CN110690491A - 一种单元燃料电池电堆、燃料电池堆叠结构及燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种单元燃料电池电堆、燃料电池堆叠结构及燃料电池。主要采用的技术方案为：单元燃料电池电堆包括单元燃料电池电堆主体和电堆端板。单元燃料电池电堆主体具有相对设置的第一端部和第二端部。其中，第一电堆端板与单元燃料电池电堆主体的第一端部连接；第二电堆端板与单元燃料电池电堆主体的第二端部连接。其中，单元燃料电池电堆主体、第一电堆端板或第二电堆端板之间设置有第三电堆端板；第三电堆端板的一侧连接单元燃料电池电堆主体、第三电堆端板的另一侧通过弹性件与第一电堆端板或第二电堆端板连接。本发明主要用于在燃料电池使用时，能减小燃料电池堆叠体的震动，提高电池堆叠体中双极板的定位准度。

Description

一种单元燃料电池电堆、燃料电池堆叠结构及燃料电池

技术领域

本发明涉及一种燃料电池技术领域，特别是涉及一种单元燃料电池电堆、燃料电池堆叠结构及燃料电池。

背景技术

燃料电池(PEMFC)是一种将燃料中的化学能通过化学反应转化为电能的发电装置。燃料电池具有高功率密度、高转化率、低环境污染等优点。

单元燃料电池电堆(简称为“单堆”，也称为单体电池)是由多个双极板和膜电极总成串联构成，并在两端辅以端板、紧固件进行夹持固定。但是，由于单堆的工艺和性能的稳定要求，单堆中的双极板总成数量不能够无限大，因此单堆的总功率有其极限最大值。

在实际运用中，当需求的总功率大于单堆的产出时，就必须将多个单堆堆叠成堆叠体(也称为：电堆组或电池组)。但是，在燃料电池的使用过程中，堆叠体至少存在如下技术问题：(1)燃料电池堆叠体容易发生震动；(2)燃料电池堆叠体中的双极板在震动过程中容易发生错位。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单元燃料电池电堆、燃料电池堆叠结构及燃料电池，主要目的在于在能减小燃料电池堆叠体的震动。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种单元燃料电池电堆，其中，所述单元燃料电池电堆包括：

单元燃料电池电堆主体；所述单元燃料电池电堆主体具有相对设置的第一端部和第二端部；

电堆端板，所述电堆端板包括第一电堆端板和第二电堆端板；其中，所述第一电堆端板与所述单元燃料电池电堆主体的第一端部连接；所述第二电堆端板与所述单元燃料电池电堆主体的第二端部连接；

其中，所述第一电堆端板和所述单元燃料电池电堆主体的第一端部之间设置有第三电堆端板；所述第三电堆端板的一侧连接所述单元燃料电池电堆主体的第一端部、所述第三电堆端板的另一侧通过弹性件与所述第一电堆端板连接；或

所述第二电堆端板和所述单元燃料电池电堆主体的第二端部之间还设置有第三电堆端板；所述第三电堆端板的一侧连接所述单元燃料电池电堆主体的第二端部、所述第三电堆端板的另一侧通过弹性件与所述第二电堆端板连接。

优选的，所述弹性件为碟簧弹性体。

优选的，所述单元燃料电池电堆还包括钢带结构；其中，所述单元燃料电池电堆还包括钢带结构；其中，所述单元燃料电池电堆主体、第一电堆端板及第二电堆端板形成的整体结构由所述钢带结构捆扎紧固；优选的，所述钢带结构包括钢带和固定在钢带上的第一弹性体；其中，且所述第一弹性体位于所述钢带和所述单元燃料电池电堆主体之间；优选的，所述单元燃料电池电堆主体上设置有用于安置所述钢带结构的钢带槽。

另一方面，本发明实施例提供一种燃料电池堆叠结构，其中，所述燃料电池堆叠结构包括：

燃料电池堆叠体，所述燃料电池堆叠体包括多个堆叠的单元燃料电池电堆；其中，所述单元燃料电池电堆为上述任一项所述的单元燃料电池电堆；

优选的，在所述燃料电池堆叠体中，任意相邻的两个单元燃料电池电堆之间设置有弹性结构，其中，所述弹性结构的一侧与其中一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接，所述弹性结构的另一侧与另一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接。

优选的，所述燃料电池堆叠结构还包括：

固定结构，所述固定结构与所述电堆端板连接，且所述固定结构用于连接安装件，以将所述燃料电池堆叠体定位在所述安装件上；

第一减震定位结构，所述第一减震定位结构设置在所述燃料电池堆叠体的底部，用于接触所述安装件；

第二减震定位结构，所述第二减震定位结构设置在所述燃料电池堆叠体的侧部和顶部；所述第二减震定位结构与所述电堆端板和/或所述固定结构连接。

优选的，当所述单元燃料电池电堆主体、第一电堆端板、第二电堆端板及第三电堆端板形成的整体结构由所述钢带结构捆扎紧固时，所述第一减震定位结构包括第二弹性体，所述第二弹性体与所述燃料电池堆叠体底部上的钢带结构连接，且所述第二弹性体用于接触所述安装件。

优选的，所述第二减震定位结构包括第一挡杆；其中，所述第一挡杆具有相对设置的第一端和第二端；其中，所述第一挡杆的第一端与所述第一电堆端板固定、所述第一挡杆的第二端与所述第二电堆端板固定；所述第一挡杆上开设有容置槽，所述容置槽中固定有第三弹性体；其中，所述第三弹性体的一部分容置在所述容置槽中，另一部分位于所述第一挡杆和燃料电池堆叠体之间，用于紧贴所述燃料电池堆叠体的侧部。优选的，所述燃料电池堆叠体具有相对设置的第一侧部和第二侧部；其中，位于所述燃料电池堆叠体的第一侧部上的第一挡杆的数量与位于所述燃料电池堆叠体的第二侧部上的第一挡杆的数量一致；进一步优选的，位于所述燃料电池堆叠体的第一侧部上或第二侧部上的第一挡杆的数量与单元燃料电池电堆的数量一致。

优选的，所述第二减震定位结构还包括第二挡杆；其中，所述第二挡杆安置在所述燃料电池堆叠体的顶部；且所述第二挡杆与所述燃料电池堆叠体之间设置有弹性结构；优选的，当所述单元燃料电池电堆主体、电堆端板形成的整体结构由所述钢带结构捆扎紧固时，所述第二挡杆与所述燃料电池堆叠体顶部上的钢带结构连接；优选的，所述第二挡杆的数量为多个；优选的，所述第二挡杆与所述固定结构连接。

优选的，所述固定结构包括：

堆叠支架，所述堆叠支架包括至少一个第一堆叠支架和至少一个第二堆叠支架；其中，所述第一堆叠支架与所述第一电堆端板连接、第二堆叠支架与所述第二电堆端板连接；

门架，所述门架安装在所述燃料电池堆叠体上、且所述门架的底部用于固定在安装件上；所述门架用于抵接所述第二减震定位结构，以使所述第二减震定位结构紧贴所述燃料电池堆叠体的侧部和顶部。

优选的，所述门架包括：

横梁，所述横梁位于所述燃料电池堆叠体的顶部、且与位于所述燃料电池堆叠体顶部的第二减震定位结构连接，以使位于燃料电池堆叠体顶部的第二减震定位结构与所述燃料电池堆叠体的顶部紧贴；

支腿，所述支腿为两个；其中一个支腿与所述横梁的一端连接、另一个支腿与所述横梁的另一端连接；所述支腿位于所述燃料电池堆叠体的侧部，用于抵接位于所述燃料电池堆叠体侧部的减震定位结构，以使位于燃料电池堆叠体侧部的减震定位结构与所述燃料电池堆叠体的侧部紧贴；

其中，所述支腿的底部设置有固定部，所述固定部用于连接安装件；

优选的，所述门架为一体式结构；

优选的，所述横梁包括第一横梁和第二横梁；其中，所述第一横梁与所述第一支腿连接、所述第二横梁与所述第二支腿连接；所述第一横梁和第二横梁通过调整块连接，以通过调整第一横梁和第二横梁之间的间隙，使所述门架紧贴第二减震定位结构。

优选的，所述固定结构包括壳体；其中，所述燃料电池堆叠体、第二减震定位结构、电堆端板位于所述壳体内；所述壳体的内壁抵接所述第二减震定位结构，以使所述第二减震定位结构紧贴所述燃料电池堆叠体；所述壳体与所述电堆端板连接，且所述壳体上还设置有用于连接安装件的固定部。

再一方面，本发明实施例还提供一种燃料电池，其中，所述燃料电池包括：燃料电池堆叠结构和安装件；其中，

所述燃料电池堆叠结构为上述任一项所述的燃料电池堆叠结构；

所述燃料电池堆叠结构安装在所述安装件上。

与现有技术相比，本发明的一种单元燃料电池电堆、燃料电池堆叠结构及燃料电池至少具有下列优点：

一方面，本发明实施例提供的单元燃料电池电堆在单元燃料电池电堆主体的第一端部连接第一电堆端板、第二端部连接第二电堆端板，通过在单元燃料电池电堆主体和第二电堆端板之间(或单元燃料电池电堆主体和第一电堆端板之间)设置第三电堆端板，并使通过弹性件使第三电堆端板与第二电堆端板(或第一电堆端板)连接；这样由上述设置的单元燃料电池电堆堆叠成燃料电池堆叠体后，在燃料电池系统加、减速引起的电堆堆叠方向上的形变可以由第三电堆端板与第二电堆端板(或第三电堆端板与第一电堆端板)之间的弹性件(如，碟簧弹性体)补偿，从而提高燃料电池堆叠体的抗震性能。

进一步的，本发明实施例提供的单元燃料电池电堆通过采用钢带结构将单元燃料电池电堆主体、第一电堆端板、第二电堆端板及第三电堆端板形成的整体结构捆扎紧固，并使第一弹性体位于钢带和单元燃料电池电堆主体之间，用于接触单元燃料电池电堆主体；以上设置的单元燃料电池电堆在堆叠成燃料电池堆叠体时，能进一步提高燃料电池堆叠体的抗震性能。

另一方面，本发明实施例提供的燃料电池堆叠结构，其包括的燃料电池堆叠体是由上述的单元燃料电池电堆堆叠而成，那么在燃料电池系统加、减速引起的电堆堆叠方向上的形变可以由第三电堆端板与第二电堆端板(或第三电堆端板与第一电堆端板)之间的弹性件(如，碟簧弹性体)补偿，提高燃料电池堆叠体的抗震性能。

进一步的，本发明实施例提供的燃料电池堆叠结构，通过在燃料电池堆叠体的底部设置第一减震定位结构、在燃料电池堆叠体的侧部和顶部设置第二减震定位结构，且通过固定件将燃料电池堆叠体定位在安装件上，并使第二减震定位结构与电堆端板和/或所述固定结构连接；上述设置使得燃料电池堆叠体的四周均设置有减震定位结构，且该减震定位结构均有刚性支撑(如，第一减震定位结构由安装件支撑、第二减震定位结构最终由电堆端板和/或固定结构支撑)；上述设置不仅确保了燃料电池堆叠体的抗震性，还能避免燃料电池堆叠体中的双极板在使用过程中错位或移位的现象发生，起到定位燃料电池堆叠体的作用。

进一步的，本发明实施例提供的燃料电池堆叠结构，通过设置第一挡杆并使第一挡杆上容置槽容置的第三弹性体与燃料电池堆叠体的侧部接触、设置第二挡杆并使第二挡杆与燃料电池堆叠体的顶部结构、设置堆叠支架和门架以使第一挡杆容置的第三弹性体与燃料电池堆叠体的侧部紧贴、第二挡杆与燃料电池堆叠体的顶部紧贴；上述设置在整个燃料电池堆叠结构安装完毕后，燃料电池堆叠体的四周均被弹性体支撑，弹性体均有刚性物体支撑，不仅能很好地保证燃料电池堆叠体的抗震性，还能能够避免燃料电池使用过程中的双极板移位的现象发生，提高双极板定位的准度。

再一方面，本发明实施还提供一种燃料电池；该燃料电池包括上述的燃料电池堆叠结构，因此，本发明实施例的燃料电池具有上述任一项所述的有益效果，在此不一一赘述。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的一种燃料电池堆叠结构与安装件的装配结构示意图；

图2是图1所示结构的A向视图；

图3是图2所示结构的B-B向视图；

图4是图3中的I处的放大图；

图5是图3中II处的放大图；

图6是图3中III处的放大图；

图7是图3中IV处的放大图；

图8是图3中V处的放大图；

图9是图3中IV处的替代结构示意图；

图10是堆叠支架的安装位置示意图；

图11是本发明的实施例提供的一种燃料电池堆叠结构与安装件的另一装配结构示意图；

图12是本发明的实施例提供的一种燃料电池堆叠结构与安装件的另一装配结构示意图；

图13是是本发明的实施例提供的一种燃料电池堆叠结构与安装件的另一装配结构示意图；

图14是第一堆叠支架的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

一方面，本实施例提供一种单元燃料电池电堆，如图1至图3、及图10所示(图1至图3、及图10所述的是燃料电池堆叠结构与安装件的装配结构示意图；其中，所示的燃料电池堆叠结构是由两个单元燃料电池电堆上下堆叠而成)：单元燃料电池电堆包括：单元燃料电池电堆主体1、电堆端板。其中，电堆端板包括第一电堆端板31(前电堆端板)、第二电堆端板33(后电堆端板)。其中，第一电堆端板31与单元燃料电池电堆主体1的第一端部(前端部)连接；第二电堆端板33与单元燃料电池电堆主体1的第二端部(后端部)连接。其中，第二电堆端板33和单元燃料电池电堆主体1的第二端部之间还设置有第三电堆端板32(中间电堆端板)；第三电堆端板32的一侧连接单元燃料电池电堆主体1的第二端部、第三电堆端板32的另一侧通过弹性件34与第二电堆端板33连接。

在此，第三电堆端板32(中间电堆端板)可以不设置在第二电堆端板33与单元燃料电池电堆主体1的第二端部之间，而是设置在第一电堆端板31与单元燃料电池电堆主体1的第一端部之间。

优选的，弹性件34选用碟簧弹性体。

在此，单元燃料电池电堆在安装后，第三电堆端板与第二电堆端板(或第三电堆端板与第一电堆端板)之间的弹性件34处于压缩状态，优选处于半压缩状态。

本实施例提供的单元燃料电池电堆在单元燃料电池电堆主体的第一端部连接第一电堆端板、第二端部连接第二电堆端板，通过在单元燃料电池电堆主体和第二电堆端板之间(或单元燃料电池电堆主体和第一电堆端板之间)设置第三电堆端板，并使通过弹性件使第三电堆端板与第二电堆端板(或第一电堆端板)连接；这样由上述设置的单元燃料电池电堆堆叠成燃料电池堆叠体后，在燃料电池系统加、减速引起的电堆堆叠方向上的形变可以由第三电堆端板与第二电堆端板(或第三电堆端板与第一电堆端板)之间的弹性件(如，碟簧弹性体)补偿(即，弹性件(如碟簧弹性体)，在电堆安装完成后是处于半压缩状态，电堆堆叠方向的形变可以由碟簧的压缩伸长补偿)，从而提高燃料电池堆叠体的抗震性能。

实施例2

较佳地，本实施例提供一种单元燃料电池电堆，与上一实施例相比，如图1至图3所示，单元燃料电池电堆还包括钢带结构；其中，单元燃料电池电堆主体1、第一电堆端板31、第二电堆端板33及第三电堆端板32形成的整体结构由钢带结构捆扎紧固。在此，钢带结构包括钢带11和固定在钢带11上的第一弹性体10；其中，且第一弹性体10位于钢带11和燃料电池电堆本体1之间，用于接触燃料电池电堆本体1；优选的，单元燃料电池电堆主体1上设置有用于安置钢带结构的钢带槽。

本实施例提供的单元燃料电池电堆通过采用钢带结构将单元燃料电池电堆主体1、第一电堆端板31、第二电堆端板33及第三电堆端板32形成的整体结构捆扎紧固，并使第一弹性体10位于钢带11和单元燃料电池电堆主体1之间，用于接触单元燃料电池电堆主体1；以上设置的单元燃料电池电堆在堆叠成燃料电池堆叠体时，能进一步提高燃料电池堆叠体的抗震性能。

实施例3

另一方面，本实施例提供一种燃料电池堆叠结构，如图1至图9所示，本实施例中的燃料电池堆叠结构包括：燃料电池堆叠体；其中，燃料电池堆叠体包括多个(即，两个或两个以上)的单元燃料电池电堆。其中，单元燃料电池电堆为实施例1或实施例2所述的单元燃料电池电堆。

本实施例提供的燃料电池堆叠结构，其包括的燃料电池堆叠体是由实施例1或实施例2所述的单元燃料电池电堆堆叠而成，那么，在燃料电池系统加、减速引起的电堆堆叠方向上的形变可以由第三电堆端板与第二电堆端板(或第三电堆端板与第一电堆端板)之间的弹性件(如，碟簧弹性体)补偿，提高燃料电池堆叠体的抗震性能。

优选的，在燃料电池堆叠体中，任意相邻的两个单元燃料电池电堆之间设置有弹性结构111，其中，弹性结构111的一侧与其中一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接，弹性结构111的另一侧与另一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接。当然，弹性结构可以包括第一弹性结构112、第二弹性结构113；第一弹性结构112与其中一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接，第二弹性结构113与另一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接；第一弹性结构112与第二弹性结构113连接。在此，两相邻电堆钢带外侧弹性体可只制作一侧，也可两侧制作。上述设置能进一步提高燃料电池堆叠体的抗震性能。

实施例4

较佳地，本实施例提供一种燃料电池堆叠结构，与上一实施例相比，本实施例进一步进行如下设计：

如图1至图3所示，本实施例中的燃料电池堆叠结构还包括：固定结构及第一减震定位结构110、第二减震定位结构。固定结构与电堆端板连接(固定结构与每一单元燃料电池电堆中的第一电堆端板31、第二电堆端板32连接)，且固定结构用于连接安装件2，以将燃料电池堆叠体定位在安装件2上。第一减震定位结构110设置在燃料电池堆叠体的底部，用于接触安装件2。第二减震定位结构设置在燃料电池堆叠体的侧部和顶部；第二减震定位结构与电堆端板和/或固定结构连接。

本实施例提供的燃料电池堆叠结构通过在燃料电池堆叠体的底部设置第一减震定位结构、在燃料电池堆叠体的侧部和顶部设置第二减震定位结构，且通过固定件将燃料电池堆叠体定位在安装件上，并使第二减震定位结构与电堆端板和/或所述固定结构连接；上述设置使得燃料电池堆叠体的四周均设置有减震定位结构，且该减震定位结构均有刚性支撑(如，第一减震定位结构由安装件支撑、第二减震定位结构最终由电堆端板和/或固定结构支撑)；上述设置不仅确保了燃料电池堆叠体的抗震性，还能避免燃料电池堆叠体中的双极板在使用过程中错位或移位的现象发生，起到定位燃料电池堆叠体的作用。

较佳地，第一减震定位结构110包括第二弹性体，第二弹性体与所述燃料电池堆叠体底部上的钢带结构连接，且第二弹性体用于接触所述安装件2。

实施例5

较佳地，本实施例提供一种燃料电池堆叠结构，与上述实施例相比，本实施例进一步对第二减震定位结构进行如下设计：

如图1至图4所示，本实施例中的第二减震定位结构包括第一挡杆410。其中，第一挡杆410具有相对设置的第一端和第二端；其中，第一挡杆410的第一端与第一电堆端板31固定、第一挡杆410的第二端与第二电堆端板33固定；其中，第一挡杆410上开设有容置槽。所述容置槽内容置有第三弹性体，且第三弹性体411的一部分容置在容置槽中，另一部分位于第一挡杆410和燃料电池堆叠体之间，用于紧贴燃料电池堆叠体的侧部；

较佳地，所述容置槽与第一挡杆410的延伸方向一致；所述第三弹性体的长度与所述容置槽的长度一致，均与第一电堆端板31和第三电堆端板32之间的距离相当。

较佳地，燃料电池堆叠体具有相对设置的第一侧部和第二侧部；其中，位于燃料电池堆叠体的第一侧部上的第一挡杆410的数量与位于燃料电池堆叠体的第二侧部上的第一挡杆410的数量一致；进一步优选的，位于所述燃料电池堆叠体的第一侧部上或第二侧部上的第一挡杆410的数量与单元燃料电池电堆的数量一致。

在此，第一电堆端板、第二电堆端板的两侧开有定位槽，定位槽内有螺纹孔，用以安装第一挡杆。第一挡杆材质为工程塑料。第一挡杆的厚度与定位槽高度相同，第三弹性体长度与第一电堆端板和第三电堆端板之间的距离相当。

实施例6

较佳地，本实施例提供一种燃料电池堆叠结构，与上述实施例相比，本实施例对第二减震定位结构进一步进行如下设计：

如图1至图3、图6所示，本实施例中的第二减震定位结构还包括第二挡杆420。其中，第二挡杆420安置在燃料电池堆叠体的顶部上；且第二挡杆420与所述燃料电池堆叠体之间设置有弹性结构。在此，当燃料电池堆叠体中的每个单元燃料电池电堆均由钢带结构捆扎时，第二挡杆420与燃料电池堆叠体顶部上的钢带结构连接，而钢带结构上的弹性体11即为第二挡杆420与燃料电池堆叠体之间的弹性结构。当然，也可以在钢带10和第二挡杆420之间设置一弹性体。

较佳地，第二挡杆420的数量为多个；

较佳地，第二挡杆420与所述固定结构连接。

实施例7

较佳地，本实施例提供一种燃料电池堆，与上述实施例相比，本实施例对固定结构进行如下设计：

如图1、图2、图10至图12所示，固定结构包括堆叠支架；其中，堆叠支架用于固定在安装件2上，且堆叠支架与电堆端板连接。较佳地，堆叠支架包括至少一个第一堆叠支架52和至少一个第二堆叠支架53；其中，第一堆叠支架52与第一电堆端板31连接、第二堆叠支架53与第二电堆端板33连接。

第一堆叠支架52的个数及安装位置、第二堆叠支架53的个数及安装位置参见图10所示；第一堆叠支架52安装在燃料电池堆叠体的第一端(前端)的端部、侧部(前端的端部、侧部分别安装两个第一堆叠支架52)；第二堆叠支架53安装在燃料电池堆叠体的第二端(后端)的端部(后端端部安装两个第二堆叠支架53)。

堆叠支架在堆叠方向上开设腰形长孔，如图14所示，第一堆叠支架52在堆叠方向上开设有腰形长孔521；电堆端板上有与堆叠支架长孔对应的螺纹孔。装配时电堆放置在安装件2上，第一减震定位结构110接触安装件2，然后用螺栓将堆叠支架固定至电堆端板上；在此由于设置有腰形长孔，加工装配的误差不会引起螺栓旋紧时带起电堆，使第一减震定位结构110离开安装件2。在此，利用燃料电池堆叠体本身重量保证燃料电池堆叠体底部的第一减震定位结构能充分接触安装件，避免堆叠支架固定时悬空燃料电池堆叠体，进一步提高燃料电池堆的减震性。

实施例8

较佳地，本实施例提供一种燃料电池堆叠结构，在实施例7的基础上，如图1、图2、图3、图8、图11及图12所示，本实施例对固定结构进一步进行如下设计：

固定结构还包括门架51；其中，门架51安装在燃料电池堆叠体上、且门架51的底部用于固定在安装件2上；门架51用于抵接第二减震定位结构，以使第二减震定位结构紧贴燃料电池堆叠体的侧部和顶部。

较佳地，门架包括：横梁和支腿；其中，横梁位于燃料电池堆叠体的顶部、与位于燃料电池堆叠体顶部的减震定位结构(即，第二挡杆)连接，以使位于燃料电池堆叠体顶部的减震定位结构与燃料电池堆叠体的顶部紧贴。支腿为两个；其中一个支腿与横梁的一端连接、另一个支腿与横梁的另一端连接；支腿位于燃料电池堆叠体的侧部，用于抵接位于燃料电池堆叠体侧部的减震定位结构(即，第一挡杆)，以使位于燃料电池堆叠体侧部的减震定位结构与所述燃料电池堆叠体的侧部紧贴。其中，支腿的底部设置有固定部，所述固定部用于连接安装件。

在此，如图11和图12所示，本实施例中的门架51为一体式结构。

参见图11所示，门架51中横梁、支腿的宽度与极板区域等长，以包覆燃料电池堆叠体的整个侧部和顶部(参见图11)。

当然，门架51中的横梁、支腿的宽度仅能包覆电池堆叠体的侧部和顶部中的部分，参见图1和图12所示；此时，门架的数量可以设置一个(参见图1)或多个(参见图12)。

在此，如图1所示，门架51也可以设置成分体式结构，横梁包括第一横梁511和第二横梁512；其中，所述第一横梁511与第一支腿连接(第一横梁与第一支腿为一体式结构)、第二横梁512与第二支腿连接；第一横梁511和第二横梁512通过调整块513连接，在此，调整块513用于调节支腿的侧部与所述第一挡杆410之间的间隙(参见图3)。在此，门架51分为左右两个部分，左右两部分中间有刚性的调整块513，门架51与安装件2之间设置有调整间隙。由于调整间隙的存在，固定门架51底部至安装件2时，会使门架51紧靠第二挡杆。第一挡杆为刚性金属材料，起支撑固定防止电堆双夹板错位作用。

实施例9

较佳地，本实施例提供一种燃料电池堆，不同于实施例7和实施例8相比，本实施例中的固定结构可设置成壳体5(用壳体5替代实施7和实施例8中的堆叠支架、门架)。其中，燃料电池堆叠体、第二减震定位结构、电堆端板位于壳体5内。壳体5的内壁抵接第二减震定位结构，以使第二减震定位结构紧贴燃料电池堆叠体。壳体5与电堆端板连接，且壳体5上还设置有用于连接安装件2的固定部。

在此，壳体5上的M区域代替第一堆叠支架，N区域代替第二堆叠支架。

上述实施例提到的弹性体、第一弹性体、第二弹性体及第三弹性体为橡胶弹性体，也可以更换为其他耐高温弹性材料，如尼龙，聚氨酯，硅胶等。

实施例10

另一方面，本实施例提供一种燃料电池；其中，燃料电池包括燃料电池堆叠结构和安装件2。燃料电池堆叠结构为上述任一实施例所述的燃料电池堆叠结构；燃料电池堆叠结构安装在所述安装件2上。

另外，如图1至图14所示，上述实施例中的燃料电池堆叠结构通过以下步骤定位在安装件2上(在此以燃料电池堆叠结构包括两个单元燃料电池电堆为例说明)：

(1)如图1所示，将固定有第三弹性体411的第一挡杆410放入第一电堆端板31、第二电堆端板33中的定位槽内，并用沉头螺钉组将第一挡杆410固定于第一电堆端板31、第二电堆端板33上。

(2)将设置有第一减震定位结构110(即，底部橡胶弹性体)的单元燃料电池电堆1放置在合适位置；然后，将另一单元燃料电池电堆放置在其上(在此，两个单元燃料电池电堆之间具有弹性结构111，弹性结构111的一侧与下部的单元燃料电池电堆上的钢带结构连接，弹性结构111的另一侧与上部的单元燃料电池电堆上的钢带结构连接)，并保证两个单元燃料电池电堆的电堆端板对齐。

(3)第一堆叠支架52用螺钉组固定于第一电堆端板31上，保证压实第一挡杆410。第二堆叠支架用螺钉组3固定于第二电堆端板33上。如果单元燃料电池电堆在极板堆叠方向上有细微差异，可在较短单元燃料电池电堆处放入合适垫片，保证两个单元燃料电池电堆在极板的堆叠方向上尺寸相等，能够同时刚性接触第二电堆端板33。

(4)将第二挡杆420用螺钉组各自固定于门架51上；放置时调整调节块513的厚度，保证第二挡杆420紧靠在燃料电池堆叠体顶部的钢带结构上，且门架51的侧面同时紧靠在第一挡杆410上。调节完毕后，螺钉组固定门架的横梁和调整块513。

(5)上述装配完成的结构用螺钉组固定于安装件2上。

本申请的方案不限于两个单元燃料电池的电堆，只需调整各个部件的尺寸即可实现多个单元燃料电池电堆的堆叠。

综上，整个燃料电池堆叠结构在安装完毕后，燃料电池堆叠体的四周均被弹性体支撑，弹性体均有刚性物体支撑，这样可保证燃料电池堆叠体的抗震性，又能够避免燃料电池使用过程中的双极板移位的现象发生，起到定位电堆的作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种单元燃料电池电堆，其特征在于，所述单元燃料电池电堆包括：

单元燃料电池电堆主体；所述单元燃料电池电堆主体具有相对设置的第一端部和第二端部；

电堆端板，所述电堆端板包括第一电堆端板和第二电堆端板；其中，所述第一电堆端板与所述单元燃料电池电堆主体的第一端部连接；所述第二电堆端板与所述单元燃料电池电堆主体的第二端部连接；

其中，所述第一电堆端板和所述单元燃料电池电堆主体的第一端部之间设置有第三电堆端板；所述第三电堆端板的一侧连接所述单元燃料电池电堆主体的第一端部、所述第三电堆端板的另一侧通过弹性件与所述第一电堆端板连接；或

所述第二电堆端板和所述单元燃料电池电堆主体的第二端部之间还设置有第三电堆端板；所述第三电堆端板的一侧连接所述单元燃料电池电堆主体的第二端部、所述第三电堆端板的另一侧通过弹性件与所述第二电堆端板连接。

2.根据权利要求1所述的单元燃料电池电堆，其特征在于，所述弹性件为碟簧弹性体；和/或

所述单元燃料电池电堆中的弹性件处于压缩状态；和/或

所述单元燃料电池电堆还包括钢带结构；其中，所述单元燃料电池电堆主体、第一电堆端板及第二电堆端板形成的整体结构由所述钢带结构捆扎紧固；

优选的，所述钢带结构包括钢带和固定在钢带上的第一弹性体；其中，且所述第一弹性体位于所述钢带和所述单元燃料电池电堆主体之间；

优选的，所述单元燃料电池电堆主体上设置有用于安置所述钢带结构的钢带槽。

3.一种燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述燃料电池堆叠结构包括：

燃料电池堆叠体，所述燃料电池堆叠体包括多个堆叠的单元燃料电池电堆；其中，所述单元燃料电池电堆为权利要求1或2所述的单元燃料电池电堆；

优选的，在所述燃料电池堆叠体中，任意相邻的两个单元燃料电池电堆之间设置有弹性结构，其中，所述弹性结构的一侧与其中一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接，所述弹性结构的另一侧与另一个单元燃料电池电堆上的钢带结构连接。

4.根据权利要求3所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述燃料电池堆叠结构还包括：

固定结构，所述固定结构与所述电堆端板连接，且所述固定结构用于连接安装件，以将所述燃料电池堆叠体定位在所述安装件上；

第一减震定位结构，所述第一减震定位结构设置在所述燃料电池堆叠体的底部，用于接触所述安装件；

第二减震定位结构，所述第二减震定位结构设置在所述燃料电池堆叠体的侧部和顶部；所述第二减震定位结构与所述电堆端板和/或所述固定结构连接；

优选的，当所述单元燃料电池电堆主体、第一电堆端板、第二电堆端板及第三电堆端板形成的整体结构由所述钢带结构捆扎紧固时，所述第一减震定位结构包括第二弹性体，所述第二弹性体与所述燃料电池堆叠体的底部上的钢带结构连接，且所述第二弹性体用于接触所述安装件。

5.根据权利要求4所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述第二减震定位结构包括第一挡杆；其中，

所述第一挡杆具有相对设置的第一端和第二端；其中，所述第一挡杆的第一端与所述第一电堆端板固定、所述第一挡杆的第二端与所述第二电堆端板固定；

所述第一挡杆上开设有容置槽，所述容置槽中固定有第三弹性体；其中，所述第三弹性体的一部分容置在所述容置槽中，另一部分位于所述第一挡杆和燃料电池堆叠体之间，用于紧贴所述燃料电池堆叠体的侧部；

优选的，所述燃料电池堆叠体具有相对设置的第一侧部和第二侧部；其中，位于所述燃料电池堆叠体的第一侧部上的第一挡杆的数量与位于所述燃料电池堆叠体的第二侧部上的第一挡杆的数量一致；进一步优选的，位于所述燃料电池堆叠体的第一侧部上或第二侧部上的第一挡杆的数量与单元燃料电池电堆的数量一致。

6.根据权利要求4所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述第二减震定位结构还包括第二挡杆；其中，

所述第二挡杆安置在所述燃料电池堆叠体的顶部；且所述第二挡杆与所述燃料电池堆叠体之间设置有弹性结构；

优选的，当所述单元燃料电池电堆主体、第一电堆端板、第二电堆端板及第三电堆端板形成的整体结构由所述钢带结构捆扎紧固时，所述第二挡杆与所述燃料电池堆叠体顶部上的钢带结构连接；

优选的，所述第二挡杆的数量为多个；

优选的，所述第二挡杆与所述固定结构连接。

7.根据权利要求4-6任一项所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述固定结构包括：

堆叠支架，所述堆叠支架包括至少一个第一堆叠支架和至少一个第二堆叠支架；其中，所述第一堆叠支架与所述第一电堆端板连接、第二堆叠支架与所述第二电堆端板连接；

门架，所述门架安装在所述燃料电池堆叠体上、所述门架的底部用于固定在安装件上；其中，所述门架用于抵接所述第二减震定位结构，以使所述第二减震定位结构紧贴所述燃料电池堆叠体的侧部和顶部。

8.根据权利要求7所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述门架包括：

横梁，所述横梁位于所述燃料电池堆叠体的顶部、且与位于所述燃料电池堆叠体顶部的第二减震定位结构连接，以使位于燃料电池堆叠体顶部的第二减震定位结构与所述燃料电池堆叠体的顶部紧贴；

支腿，所述支腿为两个；其中一个支腿与所述横梁的一端连接、另一个支腿与所述横梁的另一端连接；所述支腿位于所述燃料电池堆叠体的侧部，用于抵接位于所述燃料电池堆叠体侧部的减震定位结构，以使位于燃料电池堆叠体侧部的减震定位结构与所述燃料电池堆叠体的侧部紧贴；

其中，所述支腿的底部设置有固定部，所述固定部用于连接安装件；

优选的，所述门架为一体式结构；

优选的，所述横梁包括第一横梁和第二横梁；其中，所述第一横梁与所述第一支腿连接、所述第二横梁与所述第二支腿连接；所述第一横梁和第二横梁通过调整块连接，以通过调整第一横梁和第二横梁之间的间隙，使所述门架紧贴第二减震定位结构。

9.根据权利要求4-6任一项所述的燃料电池堆叠结构，其特征在于，所述固定结构包括壳体；其中，

所述燃料电池堆叠体、第二减震定位结构、电堆端板均位于所述壳体内；

所述壳体的内壁抵接所述第二减震定位结构，以使所述第二减震定位结构紧贴所述燃料电池堆叠体；

所述壳体与所述电堆端板连接，且所述壳体上还设置有用于连接安装件的固定部。

10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括燃料电池堆叠结构和安装件；其中，

所述燃料电池堆叠结构为权利要求3-9任一项所述的燃料电池堆叠结构；

所述燃料电池堆叠结构安装在所述安装件上。

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