CN114628760A - 质子交换膜燃料电池电堆压紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，属于燃料电池制造领域；本发明包括：上端板、下端板、至少一个压紧结构和多个质子交换膜单电池；所述上端板和所述下端板分别贴合在多个所述质子交换膜单电池的上下两侧，以使多个所述质子交换膜单电池相互堆叠；所述压紧结构包括：压紧板、弹簧和螺栓；所述螺栓的一端固定在所述下端板上，另一端与所述压紧板相连，以使所述压紧板通过所述弹簧压紧在所述上端板上。本发明中，由于下端板与压紧板之间通过螺栓相连，在螺栓紧固的情况下，能够使压紧板下压，以通过弹簧对上端板施加压力，这样不仅保证了压力的稳定，还能够使上端板整体受力，避免压紧力不均匀。
Description
技术领域
本发明涉及压紧机构制造技术，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，属于燃料电池制造技术领域。
背景技术
质子交换膜燃料电池，使用一种能传导质子而几乎不能导通电子的聚合物电解质膜作为电解质，拥有运行温度低(约80℃)、能量转化率高、功率密度高、启动快和环境适应性强等优点，可广泛应用于航空、航天、航海、轨道交通、电子设备和备用电源等领域，特别是在新能源汽车领域，PEMFCs有着重要的应用价值。
在专利CN202333048U中，介绍了一种带弹簧的质子交换膜燃料电池堆型，包括质子交换膜燃料电池电堆内部层叠体、电堆上端板、下端板、端板封头、螺栓、螺母、压缩弹簧和垫片,螺栓穿过上端板和下端板周边上均布的孔,在下端板外面用螺母将质子交换膜燃料电池电堆紧固,压缩弹簧套装在螺栓的下端,位于下端板外面与螺母之间。
现有技术中，均是通过弹簧弹性形来补偿燃料电池堆内膨胀和压应力松弛引起压紧力变化，并且通过螺栓、螺母、弹簧以及弹簧两端的压紧部件组成压紧机构，维持电堆内部的压紧力。在上述压紧机构的端板方面，专利CN202333048U通过螺母、垫片和螺栓的共同作用，对每个弹簧实现单独压紧的作用。这种方法虽然实现对电堆的压紧作用，但是在实施过程中，无法保证每个弹簧的压缩量一致性，导致电堆压紧力的不均匀。
发明内容
本发明提供一种新的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，通过设置压紧结构，从而能够使上端板只受到弹簧的压紧力，以解决现有技术中电堆压紧力的不均匀的技术问题。
本发明实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，包括：上端板、下端板、至少一个压紧结构和多个质子交换膜单电池；
所述上端板和所述下端板分别贴合在多个所述质子交换膜单电池的上下两侧，以使多个所述质子交换膜单电池相互堆叠；
所述压紧结构包括：压紧板、弹簧和螺栓；所述螺栓的一端固定在所述下端板上，另一端与所述压紧板相连，以使所述压紧板通过所述弹簧压紧在所述上端板上。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述上端板上设置有弹簧槽，所述压紧板上设置有卡槽；所述弹簧的一端通过该弹簧槽与所述上端板相接触，所述弹簧的另一端通过所述卡槽与所述压紧板相接触。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，每个所述压紧结构包括：两个所述螺栓；每个所述螺栓的一端固定在所述下端板上，另一端上设置有螺母；所述螺栓通过该螺母与所述压紧板相连；
所述弹簧位于两个所述螺栓之间。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述装置包括：两个所述压紧结构；每个压紧结构分别安装在所述上端板的两端。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述螺栓的一端与所述下端板相连，另一端穿过所述上端板与所述压紧板相连。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述上端板上设置有上集流板，所述下端板上设置有下集流板。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述压紧板上设置有螺孔，所述螺栓通过该螺孔穿过所述压紧板；
所述螺母可旋转的安装在所述螺栓上，并与所述压紧板相抵靠。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述螺母与所述压紧板之间设置有垫圈，该垫圈套设在所述螺栓上。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述螺栓具有固定端和丝杆端；所述下端板上设置有通孔，所述螺栓穿过该通孔，并使所述固定端抵靠在所述下端板上；
所述丝杆端与所述压紧板相连。
如上所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其中，所述固定端为六角接头，所述螺栓通过该六角接头抵靠在所述下端板上；所述螺栓上还设置有垫片，所述六角接头通过该垫片与所述下端板相接触。
本发明实施例中，由于下端板与压紧板之间通过螺栓相连，在螺栓紧固的情况下，能够使压紧板下压，并通过弹簧对上端板施加压力，因此整个上端板只受到弹簧一个单方向垂直于上端板的压紧力，这样不仅保证了压力的稳定，还能够使上端板整体受力，避免压紧力不均匀。
附图说明
图1为本发明实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置的结构图；
图2为本发明实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置的侧面结构图；
图3为图2中A-A截面示意图。
具体实施方式
本发明所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置可以采用以下材料和部件制成，且不限于如下材料和部件，例如：钢板、螺栓、弹簧、垫片等。
如图1所示为本发明实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置的结构图；结合图2和图3。
本实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，包括：上端板11、下端板12、至少一个压紧结构和多个质子交换膜单电池1。
所述上端板11和所述下端板12分别贴合在多个所述质子交换膜单电池1的上下两侧，以使多个所述质子交换膜单电池1在竖直方向上相互堆叠；一般情况下，所述上端板11上设置有上集流板15，所述下端板12上设置有下集流板16。上集流板15和下集流板16分用于输出电流并产生电压。
所述压紧结构包括：压紧板3、弹簧4和螺栓2；弹簧4一般为圆柱弹簧。所述螺栓2的一端固定在所述下端板12上，另一端与所述压紧板3相连，以使所述压紧板3通过所述弹簧4压紧在所述上端板11上。
本发明实施例中，由于下端板12与压紧板3之间通过螺栓2相连，在螺栓2紧固的情况下，能够使压紧板3下压，并通过弹簧4对上端板11施加压力，因此整个上端板11只受到弹簧一个单方向垂直于上端板的压紧力，这样不仅保证了压力的稳定，还能够使上端板整体受力，避免压紧力不均匀。
本发明区别于传统的燃料电池压紧机构，可以采用多个压紧机构组合的方式，在减轻压紧机构重量的同时，确保燃料电池内部压紧力的一致性，提升燃料电池质量功率密度。
一般情况下，如图3所示，所述上端板11上设置有弹簧槽，所述压紧板3上设置有卡槽；所述弹簧4的一端通过该弹簧槽与所述上端板11相接触，所述弹簧4的另一端通过所述卡槽与所述压紧板3相接触。
弹簧槽和卡槽能够保证弹簧4在被压紧的过程中，不会偏离预定位置，还能够保证上端板11受力的一致性。
本实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，压紧结构包括：两个所述螺栓2；每个所述螺栓2的一端固定在所述下端板12上，另一端上设置有螺母20；所述螺栓2通过该螺母20与所述压紧板3相连；
在水平方向上，所述弹簧4位于两个所述螺栓2之间，从而保证螺栓拧紧的过程中，弹簧4能够受到压紧板3均匀的施力作用，还能够使整个压紧结构的稳定性更好。
具体的，所述压紧板3上设置有螺孔，所述螺栓2通过该螺孔穿过所述压紧板3；所述螺母20可旋转的安装在所述螺栓2上，并与所述压紧板3相抵靠。从而能够通过旋转螺母20，不断的收缩螺栓2的压紧距离，进而使压紧板3下压弹簧4，最终实现对整个电堆的压紧作用。
优选的，所述螺栓2的一端与所述下端板12相连，另一端穿过所述上端板11与所述压紧板3相连。从而使螺栓还能够起到固定上端板11和下端板12相对位置的作用。
实际使用过程中，所述螺母20与所述压紧板3之间设置有垫圈，该垫圈套设在所述螺栓2上，从而使螺母20旋转过程中不会刮伤压紧板3的表面。
一般情况下，本实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置包括：两个所述压紧结构；每个压紧结构分别安装在所述上端板11的两端，能够从两端来紧固和压紧整个质子交换膜燃料电池电堆。
实际使用过程中，根据电堆的长度，还可以采用更多个压紧结构，已完成压紧需求。
本实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，
本实施例的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，所述螺栓2具有固定端21和丝杆端；所述下端板12上设置有通孔，所述螺栓2穿过该通孔，并使所述固定端21抵靠在所述下端板12上；所述丝杆端与所述压紧板3相连。
具体的，所述固定端21为六角接头，所述螺栓2通过该六角接头抵靠在所述下端板12上；所述螺栓2上还设置有垫片，所述六角接头通过该垫片与所述下端板12相接触。
另外，本发明的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置制作成本不高，小巧精致，结构设计紧凑，成品质量稳定，维护调整方便，适用于各种类型的子交换膜燃料电池电堆压紧作业。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的结构和连接方式，并配合本发明各个实施例所述的结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，包括：上端板、下端板、至少一个压紧结构和多个质子交换膜单电池；
所述上端板和所述下端板分别贴合在多个所述质子交换膜单电池的上下两侧，以使多个所述质子交换膜单电池相互堆叠；
所述压紧结构包括：压紧板、弹簧和螺栓；所述螺栓的一端固定在所述下端板上，另一端与所述压紧板相连，以使所述压紧板通过所述弹簧压紧在所述上端板上。
2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述上端板上设置有弹簧槽，所述压紧板上设置有卡槽；所述弹簧的一端通过该弹簧槽与所述上端板相接触，所述弹簧的另一端通过所述卡槽与所述压紧板相接触。
3.根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，每个所述压紧结构包括：两个所述螺栓；每个所述螺栓的一端固定在所述下端板上，另一端上设置有螺母；所述螺栓通过该螺母与所述压紧板相连；
所述弹簧位于两个所述螺栓之间。
4.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述装置包括：两个所述压紧结构；每个压紧结构分别安装在所述上端板的两端。
5.根据权利要求1-4任一所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述螺栓的一端与所述下端板相连，另一端穿过所述上端板与所述压紧板相连。
6.根据权利要求1-4任一所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述上端板上设置有上集流板，所述下端板上设置有下集流板。
7.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述压紧板上设置有螺孔，所述螺栓通过该螺孔穿过所述压紧板；
所述螺母可旋转的安装在所述螺栓上，并与所述压紧板相抵靠。
8.根据权利要求7所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述螺母与所述压紧板之间设置有垫圈，该垫圈套设在所述螺栓上。
9.根据权利要求1-4任一所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述螺栓具有固定端和丝杆端；所述下端板上设置有通孔，所述螺栓穿过该通孔，并使所述固定端抵靠在所述下端板上；
所述丝杆端与所述压紧板相连。
10.根据权利要求9所述的质子交换膜燃料电池电堆压紧装置，其特征在于，所述固定端为六角接头，所述螺栓通过该六角接头抵靠在所述下端板上；所述螺栓上还设置有垫片，所述六角接头通过该垫片与所述下端板相接触。
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|---|---|---|---|---|
| CN115207428A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-10-18 | 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 | 一种燃料电池电堆压装方法及其系统 |
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| CN115207428A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-10-18 | 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 | 一种燃料电池电堆压装方法及其系统 |
| CN115207428B (zh) * | 2022-09-16 | 2023-01-20 | 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 | 一种燃料电池电堆压装方法及其系统 |
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