CN112768741B - 燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了燃料电池，燃料电池包括外壳、电堆内堆、限位组件和分配器，电堆内堆包括前端板、后端板以及在前后方向上设在前端板和后端板之间的单电池装配体，单电池装配体包括电池组，电池组包括堆叠的多个单电池；限位组件包括上限位杆、下限位杆、左限位杆和右限位杆，上限位杆、下限位杆、左限位杆和右限位杆中的每一者的前端部与前端板相连且后端部与后端板相连；每个单电池的膜电极组件包括阳极气体扩散层、阴极气体扩散层以及设在阳极气体扩散层和阴极气体扩散层之间的催化剂涂布膜。本发明的燃料电池具有电池组不会出现空间弯曲的现象、电堆内堆的整体结构强度高等优点。

Description

燃料电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种燃料电池。

背景技术

燃料电池是新能源电池的一种，是新能源行业研究的热点问题，在氢能源燃料电池设计中，需要对结构受力平均性以及稳定性加以考虑，确保正常工作。氢能源燃料电池组仍处于初期发展中，结构稳定性及安全性需要加以改进。目前市面上燃料电池的组装存在各种密封和抗振性能较弱等问题。

在使用过程中，燃料电池的端板变形会造成中心区域受力减弱的情形，从而影响单电池平面内受力均匀性，另外单电池反应会产生多余热应力，不能保证工作状态下单电池的受力状态变化在安全范围内，进而影响单电池的稳定性。

燃料电池的电堆由多个单元单电池组积而成，为满足电堆大功率的使用需求，往往堆叠节数超过200节。在电堆实际运行过程中，由于电堆过长过重，需要在电堆内堆中设置限位结构，起到支撑电堆内堆的作用，以保证电堆内的电池组在实际运行过程中，不受重力及车体晃动的影响出现空间弯曲的现象，电池组出现空间弯曲的现象会严重影响电堆的性能。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

燃料电池在使用过程中，端板变形会造成中心区域受力减弱的情形，从而影响单电池平面内受力均匀性，另外单电池反应会产生多余热应力，不能保证工作状态下单电池的受力状态变化在安全范围内，进而影响单电池稳定性。另外如果只在电堆内堆中设置单一方向的限位结构，只考虑重力或晃动对单一方向的影响，则会忽略了重力及晃动对电堆内堆空间结构的整体影响，其不足以完全起到支撑电堆内堆的作用。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种燃料电池，包括外壳、电堆内堆、限位组件和分配器；

所述电堆内堆安装在所述外壳内，所述电堆内堆包括前端板、后端板和单电池装配体，所述前端板和所述后端板通过连接件相连，所述单电池装配体在前后方向上设在所述前端板和所述后端板之间，所述单电池装配体包括电池组，所述电池组包括堆叠的多个单电池，每个所述单电池包括膜电极组件，所述膜电极组件包括催化剂涂布膜、阳极气体扩散层和阴极气体扩散层，所述催化剂涂布膜设在所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间；

所述限位组件包括上限位杆、下限位杆、左限位杆和右限位杆，其中所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的前端部与所述前端板相连，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的后端部与所述后端板相连，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者与所述电池组配合以便对所述电池组限位；

所述分配器与所述外壳相连，所述前端板与所述分配器相连。

根据本发明实施例的燃料电池具有电池组不会出现空间弯曲的现象、电堆内堆的整体结构强度高的优点。

在一些实施例中，所述催化剂涂布膜的边沿位于所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层中的每一者的边沿的外侧，以便所述催化剂涂布膜的第一部分向外伸出所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间，所述膜电极组件进一步包括阳极密封膜、阴极密封膜、阳极密封边框和阴极密封边框；

所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分设在所述阳极密封膜的第一部分与所述阴极密封膜的第一部分之间，所述阳极密封膜的其余部分设在所述阳极气体扩散层上，所述阴极密封膜的其余部分设在所述阴极气体扩散层上；

所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分、所述阳极密封膜的所述第一部分的至少一部分和所述阴极密封膜的所述第一部分的至少一部分设在所述阳极密封边框和所述阴极密封边框之间。

在一些实施例中，所述阳极密封膜是PI膜，所述阴极密封膜是PI膜，所述阳极密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm，所述阴极密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm，所述阳极密封膜的宽度为2mm-3mm，所述阴极密封膜32的宽度为2mm-3mm。

在一些实施例中，所述阳极气体扩散层具有第一表面、第二表面和第一侧面，所述第一表面和所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第一侧面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上位于所述第一表面和所述第二表面之间，所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对所述第一表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述阳极密封膜的所述其余部分设在所述第一侧面和所述第一表面上；

所述阴极气体扩散层具有第三表面、第四表面和第二侧面，所述第三表面和所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第二侧面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上位于所述第三表面和所述第四表面之间，所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对所述第三表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述阴极密封膜的所述其余部分设在所述第二侧面和所述第三表面上。

在一些实施例中，所述阳极气体扩散层、所述阳极密封边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述阳极密封膜之间设有粘结层；所述阴极气体扩散层、所述阴极密封边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述阴极密封膜之间设有粘结层。

在一些实施例中，所述阳极密封膜和所述阴极密封膜中的每一者为环形，所述阳极密封膜和所述阴极密封膜中的每一者的外沿和内沿均为矩形，其中所述催化剂涂布膜的边沿位于所述阳极密封膜和所述阴极密封膜中的每一者的外边沿的外侧，所述阳极密封边框覆盖所述阳极密封膜的所述第一部分的一部分，所述阴极密封边框覆盖所述阴极密封膜的所述第一部分的一部分。

在一些实施例中，根据本发明实施例的燃料电池进一步包括多个弹性件，每个所述弹性件的前端部抵靠在所述单电池装配体的后表面上，每个所述弹性件的后端部抵靠在所述后端板的前表面上，多个所述弹性件构成多个弹性件组，多个所述弹性件组沿上下方向等间距地排列，每个所述弹性件组包括多个所述弹性件，每个所述弹性件组的多个所述弹性件沿左右方向等间距地排列。

在一些实施例中，所述后端板的前表面设置有多个凹槽，多个所述弹性件一一对应地配合在多个所述凹槽内，每个所述弹性件的所述前端部伸出相应的所述凹槽，所述弹性件为第一弹簧，所述第一弹簧为波形弹簧。

在一些实施例中，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者包括绝缘本体和绝缘凸部，所述绝缘凸部设在所述绝缘本体上，所述绝缘凸部从所述绝缘本体向邻近所述电池组的方向延伸，其中所述上限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的上表面上，所述下限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的下表面上，所述左限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的左侧面上，所述右限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的右侧面上。

在一些实施例中，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的所述绝缘本体的所述前端部上设有前凹槽，所述前凹槽的底壁面上设有前连接孔，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的所述绝缘本体的所述后端部上设有后凹槽，所述后凹槽的底壁面上设有后连接孔；

所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者进一步包括金属加强件，所述金属加强件具有容纳槽，所述绝缘本体和所述绝缘凸部容纳在所述容纳槽内，其中所述绝缘本体的所述前端部和所述后端部中的每一者的至少一部分向内伸出容纳槽，所述绝缘凸部的一部分向内伸出所述容纳槽，所述金属加强件的长度与相应的所述绝缘本体的长度相匹配，所述金属加强件的前端部设有与相应的所述绝缘本体的所述前连接孔相对的前避让孔，所述金属加强件的后端部设有与相应的所述绝缘本体的所述后连接孔相对的后避让孔。

在一些实施例中，根据本发明实施例的燃料电池进一步包括上限位块和下限位块，

所述上限位块包括上竖直部和上水平部，所述上竖直部与所述后端板的后表面的上部相连，所述上水平部与所述外壳的上板的下表面的后部相连；

所述下限位块包括下竖直部和下水平部，所述下竖直部与所述后端板的后表面的下部相连，所述下水平部与所述外壳的下板的上表面的后部相连；

所述上水平部的至少一部分向前凸出所述上竖直部的前表面，所述上水平部的至少一部分配合在所述外壳的上板的下表面和所述后端板的上表面之间；所述下水平部的至少一部分向前凸出所述下竖直部的前表面，所述下水平部的至少一部分配合在所述外壳的下板的上表面和所述后端板的下表面之间。

附图说明

图1是根据本发明实施例的燃料电池的立体结构示意图。

图2是根据本发明实施例的包括限位组件的电堆内堆与限位块配合的示意图。

图3是根据本发明实施例的不包括限位组件的电堆内堆的主视结构示意图。

图4是根据本发明实施例的弹性件在后端板上的安装位置示意图。

图5是根据本发明实施例的后端板的立体结构示意图。

图6是根据本发明实施例的第二弹簧的安装结构示意图。

图7是根据本发明实施例的限位组件、上限位块、下限位块在燃料电池内的安装结构示意图。

图8是根据本发明实施例的限位组件、上限位块、下限位块与后端板连接的示意图。

图9是根据本发明实施例的上限位杆、下限位杆、左限位杆和右限位杆中的每一者的结构示意图。

图10是根据本发明实施例的上限位杆、下限位杆、左限位杆和右限位杆中的每一者的不包括金属加强件的结构示意图。

图11是根据本发明实施例的金属加强件的结构示意图。

图12是根据本发明实施例的上限位块的结构示意图。

图13是根据本发明实施例的下限位块的结构示意图。

图14是根据本发明实施例的膜电极组件的正面示意图。

图15是图14的A-A剖视结构示意图。

图16是图15中的B部放大结构示意图。

图17是根据本发明实施例的阳极密封膜或阴极密封膜的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图17描述根据本发明实施例的燃料电池100。根据本发明实施例的燃料电池100包括外壳2、电堆内堆1、限位组件18和分配器3。

电堆内堆1安装在外壳2内，电堆内堆1包括前端板11、后端板17和单电池装配体。前端板11和后端板17通过连接件相连，单电池装配体在前后方向上设在前端板11和后端板17之间。

单电池装配体包括电池组14，电池组14包括堆叠的多个单电池。每个单电池包括膜电极组件140。膜电极组件140包括阳极气体扩散层1421、阴极气体扩散层1422和催化剂涂布膜4。催化剂涂布膜4设在阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层1422之间。分配器3与外壳2相连，前端板11与分配器3相连。

限位组件18包括上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的前端部与前端板11相连，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的后端部与后端板17相连，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者与电池组14配合以便对电池组14限位。

换言之，前端板11、后端板17、上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184之间限定出安装空间，电池组14、前集流板13、后集流板15、前绝缘板12和后绝缘板16位于该安装空间内。由此前端板11和后端板17可以在前后方向（Y方向）上对电池组14进行限位，左限位杆183和右限位杆184可以在左右方向（X方向）上对电池组14进行限位，上限位杆181和下限位杆182可以在上下方向（Z方向）上对电池组14进行限位。

根据本发明实施例的燃料电池100通过设置上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184，从而可以在X方向、Y方向和Z方向上对电池组14起到限位作用。由此不仅可以保证电池组14不会因受重力和晃动的影响而出现空间弯曲的现象，而且可以提高电堆内堆1的整体结构强度。

因此，根据本发明实施例的燃料电池100具有电池组14不会出现空间弯曲的现象、电堆内堆1的整体结构强度高等优点。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的燃料电池100包括外壳2、电堆内堆1和分配器3。

其中电堆内堆1安装在外壳2内，电堆内堆1包括前端板11、后端板17、电池组14、限位组件18、前集流板13、后集流板15、前绝缘板12和后绝缘板16。前端板11和后端板17通过连接件相连，前绝缘板12和后绝缘板16在前后方向上设在前端板11和后端板17之间，前集流板13和后集流板15在前后方向上设在前绝缘板12和后绝缘板16之间。分配器3与外壳2相连，前端板11与分配器3相连。

电池组14包括堆叠的多个单电池，电池组14在前后方向上设在前集流板13和后集流板15之间。本领域技术人员可以理解的是，多个单电池可以通过已知的方式堆叠以便形成电池组14，分配器3、前端板11、电池组14、前集流板13、后集流板15、前绝缘板12和后绝缘板16可以通过已知的方式相互配合。

需要说明的是，本发明实施例的燃料电池的单电池装配体包括电池组14、限位组件18、前集流板13、后集流板15、前绝缘板12和后绝缘板16，其中前集流板13和前绝缘板12可以设置为一体结构，后集流板15和后绝缘板16也可以设置为一体结构。

如图4所示，根据本发明实施例的燃料电池100进一步包括多个弹性件172，每个弹性件172的前端部抵靠在单电池装配体的后表面上，每个弹性件172的后端部抵靠在后端板17的前表面上。即每个弹性件172的前端部抵靠在后绝缘板16的后表面上，每个弹性件172的后端部抵靠在后端板17的前表面上。每个弹性件172处于压缩状态，每个弹性件172被夹持在后绝缘板16与后端板17之间。

由于前端板11和后端板17通过连接件相连，因此该连接件施加在后端板17上的作用力会造成后端板17变形。由此导致后端板17无法与后绝缘板16良好接触，即只有部分后端板17与后绝缘板16接触，从而导致后端板17的压装力无法均匀地分布到后绝缘板16上，进而导致后端板17的压装力无法均匀地分布到电池组14的单电池上。

根据本发明实施例的燃料电池100通过在后端板17与后绝缘板16之间加入了多个弹性件172，从而可以利用多个弹性件172将后端板17的压装力均匀地分布到后绝缘板16上，进而将后端板17的压装力均匀地分布到电池组14的单电池上。也就是说，利用多个弹性件172进行截面局部受力调节，可以减小由于后端板17变形造成的电池组14（单电池）的中心区域受力减弱的情形，以便使后端板17的压装力平均地分布到单电池平面上，提高单电池平面内受力均匀性。

而且，当单电池反应产生多余的热应力，弹性件172能够变形吸收电池组14产生的多余的热应力，从而使施加在单电池上的轴力不发生明显变化，保证在工作状态下单电池的受力状态变化在安全范围内，提高单电池的稳定性。

多个弹性件172构成多个弹性件组，多个弹性件组沿上下方向等间距地排列，每个该弹性件组包括多个弹性件172，每个该弹性件组的多个弹性件172沿左右方向等间距地排列。上下方向、左右方向、前后方向如图2中的方位箭头所示。

由此，使后端板17的压装力更平均地分布到单电池平面上，提高单电池平面内受力均匀性，且可以更有效地吸收电池组14内多余的热应力，提高稳定性。

如图4-图5所示，后端板17的前表面设置有多个凹槽171，多个弹性件172一一对应地配合在多个凹槽171内，每个弹性件172的前端部伸出相应的凹槽171以便抵靠在后绝缘板16上。也就是说，凹槽171的数量可以等于弹性件172的数量，每个凹槽171内可以配合有一个弹性件172。由此不仅可以更加稳固地、更加方便地安装弹性件172，而且由于凹槽171设置在后端板17上，从而无需改变后绝缘板16的结构形状，不会影响燃料电池100的绝缘性能。

可选地，弹性件172为第一弹簧。例如，第一弹簧为波形弹簧。波形弹簧适合安装在凹槽171内，且刚度符合使用要求。

多个第一弹簧中位于最外圈的第一弹簧的刚度小于位于最外圈以内的第一弹簧的刚度。由此使得每节单电池受力更加平均，并且可以吸收多余的热应力，保证在工作状态下单电池受力状态变化在安全范围内，提高稳定性。

如图7-图8所示，该限位组件18包括上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的前端部与前端板11相连，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的后端部与后端板17相连，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者与电池组14配合以便对电池组14限位。

换言之，前端板11、后端板17、上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184之间限定出安装空间，电池组14位于该安装空间内。由此前端板11和后端板17可以在前后方向（Y方向）上对电池组14进行限位，左限位杆183和右限位杆184可以在左右方向（X方向）上对电池组14进行限位，上限位杆181和下限位杆182可以在上下方向（Z方向）上对电池组14进行限位。

根据本发明实施例的燃料电池100通过设置上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184，从而可以在X方向、Y方向和Z方向上对电池组14起到限位作用。由此不仅可以保证电池组14不会因受重力和晃动的影响而出现空间弯曲的现象，而且可以提高电堆内堆1的整体结构强度。

因此，根据本发明实施例的燃料电池100具有电池组8不会出现空间弯曲的现象、电堆内堆1的整体结构强度高等优点。

如图7-图8所示，上限位杆181的前端部与前端板11的上表面相连。或者，上限位杆181的前端部与前端板11的后表面的上部相连。上限位杆181的后端部与后端板17的上表面相连。或者，上限位杆181的后端部与后端板17的前表面的上部相连。

下限位杆182的前端部与前端板11的下表面相连。或者，下限位杆182的前端部与前端板11的后表面的下部相连。下限位杆182的后端部与后端板17的下表面相连。或者，下限位杆182的后端部与后端板17的前表面的下部相连。

左限位杆183的前端部与前端板11的左侧面相连。或者，左限位杆183的前端部与前端板11的后表面的左侧部相连。左限位杆183的后端部与后端板17的左侧面相连。或者，左限位杆183的前端部与后端板17的前表面的左侧部相连。

右限位杆184的前端部与前端板11的右侧面相连。或者，右限位杆184的前端部与前端板11的后表面的右侧部相连。右限位杆184的后端部与后端板17的右侧面相连。或者，右限位杆184的前端部与后端板17的前表面的右侧部相连。

由此可以使电堆内堆1和燃料电池100的结构更加稳固、更加合理。

优选地，本实施例中上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184通过紧固件连接在前端板11上，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184通过紧固件连接在后端板17上，连接更方便。

如图7-图9所示，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者包括绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2，绝缘凸部18-2设在绝缘本体18-1上，绝缘凸部18-2从绝缘本体18-1向邻近电池组14的方向延伸。其中，上限位杆181的绝缘凸部18-2抵靠在电池组14的上表面上，下限位杆182的绝缘凸部18-2抵靠在电池组14的下表面上，左限位杆183的绝缘凸部18-2抵靠在电池组14的左侧面上，右限位杆184的绝缘凸部18-2抵靠在电池组14的右侧面上。

由此可以更加有效地在X方向和Z方向上对电池组14进行限位作用，从而不仅可以进一步保证电池组14不会因受重力和晃动的影响而出现空间弯曲的现象，而且可以进一步提高电堆内堆1的整体结构强度。

可选地，绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2的材质为PEEK绝缘材质，即上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184的材质均为PEEK绝缘材质。

如图10所示，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1的前端部上设有前连接孔18-13，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1的前端部通过穿过前连接孔18-13的前紧固件与前端板11相连。

上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1的后端部上设有后连接孔18-14，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1的后端部通过穿过后连接孔18-14的后紧固件与后端板17相连。

由此可以更加方便地、更加稳固地将上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者安装在前端板11和后端板17上，连接方便快捷，且可拆卸。

如图10所示，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1的前端部上设有前凹槽18-11，前连接孔18-13设在前凹槽18-11的底壁面上，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1的后端部上设有后凹槽18-12，后连接孔18-14设在后凹槽18-12的底壁面上。

根据本发明实施例的燃料电池100通过设置前凹槽18-11和后凹槽18-12，从而能够使前紧固件和后紧固件安装后不超出上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1外表面，使上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的绝缘本体18-1的外表面平整，方便将电堆内堆1推入到外壳2内，也能保护前紧固件和后紧固件，避免移动过程中的磕碰损伤，还能避免前紧固件和后紧固件和外壳2接触，从而保证燃料电池限位杆180的绝缘要求。

如图9-图11所示，上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者进一步包括金属加强件18-3，金属加强件18-3具有容纳槽，绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2容纳在容纳槽内，其中绝缘本体18-1的前端部和后端部中的每一者的至少一部分向内伸出容纳槽，绝缘凸部18-2的一部分向内伸出容纳槽以便与电池组14接触。也就是说，金属加强件18-3覆盖整个绝缘本体18-1和部分绝缘凸部18-2。

根据本发明实施例的燃料电池100通过设置金属加强件18-3，从而能够增加上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的刚度，从而可以使上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184更加有效地对电池组14进行限位，进而可以使电堆内堆1整体的轴向刚度更好，进一步防止电堆内堆1发生轴向变形，进一步保证电池组14不会因受重力和晃动的影响而出现空间弯曲的现象，而且可以提高电堆内堆1的整体结构强度。另外，金属加强件18-3与绝缘性能好的但刚度一般的绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2配合，能够在满足高强度要求和高绝缘要求的情况下，使上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中的每一者的制作成本低。

同时，绝缘本体18-1的前端部和后端部中的每一者的至少一部分向内伸出容纳槽，绝缘凸部18-2的一部分向内伸出容纳槽，能够保证金属加强件18-3不与前端板11、后端板17和电池组14接触，从而满足绝缘要求。

如图9和图11所示，金属加强件18-3的长度与相应的绝缘本体18-1的长度相匹配，金属加强件18-3的前端部设有与相应的绝缘本体18-1的前连接孔18-13相对的前避让孔18-31，金属加强件18-3的后端部设有与相应的绝缘本体18-1的后连接孔18-14相对的后避让孔18-32。

根据本发明实施例的燃料电池100通过在金属加强件18-3上设置前避让孔18-31和后避让孔18-32，使金属加强件18-3不遮挡相应的绝缘本体18-1上的前连接孔18-13和后连接孔18-14。由此可以使上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184的结构更加合理。

如图11所示，金属加强件18-3包括夹持底板18-33、第一金属夹持板18-34和第二金属夹持板18-35，第一金属夹持板18-34和第二金属夹持板18-35沿绝缘本体18-1的宽度方向间隔开地设在夹持底板18-33上，夹持底板18-33、第一金属夹持板18-34和第二金属夹持板18-35之间限定出容纳槽，绝缘本体18-1夹持在第一金属夹持板18-34与第二金属夹持板18-35之间，绝缘凸部18-2夹持在第一金属夹持板18-34与第二金属夹持板18-35之间。由此可以使金属加强件18-3的结构更加合理、结构更加简单、制作方便，且与相应的绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2连接方便。

优选地，本实施例中金属加强件18-3为铝槽，绝缘凸部18-2上设有连接孔18-21，铝槽两侧的第一金属夹持板18-34和第二金属夹持板18-35上设有与绝缘凸部18-2上的连接孔18-21位置与尺寸完全相同的连接孔18-36，绝缘凸部18-2和铝槽通过同时穿过连接孔18-21和连接孔18-36内的螺栓固定连接。

如图7-图8和图14-图15所示，燃料电池100进一步包括上限位块21和下限位块22。上限位块21包括上竖直部21-1和上水平部21-2，上竖直部21-1与后端板17的后表面的上部相连，上水平部21-2与外壳2的上板24的下表面的后部相连。下限位块22包括下竖直部22-1和下水平部22-2，下竖直部22-1与后端板17的后表面的下部相连，下水平部22-2与外壳2的下板25的上表面的后部相连。

优选地，如图7所示，上水平部21-2的至少一部分向前凸出上竖直部21-1的前表面，上水平部21-2的至少一部分配合在外壳2的上板24的下表面和后端板17的上表面之间。下水平部22-2的至少一部分向前凸出下竖直部22-1的前表面，下水平部22-2的至少一部分配合在外壳2的下板25的下表面和后端板17的上表面之间。

根据本发明实施例的燃料电池100通过连接在外壳2上的上限位块21和下限位块22对后端板17的限位，从而能够在Y方向（轴向）上更好地对电堆内堆1起到限位作用，同时也能在Z方向（上下方向）对电堆内堆1起到支撑作用。由此可以进一步确保电堆内堆1不因晃动的影响而在外壳2中产生位移和碰撞。其中，可以先将电堆内堆1装进外壳2内，确定电堆内堆1的最终摆放位置后，将上限位块21和下限位块22安装在后端板17和外壳2上。

根据本发明实施例的燃料电池100通过上水平部21-2的至少一部分和下水平部22-2的至少一部分在Z方向（上下方向）对电堆内堆1起到支撑作用，上水平部21-2和下水平部22-2能够对电堆内堆1提供更稳定的支撑，支撑方便可靠，可以进一步确保电堆内堆1不因晃动的影响而在外壳2中产生位移和碰撞。

如图7-图8所示，上限位杆181为多个，多个上限位杆181沿左右方向间隔开地设置。下限位杆182为多个，多个下限位杆182沿左右方向间隔开地设置。左限位杆183为多个，多个左限位杆183沿上下方向间隔开地设置。右限位杆184为多个，多个右限位杆184沿上下方向间隔开地设置。

上限位块21为多个，多个上限位块21沿左右方向间隔开地设置。下限位块22为多个，多个下限位块22沿左右方向间隔开地设置。

根据本发明实施例的燃料电池100通过设置多个上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183、右限位杆184，可以更加有效地在X方向和Z方向上对电池组14进行限位，从而不仅可以进一步保证电池组14不会因受重力和晃动的影响而出现空间弯曲的现象，而且可以进一步提高电堆内堆1的整体结构强度。同时通过设置多个上限位块21和下限位块22，可以进一步确保电堆内堆不因晃动的影响而在外壳2中产生位移和碰撞。

如图14-图17所示，催化剂涂布膜4的边沿位于阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层1422中的每一者的边沿的外侧，以便催化剂涂布膜4的第一部分1441向外伸出阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层1422之间。也就是说，阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层1422位于催化剂涂布膜4的第一部分1441的内侧。

膜电极组件140进一步包括阳极密封膜1431、阴极密封膜1432、阳极密封边框1411和阴极密封边框1412。催化剂涂布膜4的该第一部分1441的至少一部分设在阳极密封膜1431的第一部分14311与阴极密封膜1432的第一部分14321之间。阳极密封膜1431的其余部分设在阳极气体扩散层1421上，阴极密封膜1432的其余部分设在阴极气体扩散层1422上。换言之，阳极气体扩散层1421的至少一部分和阴极气体扩散层1422的至少一部分设在阳极密封膜1431和阴极密封膜1432之间，催化剂涂布膜4的该第一部分1441的至少一部分设在阳极密封膜1431与阴极密封膜1432之间。

催化剂涂布膜4的该第一部分144141的至少一部分41、阳极密封膜1431的该第一部分14311的至少一部分和阴极密封膜1432的该第一部分14321的至少一部分设在阳极密封边框1411和阴极密封边框1412之间。

由于在燃料电池长时间的工作运行中，膜电极组件会遭到损坏，主要的损坏就是由于气体分子高速的运动导致阳极气体扩散层的边缘和阴极气体扩散层的边缘被冲击损坏。从而导致之前被阳极气体扩散层和阴极气体扩散层保护的催化剂涂布膜被高速运动的气体分子冲击损坏，这是由于催化剂涂布膜没有很好的机械性能，很容易被高速运动的气体冲击损坏，进而导致膜电极组件损坏，严重影响燃料电池100的运行性能。

根据本发明实施例的膜电极组件140通过设置阳极密封膜1431和阴极密封膜1432，且使阳极密封边框1411与阳极气体扩散层1421之间通过阳极密封膜1431密封以及阴极密封边框1412与阴极气体扩散层1422之间通过阴极密封膜1432密封，从而当气体分子高速运动冲击阳极气体扩散层1421的边缘区域和阴极气体扩散层1422的边缘区域时，阳极密封膜1431和阴极密封膜1432能够有效地阻挡气体分子，以便保护气体扩散层21的边缘和阴极气体扩散层1422的边缘不被冲击损坏，进而能够很好地保护催化剂涂布膜4的边缘不被冲击损坏，以便避免膜电极组件140被高速运动的气体分子损坏，有效提高膜电极组件140的耐久性和稳定可靠性。

另外由于原有的膜电极组件的阳极气体扩散层和催化剂涂布膜以及阴极气体扩散层和催化剂涂布膜之间均设有绝缘边框，导致膜电极组件的两个绝缘边框与阳极气体扩散层、催化剂涂布膜和阴极气体扩散层的重叠区域处的厚度远超膜电极组件的其他区域的厚度，造成整个膜电极组件的厚度均匀性差，给燃料电池的电堆在压装过程中平面上的受力均匀带来挑战。

根据本发明实施例的膜电极组件140通过使阳极密封边框1411与阳极气体扩散层1421之间利用阳极密封膜1431密封以及阴极密封边框1412与阴极气体扩散层1422之间利用阴极密封膜1432密封，且使阳极密封膜1431的该第一部分14311和阴极密封膜1432的该第一部分14321位于阳极密封边框1411和阴极密封边框1412之间，从而使阳极密封边框1411和阴极密封边框1412不再与阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层1422重叠，即阳极气体扩散层1421不需要压在阳极密封边框1411上以及阴极气体扩散层1422不需要压在阴极密封边框1412上。

由此可以消除因阳极气体扩散层1421、阴极气体扩散层1422、阳极密封边框1411和阴极密封边框1412重叠而导致膜电极组件140的局部厚度过大，从而可以使膜电极组件140的各个区域的厚度更加均匀，在燃料电池100的电堆压装中可以改善整个电堆的受力均匀性。

而且由于原有的膜电极组件的绝缘边框与阳极气体扩散层和阴极气体扩散层的重叠区（交错区）在原有的工艺中很难完全密封好，导致会有氢气分子直接渗透到空气侧。

由于根据本发明实施例的膜电极组件140的阳极密封膜1431与阳极密封边框1411的密封性以及与阳极气体扩散层1421的密封性均较好、阴极密封膜1432与阴极密封边框1412的密封性以及与阴极气体扩散层1422的密封性较好，从而使阳极密封膜1431能有效地将阳极密封边框1411和阳极气体扩散层1421之间的间隙完全的密封好，同时使阴极密封膜1432能有效地将阴极密封边框1412和阴极气体扩散层1422之间的间隙完全密封好，进而能比较好地改善氢渗问题。

因此，根据本发明实施例的燃料电池100的膜电极组件140具有耐久性好、稳定可靠性高、厚度更加均匀、改善燃料电池100中整个电堆的受力均匀性、改善氢渗问题等优点。

可选地，阳极密封膜1431的厚度为0.04mm～0.06mm，阴极密封膜1432的厚度为0.04mm～0.06mm。优选地，根据本发明实施例的膜电极组件140的阳极密封膜1431的厚度为0.05mm，阴极密封膜1432的厚度为0.05mm。由于阳极密封膜1431和阴极密封膜1432的厚度较小，从而能够使膜电极组件140中覆盖阳极密封膜1431和阴极密封膜1432的阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层所在区域的厚度与未覆盖阳极密封膜1431和阴极密封膜1432的阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层所在区域的厚度差别不大，从而能够保证膜电极组件140的各个区域的厚度更加均匀，在燃料电池100的电堆压装中可以改善燃料电池100中整个电堆的受力均匀性。

优选地，阳极密封膜1431的宽度为2mm～3mm。阴极密封膜1432的宽度为2mm～3mm。由此可以在确保阳极密封膜1431与阳极密封边框1411和阳极气体扩散层1421之间的密封性、连接牢固度以及阴极密封膜1432与阴极密封边框1412和阴极气体扩散层1422之间的密封性、连接牢固度的情况下，减小阳极密封膜1431的宽度和阴极密封膜1432的宽度，进而可以减小阳极密封膜1431的材料用量和阴极密封膜1432的材料用量，以便降低膜电极组件140的制造成本。另外阳极密封膜1431尽量少地覆盖阳极气体扩散层1421、阴极密封膜1432尽量少地覆盖阴极气体扩散层1422，也能够增加阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层1422的有效工作面积，进而提高单电池的工作性能。

如图16所示，阳极气体扩散层1421具有第一表面14211、第二表面14212和第一侧面14213，第一表面14211和第二表面14212在阳极气体扩散层1421的厚度方向上相对，第一侧面14213在阳极气体扩散层1421的厚度方向上位于第一表面14211和第二表面14212之间，第二表面14212在阳极气体扩散层1421的厚度方向上相对第一表面14211邻近催化剂涂布膜4。阳极密封膜1431的该其余部分设在第一侧面14213和第一表面14211上。

阴极气体扩散层1422具有第三表面14221、第四表面14222和第二侧面14223，第三表面14221和第四表面14222在阴极气体扩散层1422的厚度方向上相对，第二侧面14223在阴极气体扩散层1422的厚度方向上位于第三表面14221和第四表面14222之间，第四表面14222在阴极气体扩散层1422的厚度方向上相对第三表面14221邻近催化剂涂布膜4，其中阴极密封膜1432的其余部分设在第二侧面14223和第三表面14221上。

由此不仅可以使阳极密封膜1431更加牢固地贴合在阳极气体扩散层1421上、阴极密封膜1432更加牢固地贴合在阴极气体扩散层1422上，而且可以使阳极密封膜1431与阳极气体扩散层1421和阳极密封边框1411之间形成迷宫密封结构、阴极密封膜1432与阴极气体扩散层1422和阴极密封边框1412之间形成迷宫密封结构，从而使阳极气体扩散层1421、阳极密封边框1411和催化剂涂布膜4中的每一者与阳极密封膜1431的连接强度更好，密封性更好，同时使阴极气体扩散层1422、阴极密封边框1412和催化剂涂布膜4中的每一者与阴极密封膜1432的连接强度更好，密封性更好。

因此，阳极密封膜1431能够更有效地保护气体扩散层21的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，阴极密封膜1432能够更有效地保护阴极气体扩散层1422的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，进而能够更好的保护催化剂涂布膜4的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，有效保证膜电极组件140的耐久性。同时使阳极密封膜1431能更有效地将阳极密封边框1411和阳极气体扩散层1421之间的间隙完全的密封好，阴极密封膜1432能有更效地将阴极密封边框1412和阴极气体扩散层1422之间的间隙完全密封好，进而能更好地改善氢渗问题。

另外在确保阳极密封膜1431与阳极密封边框1411和阳极气体扩散层1421之间的密封性、连接牢固度以及阴极密封膜1432与阴极密封边框1412和阴极气体扩散层1422之间的密封性、连接牢固度的情况下，能够减小阳极密封膜1431覆盖在第一气体扩散层21的第一表面14211上的宽度以及阴极密封膜1432覆盖在第二气体扩散层22的第三表面14221上的宽度，从而能够增加阳极气体扩散层1421和阴极气体扩散层1422的有效工作面积，进而提高单电池的工作性能。

阳极气体扩散层1421、阳极密封边框1411和催化剂涂布膜4中的每一者与阳极密封膜1431之间设有粘结层，阴极气体扩散层1422、阴极密封边框1412和催化剂涂布膜4中的每一者与阴极密封膜1432之间设有粘结层。由此使阳极气体扩散层1421、阳极密封边框1411和催化剂涂布膜4中的每一者与阳极密封膜1431的连接强度更好，密封性更好，同时使阴极气体扩散层1422、阴极密封边框1412和催化剂涂布膜4中的每一者与阴极密封膜1432的连接强度更好，密封性更好。

从而使阳极密封膜1431能够更有效地保护气体扩散层21的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，阴极密封膜1432能够更有效地保护阴极气体扩散层1422的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，进而能够更好的保护催化剂涂布膜4的边缘不被高速运动的气体冲击损坏，有效保证膜电极组件140的耐久性。同时使阳极密封膜1431能更有效地将阳极密封边框1411和阳极气体扩散层1421之间的间隙完全的密封好，阴极密封膜1432能有更效地将阴极密封边框1412和阴极气体扩散层1422之间的间隙完全密封好，进而能更好地改善氢渗问题。

如图16-图17所示，阳极密封膜和阴极密封膜中的每一者为环形。其中本实施例中环形的阳极密封膜1431和环形的阴极密封膜1432的外轮廓（外沿）和内轮廓（内沿）均为矩形。催化剂涂布膜4的边沿位于阳极密封膜1431和阴极密封膜1432中的每一者的外边沿的外侧。由此可以使催化剂涂布膜4更牢固地设置在阳极密封膜1431和阴极密封膜1432之间。

阳极密封边框1411覆盖阳极密封膜1431的第一部分14311的一部分，阴极密封边框1412覆盖阴极密封膜1432的第一部分14321的一部分。

也就是说，阳极密封边框1411与阳极气体扩散层1421之间有一定间隙，从而阳极气体扩散层1421能够可靠地放在阳极密封边框1411内框里，以便能更可靠地保证密封时阳极气体扩散层1421不压在阳极密封边框1411上。进而能更有效地保证整个膜电极组件140的厚度更加均匀，在燃料电池100的电堆压装中可以改善整个电堆的受力均匀性。

同理，阴极密封边框1412与阴极气体扩散层1422之间有一定间隙，从而阴极气体扩散层1422能够可靠地放在阴极密封边框1412内框里，以便能更可靠地保证阴极气体扩散层1422不压在阴极密封边框1412上。进而能更有效地保证整个膜电极组件140的厚度更加均匀，在燃料电池100的电堆压装中可以改善整个电堆的受力均匀性。

本实施例的燃料电池100组装步骤为：

第一、将前集流板13、后集流板15、前绝缘板12、后绝缘板16和电池组14按顺序压装成型。

第二、使用12根长螺栓19以及配套螺母110将前述压装成型的结构固定于前端板11与后端板17之间，以长螺栓19预紧力作为电堆内堆1压装力。同时在后端板17与后绝缘板16之间设置弹性件172。另外在螺母110与后端板17之间加入第二弹簧111（如图8所示），以对前端板11、后端板17的结构受力以及变形进行补偿调节，解决可能由于材料松弛、温度以及振动所产生变形而引起的问题，可以抵消一部分单电池在使用工况下产生的热应力，而对整体结构影响最小，确保每层单电池受力均匀。

第三、使上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中每一者通过螺栓与前端板11相连。并使上限位杆181、下限位杆182、左限位杆183和右限位杆184中每一者通过螺栓与后端板17相连。

第四、将整个电堆内堆1装配到外壳2中，确定好电堆内堆1的最终摆放位置后，将上限位块21的上竖直部21-1紧贴后端板17后表面并通过螺栓与后端板17相连。上限位块21的上水平部21-2前端部塞入后端板17与外壳2之间的缝隙。上限位块21的上水平部21-2后端部通过螺栓与外壳2的上板24连接。并将下限位块22的下竖直部22-1紧贴后端板17后表面并通过螺栓与后端板17相连。下限位块22的下水平部22-2前端部塞入后端板17与外壳2之间的缝隙。下限位块22的下水平部22-2后端部通过螺栓与外壳2的下板25连接。

根据本实施例的燃料电池100还包括巡检支架、巡检器和电源检测模块，巡检支架安装在前端板11与后端板17之间。巡检支架作为每节单电池输出的接线端，用于将信号输出到巡检器中进行分析，巡检器固定于外壳2内。电源检测模块固定于外壳2外侧。通过在燃料电池100中合理布置电源检测模块、巡检支架等部件，能够最大限度节省堆体空间，满足实际装车需求。

综上，根据本实施例的燃料电池100的整体结构更稳定，不易产生滑动以及振动，并且各单电池之间所受压装力更加平均，有利于提升整体性能。另外根据本实施例的燃料电池100结构形式简单，制造成本低，装配方便快捷，实用，有效，同时组装以及拆卸流程容易执行，也有利于实现自动化生产。

下面参考图7-图11描述根据本发明实施例的一种燃料电池限位杆180。根据本发明实施例的燃料电池限位杆180包括绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2，绝缘凸部18-2设在绝缘本体18-1上，其中绝缘本体18-1的前端部适于与前端板11相连，绝缘本体18-1的后端部适于与后端板17相连，绝缘凸部18-2适于抵靠在电池组14上。

为满足燃料电池大功率的使用需求，电池组的堆叠节数往往超过200节，而堆叠节数多的燃料电池100过长过重，在实际运行过程中，会受重力及及车体晃动的影响出现空间弯曲的现象。

有鉴于此，本发明的实施例提出一种燃料电池限位杆180，其适于连接在前端板11和后端板17之间，并能使绝缘凸部18-2抵靠在电池组14上，从而能够方便对电池组14进行限位。

而且，燃料电池限位杆180可以方便连接在电堆内堆1的上下左右四个方向，从而不仅可以在左右方向（X方向）上对电池组14进行限位，而且可以在上下方向（Z方向）上对电池组14进行限位，另外前端板11和后端板17可以在前后方向（Y方向）上对电池组14进行限位。由此不仅可以保证电池组14不会因受重力和晃动的影响而出现空间弯曲的现象，而且可以提高电堆内堆1的整体结构强度。

因此，根据本发明实施例的燃料电池限位杆180具有方便对电池组14进行限位，避免电池组14出现空间弯曲的现象、使电堆内堆1的整体结构强度高等优点。

如图10所示，绝缘本体18-1的前端部上设有前连接孔18-13，绝缘本体18-1的前端部适于通过穿过前连接孔18-13的前紧固件与前端板11相连。

绝缘本体18-1的后端部上设有后连接孔18-14，绝缘本体18-1的后端部适于通过穿过后连接孔18-14的后紧固件与后端板17相连。

由此可以更加方便地、更加稳固地将燃料电池限位杆180安装在前端板11和后端板17上，连接方便快捷，且可拆卸，方便维护。

如图10所示，绝缘本体18-1的前端部上设有前凹槽18-11，前连接孔18-13设在前凹槽18-11的底壁面上，绝缘本体18-1的后端部上设有后凹槽18-12，后连接孔18-14设在后凹槽18-12的底壁面上。

由此能够使前紧固件和后紧固件安装后不超出燃料电池限位杆180的绝缘本体18-1外表面，使燃料电池限位杆180的绝缘本体18-1的外表面平整，方便将电堆内堆1推入到外壳2内，也能保护前紧固件和后紧固件，避免移动过程中的磕碰损伤，还能避免前紧固件和后紧固件和外壳2接触，从而保证前端板11和后端板17的绝缘要求。

如图9-图11所示，根据本发明实施例的燃料电池限位杆180进一步包括金属加强件18-3，金属加强件18-3具有容纳槽，绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2容纳在容纳槽内，其中绝缘本体18-1的前端部和后端部中的每一者的至少一部分向内伸出容纳槽，绝缘凸部18-2的一部分向内伸出容纳槽以便与电池组14接触。也就是说，金属加强件18-3覆盖整个绝缘本体18-1和部分绝缘凸部18-2。

根据本发明实施例的燃料电池限位杆180通过设置金属加强件18-3，能够增加燃料电池限位杆180的刚度，从而可以使燃料电池限位杆180更加有效地对电池组14进行限位，进而可以使电堆内堆1整体的轴向刚度更好，进一步防止电堆内堆1发生轴向变形，进一步保证电池组14不会因受重力和晃动的影响而出现空间弯曲的现象，而且可以提高电堆内堆1的整体结构强度。另外，金属加强件18-3与绝缘性能好的但刚度一般的绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2配合，能够在满足高强度要求和高绝缘要求的情况下，使燃料电池限位杆180的制作成本低。

同时，绝缘本体18-1的前端部和后端部中的每一者的至少一部分向内伸出容纳槽，绝缘凸部18-2的一部分向内伸出容纳槽，能够保证金属加强件18-3不与前端板11、后端板17和电池组14接触，从而满足绝缘要求。

如图9和图11所示，金属加强件18-3的长度与相应的绝缘本体18-1的长度相匹配，金属加强件18-3的前端部设有与相应的绝缘本体18-1的前连接孔18-13相对的前避让孔18-31，金属加强件18-3的后端部设有与相应的绝缘本体18-1的后连接孔18-14相对的后避让孔18-32。

根据本发明实施例的燃料电池限位杆180通过在金属加强件18-3上设置前避让孔18-31和后避让孔18-32，使金属加强件18-3不遮挡相应的绝缘本体18-1上的前连接孔18-13和后连接孔18-14。由此可以使燃料电池限位杆180的结构更加合理。

如图13所示，金属加强件18-3包括夹持底板18-33、第一金属夹持板18-34和第二金属夹持板18-35，第一金属夹持板18-34和第二金属夹持板18-35沿绝缘本体18-1的宽度方向间隔开地设在夹持底板18-33上，夹持底板18-33、第一金属夹持板18-34和第二金属夹持板18-35之间限定出容纳槽，绝缘本体18-1夹持在第一金属夹持板18-34与第二金属夹持板18-35之间，绝缘凸部18-2夹持在第一金属夹持板18-34与第二金属夹持板18-35之间。由此可以使金属加强件18-3的结构更加合理、结构更加简单、制作方便，且与相应的绝缘本体18-1和绝缘凸部18-2连接方便。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种燃料电池，其特征在于，包括：

外壳；

电堆内堆，所述电堆内堆安装在所述外壳内，所述电堆内堆包括前端板、后端板和单电池装配体，所述前端板和所述后端板通过连接件相连，所述单电池装配体在前后方向上设在所述前端板和所述后端板之间，所述单电池装配体包括电池组，所述电池组包括堆叠的多个单电池，每个所述单电池包括膜电极组件，所述膜电极组件包括催化剂涂布膜、阳极气体扩散层和阴极气体扩散层，所述催化剂涂布膜设在所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间；

限位组件，所述限位组件包括上限位杆、下限位杆、左限位杆和右限位杆，其中所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的前端部与所述前端板相连，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的后端部与所述后端板相连，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者与所述电池组配合以便对所述电池组限位；和

分配器，所述分配器与所述外壳相连，所述前端板与所述分配器相连；

所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者包括绝缘本体和绝缘凸部，所述绝缘凸部设在所述绝缘本体上，所述绝缘凸部从所述绝缘本体向邻近所述电池组的方向延伸，其中所述上限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的上表面上，所述下限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的下表面上，所述左限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的左侧面上，所述右限位杆的所述绝缘凸部抵靠在所述电池组的右侧面上；

所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的所述绝缘本体的所述前端部上设有前凹槽，所述前凹槽的底壁面上设有前连接孔，所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者的所述绝缘本体的所述后端部上设有后凹槽，所述后凹槽的底壁面上设有后连接孔；

所述上限位杆、所述下限位杆、所述左限位杆和所述右限位杆中的每一者进一步包括金属加强件，所述金属加强件具有容纳槽，所述绝缘本体和所述绝缘凸部容纳在所述容纳槽内，其中所述绝缘本体的所述前端部和所述后端部中的每一者的至少一部分向内伸出容纳槽，所述绝缘凸部的一部分向内伸出所述容纳槽，所述金属加强件的长度与相应的所述绝缘本体的长度相匹配，所述金属加强件的前端部设有与相应的所述绝缘本体的所述前连接孔相对的前避让孔，所述金属加强件的后端部设有与相应的所述绝缘本体的所述后连接孔相对的后避让孔。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述催化剂涂布膜的边沿位于所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层中的每一者的边沿的外侧，以便所述催化剂涂布膜的第一部分向外伸出所述阳极气体扩散层和所述阴极气体扩散层之间，所述膜电极组件进一步包括：

阳极密封膜和阴极密封膜，所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分设在所述阳极密封膜的第一部分与所述阴极密封膜的第一部分之间，所述阳极密封膜的其余部分设在所述阳极气体扩散层上，所述阴极密封膜的其余部分设在所述阴极气体扩散层上；以及

阳极密封边框和阴极密封边框，所述催化剂涂布膜的所述第一部分的至少一部分、所述阳极密封膜的所述第一部分的至少一部分和所述阴极密封膜的所述第一部分的至少一部分设在所述阳极密封边框和所述阴极密封边框之间。

3.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极密封膜是PI膜，所述阴极密封膜是PI膜，所述阳极密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm，所述阴极密封膜的厚度为0.04mm-0.06mm，所述阳极密封膜的宽度为2mm-3mm，所述阴极密封膜的宽度为2mm-3mm。

4.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，

所述阳极气体扩散层具有第一表面、第二表面和第一侧面，所述第一表面和所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第一侧面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上位于所述第一表面和所述第二表面之间，所述第二表面在所述阳极气体扩散层的厚度方向上相对所述第一表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述阳极密封膜的所述其余部分设在所述第一侧面和所述第一表面上；

所述阴极气体扩散层具有第三表面、第四表面和第二侧面，所述第三表面和所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对，所述第二侧面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上位于所述第三表面和所述第四表面之间，所述第四表面在所述阴极气体扩散层的厚度方向上相对所述第三表面邻近所述催化剂涂布膜，其中所述阴极密封膜的所述其余部分设在所述第二侧面和所述第三表面上。

5.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极气体扩散层、所述阳极密封边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述阳极密封膜之间设有粘结层；所述阴极气体扩散层、所述阴极密封边框和所述催化剂涂布膜中的每一者与所述阴极密封膜之间设有粘结层。

6.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，所述阳极密封膜和所述阴极密封膜中的每一者为环形，所述阳极密封膜和所述阴极密封膜中的每一者的外沿和内沿均为矩形，其中所述催化剂涂布膜的边沿位于所述阳极密封膜和所述阴极密封膜中的每一者的外边沿的外侧，所述阳极密封边框覆盖所述阳极密封膜的所述第一部分的一部分，所述阴极密封边框覆盖所述阴极密封膜的所述第一部分的一部分。

7.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，进一步包括多个弹性件，每个所述弹性件的前端部抵靠在所述单电池装配体的后表面上，每个所述弹性件的后端部抵靠在所述后端板的前表面上，其中多个所述弹性件构成多个弹性件组，多个所述弹性件组沿上下方向等间距地排列，每个所述弹性件组包括多个所述弹性件，每个所述弹性件组的多个所述弹性件沿左右方向等间距地排列。

8.根据权利要求7所述的燃料电池，其特征在于，所述后端板的前表面设置有多个凹槽，多个所述弹性件一一对应地配合在多个所述凹槽内，每个所述弹性件的所述前端部伸出相应的所述凹槽，所述弹性件为第一弹簧，所述第一弹簧为波形弹簧。

9.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，进一步包括：

上限位块，所述上限位块包括上竖直部和上水平部，所述上竖直部与所述后端板的后表面的上部相连，所述上水平部与所述外壳的上板的下表面的后部相连；和

下限位块，所述下限位块包括下竖直部和下水平部，所述下竖直部与所述后端板的后表面的下部相连，所述下水平部与所述外壳的下板的上表面的后部相连。

10.根据权利要求9所述的燃料电池，其特征在于，所述上水平部的至少一部分向前凸出所述上竖直部的前表面，所述上水平部的至少一部分配合在所述外壳的上板的下表面和所述后端板的上表面之间；所述下水平部的至少一部分向前凸出所述下竖直部的前表面，所述下水平部的至少一部分配合在所述外壳的下板的上表面和所述后端板的下表面之间。

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