CN117012993A - 一种燃料电池封装结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种燃料电池封装结构，包括箱体和堆芯单元；所述堆芯单元包括第一端板、第一集流板、单电池模块、第二集流板、浮动板、碟簧组件、装堆螺杆和第二端板；所述第一集流板和所述第二集流板对称设置于所述单电池模块的两端，所述第一端板设置于所述第一集流板远离所述单电池模块的侧面上，且所述第一端板与所述单电池模块抵接；所述浮动板设置于所述第二集流板远离所述单电池模块的侧面上，且所述浮动板与所述单电池模块抵接；所述第二端板设置于所述浮动板远离所述单电池模块的侧面上；所述碟簧组件设置于所述浮动板与所述第二端板之间；所述装堆螺杆对称设置于所述单电池模块的两侧。本申请结构简单，空间利用率高，抗冲击和振动能力强。

Description

一种燃料电池封装结构

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池封装结构。

背景技术

燃料电池具有清洁、高效等诸多优点，受到越来越多的人们的关注。随着各个企业对燃料电池汽车应用场景的不断探索，自主燃料电池电堆逐渐向大功率方向发展。无论整车企业还是零部件供应商，大家都逐渐把目光投向了长续驶、大功率、高重载的商用车。但是，仅仅依靠简单的叠加片数是难以满足实际使用需求的，相比于过度追求大功率，把产品的可靠性和寿命做好是现阶段的关键。

常见的燃料电池电堆的功率大都在30kW～60kW；随着大功率电堆的发展，超110kW的大功率产品占据绝大多数。然而，大功率电堆不仅仅是电堆片数的叠加，由于大功率电堆的箱体往往存在尺寸较大、抵抗形变的能力差、装配工艺复杂等问题，因此，优化极板、提升电堆结构部件强度、增强电堆结构的稳定性、提升抵抗冲击能力和增强振动变形的能力也迫在眉睫。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种燃料电池封装结构，旨在解决现有大功率燃料电池电堆结构紧凑程度不足、箱体内部空间浪费、布局合理性差、装配拆卸工艺复杂、密封距离长、耐冲击能力差以及振动变形能力差等问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种燃料电池封装结构，包括箱体和堆芯单元；

所述堆芯单元包括第一端板、第一集流板、单电池模块、第二集流板、浮动板、碟簧组件、装堆螺杆和第二端板；所述第一集流板和所述第二集流板对称设置于所述单电池模块的两端，所述第一端板设置于所述第一集流板远离所述单电池模块的侧面上，且所述第一端板与所述单电池模块抵接；所述浮动板设置于所述第二集流板远离所述单电池模块的侧面上，且所述浮动板与所述单电池模块抵接；所述第二端板设置于所述浮动板远离所述单电池模块的侧面上；所述碟簧组件设置于所述浮动板与所述第二端板之间；所述装堆螺杆对称设置于所述单电池模块的两侧，且所述装堆螺杆的一端与所述第一端板固定连接，另一端与所述第二端板固定连接。

通过第一端板、第二端板和装堆螺杆，能够将单电池模块和其它部件紧固在一起形成一个整体，使得结构紧凑，有效节约箱体空间。

作为优选的实施方式，所述堆芯单元还包括支架，所述支架设置于所述第二端板远离所述浮动板的侧面上，且所述支架固定于所述箱体内。

作为优选的实施方式，所述支架为L型支架。

作为优选的实施方式，所述第一端板抵接于所述箱体一端的端面上。这样，通过支架和第一端板，能够使堆芯单元与箱体固定连接。

作为优选的实施方式，所述第一端板靠近所述第一集流板的侧面上设置有与所述第一集流板相适配的第一凹槽，所述第一集流板固定于所述第一凹槽内。这样，能够保证第一端板与第一集流板配合固定后的板面平整。

作为优选的实施方式，所述第一端板靠近所述箱体的侧面上设置有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有第一密封圈。通过第一密封圈，能够保证第一端板与箱体的密封性，起到防水防尘的作用。

作为优选的实施方式，所述第一端板上设置有与所述装堆螺杆相适配的沉头孔，所述沉头孔内设置有密封件，所述密封件内设置有硬质密封圈。

作为优选的实施方式，所述浮动板靠近所述第二集流板的侧面上设置有与所述第二集流板相适配的第二凹槽，所述第二集流板固定于所述第二凹槽内。这样，能够保证浮动板与第二集流板配合固定后的板面平整。

作为优选的实施方式，所述浮动板上设置有与所述装堆螺杆相适配的定位孔；所述浮动板远离所述单电池模块的侧面上设置有与所述碟簧组件相适配的第一圆形槽孔。

作为优选的实施方式，所述第二端板靠近所述浮动板的侧面上设置有与所述碟簧组件相适配的第二圆形槽孔；所述碟簧组件的一端设置于所述第一圆形槽孔内，另一端设置于所述第二圆形槽孔内。

作为优选的实施方式，所述第二端板上设置有与所述装堆螺杆相适配的孔位。

在本申请实施例中，第一端板可以采用高强度、耐腐蚀性的塑料端板；浮动板为高强度塑料板，保证其强度的同时，增加了其绝缘性；第二端板为铝合金金属板。

作为优选的实施方式，所述碟簧组件包括碟形弹簧、碟簧定位垫和碟簧平垫；所述碟形弹簧固定(通过内定位方式)于所述碟簧定位垫上；所述碟簧平垫通过所述碟簧定位垫的中心定位柱贴合于所述碟形弹簧表面。

作为优选的实施方式，所述碟簧组件设置有多组，多组所述碟形组件均匀设置于所述浮动板与所述第二端板之间。在本申请实施例中，通过碟形弹簧的压变伸缩，为浮动板提供位移空间。

作为优选的实施方式，所述装堆螺杆与所述单电池模块相适配设置。即，装堆螺杆的长度可以根据单电池模块的叠堆高度来确定，保证其装配完成后的螺杆不过多突出于单电池模块，也能保证螺帽的锁紧，为了保证绝缘性，螺杆外包覆绝缘热缩套管。

作为优选的实施方式，所述箱体包括箱体本体、第一箱盖、第二箱盖、第三箱盖和侧盖；所述第一箱盖盖合于所述箱体本体的顶端；所述第一箱盖上设置有第一开口和第二开口，所述第二箱盖盖合于所述第一开口上，所述第三箱盖盖合于所述第二开口上；所述箱体本体的一侧面设置有第三开口，所述侧盖设置于所述第三开口上，且所述侧盖靠近所述第三箱盖设置；所述支架设置于所述箱体本体内；所述第一端板抵接于所述箱体本体一端的端面上。

在本申请实施例中，箱体为金属箱体。第一开口、第二开口和第三开口处均设置有密封圈，为各箱盖提供密封，保证连接的密封性。其中，通过设置侧盖，能够为安装、拆卸电堆内部的铜排提供操作空间。通过箱体本体和支架的干涉关系，能够堆芯单元与箱体很好的进行固定；支架顶端靠近第一箱盖的位置可以设置为承托形状，可放置硅胶类垫片，使其与第一箱盖更好的接触，提供较好的支撑力。

作为优选的实施方式，所述箱体本体的顶端设置有至少两条平行设置的支撑横梁，且所述支撑横梁与所述第一箱盖靠近所述堆芯单元的侧面相抵接。支撑横梁主要用来支撑箱体本体的侧面平整，保证平面度和箱体本体密封的持续性，同时也能够为第一箱盖提供更多的支撑力，且设置在箱体内部，也提供了足够的侧向冲击支撑，防止箱体本体因侧向冲击导致的箱体侧边破裂失效。一般的，支撑横梁通过螺钉固定在箱体侧壁上预留的点位即可，安装拆堆前后可简单的拆装，为操作人员提供便利，也减少了箱体的焊接加工难度。

作为优选的实施方式，所述箱体本体靠近所述第一箱盖的端面上设置有第二密封槽，所述第二密封槽内设置有第二密封圈。通过设置第二密封圈，能够为箱体本体和第一箱盖的安装提供密封，保证两者接触的密封性。

作为优选的实施方式，所述箱体本体靠近所述第二端板两端的侧壁上设置有减震垫，所述减震垫与所述第二端板抵接。减震垫一般通过螺钉固定在箱体本体的侧壁上，通过减震垫能够为堆芯单元和箱体之间的固定提供支撑点，保证固定的稳定性。

作为优选的实施方式，所述第一箱盖与所述箱体本体相适配设置。

作为优选的实施方式，所述第三箱盖上设置有电堆巡检控制器，所述电堆巡检控制器与所述单电池模块之间设置有间隙。通过将电堆巡检控制器安装在第三箱盖上，为其安装和拆卸提供便利；电堆巡检控制器和单电池模块之间设置间隙，以留有足够的安全距离，使得电堆巡检控制器和不会对单电池模块造成破坏。同时，电堆巡检控制器安装在电堆上部，能够节省电堆内部的侧边空间，有效提高电堆内部的空间利用率。

作为优选的实施方式，所述第三箱盖为塑料箱盖。第三箱盖处为电堆外接铜排接线柱位置，塑料箱盖能够为其提供较高的绝缘性能，保证电气间隙和爬电距离。

相对于现有技术，本申请结构具有如下技术效果：

(1)本申请结构适用于燃料电池电堆，可以直接在电堆结构中进行普及利用。在本申请结构中，通过将封装结构分成堆芯单元和箱体，能够减少过多的重复拆卸步骤，并能够将电堆极板活化步骤和极板气密性检测步骤提前，为批量化生产检验节省时间，也减少了生产成本。

(2)本申请结构的箱体能够兼顾电堆的配合紧固结构，可以减少更多的紧固结构零部件的数量，也缩小了箱体的体积；同时，能够易于保证箱体的尺寸加工精度，便于装配，能够有效提高电堆整体的一致性。

(3)通过在箱体的内侧壁上设置可调节旋紧的减震垫结构，能够在有限的空间内限制堆芯单元侧面方向的自由度，从而有效增强了电堆的整体性，提高了电堆的抗振荡能力；相较于现有技术，节省了较大空间，提高了堆芯单元在箱体内部的稳定性。

(4)通过在堆芯单元内设置可自由浮动的浮动板，在保证堆芯单元绝缘性的同时，可确保堆芯单元内部装堆力的有效传递，可长期自由调节其位移，保证装堆力的长期有效。

(5)本申请结构能够实现堆芯单元与箱体之间的的整体密封，达到车用燃料电池电堆的防护等级标准IP67，燃料电池冲击及振动测试符合国标规定的要求。本申请有效提高了电堆内部的空间利用率，结构简单稳定可靠，抗冲击和振动能力强，能够有效解决现有技术在对电堆封装过程中，存在的零部件数量较多、安装拆卸维护复杂、封装后电堆遇到冲击、振动易导致变形失效、封装结构的密封面较多、结构整体设计复杂等设计问题。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的燃料电池封装结构的整体结构示意图；

图2为图1的燃料电池封装结构的堆芯单元的爆炸结构示意图；

图3为图1的燃料电池封装结构的箱体的爆炸结构示意图；

图4为图2的堆芯单元的碟簧组件的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

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；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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

具体的，如图1至图3所示，本发明实施例提供一种燃料电池封装结构，包括箱体10和堆芯单元20；

所述堆芯单元20包括第一端板21、第一集流板22、单电池模块23、第二集流板24、浮动板25、碟簧组件26、装堆螺杆27和第二端板28；所述第一集流板22和所述第二集流板24对称设置于所述单电池模块23的两端，所述第一端板21设置于所述第一集流板22远离所述单电池模块23的侧面上，且所述第一端板21与所述单电池模块23抵接；所述浮动板25设置于所述第二集流板24远离所述单电池模块23的侧面上，且所述浮动板25与所述单电池模块23抵接；所述第二端板28设置于所述浮动板25远离所述单电池模块23的侧面上；所述碟簧组件26设置于所述浮动板25与所述第二端板28之间；所述装堆螺杆27对称设置于所述单电池模块23的两侧，且所述装堆螺杆27的一端与所述第一端板21固定连接，另一端与所述第二端板28固定连接。

通过第一端板21、第二端板28和装堆螺杆27，能够将单电池模块23和其它部件紧固在一起形成一个整体，使得结构紧凑，有效节约箱体空间。在本申请实施例中，装堆螺杆27一般设置有多根，多根装堆螺杆27对称设置在单电池模块23的两侧，以便于将单电池模块23和其他部件紧固在一起形成整体。

第一端板上开设有与单电池模块匹配的流道槽，包括气体进口、气体出口、冷却水进口和冷却水出口；流道槽内侧为与所述单电池模块的进出口相同形状的接口，外侧气体进口、气体出口为同尺寸接口，外侧冷却水进口和冷却水出口较内侧大，进行了向第一端板中心的错位，主要目的是为了更好的密封和整堆性能的提升，增大转接头上各管道之间的距离，方便管路的安装连接。

第一端板作为堆芯单元的零件与箱体匹配后，第一端板侧壁与箱体之间间隙较小，约为0.1mm-1mm，能够起到安装定位作用，且若侧壁遭受到较小侧向冲击时，导致箱体略微形变时，第一端板侧壁也将提供侧向补偿支撑。

第一集流板与第二集流板材料相同，所承接反应区域相同，仅集流板极耳处位置不同，也便于区分。

作为优选的实施方式，所述堆芯单元20还包括支架29，所述支架29设置于所述第二端板28远离所述浮动板25的侧面上，且所述支架29固定于所述箱体10内。

作为优选的实施方式，所述支架29为L型支架(为45钢或SUS304型材制备得到)。在本申请实施例中，支架29设置有两个，两个支架29对称设置。

L型支架主要是通过与第二端板的固定连接，将堆芯单元与箱体进行固定，防止堆芯单元在箱体内部的移动。相应的，L型支架下部通过螺钉孔与箱体下底固定锁紧，上部通过同样形状的承托结构与第一箱盖接触，为保证接触良好，箱体本体密封性较佳，L型支架上平面尽可能平齐或略低于箱体本体上平面，L型支架上平面可贴加硅胶类垫片与箱盖良好接触。

作为优选的实施方式，所述第一端板21抵接于所述箱体10一端的端面上。这样，通过支架29和第一端板21，能够使堆芯单元20与箱体10固定连接。

作为优选的实施方式，所述第一端板21靠近所述第一集流板22的侧面上设置有与所述第一集流板22相适配的第一凹槽211，所述第一集流板22固定于所述第一凹槽211内。这样，能够保证第一端板21与第一集流板22配合固定后的板面平整。

作为优选的实施方式，所述第一端板21靠近所述箱体10的侧面上设置有第一密封槽212，所述第一密封槽212内设置有第一密封圈(图中未标识)。通过第一密封圈，能够保证第一端板21与箱体10的密封性，起到防水防尘的作用。

本申请结构的密封槽和密封条尺寸、外形都进行了匹配设计，能够有效保证其密封胶条的压缩率、填充率合格和密封有效。

作为优选的实施方式，所述第一端板21上设置有与所述装堆螺杆27相适配的沉头孔213，所述沉头孔213内设置有密封件(图中未标识)，所述密封件内设置有硬质密封圈(图中未标识)。

作为优选的实施方式，所述浮动板25靠近所述第二集流板24的侧面上设置有与所述第二集流板24相适配的第二凹槽(图中未标识)，所述第二集流板22固定于所述第二凹槽内。这样，能够保证浮动板(高分子塑料板)25与第二集流板24配合固定后的板面平整。

作为优选的实施方式，所述浮动板25上设置有与所述装堆螺杆27相适配的定位孔(图中未标识)；所述浮动板25远离所述单电池模块23的侧面上设置有与所述碟簧组件26相适配的第一圆形槽孔251。

作为优选的实施方式，所述第二端板28靠近所述浮动板25的侧面上设置有与所述碟簧组件26相适配的第二圆形槽孔(图中未标识)；所述碟簧组件26的一端设置于所述第一圆形槽孔251内，另一端设置于所述第二圆形槽孔内。

第一圆形槽孔和第二圆形槽孔中分为两层，一层为碟簧平垫接触面，另一层为中心留有较小的原型凹槽，为碟簧定位垫预留的空间，方便其伸缩变形，调节补偿位移量。

作为优选的实施方式，所述第二端板28上设置有与所述装堆螺杆27相适配的孔位281。

在本申请实施例中，第一端板21可以采用高强度、耐腐蚀性的塑料端板；浮动板25为高强度塑料板，保证其强度的同时，增加了其绝缘性；第二端板为铝合金金属板。第二端板与浮动板之间留有间隙，为碟簧组件的压缩变形留出空间。

作为优选的实施方式，如图4所示，所述碟簧组件26包括碟形弹簧261、碟簧定位垫262和碟簧平垫263；所述碟形弹簧261固定(通过内定位方式)于所述碟簧定位垫262上；所述碟簧平垫263通过所述碟簧定位垫262的中心定位柱A贴合于所述碟形弹簧261远离所述碟簧定位垫262的表面。

作为优选的实施方式，所述碟簧组件26设置有多组，多组所述碟形组件26均匀设置于所述浮动板25与所述第二端板28之间。通过碟形弹簧261的压变伸缩，为浮动板25提供位移空间。

在本申请实施例中，碟形弹簧261设置有四片，碟形弹簧261采用对合组合的方式通过内定位固定在碟簧定位垫上，碟簧平垫也通过碟簧定位垫的中心定位柱贴合在远离碟簧定位垫的碟形弹簧的表面。

碟簧组件共10组，设置于浮动板与第二端板之间，第二端板固定不动，浮动板来回移动，补偿位移量，保证装堆力，碟簧组件尺寸跟随伸缩变化；同时，碟簧组件可以储存弹性势能，维持单电池模块法向载荷的稳定性。

作为优选的实施方式，所述装堆螺杆27与所述单电池模块23相适配设置。即，装堆螺杆27的长度可以根据单电池模块23的叠堆高度来确定，保证其装配完成后的螺杆不过多突出于单电池模块，也能保证螺帽的锁紧，为了保证绝缘性，螺杆外包覆绝缘热缩套管。

装堆螺杆共12根，为超长螺杆，能够增大受力接触面积，减小对第一端板和第二端板的压强变形，装堆螺杆头部采用六角法兰面螺钉和六角法兰面螺母。装堆螺杆为金属材料，为保证其绝缘效果，需要外套绝缘热缩管，且保证绝缘热缩管无破裂和起泡。

作为优选的实施方式，所述箱体10包括箱体本体11、第一箱盖12、第二箱盖13、第三箱盖14和侧盖15；所述第一箱盖12盖合于所述箱体本体11的顶端；所述第一箱盖12上设置有第一开口121和第二开口122，所述第二箱盖13盖合于所述第一开口121上，所述第三箱盖14盖合于所述第二开口122上；所述箱体本体11的一侧面设置有第三开口(图中未标识)，所述侧盖15设置于所述第三开口上，且所述侧盖15靠近所述第三箱盖14设置；所述支架29设置于所述箱体本体11内；所述第一端板21抵接于所述箱体本体11一端的端面上。

在本申请实施例中，箱体10为金属箱体。第一开口、第二开口和第三开口处均设置有密封圈，为各箱盖提供密封，保证连接的密封性。其中，通过设置侧盖，能够为安装、拆卸电堆内部的铜排提供操作空间。通过箱体本体和支架的干涉关系，能够堆芯单元与箱体很好的进行固定；支架顶端靠近第一箱盖的位置可以设置为承托形状，可放置硅胶类垫片，使其与第一箱盖更好的接触，提供较好的支撑力。

作为优选的实施方式，所述箱体本体11的顶端设置有至少两条平行设置的支撑横梁111，且所述支撑横梁111与所述第一箱盖12靠近所述堆芯单元20的侧面相抵接。支撑横梁111主要用来支撑箱体本体11的侧面平整，保证平面度和箱体本体密封的持续性，同时也能够为第一箱盖提供更多的支撑力，且设置在箱体内部，也提供了足够的侧向冲击支撑，防止箱体本体因侧向冲击导致的箱体侧边破裂失效。一般的，支撑横梁通过螺钉固定在箱体侧壁上预留的点位即可，安装拆堆前后可简单的拆装，为操作人员提供便利，也减少了箱体的焊接加工难度。

作为优选的实施方式，所述箱体本体11靠近所述第一箱盖12的端面上设置有第二密封槽112，所述第二密封槽112内设置有第二密封圈(图中未标识)。通过设置第二密封圈，能够为箱体本体11和第一箱盖12的安装提供密封，保证两者接触的密封性。

作为优选的实施方式，所述箱体本体11靠近所述第二端板28两端的侧壁上设置有减震垫113，所述减震垫113与所述第二端板28抵接。减震垫113一般通过螺钉固定在箱体本体11的侧壁上，通过减震垫113能够为堆芯单元和箱体之间的固定提供支撑点，保证固定的稳定性。

减震垫为聚氨酯材料，内部通过热粘接集成有螺钉，堆芯单元与箱体配合之前，将减震垫提前安装在箱体本体的内侧侧壁上，共计四处，安装拧紧后减震垫上螺牙无露出，螺牙全部沉入箱体内壁。将堆芯单元与箱体配合后，L型支架固定锁紧，此时堆芯单元已与箱体相对固定，将减震垫向外旋出，减震垫因尺寸限制不能拆卸，聚氨酯垫会产生肉眼不可见变形，顶紧第二端板。

减震垫限制了堆芯单元的侧向位移，增大了侧向与箱体本体的接触点位，减小了L型支架的紧固螺钉负担，提供更有保障的支撑力，并且可以很好的减小侧面冲击和振荡带来的电堆损毁。

作为优选的实施方式，所述第一箱盖12与所述箱体本体11相适配设置。

作为优选的实施方式，所述第三箱盖14上设置有电堆巡检控制器(图中未标识)，所述电堆巡检控制器与所述单电池模块23之间设置有间隙。通过将电堆巡检控制器安装在第三箱盖上，为其安装和拆卸提供便利；电堆巡检控制器和单电池模块之间设置间隙，以留有足够的安全距离，使得电堆巡检控制器和不会对单电池模块造成破坏。同时，电堆巡检控制器安装在电堆上部，能够节省电堆内部的侧边空间，有效提高电堆内部的空间利用率。将巡检控制器安装在上盖的第三箱盖5上，不仅方便拆卸，而且不损坏箱体整体性。

作为优选的实施方式，所述第三箱盖14为塑料箱盖。第三箱盖14处为电堆外接铜排接线柱位置，塑料箱盖能够为其提供较高的绝缘性能，保证电气间隙和爬电距离。

本申请结构适用于燃料电池电堆，可以直接在电堆结构中进行普及利用。在本申请结构中，通过将封装结构分成堆芯单元和箱体，能够减少过多的重复拆卸步骤，并能够将电堆极板活化步骤和极板气密性检测步骤提前，可以有效提高装配效率，为批量化生产检验节省时间，也减少了生产成本，并且能够很好的保证产品的一致性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃料电池封装结构，其特征在于，包括箱体和堆芯单元；

所述堆芯单元包括第一端板、第一集流板、单电池模块、第二集流板、浮动板、碟簧组件、装堆螺杆和第二端板；所述第一集流板和所述第二集流板对称设置于所述单电池模块的两端，所述第一端板设置于所述第一集流板远离所述单电池模块的侧面上，且所述第一端板与所述单电池模块抵接；所述浮动板设置于所述第二集流板远离所述单电池模块的侧面上，且所述浮动板与所述单电池模块抵接；所述第二端板设置于所述浮动板远离所述单电池模块的侧面上；所述碟簧组件设置于所述浮动板与所述第二端板之间；所述装堆螺杆对称设置于所述单电池模块的两侧，且所述装堆螺杆的一端与所述第一端板固定连接，另一端与所述第二端板固定连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述堆芯单元还包括支架，所述支架设置于所述第二端板远离所述浮动板的侧面上，且所述支架固定于所述箱体内。

3.根据权利要求2所述的燃料电池封装结构，其特征在于，

所述支架为L型支架；

所述第一端板抵接于所述箱体一端的端面上；

所述第一端板靠近所述第一集流板的侧面上设置有与所述第一集流板相适配的第一凹槽，所述第一集流板固定于所述第一凹槽内。

4.根据权利要求3所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述第一端板靠近所述箱体的侧面上设置有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有第一密封圈；

所述第一端板上设置有与所述装堆螺杆相适配的沉头孔，所述沉头孔内设置有密封件，所述密封件内设置有硬质密封圈。

5.根据权利要求4所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述浮动板靠近所述第二集流板的侧面上设置有与所述第二集流板相适配的第二凹槽，所述第二集流板固定于所述第二凹槽内；

所述浮动板上设置有与所述装堆螺杆相适配的定位孔；所述浮动板远离所述单电池模块的侧面上设置有与所述碟簧组件相适配的第一圆形槽孔；

所述第二端板靠近所述浮动板的侧面上设置有与所述碟簧组件相适配的第二圆形槽孔；所述碟簧组件的一端设置于所述第一圆形槽孔内，另一端设置于所述第二圆形槽孔内。

6.根据权利要求1所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述第二端板上设置有与所述装堆螺杆相适配的孔位；

所述碟簧组件包括碟形弹簧、碟簧定位垫和碟簧平垫；所述碟形弹簧固定于所述碟簧定位垫上；所述碟簧平垫通过所述碟簧定位垫的中心定位柱贴合于所述碟形弹簧表面；

所述碟簧组件设置有多组，多组所述碟形组件均匀设置于所述浮动板与所述第二端板之间；

所述装堆螺杆与所述单电池模块相适配设置。

7.根据权利要求6所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述箱体包括箱体本体、第一箱盖、第二箱盖、第三箱盖和侧盖；所述第一箱盖盖合于所述箱体本体的顶端；所述第一箱盖上设置有第一开口和第二开口，所述第二箱盖盖合于所述第一开口上，所述第三箱盖盖合于所述第二开口上；所述箱体本体的一侧面设置有第三开口，所述侧盖设置于所述第三开口上，且所述侧盖靠近所述第三箱盖设置；所述支架设置于所述箱体本体内；所述第一端板抵接于所述箱体本体一端的端面上。

8.根据权利要求7所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述箱体本体的顶端设置有至少两条平行设置的支撑横梁，且所述支撑横梁与所述第一箱盖靠近所述堆芯单元的侧面相抵接；

所述箱体本体靠近所述第一箱盖的端面上设置有第二密封槽，所述第二密封槽内设置有第二密封圈。

9.根据权利要求8所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述箱体本体靠近所述第二端板两端的侧壁上设置有减震垫，所述减震垫与所述第二端板抵接。

10.根据权利要求9所述的燃料电池封装结构，其特征在于，所述第一箱盖与所述箱体本体相适配设置；

所述第三箱盖上设置有电堆巡检控制器，所述电堆巡检控制器与所述单电池模块之间设置有间隙；所述第三箱盖为塑料箱盖。