CN112687935A - 一种电堆封装箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电堆封装箱，属于燃料电池技术领域，该电堆封装箱包括封装箱体和可调节支撑导向杆，封装箱体四周的至少一侧设有用于电芯通过的开口，可调节支撑导向杆通过调节支撑件可拆卸地连接于开口的内侧，封装箱体包括与开口相对布置的电芯支撑侧壁，电芯支撑侧壁的内侧设有用于支撑电芯的支撑导向结构，支撑导向结构和可调节支撑导向杆均沿电芯的堆叠方向延伸布置，调节支撑件用于调节可调节支撑导向杆与相对的电芯支撑侧壁之间的距离。本方案通过支撑导向结构和可调节支撑导向杆实现电堆的有效导向、定位和支撑功能，还能够承受更大的组装力，有利于保护电堆，满足振动要求；开口的设置便于机械手进行自动装配，有利于提高装配效率。

Description

一种电堆封装箱

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种电堆封装箱。

背景技术

质子交换膜燃料电池电堆通常由几十节到几百节单电池串联组成，在电堆工作状态中，封装箱需要承受几十千牛的力，封装箱是质子交换膜燃料电池电堆中必不可少的部件，通常位于电堆最外侧，具有保护电堆、承受电堆组装力等功能。封装箱除了需要具有良好的强度，还需要具有一定的防护能力。

目前，传统的电堆封装箱方案中有的是在电芯堆叠组装完成后再安装封装壳体，装配效率极低；还有一些是在封装壳体内部安装电芯，但是，其装配性仍然较差，无法对电芯起到导向作用，很难实现自动化装配，且封装壳体内部无法对所有电芯有效支撑、固定，导致无法承受较大的组装力，对电芯的防护性能也较差。

因此，如何提供一种便于组装且能够有效支撑电堆的电堆封装箱，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电堆封装箱，该电堆封装箱便于组装，且能够对电堆起到有效的导向、支撑作用。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电堆封装箱，包括封装箱体和可调节支撑导向杆，所述封装箱体四周的至少一侧设有用于电芯通过的开口，所述可调节支撑导向杆通过调节支撑件可拆卸地连接于所述开口的内侧，所述封装箱体包括与所述开口相对布置的电芯支撑侧壁，所述电芯支撑侧壁的内侧设有用于支撑所述电芯的支撑导向结构，所述支撑导向结构和所述可调节支撑导向杆均沿所述电芯的堆叠方向延伸布置，所述调节支撑件用于调节所述可调节支撑导向杆与相对的所述电芯支撑侧壁之间的距离。

优选地，所述支撑导向结构和所述可调节支撑导向杆用于接触所述电芯的表面设有绝缘层。

优选地，所述绝缘层为绝缘树脂材料层。

优选地，所述封装箱体包括位于所述开口上下两侧的支撑横梁，每个所述支撑横梁连接有一个所述调节支撑件。

优选地，所述调节支撑件设有用于卡接配合所述可调节支撑导向杆的导向杆卡槽。

优选地，所述调节支撑件通过调节螺栓连接于所述支撑横梁。

优选地，所述电芯支撑侧壁的内侧设有两个平行布置的所述支撑导向结构，所述可调节支撑导向杆在相对的所述电芯支撑侧壁的投影位于两个所述支撑导向结构之间。

优选地，上述电堆封装箱还包括可拆卸地安装于所述开口外侧的壁板。

优选地，上述电堆封装箱还包括位于所述封装箱体上方的可拆卸的箱盖。

优选地，所述封装箱体为金属材质。

优选地，所述封装箱体的外侧设有加强筋。

优选地，所述支撑导向结构为凸出于所述电芯支撑侧壁的内侧表面的导向凸起结构。

优选地，所述导向凸起结构与所述电芯支撑侧壁为一体式结构。

本发明提供的电堆封装箱，包括封装箱体和可调节支撑导向杆，封装箱体四周的至少一侧设有用于电芯通过的开口，可调节支撑导向杆通过调节支撑件可拆卸地连接于开口的内侧，封装箱体包括与开口相对布置的电芯支撑侧壁，电芯支撑侧壁的内侧设有用于支撑电芯的支撑导向结构，支撑导向结构和可调节支撑导向杆均沿电芯的堆叠方向延伸布置，调节支撑件用于调节可调节支撑导向杆与相对的电芯支撑侧壁之间的距离。

本方案提供的电堆封装箱的组装过程如下：

先将支撑导向结构与封装箱体组装成一体，然后，将封装箱体倾斜放置在装配台架上，再将电芯通过开口依次放入封装箱体内部，并依次将各个电芯沿支撑导向结构堆叠放置，各个电芯堆叠完毕后形成电堆，然后，通过调节支撑件将可调节支撑导向杆安装在开口内侧，并使可调节支撑导向杆与电堆侧面的安装凹槽相对布置，接着，通过改变调节支撑件的位置使可调节支撑导向杆压紧于电堆侧面，此时，电堆的两侧被支撑导向结构和可调节支撑导向杆牢固夹持固定，最后，安装好箱盖，即完成电堆封装箱的组装。

可见，本方案可以通过支撑导向结构和可调节支撑导向杆实现电堆的有效导向、定位和支撑功能，还可以通过调节支撑件改变可调节支撑导向杆与电芯支撑侧壁之间的距离，从而进一步牢固夹紧电堆，进而承受更大的组装力，有利于保护电堆，满足振动要求。开口的设置有利于机械手实现自动化装配，有利于提高装配效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例中的电堆封装箱的分解结构示意图；

图2为本发明具体实施例中的电堆封装箱的俯视图；

图3为图2中A-A向的剖视图；

图4为本发明具体实施例中的封装箱体在装配前的结构示意图；

图5为本发明具体实施例中向封装箱体内堆叠电芯的状态示意图；

图6为本发明具体实施例中将可调节支撑导向杆放置于开口内侧的结构示意图；

图7为本发明具体实施例中组装好的电堆封装箱的结构示意图；

图8为本发明具体实施例中的调节支撑件的结构示意图；

图9为本发明具体实施例中利用机械手自动堆叠电芯的状态示意图。

图1至图9中的各项附图标记的含义为：

1-封装箱体、2-支撑导向结构、3-调节支撑件、4-可调节支撑导向杆、5-开口、6-支撑横梁、7-电芯、8-加强筋、9-机械手、10-电芯支撑侧壁、31-导向杆卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图3，图1为本发明具体实施例中的电堆封装箱的分解结构示意图；图2为本发明具体实施例中的电堆封装箱的俯视图；图3为图2中A-A向的剖视图。

本发明提供了一种电堆封装箱，包括封装箱体1和可调节支撑导向杆4，封装箱体1四周的至少一侧设有用于电芯7通过的开口5，可调节支撑导向杆4通过调节支撑件3可拆卸地连接于开口5的内侧，封装箱体1包括与开口5相对布置的电芯支撑侧壁10，电芯支撑侧壁10的内侧设有用于支撑电芯7的支撑导向结构2，支撑导向结构2和可调节支撑导向杆4均沿电芯7的堆叠方向延伸布置，调节支撑件3用于调节所述可调节支撑导向杆4与相对的电芯支撑侧壁10之间的距离。另外，该电堆封装箱还可以包括位于封装箱体1上方的可拆卸的箱盖(图中未示出)。封装箱体1的底部设有支撑底部，封装箱体1的上端可设计为开口形式，利用箱盖封闭，箱盖还可以压紧堆叠后的电堆。多个电芯7堆叠布置在封装箱体1内部并形成电堆，电堆和封装箱体1共同组成组装好的电堆封装箱。封装箱体1的四周可设置多个壁板，用于包围电堆的周向。

请参照图4至图7，本方案提供的电堆封装箱的组装过程如下：装配电堆前，先将支撑导向结构2与封装箱体1组装成一体，如图4所示；然后，将封装箱体1倾斜放置在装配台架上，再将电芯7通过开口5依次放入封装箱体1内部，并依次将各个电芯7沿支撑导向结构2堆叠放置，各个电芯7堆叠完毕后形成电堆，如图5所示；然后，将可调节支撑导向杆4放入开口5内侧，如图6所示；再通过调节支撑件3将可调节支撑导向杆4安装在开口5内侧，并使可调节支撑导向杆4与电堆侧面的安装凹槽相对布置，接着，通过改变调节支撑件3的位置使可调节支撑导向杆4压紧于电堆侧面，实现对电堆前后方向的定位，此时，电堆的两侧被支撑导向结构2和可调节支撑导向杆4牢固夹持固定；最后，安装好箱盖，即完成电堆封装箱的组装。

可见，本方案可以通过支撑导向结构2和可调节支撑导向杆4实现电堆的有效导向、定位和支撑功能，还可以通过调节支撑件3改变可调节支撑导向杆4与电芯支撑侧壁10之间的距离，从而进一步牢固夹紧电堆，进而承受更大的组装力，有利于保护电堆，满足振动要求。开口5的设置有利于机械手9实现自动化装配，从而进一步改善可装配性，提高装配效率。

优选地，支撑导向结构2和可调节支撑导向杆4用于接触电芯7的表面设有绝缘层，对组装后的电堆起到绝缘保护的作用。绝缘层可以有多种实现形式，例如，在支撑导向结构2和可调节支撑导向杆4表面包覆有一层橡胶层或树脂材料层，或者将支撑导向结构2和可调节支撑导向杆4设计为橡胶材质、树脂材质等绝缘材质，等等。优选地，本方案中的绝缘层为绝缘树脂材料层。

优选地，本方案中的封装箱体1采用金属材质制成，例如铝合金或钢材等，可以承受电堆较大的组装力。进一步优选地，封装箱体1的外侧设有加强筋8，如图1所示，如此设置，可以进一步提高封装箱体1侧壁的强度和刚度，从而能够承受更大的组装力。

优选地，封装箱体1包括位于开口5上下两侧的支撑横梁6，每个支撑横梁6连接有一个调节支撑件3，如图1所示。支撑横梁6可以为封装箱体1上下两端的框架，也可以单独设置横梁结构。支撑横梁6作为调节支撑件3的安装基础，当调节支撑件3改变可调节支撑导向杆4与另一侧的电芯支撑侧壁10间的距离时，可调节支撑导向杆4受到的挤压力通过调节支撑件3传递至固定的支撑横梁6，从而将电堆牢固夹持。

需要说明的是，本方案中的调节支撑件3可以设计为多种结构形式，例如采用螺栓调节锁紧机构，或者采用偏心轮锁紧机构，或者采用齿轮齿条锁紧机构，等等。优选地，本方案的调节支撑件3采用螺栓锁紧方式来压紧可调节支撑导向杆4，即，采用螺栓调节锁紧机构，具体的，调节支撑件3通过调节螺栓连接于支撑横梁6，通过旋松或旋紧该调节螺栓可以使调节支撑件3靠近或远离另一侧的电芯支撑侧壁10，从而改变可调节支撑导向杆4对电堆施加的压紧力。为了更好地对可调节支撑导向杆4施加作用力，避免可调节支撑导向杆4左右移动，优选地，本方案中的调节支撑件3还设有用于卡接配合可调节支撑导向杆4的导向杆卡槽31，如图8所示，可调节支撑导向杆4可以卡接配合于该导向杆卡槽31，从而避免可调节支撑导向杆4相对于电堆发生左右移动。

需要说明的是，本方案中在电芯支撑侧壁10上可以设置一个或多个支撑导向结构2，优选地，电芯支撑侧壁10的内侧设有两个平行布置的支撑导向结构2，如图1所示，可调节支撑导向杆4在相对的电芯支撑侧壁10的投影位于两个支撑导向结构2之间。如此布置，使得两个支撑导向结构2与另一侧的可调节支撑导向杆4形成对电堆两侧的三处稳固夹持支撑，电堆更不易发生晃动，从而更加满足电堆封装箱的振动要求。

优选地，上述电堆封装箱还包括可拆卸地安装于开口5外侧的壁板(图中未示出)。在组装完成后，可以将壁板安装在开口5外侧，实现对开口5的封闭遮挡，在需要检修时也能方便取下，提高了产品的装配性。

需要说明的是，本发明中的支撑导向结构2可以设计为导向槽结构，也可以设计为导向凸起结构，优选地，本方案中的支撑导向结构2为凸出于电芯支撑侧壁10的内侧表面的导向凸起结构，如图2所示。该导向凸起结构可以通过多种加工方式固定在电芯支撑侧壁10的内侧表面，例如通过焊接固定，或者一体成型加工，或者通过连接件连接固定，等等。优选地，上述导向凸起结构与电芯支撑侧壁10为一体式结构。

本发明具有以下有益效果：

1)本方案提供的电堆封装箱的封装箱体1采用金属材质，强度高，可承受更大的组装力；

2)本方案中的封装箱体1与支撑导向结构2以及可调节支撑导向杆4组装成一体化结构，既可对电芯7起到定位导向的功能，也可以兼有外工装的功能；

3)本方案中的封装箱体1的一侧设有较大的开口5，便于机械手9进行自动化装配；

4)本方案中的支撑导向结构2和可调节支撑导向杆4的外表面设有绝缘层，对电堆起到绝缘保护作用；

5)本方案中的可调节支撑导向杆4不仅可以对电堆起到定位、导向和支撑的功能，而且还可以调节对电堆的压紧力，更有利于保护电芯7，提高电芯7的可装配性，满足振动要求。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种电堆封装箱，其特征在于，包括封装箱体(1)和可调节支撑导向杆(4)，所述封装箱体(1)四周的至少一侧设有用于电芯(7)通过的开口(5)，所述可调节支撑导向杆(4)通过调节支撑件(3)可拆卸地连接于所述开口(5)的内侧，所述封装箱体(1)包括与所述开口(5)相对布置的电芯支撑侧壁(10)，所述电芯支撑侧壁(10)的内侧设有用于支撑所述电芯(7)的支撑导向结构(2)，所述支撑导向结构(2)和所述可调节支撑导向杆(4)均沿所述电芯(7)的堆叠方向延伸布置，所述调节支撑件(3)用于调节所述可调节支撑导向杆(4)与相对的所述电芯支撑侧壁(10)之间的距离。

2.根据权利要求1所述的电堆封装箱，其特征在于，所述支撑导向结构(2)和所述可调节支撑导向杆(4)用于接触所述电芯(7)的表面设有绝缘层。

3.根据权利要求2所述的电堆封装箱，其特征在于，所述绝缘层为绝缘树脂材料层。

4.根据权利要求1所述的电堆封装箱，其特征在于，所述封装箱体(1)包括位于所述开口(5)上下两侧的支撑横梁(6)，每个所述支撑横梁(6)连接有一个所述调节支撑件(3)。

5.根据权利要求4所述的电堆封装箱，其特征在于，所述调节支撑件(3)设有用于卡接配合所述可调节支撑导向杆(4)的导向杆卡槽。

6.根据权利要求4所述的电堆封装箱，其特征在于，所述调节支撑件通过调节螺栓连接于所述支撑横梁(6)。

7.根据权利要求1所述的电堆封装箱，其特征在于，所述电芯支撑侧壁(10)的内侧设有两个平行布置的所述支撑导向结构(2)，所述可调节支撑导向杆(4)在相对的所述电芯支撑侧壁(10)的投影位于两个所述支撑导向结构(2)之间。

8.根据权利要求1所述的电堆封装箱，其特征在于，还包括可拆卸地安装于所述开口(5)外侧的壁板。

9.根据权利要求1所述的电堆封装箱，其特征在于，还包括位于所述封装箱体(1)上方的可拆卸的箱盖。

10.根据权利要求1所述的电堆封装箱，其特征在于，所述封装箱体(1)为金属材质。

11.根据权利要求10所述的电堆封装箱，其特征在于，所述封装箱体(1)的外侧设有加强筋(8)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电堆封装箱，其特征在于，所述支撑导向结构(2)为凸出于所述电芯支撑侧壁(10)的内侧表面的导向凸起结构。

13.根据权利要求12所述的电堆封装箱，其特征在于，所述导向凸起结构与所述电芯支撑侧壁(10)为一体式结构。

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