CN111492521A - 燃料电池堆压缩的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种电化学电池堆组件。该组件具有电化学电池堆和压缩系统，该压缩系统将电化学电池堆保持在压缩状态。压缩系统具有位于电化学电池堆的相对端的第一端板和第二端板。压缩系统具有联接至第一端板和第二端板的一组张紧构件，该张紧构件在第一端板和第二端板之间保持固定的距离。压缩系统具有设置在第二端板和电化学电池堆之间的压缩板。压缩系统具有与压缩板接触的压缩构件，其中，压缩构件被构造成将力传递至压缩板。压缩系统具有紧固至第二板的锁紧螺母。锁紧螺母保证压缩构件和压缩板相对于第二端板的位置。

Description

燃料电池堆压缩的系统和方法

技术领域

本申请要求2017年7月24日提交的美国临时申请62/536,157号的权益，其通过整体引用并入本申请。

本公开涉及压缩的系统和方法，并且更具体地，涉及用于燃料电池堆压缩的系统和方法。

背景技术

诸如燃料电池或电解池的电化学电池是可用于从化学反应中产生电流的装置或可用于使用电流流动引起化学反应的装置。燃料电池可将燃料(例如氢、天然气、甲醇、汽油等)和氧化剂(例如空气或氧气)的化学能转化为电和废弃产物(例如热和水)。燃料电池可包括第一电极(例如带负电的阳极)、第二电极(例如带正电的阴极)和离子导电材料(例如电解质)。不同的燃料电池技术可利用不同的电解质材料。

单个电池通常可产生相对小的电势。因此，为了增加总输出电压，通常可将单个电池堆在一起(例如串联)以形成燃料电池或电化学电池堆。电化学电池堆内单个电池的数量可取决于应用以及该应用所需要的电化学电池堆的输出电压量。堆叠中的电化学电池可以被压缩系统压缩并保持。用于压缩电化学堆的一些现有压缩系统使用拉杆、带和/或弹簧来将一个或多个压缩力施加到电化学电池堆。尽管现有的压缩系统提供了用于将电化学堆保持在压缩状态的机构，但是它们并不是最佳的。例如，这些现有系统可能过于复杂、沉重和昂贵。利用现有系统压缩堆的过程通常很长且很复杂。另外，由现有压缩系统施加的压缩力并不总是均匀地施加在整个堆上，这会影响接触电阻、电传导以及电池堆内气体扩散层的孔隙率、微孔层的孔隙率、电池的膜的孔隙率、以及其他组件。因此，不均匀施加的压缩力可能会影响电池堆的整体性能。

发明内容

本申请所公开的燃料电池堆压缩的系统和方法旨在克服上述问题中的一个或多个和/或现有技术的其他问题。

一方面，本申请涉及一种压缩电化学电池堆的方法。该方法可包括将电化学电池堆放置在第一端板上，并将压缩板放置在电化学电池堆上与第一端板相对的一端。该方法还可包括将一个或多个压缩构件布置在压缩板上。该方法可进一步包括将第二端板定位在压缩板上，使得一个或多个压缩构件与第二端板上的一个或多个开口对准。该方法还可包括通过一个或多个压缩构件向压缩板施加力，其中力压缩电化学电池堆。该方法可进一步包括将一个或多个张紧构件附接至第一端板和第二端板，其中，该张紧构件被构造成在第一端板和第二端板之间保持固定的距离。该方法还可包括将一个或多个锁紧螺母紧固至第二端板，其中，锁紧螺母被构造成保证一个或多个压缩构件和压缩板相对于第二端板的位置。

另一方面，本申请涉及一种电化学电池堆组件。该组件可包括电化学电池堆和构造成将电化学电池堆保持在压缩状态的压缩系统。压缩系统可包括第一端板和第二端板以及一组张紧构件，第一端板和第二端板位于电化学电池堆的相对端，一组张紧构件联接至第一端板和第二端板，并构造成在第一端板和第二端板之间保持固定的距离。压缩系统还可包括设置在第二端板和电化学电池堆之间的压缩板。压缩系统还可包括与压缩板接触的压缩构件，其中，压缩构件被构造成将力传递到压缩板。压缩系统还可包括紧固至第二板的锁紧螺母，其中，锁紧螺母保证压缩构件和压缩板相对于第二端板的位置。

另一方面，本发明涉及一种用于电化学电池堆的压缩系统。压缩系统可包括第一端板和第二端板以及一组张紧构件，第一端板和第二端板位于电化学电池堆的相对端，一组张紧构件联接至第一端板和第二端板，并构造成在第一端板和第二端板之间保持固定的距离。压缩系统还可包括被构造成设置在第二端板和电化学电池堆之间的压缩板。压缩系统还可包括压缩构件，压缩构件被构造成与压缩板接触并且将力传递到压缩板。压缩系统还可包括被构造成紧固至第二板的锁紧螺母，其中，锁紧螺母保证压缩构件和压缩板相对于第二端板的位置。

附图说明

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的本申请。

结合在本申请中并构成本说明书一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据示例性实施例的电化学电池堆组件的立体图。

图2是图1的根据示例性实施例的电化学电池堆组件的局部分解立体组装图。

图3是根据示例性实施例的压缩板的顶部立体图。

图4是根据示例性实施例的碟形垫圈的顶部立体图。

图5是根据示例性实施例的压缩盖的底部立体图。

图6是根据示例性实施例的压缩工具的底部立体图。

图7是图1的根据示例性实施例的电化学电池堆的一部分的立体图，该电化学电池堆带有图6的被定位为压缩电化学电池堆组件的压缩工具。

图8是图1的根据示例性实施例的电化学电池堆的一部分的横截面侧视图，该电化学电池堆带有图6的被定位为压缩电化学电池堆组件的压缩工具。

图9是根据示例性实施例的电化学电池堆组件的局部分解立体组装图。

图10是图9的根据示例性实施例的电化学电池堆组件的立体图。

图11是图10的根据示例性实施例的电化学电池堆组件的一部分的横截面侧视图。

具体实施方式

现在将详细参考本申请的示例性实施例，其示例在附图中示出。在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。尽管相对于用于发电的电化学电池进行了描述，但是应当理解，本申请的装置和方法可以与各种类型的燃料电池或电化学电池一起使用，包括但不限于电解池、氢净化器、氢气扩展器和氢气泵。

图1示出了根据示例性实施例的电化学电池堆组件10的立体图。组件10可包括电化学电池堆12以及构造成将堆12保持在压缩状态的压缩系统14。电化学电池堆12(在本申请中可称为堆12)可包括彼此堆叠的一个或多个电化学电池(未示出单个电池)。本申请所指的堆12还可包括其他组件，例如集电器板、绝缘板、冷却剂板等。

图2示出了根据示例性实施例的电化学电池堆组件10的局部分解组装图。为了更好地查看内部组件，请注意图1所示的组件10的几个部件已被移除。参照图1和图2，压缩系统14可包括第一端板(例如固定端板16)以及第二端板(例如自由端板18)。固定端板16和自由端板18可被构造成定位在电化学电池堆12的相对端。固定端板16和自由端板18可被构造成通过一个或多个张紧构件(例如可被构造成沿堆12外部延伸的多个张紧板20)来保证彼此之间的固定距离。压缩系统14还可包括压缩板22，该压缩板22被构造成设置在自由端板18和堆12之间。在电化学电池堆组件10的初始压缩期间，可朝着固定端板16向压缩板22施加压缩力(例如通过液压机)，这可导致堆12压缩。力可通过位于自由端板18中的一个或多个相应的开口26内的一个或多个压缩构件24来传递至压缩板22。根据示例性实施例，每个压缩构件24可包括压缩盖28和一堆碟形垫圈30。在组装过程中，一旦达到堆12的期望水平的压缩，就可以将一个或多个锁紧螺母32固定至自由端板18上。每个锁紧螺母32可被构造成保证压缩构件24的位置，从而保证压缩板22相对于自由端板18的位置，使得可以保持电化学电池堆12的压缩状态。根据示例性实施例，固定端板16可由自由端板18、压缩板22、压缩构件24和锁紧螺母32的另一实例代替。在这种实施例中，外力可施加至压缩系统14的一端，同时在压缩系统14的另一端上紧锁紧螺母32。

根据示例性实施例，如图2所示，使用压缩系统14压缩电化学电池堆12的方法可开始于将电化学电池堆12放置在固定端板16上。放置堆12可包括一次放置所有堆12或将堆12分开地组装在固定端板16的顶部上。在一些实施例中，为了促进堆12在固定端板16上的正确对准，可在放置堆12之前将一个或多个张紧板20附接至固定端板16。例如，如图2所示，两个张紧板20可以附接至固定端板16的相邻侧面以形成拐角，在放置期间，堆12可以楔入抵靠在拐角或向上推抵靠在拐角。

张紧板20可通过任何合适的方式联接至自由端板18和固定端板16。例如，如图1和2所示，多个端板螺栓31可穿过张紧板20上的孔39，并拧入自由端板18和固定端板16上的相应端板孔37中。可以想到也可以使用其他附接方式。例如，在其他实施例中，张紧板20可被构造成在每个端部处具有轨道，该轨道被设计成滑入形成在自由端板18和固定端板16中的相应狭槽中。

在放置堆12之后，如图2所示，该方法可包括将压缩板22定位在堆12上与固定端板16的相对端处。压缩板22可以是被构造成与堆12的上表面齐平配合的大体上平板。如图2所示，压缩板22的形状可被构造成与堆12的形状相对应并且与堆12的有源区域对准。堆的有源区域可对应于每个电池的对准的有源区域，其可包括每个电池的阳极、阴极和电解质的重叠区域。压缩板22可由碳钢、不锈钢、铝、其他金属和/或塑料材料制成。压缩板的厚度可以在大约四分之一英寸到大约四分之三英寸之间。

在一些实施例中，如图2所示，压缩板22可包括一个或多个对准杆34，其从上表面延伸离开堆12。图3示出了具有四个对准杆34的压缩板22的一个示例性实施例的放大立体图。如图3所示，对准杆34可均匀地分布穿过上表面，使得它们与压缩板22的中心大约等距。在其他实施例中，压缩板22可具有更多或更少数量的对准杆34。例如，在一些实施例中，压缩板22可具有一个、两个、三个、五个、六个、八个、十个或更多个对准杆。对准杆34的数量和压缩板22的尺寸可与堆12的横截面面积成比例地增加或减少。例如，可使用具有四个对准杆34和四个相应的压缩构件24的压缩板22来压缩堆，其中每个电池具有大约200cm²至大约220cm²的有源面积。在另一个示例中，可使用具有两个对准杆34两个相应的压缩构件24的压缩板22来压缩堆，其中每个电池具有在大约100cm²至大约110cm²之间的有源面积。因此，压缩系统14可以被构造成：对于每50cm²的有源面积，可以利用一个压缩构件24。仅具有一个对准杆34的压缩板22的实施例可被构造成使得对准杆位于压缩板22的中心。在一个示例性实施例中，可使用具有四个或更多个对准杆34和四个或更多个相应的压缩构件24的压缩板22来压缩堆，其中每个电池具有大约250cm²至大约350cm²的有源面积。在另一个示例性实施例中，可使用具有四个对准杆34和四个相应的压缩构件24的压缩板22来压缩堆，其中每个电池具有大约150cm²至大约250cm²的有源面积。在示例性实施例中，可使用具有两个对准杆34和两个相应的压缩构件24的压缩板22来压缩堆，其中每个电池具有大约50cm²至大约150cm²的有源面积。应该理解的是，可使用不同数量的对准杆34和/或压缩构件24。

在放置压缩板22之后，压缩堆12的方法可包括在压缩板22上布置一个或多个压缩构件24。如图2所示，根据示例性实施例，压缩系统14可包括四个压缩构件24，并且布置压缩构件可包括将四个压缩构件24均匀地分布在堆12的有源区域上。如本申请所述，每个压缩构件24可包括堆叠在碟形垫圈堆30的顶部上的压缩盖28。对于包括对准杆34的压缩板22的实施例，可通过放置每个碟形垫圈堆30使其围绕每个对准杆34来布置碟形垫圈堆30。

碟形垫圈堆30可包括一个堆叠在另一个顶部上的多个碟形垫圈。例如，如图2所示，碟形垫圈堆30可以包括一个堆叠在另一个顶部上的四个碟形垫圈。在其他实施例中，每个碟形垫圈堆30可包括更多或更少数量的碟形垫圈。例如，在一些实施例中，碟形垫圈堆30可包括一个、两个、三个、五个、六个、七个或更多个碟形垫圈。

图4示出了根据示例性实施例的碟形垫圈33的特写立体图。如图4所示，碟形垫圈33可具有带有中心通孔35的大致截头圆锥形形状。碟形垫圈33可被构造成在压缩时具有类似于弹簧的性能并吸收振动以及自由端板18与固定端板16之间的部件膨胀。

当形成碟形垫圈堆30时，多个碟形垫圈33可以以各种布置来堆叠。例如，在具有四个碟形垫圈33的碟形垫圈堆30中，前两个碟形垫圈可以具有相应的方向，因此垫圈相互齐平配合，后两个垫圈可具有彼此相应的方向，但相对于前两个碟形垫圈而言，它们可能上下颠倒。结果是，夹在外部两个碟形垫圈之间的两个碟形垫圈不会齐平配合，而是在未压缩时仅其外边缘接触。可以预期，可使用碟形垫圈33的其他布置来形成碟形垫圈堆30。

图5示出了根据示例性实施例的压缩盖28的特写底部立体图。压缩盖28可被构造成将压缩力传递至碟形垫圈堆30，在堆12的压缩期间压缩盖28放置在碟形垫圈堆30上。一旦锁紧螺母32被紧固并保证到位，压缩盖28还可被构造成在锁紧螺母32和碟形垫圈堆30之间传递压缩力。

如图5所示，压缩盖28可具有大致截头圆锥形形状。压缩盖28还可包括第一凹腔38和第二凹腔40；第一凹腔38被构造成接收碟形垫圈33的一部分，第二凹腔40与第一凹腔38同心并且比第一凹腔38深。当将压缩构件24(即压缩盖28和碟形垫圈堆30)放置在对准杆上方和周围时，第二凹腔40可被构造成接收对准杆34的一部分。第一凹腔38和第二凹腔40可被构造成在一个或多个压缩构件24的定位期间促进对准。如图5所示，压缩盖28还可包括中心通孔42。

参照图2，在放置一个或多个压缩构件24之后，压缩堆12的方法可包括将自由端板18定位在压缩板22上方，使得一个或多个压缩构件24与自由端板18中的一个或多个开口26对准。在一些实施例中，自由端板18可在放置压缩构件24之前被定位，并且随后压缩构件24可被放置在开口26中。

如图2所示，自由端板18可包括穿过自由端板18延伸的多个螺纹开口26。尽管图2所示的自由端板18具有四个螺纹开口26，但是可预期在其他实施例中，自由端板18可以具有更多(例如6、8、10)或更少(例如1、2、3)个螺纹开口，其数量可与压缩构件24和锁紧螺母32的数量对应。

在定位自由端板18之后，锁紧螺母32然后可与开口26对准。在一些实施例中，可通过将每个锁紧螺母32部分地拧入相应的螺纹开口26中来将锁紧螺母32部分地固定至自由端板18。

在放置自由端板18之后，压缩堆12的方法可包括通过被构造成压缩堆12的压缩构件24向压缩板22施加力。如图6所示，力可由使用压缩工具44的压缩装置(例如液压机)施加。压缩工具44可包括正方形块或矩形块，该正方形块或矩形块具有从一个表面沿相同方向延伸的一个或多个支腿46。支腿46可定位成与压缩板22上的压缩构件24的布置对准。例如，如图7和8所示，当将压缩工具44放置在堆12的顶部上时，每个支腿46可被构造成接触压缩盖28的上表面。支腿46的直径可被构造成对应于压缩盖28的上表面的直径，使得支脚46能够在穿过锁紧螺母32的同时接触压缩盖28的上表面。在一些实施例中，每个支脚46可包括对准销48，对准销48被构造成穿过压缩盖28的孔42以促进压缩工具44的对准。在一些实施例中，对准销48可以是销钉、按钮或任何其他合适的对准特征。

如图8所示，压缩工具44可用于向压缩构件24(即压缩盖28和碟形垫圈堆30)施加力，然后将力转移至压缩板22和电化学堆12。如本申请所述，力被设计成压缩堆12。在一些实施例中，可施加力直到将电化学电池堆12被压缩至预定高度为止，该预定高度可对应于堆的设计和堆内电池的数量。在其他实施例中，力可施加预定的持续时间。所施加的力可以施加约十公斤每平方厘米至约50公斤每平方厘米的压力。堆12可被构造成被压缩至堆12的未压缩高度的大约50％至大约60％、大约60％至大约70％、或大约70％至大约80％的高度。

在施加力并且将堆12压缩至期望水平(例如预定高度)之后，压缩堆12的方法可包括将一个或多个张紧板20附接至固定端板16和自由端板18。张紧板20可被构造成在固定端板16和自由端板18之间保持固定距离。如本申请所述，为了将张紧板20附接至固定端板16和自由端板18，多个端板螺栓31可穿过张紧板20中的孔39并拧入自由端板18和固定端板16中相应的孔37中。堆12被压缩之前，从自由端板18到固定端板16的距离可以大于张紧板20的长度。然而，当将堆12压缩至预定高度时，张紧板20中的孔39以及固定端板16和自由端板18中相应的孔37可以对准。张紧板20可由多种材料制成，包括例如铝、钛、钢、碳纤维。

一旦将张紧板20附接至自由端板18和固定端板16，则可将压缩力传递至张紧板20。压缩堆12的方法还可包括将锁紧螺母32紧固至自由端板18，以将力从压缩工具44传递至张紧板20。例如，如图8所示，可将锁紧螺母32拧入开口26中，直到它们与压缩盖28接触为止。锁紧螺母32可被拧紧至预定扭矩值。如图所示，例如在图2、7和8中，锁紧螺母32可包括表面特征(例如孔)，该表面特征被构造成使得能够连接扭矩工具以帮助拧紧。锁紧螺母32可被拧至预定值，该预定值可以被设计为防止由于振动以及热膨胀和收缩而导致锁紧螺母32的松开。

当锁紧螺母32被适当地紧固时，锁紧螺母32将与压缩帽28的锥形表面齐平配合，从而限制了压缩盖28、碟形垫圈堆30(例如压缩构件24)和压缩板22的移动。一旦完成，可移除压缩工具44和通过压缩工具44施加的力，并且堆12可保持在压缩状态。

在压缩的状态下，端板螺栓31可在张紧板20与固定端板16和自由端板18之间传递力。力也可在自由端板18和锁紧螺母32之间传递。力也可在锁紧螺母32和压缩构件24(例如压缩盖28和碟形垫圈堆30)之间传递。力也可在压缩构件24和压缩板22之间传递。力也可在压缩板22和堆12之间传递。在这些部件之间传递的力可以是由堆12施加的膨胀力，该膨胀力可由压缩系统14保持的压缩力抵消。

如本申请所述，与传统的压缩系统相比(其中力被保持在外部或外围)，使压缩力被施加并保持更接近固定端板16、自由端板18和压缩板22的中心，可使固定端板16、自由端板18和压缩板22能够具有减小的厚度，同时还减少或消除了弯曲。减小厚度将使压缩系统14和电化学电池堆组件10的成本、重量和尺寸得以减小。减少或消除弯曲，还可增加压缩随时间的均匀性和恒定性，以及增加施加到堆12的力和压力的均匀性和恒定性。

在一些实施例中，压缩系统14的某些部件可以被组合以便简化设计、降低成本、减轻重量和/或减少组装时间。例如，图9示出了示例性实施例，其中一个或多个张紧板20可被固定地附接或制造为固定端板16和/或自由端板18的一部分。例如，两个张紧板20和固定端板16可形成为第一单个单元54，而另外两个张紧板20和自由端板18可形成为第二单个单元58。对于这些实施例，第一单个单元54和第二单个单元58可作为电化学电池堆组件10的一部分而被螺栓连接在一起。例如，图10示出了放置在其侧面上的电化学电池堆组件10，电化学电池堆组件10包括用螺栓62螺栓连接在一起的第一单个单元54和第二单个单元58。这种布置可以减少所需的组装时间，因为(例如)需要固定的螺栓较少。图10还示出了可在第一单个单元54内的流体歧管66。流体歧管66可以是用于使燃料、氧化剂和冷却剂在整个电化学电池堆组件10中循环的导管。

在一些实施例中，一个或多个张紧板可在不使用螺栓的情况下联接至一个或多个端板。例如，可以使用棘轮机构，棘轮机构将允许一个或多个张紧板卡扣至一个或多个端板上，但是将阻止它们折断。作为棘轮机构的附加或替代，张紧板的端部可具有直角或钩形特征，当端板受到液压机的压缩时，张紧板可在端板的边缘上滑动。在一些实施例中，这可以通过燕尾榫接头来实现。例如，图11示出了具有燕尾榫接头70的电化学电池堆组件10的示例性实施例的一部分的横截面侧视图。如图所示，燕尾榫接头70可包括在张紧板20上的钩形特征74，钩形特征74可在自由端板18的边缘上滑动。可以切割自由端板18的边缘以在张紧板20上容纳钩形特征。如果卸下液压机，则张紧板上的直角或钩形特征可保持端板相对彼此固定。

在其他实施例中，张紧板20可用方形张紧套筒代替，方形张紧套筒设计成在固定端板16的顶部上滑动并围绕堆12向下滑动。对于这样的实施例，张紧套筒还可以充当堆12周围的保护罩。例如，张紧套筒可防止与堆12意外接触，防尘和防水。在一些实施例中，张紧板20也可适于完全包围堆12，因此它们也可以用作保护罩。使用张紧板20和/或张紧套筒作为结构张紧构件以及保护罩可减少组装电化学电池堆组件10所需的零件数量，这可以减少成本、组装时间和/或组装尺寸。

如本申请所述，压缩系统14和压缩堆12的方法可在堆12的有源区域上施加力和相应的压力，这样施加力和相应的压力比通过将主要压缩力传递至电化学电池堆的有源区域的外围或外部的压缩方法获得的更均匀。更均匀的压缩可以允许在保持相同电阻率的同时使用更少的压缩，从而允许更好的气流通过电化学电池堆12并提高性能。更均匀的压缩可以促进更好的热量分布，从而减少由于面积过热导致的电化学电池堆12较早失效的可能，否则该区域将具有更高的热量集中度。

本申请所述的压缩系统14和相应的压缩方法的另一个优点是与传统压缩系统(例如拉杆压缩系统)相比，减少了组装时间。因为在组装期间施加压缩的位置与在组装之后保持压缩的位置相同，所以可省去将压缩传递至位于周围的拉杆的步骤，从而节省了时间。

出于说明的目的已经给出了前面的描述。它不是穷举性的，并且不限于所公开的精确形式或实施例。通过考虑所公开的实施例的说明书和实践，实施例的修改和改编将是显而易见的。例如，尽管相对于电化学电池堆进行了描述，但是应当理解，本文所述的压缩系统可以适于压缩电化学电池堆之外的其他组件。

虽然本申请已经描述了说明性实施例，但是范围包括基于本申请的具有等同要素、修改、省略、组合(例如各个实施例的各个方面)、改编和/或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言来广泛地解释，并且不限于在本说明书中或在本申请的进行期间描述的示例。这样的示例将被解释为非排他性的。此外，可以以任何方式修改所公开的方法的步骤，包括重新排序步骤和/或插入或删除步骤。

如在此使用的，术语“约”或“大约”是指对于由本领域的普通技术人员确定的特定值而言，在可接受的误差范围内，这将部分取决于如何测量或确定该值，例如，测量系统的局限性。例如，根据本领域的实践，“约”可以表示一个或多个标准偏差内。可替代地，“约”可以表示给定值的至多20％的范围，诸如至多10％，至多5％，至多1％。

根据详细的说明书，本申请的特征和优点是显而易见的，因此，所附权利要求旨在覆盖落入本公开的真实精神和范围内的所有系统和方法。如本申请所用，不定冠词“一个”和“一种”表示“一个或多个”。类似地，除非在给定的上下文中明确使用复数形式，否则不一定使用复数形式。除非另外明确指出，否则诸如“和”或“或”的词表示“和/或”。此外，由于从研究本申请内容将容易发生许多修改和变型，因此不希望将本申请内容限制为示出和描述的确切构造和操作，因此，可以采用所有合适的修改形式和等同形式，并且落入本发明的范围内。

通过考虑本申请的说明书和实践，本申请的其他实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和示例旨在仅被认为是示例性的，本申请的真实范围和精神由所附权利要求示出。

Claims (20)

1.一种压缩电化学电池堆的方法，包括：

将电化学电池堆放置至第一端板上；

将压缩板定位至电化学电池堆上与第一端板相对的一端；

将一个或多个压缩构件布置至压缩板上；

将第二端板定位至压缩板上，使得一个或多个压缩构件与第二端板中的一个或多个开口对准；

通过一个或多个压缩构件施加力至压缩板，其中该力压缩电化学电池堆；

将一个或多个张紧构件附接至第一端板和第二端板，其中，张紧构件被构造成在第一端板和第二端板之间保持固定的距离；和

将一个或多个锁紧螺母紧固至第二端板，其中，锁紧螺母被构造成保证一个或多个压缩构件和压缩板相对于第二端板的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，布置一个或多个压缩构件包括：将一个或多个压缩构件中的至少一个均匀地分布在电化学堆的有源区域上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个压缩构件中的至少一个包括碟形垫圈和压缩盖的堆。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在施加力至压缩板之前，将一个或多个锁紧螺母定位以紧固至第二端板。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括施加力直到电化学电池堆被压缩至预定高度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在预定高度处，一个或多个张紧构件的每个端部的一组孔与第一端板中的一组孔以及第二端板中的一组孔对齐。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在将电化学电池放置至第一端板堆上之前，将一个或多个张紧构件附接至第一端板；和

使用附接至第一端板的一个或多个张紧构件将电化学电池堆对准至第一端板上。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将一个或多个锁紧螺母拧紧至预定扭矩值。

9.一种电化学电池堆组件，包括：

电化学电池堆；和

压缩系统，该压缩系统被构造成将电化学电池堆保持在压缩状态，该压缩系统包括：

定位在电化学电池堆的相对端的第一端板和第二端板；

一组张紧构件，该一组张紧构件联接至第一端板和第二端板，并被构造成在第一端板和第二端板之间保持固定的距离；

压缩板，该压缩板设置在第二端板和电化学电池堆之间；

与压缩板接触的压缩构件，其中，压缩构件被构造成将力传递至压缩板；

紧固至第二板的锁紧螺母，其中，锁紧螺母保证压缩构件和压缩板相对于第二端板的位置。

10.根据权利要求9所述的电化学电池堆组件，其中，第二板具有被构造成接收压缩构件的开口。

11.根据权利要求10所述的电化学电池堆组件，其中，第二板中的开口是带螺纹的，并且通过将锁紧螺母拧入开口中来将锁紧螺母紧固至第二板。

12.根据权利要求10所述的电化学电池堆组件，其中，锁紧螺母被构造成被拧入开口中，从而锁紧螺母与压缩构件接触。

13.根据权利要求9所述的电化学电池堆组件，其中，压缩系统包括均匀地布置至压缩板上的多个压缩构件。

14.根据权利要求9所述的电化学电池堆组件，其中，压缩构件包括碟形垫圈和压缩盖的堆。

15.根据权利要求14所述的电化学电池堆组件，其中，压缩板包括对准杆，碟形垫圈的堆放置在对准杆上。

16.根据权利要求14所述的电化学电池堆组件，其中，压缩盖是圆锥形的，并且锁紧螺母具有被构造成与压缩帽齐平配合的相应的圆锥形腔。

17.一种用于电化学电池堆的压缩系统，包括：

第一端板和第二端板，该第一端板和第二端板被构造成被定位至电化学电池堆的相对侧上；

一组张紧构件，该一组张紧构件联接至第一端板和第二端板，并被构造成在第一端板和第二端板之间保持固定的距离；

压缩板，该压缩板被构造成设置在第二端板和电化学电池堆之间；

压缩构件，该压缩构件被构造成接触压缩板并将力传递到压缩板；

锁紧螺母，该锁紧螺母被构造成紧固至第二板，其中，锁紧螺母保证压缩构件和压缩板相对于第二端板的位置。

18.根据权利要求17所述的压缩系统，其中，第二板具有被构造成接收压缩构件的开口。

19.根据权利要求18所述的压缩系统，其中，第二板中的开口具有螺纹，并且通过将锁紧螺母拧入开口中而使锁紧螺母紧固至第二板。

20.根据权利要求18所述的压缩系统，其中，锁紧螺母被构造成被拧入开口中，从而锁紧螺母接触压缩构件。

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