CN113659183A - 燃料电池堆组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池堆组件。该燃料电池堆组件包括：电堆与端板模块，所述端板模块位于所述电堆的上端以及下端，所述端板模块包括：端板、绝缘板以及集流板，所述绝缘板位于所述端板与所述集流板之间，所述集流板位于靠近所述电堆的一侧且与所述电堆电连接，所述绝缘板嵌入所述端板中，和/或，所述集流板嵌入所述绝缘板中。根据本发明实施例的燃料电池堆组件，绝缘板与集流板中的至少一个可以嵌入到相邻的部件中，从而可以有效减少端板模块在高度方向上的占用空间，进而可以减少燃料电池堆组件的体积，保证燃料电池堆组件系统的布置便捷、合理。

Description

燃料电池堆组件

技术领域

本发明涉及电化学电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池堆组件。

背景技术

燃料电池堆组件是一种以氢为最佳燃料不经过燃烧过程而直接以电化学反应的方式，将燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的高效能量转换发电装置，其具有工作温度较低、启动时间短、功率密度高，负载响应快、无电解液流失等特点。

具体地，燃料电池堆组件的两端设有端板模块，端板模块包括：端板、集流板以及绝缘板，其中，端板为电堆在压装时的主要受力部件，集流板用于将各单电池产生的电流引出到外部负载，绝缘板位于端板与集流板之间，保证端板与集流板之间绝缘。

目前的绝缘板与端板和集流板之间大多采用分体式设计，但是，采用分体式设计会增加燃料电池堆组件的体积，因此导致燃料电池堆组件系统的布置较为困难。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种燃料电池堆组件，该燃料电池堆组件的端板模块不会增加燃料电池堆组件的体积。

根据本发明实施例的燃料电池堆组件包括：电堆与端板模块，所述端板模块位于所述电堆的上端以及下端，所述端板模块包括：端板、绝缘板以及集流板，所述绝缘板位于所述端板与所述集流板之间，所述集流板位于靠近所述电堆的一侧且与所述电堆电连接，所述绝缘板嵌入所述端板中，和/或，所述集流板嵌入所述绝缘板中。

根据本发明实施例的燃料电池堆组件，绝缘板与集流板中的至少一个可以嵌入到相邻的部件中，从而可以有效减少端板模块在高度方向上的占用空间，进而可以减少燃料电池堆组件的体积，保证燃料电池堆组件系统的布置便捷、合理。

根据本发明的一些实施例，所述绝缘板嵌入所述端板中，且所述集流板嵌入所述绝缘板中，所述集流板具有从所述绝缘板中伸出的引出耳，所述引出耳适于与所述电堆电连接。

具体地，所述端板的朝向所述绝缘板的一侧设有绝缘板容纳槽，所述绝缘板嵌设在所述绝缘板容纳槽中，所述绝缘板的朝向所述集流板的一侧设有集流板容纳槽，所述集流板嵌设在所述集流板容纳槽中。

进一步地，所述绝缘板容纳槽的深度不小于所述绝缘板的厚度，所述集流板容纳槽的深度不小于所述集流板的厚度。

具体地，所述端板模块包括：上端板模块与下端板模块，所述上端板模块位于所述电堆的上方，所述下端板模块位于所述电堆的下方，所述上端板模块包括：上端板、上绝缘板以及上集流板，所述下端板模块包括：下端板、下绝缘板以及下集流板。

进一步地，所述上端板和/或所述下端板为金属板。

具体地，所述下绝缘板为板簧绝缘板，所述下绝缘板为玻纤增强板，所述下绝缘板适于吸收所述电堆的形变。

进一步地，所述板簧绝缘板为玻璃纤维和聚氨酯复合板、玻璃纤维和环氧树脂复合板、玻璃纤维和乙烯基树脂复合板或以及碳纤维和聚氨酯复合板中的其中一种。

具体地，所述上端板与所述上绝缘板注塑一体成型，和/或，所述下端板与所述下绝缘板注塑一体成型。

具体地，所述上端板设有至少一个的固定凹槽，所述上绝缘板设有适于与所述固定凹槽一一对应配合的固定凸起。

相对于现有技术，本发明所述的燃料电池堆组件具有以下优势：

本发明实施例的燃料电池堆组件，绝缘板与集流板中的至少一个可以嵌入到相邻的部件中，从而可以有效减少端板模块在高度方向上的占用空间，进而可以保证燃料电池堆组件的体积合适，保证燃料电池堆组件系统的布置便捷、合理。

本发明实施例的燃料电池堆组件，其下绝缘板为板簧绝缘板，材质为玻纤增强材料，其可吸收电堆因受力不均导致的形变。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是燃料电池堆组件的示意图；

图2是端板模块的示意图。

附图标记：

燃料电池堆组件10、电堆1、端板模块2、上端板模块3、上端板31、固定凹槽32、上绝缘板33、固定凸起34、上集流板35、下端板模块4、下端板41、下绝缘板42、下集流板43、引出耳5、绝缘板容纳槽6、集流板容纳槽7。

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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

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，也可以是电连接或可以互相通讯；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。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。

下面结合图1-图2详细描述根据本发明实施例的燃料电池堆组件10。

参照图1所示，根据本发明实施例的燃料电池堆组件10包括：电堆1与端板模块2，端板模块2位于电堆1的上端以及下端，端板模块2包括：端板、绝缘板以及集流板，绝缘板位于端板与集流板之间，集流板位于靠近电堆1的一侧且与电堆1电连接，绝缘板嵌入端板中，和/或，集流板嵌入绝缘板中。

也就是说，绝缘板与集流板中的至少一个可以嵌入到相邻的部件中，从而可以有效减少端板模块2在高度方向上的占用空间，进而可以减少燃料电池堆组件10的体积，保证燃料电池堆组件10系统的布置便捷。

优选地，如图1所示，绝缘板嵌入端板中，且集流板嵌入绝缘板中，从而可以最大限度地降低端板模块2的高度，进而保证燃料电池堆组件10的体积适中，并且，由于绝缘板与集流板均嵌入设置，因此，节省的多余高度可以为电堆1提供更多的布置空间，从而可以提升电堆1体积功率密度。

另外，需要说明的是，由于集流板嵌入到绝缘板中，因此集流板与端板之间的绝缘可靠性高，从而保证燃料电池堆组件10安全可靠。

根据本发明实施例的燃料电池堆组件10，绝缘板与集流板中的至少一个可以嵌入到相邻的部件中，从而可以有效减少端板模块2在高度方向上的占用空间，进而可以保证燃料电池堆组件10的体积合适，保证燃料电池堆组件10系统的布置便捷、合理。

进一步地，如图2所示，集流板具有从绝缘板中伸出的引出耳5，引出耳5适于与电堆1电连接，从而保证端板模块2可以将电堆1所产生的电能导流到外部负载中。

具体地，如图2所示，端板的朝向绝缘板的一侧设有绝缘板容纳槽6，绝缘板嵌设在绝缘板容纳槽6中，从而保证绝缘板可以嵌入到绝缘板中。

绝缘板的朝向集流板的一侧设有集流板容纳槽7，集流板嵌设在集流板容纳槽7中，从而保证集流板可以嵌入到绝缘板中。

进一步地，绝缘板容纳槽6的深度不小于绝缘板的厚度，集流板容纳槽7的深度不小于集流板的厚度，从而保证绝缘板在高度方向上可以完全嵌入到端板中，以及集流板在高度方向上可以完全嵌入到绝缘板中，进而最大限度地保证端板模块2的高度较低。

在具体实施例中，绝缘板容纳槽6靠近绝缘板的一侧设有与端板的边缘处相连的取放槽，绝缘板设有适于与取放槽配合的取放凸起，从而便于绝缘板从绝缘板容纳槽6中取放。

具体地，如图1-图2所示，端板模块2可以包括：上端板模块3与下端板模块4，上端板模块3位于电堆1的上方，下端板模块4位于电堆1的下方，上端板模块3包括：上端板31、上绝缘板33以及上集流板35，下端板模块4包括：下端板41、下绝缘板42以及下集流板43。

进一步地，上端板31和/或下端板41为金属板。

在具体实施例中，端板作为电堆1在压装时的主要受力部件，因此，将上端板31和/或下端板41设置为金属板，可以保证端板的强度较好，从而不易变形与破损。

具体地，下绝缘板42为板簧绝缘板，下绝缘板42为板簧绝缘板，下绝缘板为玻纤增强板，所述下绝缘板42适于吸收电堆1的形变，从而不仅可以保证下绝缘板42下端板41与下集流板43之间绝缘，还可以保证下绝缘板42具有较好的弹性。

在具体实施例中，由于电堆1压在下端板模块4上，且电堆1在固定时，容易发生拉紧力不均匀，因此，将下绝缘板42设置为板簧绝缘板，可以调节因电堆1拉紧力不均匀而造成的端板变形。相比与通过在绝缘板与端板之间设置弹簧，将下绝缘板42设置为板簧绝缘板，不仅可以降低下端板模块4的高度，还可以降低下端板模块4的成本以及提高组装效率。

具体地，板簧绝缘板可以为玻璃纤维和聚氨酯复合板、玻璃纤维和环氧树脂复合板、玻璃纤维和乙烯基树脂复合板或以及碳纤维和聚氨酯复合板中的其中一种。

也就是说，下绝缘板42可以由玻璃纤维和聚氨酯复合材料或玻璃纤维和环氧树脂复合材料或玻璃纤维和乙烯基树脂复合材料或碳纤维和聚氨酯复合材料制作而成。不仅可以确保下绝缘板42具有较好的弹性，还可以保证下绝缘板42具有较好的结构强度。

具体地，上端板31与上绝缘板33注塑一体成型，和/或，下端板41与下绝缘板42注塑一体成型。

也就是说，端板与绝缘板之间既可以通过注塑工艺一体成型，也可以将绝缘板作为单独的机加工零部件，嵌入到端板内，设计自由度高，可满足不同开发阶段零部件需求。

具体地，如图2所示，上端板31设有至少一个的固定凹槽32，上绝缘板33设有适于与固定凹槽32一一对应配合的固定凸起34，从而保证上端板31与上绝缘板33之间连接可靠，同时保证绝缘板对集流板与端板之间的绝缘可靠性高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。

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)

1.一种燃料电池堆组件，其特征在于，包括：

电堆(1)；

端板模块(2)，所述端板模块(2)位于所述电堆(1)的上端以及下端，所述端板模块(2)包括：端板、绝缘板以及集流板，所述绝缘板位于所述端板与所述集流板之间，所述集流板位于靠近所述电堆(1)的一侧且与所述电堆(1)电连接，所述绝缘板嵌入所述端板中，和/或，所述集流板嵌入所述绝缘板中。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述绝缘板嵌入所述端板中，且所述集流板嵌入所述绝缘板中，所述集流板具有从所述绝缘板中伸出的引出耳(5)，所述引出耳(5)适于与所述电堆(1)电连接。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述端板的朝向所述绝缘板的一侧设有绝缘板容纳槽(6)，所述绝缘板嵌设在所述绝缘板容纳槽(6)中，所述绝缘板的朝向所述集流板的一侧设有集流板容纳槽(7)，所述集流板嵌设在所述集流板容纳槽(7)中。

4.根据权利要求3所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述绝缘板容纳槽(6)的深度不小于所述绝缘板的厚度，所述集流板容纳槽(7)的深度不小于所述集流板的厚度。

5.根据权利要求2所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述端板模块(2)包括：上端板模块(3)与下端板模块(4)，所述上端板模块(3)位于所述电堆(1)的上方，所述下端板模块(4)位于所述电堆(1)的下方，所述上端板模块(3)包括：上端板(31)、上绝缘板(33)以及上集流板(35)，所述下端板模块(4)包括：下端板(41)、下绝缘板(42)以及下集流板(43)。

6.根据权利要求5所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述上端板(31)和/或所述下端板(41)为金属板。

7.根据权利要求5所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述下绝缘板(42)为板簧绝缘板，所述下绝缘板(42)为玻纤增强板，所述下绝缘板(42)适于吸收所述电堆(1)的形变。

8.根据权利要求7所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述板簧绝缘板为玻璃纤维和聚氨酯复合板、玻璃纤维和环氧树脂复合板、玻璃纤维和乙烯基树脂复合板或以及碳纤维和聚氨酯复合板中的其中一种。

9.根据权利要求5所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述上端板(31)与所述上绝缘板(33)注塑一体成型，和/或，所述下端板(41)与所述下绝缘板(42)注塑一体成型。

10.根据权利要求5所述的燃料电池堆组件，其特征在于，所述上端板(31)设有至少一个的固定凹槽(32)，所述上绝缘板(33)设有适于与所述固定凹槽(32)一一对应配合的固定凸起(34)。

Images