定压板（21）与所述活动压板（22）相对平行设置，所述第一端板（11）与所述固定压板（21）连接，所述旋转压机具有旋转轴线，所述固定压板（21）上具有与所述旋转轴线平行的第一轴线，所述矩形区域具有第一对称轴，所述第一对称轴在所述固定压板（21）上的投影与所述第一轴线之间具有第一夹角α，α≠0°。

2.根据权利要求1所述的装堆装置，其特征在于，所述挡杆（13）包括限位条（131）以及设置于所述限位条（131）一侧的安装板（132），所述挡杆（13）通过所述安装板（132）与所述第一端板（11）可拆卸连接。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的装堆装置，其特征在于，还包括第二端板（12），所述第二端板（12）与所述第一端板（11）相对平行且间隔设置，所述第二端板（12）与所述第一端板（11）之间形成所述电堆板体（3）的压装空间。

4.根据权利要求3所述的装堆装置，其特征在于，所述第二端板（12）上构造有多个测漏检测孔（121）。

5.根据权利要求3所述的装堆装置，其特征在于，还包括过渡压块（14），所述过渡压块（14）与所述第二端板（12）背离所述第一端板（11）的一侧可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的装堆装置，其特征在于，15°≤α≤45°。

7.一种旋转压机，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的燃料电池电堆装堆装置。

8.根据权利要求7所述的旋转压机，其特征在于，当所述燃料电池电堆装堆装置包括过渡压块（14）时，所述过渡压块（14）与所述活动压板（22）背离第一端板（11）的一侧可拆卸连接。

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