CN1449591A - 燃料电池叠层的压缩系统 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池叠层的压缩系统(11)，其中一个弹簧组件(22)和机械连接组件(23)使用于与拉杆(14，15)和拉条(12)相结合，以施加一个压缩载荷至燃料电池叠层(1)。连接组件(23)具有一个杠杆(41)和3个销钉(42，43，44)以便使由弹簧组件(22)产生的力或运动改变方向成为拉杆(14，15)的运动或力。拉杆(14，15)依次地连接至拉条(12)，它越过燃料电池叠层的上端板(2)，以及传递此载荷至叠层。连接组件包括一个带槽轴承(47)，它对由杠杆形成的圆弧补偿，以允许弹簧组件刚性地安装在下端板(3)的下面。弹簧组件具有多个弹簧(32－34)，排列成平行的和设计为当电池致密化引起叠层压缩时，它提供一个非线性的减少的载荷。这个载荷型面降低了总的叠层收缩，而又在寿命期开始阶段提供了高的压力，以保证正确的电池至电池的接触。

Description

燃料电池叠层的压缩系统

本发明的背景

本发明涉及燃料电池，尤其是，涉及用于对这种燃料电池的叠层保持一种压缩载荷的方法和装置。更具体地说，本发明涉及在高温系统中，比如熔融的碳酸盐和固体氧化物燃料电池叠层内保持压缩载荷的方法和装置。

燃料电池是一种器件，它将存储在燃料，比如氢或甲醇内的化学能借助一种电化学反应直接地转换为电能。这点与传统的电力产生的方法不相同，后者必须首先燃烧此燃料以产生热量，以及随后将热能转换为机械能，以及最终转换为电能。借助使用燃料电池的更直接的转换过程比传统的方式更加优越之处是同时提高了效率和减少了污染排放。

通常，一个燃料电池与一个蓄电池相同，它具有两个电极，一个阳极和一个阴极，它们被电解液分离开，电解液用于传导它们之间充电的离子。然而，与蓄电池不同，只要燃料和氧化剂分别地传送至阳极和阴极，燃料电池就继续产生电能。为了达到此点，气体流动场产生在邻接阳极和阴极处，通过它供给燃料和氧化剂气体。为了产生可用的电力水平，一组单独的燃料电池必须叠层为一系列，并且在每个电池之间设置一个导电的隔离板。

在现有的技术水平中，一个燃料电池叠层可以具有几百个电池系列。为了能正确地工作，在叠层内的全部的电池之间必须保持紧密的接触。并且在叠层的寿命期内在全部的叠层工作条件下，这种接触必须是连续的。为达到这种要求应考虑的因素，包括全部部件的制造公差、工作时全部部件的不均匀的热膨胀以及可以导致叠层收缩的电池部件的长期致密化。

因此，对使用于压缩燃料电池叠层的系统提出一系列要求。此系统必须施加足够的载荷，以克服在其寿命初期的制造公差，使电池部件进入紧密接触。此载荷还必须在工作时足够大，以防止由于叠层内不可避免的热梯度引起的电池的分层。与此同时，压缩系统的载荷不应该太大，以致在其寿命期内引起叠层的过度的收缩，因为这样对辅助的叠层零件和对压缩系统自身的跟随要求提出不适当的愿望。另一个补充的要求是经过一段时间此系统不能完全松弛，以保证至寿命终止时仍保持适当的叠层压力。

普通的燃料电池叠层设计，使用一系列的机构之一，用于施加压缩载荷至叠层。美国专利4,430,390公开一种弹簧元件，它在燃料电池叠层的总管内前进，连接至各端板和压迫它们相互接近。这种设计不适用于高温系统，比如熔融的碳酸盐和固体氧化物叠层，因为此弹簧元件需要十分大以及用外部耐腐蚀材料制造，以承受高的温度环境。美国专利4,692,391公开一种设计，其中端板借助刚性的拉伸元件，比如螺栓或螺纹杆直接地连接。然而，此系统实际上没有提供载荷跟随能力，以便在叠层收缩时保持其压缩。

美国专利5,686,200公开小的扭转丝或带弹簧，它可用于施加载荷至叠层内的单独的电池。这种设计不适合于大面积的燃料电池，因为弹簧连接的隔离器板不能制成具有足够的刚性，以保证适当的载荷被传送至电池的中心区。美国专利5,789,091公开连续的压缩带的使用，它围绕叠层缠绕和处于拉伸状态。同样，这种方法遭受对叠层不适当的跟随能力，并且带有长期蠕变。

在此领域普通使用的叠层的其它的压缩方法，包括在一组刚性拉杆的末端放置螺旋或V形盘弹簧，处于压缩状态，它拉紧相对的叠层端板到一起。另一种设计使用柔性条，以越过相对的端板，它再次借助刚性杆连接，以形成片弹簧。这些设计遭受或者是不适当的跟随能力，或者是不适当的载荷能力，对于现在的技术水平的大规模的高温燃料电池叠层是不适当的。

一种被主要用途委托人过去使用过的较复杂的系统，是使用刚性的拉条越过上端板。刚性的拉杆连接至拉条，以及接近叠层底面的机械连接件。此连接件连接拉杆至弹簧组件，它是V形盘包件形状的，位于下端板的下面。一些隔热层使用于在工作时保护弹簧组件免于过高的温度。在此系统中，弹簧和连接件设计为这样，使在其寿命期内可施加相当恒定的载荷至叠层。此外，为了调节机械连接件的几何形状，弹簧组件设计为在工作时可以围绕其一端转动。

这种设计具有的局限性，是引起过度的叠层收缩，以及需要在叠层下极大的空间，以容纳弹簧组件的转动。这种设计的另一局限性，在于组成弹簧组件的大量的大型V形盘带来的高费用。最后，这种设计存在安全上的担心，因为弹簧组件的盘件必须在安装前预先加载，以产生相对恒定的载荷型面。

因此，本发明的一个目的是提供一种燃料电池叠层的压缩系统，它可以克服现有的技术系统的上述的缺点。

本发明的另一目的是提供一种燃料电池叠层的压缩系统，它具有希望的载荷挠曲特性，可使用于大型的高温燃料电池叠层；

本发明的另一目的是提供一种燃料电池叠层的压缩系统，它具有在燃料电池垒层下面最低的空间要求；

本发明的另一目的是提供一种燃料电池叠层的压缩系统，它具有降低的价格；以及

本发明的另一目的是提供一种燃料电池叠层的压缩系统，它在使用中是安全的。

本发明的概述

按照本发明的原理，上述的和其它的目的可以在一种用于提供压缩力至燃料电池叠层的压缩系统中实现，其中压缩系统具有一个或多个元件，每个连接至叠层的第一端，以及延伸至叠层的相对的第二端，以及一个结合机构，位于邻接叠层的第二端处，以及具有用于一个或多个元件中每一个的弹簧组件和连接组件，共同地用于引起弹簧组件提供的传递运动，被转换为相关的元件在叠层的第一和第二端之间方向上的运动，而没有弹簧组件的转动。以这样的方式，当叠层的几何形状变化时，希望的压缩力可以借助一个或多个元件保持在叠层的两端之间。

在下面将公开的本发明的实施例中，弹簧组件水平地设置在燃料电池叠层的第二端下面，以及具有一个固定的基板和一个可转移的捕捉板，在它们之间设置组件的一个或多个弹簧。一个轴水平地通过弹簧的中心，以及轴的第一端连接至捕捉板和第二端与连接组件接合。后一种连接组件具有一个杠杆臂，第一、第二和第三销钉，以及一个带槽的轴承。第一销钉转动地安装在杠杆臂的一端，以及连接至相关的元件的末端。第二销钉作为杠杆臂的枢轴点，以及转动地安装在基框架上。第三销钉转动地安装在杠杆臂的第二端上，以及位于带槽的轴承的槽内。轴承依次地被弹簧组件的轴的第二端接合。

使用这种形状，弹簧组件的一个或多个弹簧的水平传递进行至捕捉板，以及由捕捉板至弹簧组件的轴。随后轴的水平传递由轴进行至轴承，以及由轴承至第三销钉。这样导致此销钉同时进行水平传递和正交方向的传递，即垂直传递，这是由于杠杆臂围绕第二销钉转动。这些传递随后施加至杠杆臂的第一端处的第一销钉。这样，依次地引起相关的元件进行垂直传递，这种传递保持在燃料电池叠层上的希望的压缩力。

在本发明的另一方面，在弹簧组件内使用一组同心的不同长度的弹簧，以实现在燃料电池叠层上的希望的非线性地减少的压缩载荷。

附图的简要说明

本发明的上述的和其它的特点和方面，可以通过下列详细的说明并结合附图而明确地体现，其中：

图1是按照本发明原理的燃料电池叠层的立视图，它使用一个燃料电池叠层的压缩系统；

图2是图1所示燃料电池叠层的压缩系统的弹簧组件和机械连接组件的等尺寸横剖面图；

图3A-3C是图1所示的燃料电池叠层的压缩系统的机械连接组件的示意图，分别处于全压缩、半压缩和非压缩状态；

图4A-4C是可以使用于图1的燃料电池叠层的机械连接组件的带槽轴承和销钉的各种形状的示意图；以及

图5是使用图1的燃料电池叠层的压缩系统可达到的一个可能的叠层加载的型面图。

本发明的详细的说明

图1示出一个燃料电池叠层1，它具有端板2和3，在它们之间叠置叠层的燃料电池4。设置一个或多个总管5，用于供给气体至叠层和由其排出气体。叠层1可能典型地是一个高温系统，比如熔融的碳酸盐或固体氧化物型系统。

为了保持叠层1的燃料电池4的紧密的接触，提供一种按照本发明原理的燃料电池叠层的压缩系统11。更具体地说，压缩系统11引起压缩力施加在端板2和3之间的叠层上，经过叠层的寿命期，以这种方式调节叠层的几何形状的变化，尤其是叠层的垂直高度或长度。

如图所示，压缩系统11具有刚性的拉条12和13，越过上端板2的相对的末端。在图1内，仅能看见拉条12，因为拉条13处于所示图的后面。与每个拉条的每端连接的是一个刚性拉杆形状的连接元件，它沿着叠层的表面由第一端板2延伸至第二端板3。在图1内，仅有拉杆14和15，连接至拉条12的两端，它是可看见的，以及拉杆16和17，连接至拉条13的两端，它在图中仍旧是看不见的。

按照本发明的原理，压缩系统11还具有接合机构21，它位于拉杆14-17的末端，邻接叠层1的第二端板3。各个接合机构21的形状是相同的，以及适合于通过拉杆14-17和拉条12-13来施加力至叠层，以保持在叠层1上希望的压缩力。如图1所示，以及更详细地如图2所示，每个接合机构21具有一个弹簧组件22，位于叠层的第二端板3的下面，以及一个机械连接组件23，它连接弹簧组件22至相关的拉杆的末端。按照本发明，每个弹簧组件22与其相关的机械连接组件23的组合，适合于引起弹簧组件提供的传递运动转换为相关的拉杆在叠层1的第一和第二端板2和3之间的运动，而没有弹簧组件的转动。特别的是，弹簧组件提供的水平运动以这种方式转换为相关的拉杆的垂直运动，从而保持在叠层的两端板之间希望的压缩力。

如图2更清晰地所见，每个弹簧组件22具有一个基板31，它刚性地安装在燃料电池叠层1的下面。一个或多个弹簧，如图2所示为一系列的同心的平行弹簧32，33和34，它们这样设置，使每个弹簧的第一端邻接基板31。这些弹簧随后延伸接近第二捕捉板35，并且它们的第二端邻接此板。一个轴36沿着弹簧32-34的中心轴前进，比轴的一端36a前进通过捕捉板35的一个孔35a，以及被一个螺帽37保持在此板上。轴36的另一端36b前进通过基板31的一个孔31a，以及连接至机械连接组件23。使用弹簧组件22的这种形状，一个或多个弹簧组件可以在燃料电池叠层的开始阶段处于压缩状态，以及随后允许在叠层的几何形状变化时膨胀，以提供必须的水平传递运动，以及依次地，相关的拉杆的必须的垂直传递运动，以调节这些变化。

在图2的本实施例中，弹簧组件22的两个最外面的弹簧33-34为螺旋弹簧，最内的弹簧32本身却具有被一个隔离盘38由基板31隔离开的一叠贝尔维尔V形盘(bellelille disks)。此盘和位于捕捉板35处的相应的隔离盘39的厚度是这样选择的，使贝尔维尔V形盘在轴36的冲程内的预定的点处开始压缩。这些V形盘还用于沿着轴36的轴线提供螺旋弹簧33-34的正确定位。隔离盘和贝尔维尔V形盘的组合还在一旦贝尔维尔V形盘完全变平时为处于弹簧组件内的轴35提供一个正向的止点。在燃料电池叠层开始压缩时，此点很重要，从而使极高的压力可以施加至叠层，而不需要外部的止动机构，以及不需要弹簧的弯曲。

如上所述，每个弹簧组件22的水平运动通过相关的连接组件23作为接合至相关的拉杆的垂直运动。如图2所示，每个连接组件23具有一个刚性的杠杆臂41和三个销钉42，43和44。第一销钉42可转动地安装在杠杆臂41的第一端41a和连接至具有座位区45a的座板45，用于供相关的拉杆就坐。第二销钉43安装至一个基框架46，它连接至基板31。杠杆臂41可转动地安装在其中心区41b，接近销钉43，它作为杠杆臂的枢轴点而起作用。第三销钉44可转动地安装在杠杆臂41的第二端41c，以及用于转移弹簧组件22的轴36的传递运动至杠杆臂41。可能理解，销钉42和44以距销钉43有限的半径排列。作为其结果，销钉42和销钉44是以围绕销钉42的圆弧路径移动。为了调节产生于此圆弧路径的水平的和垂直的传递，上述的座板45连接杠杆臂41至相关的拉杆，它允许转动。这样导致拉杆相对于叠层表面小的角度变化。由于拉杆倾向于很长，拉杆的角度变化典型地很小，以及导致对所达到的叠层载荷极小的冲击。

显然可见，弹簧组件22的轴36的运动是通过销钉44与杠杆臂41接合。由于轴的运动被限制为水平传递，因为基板31是固定的，以及由于销钉44经受同时的水平的和垂直的传递，因为它在杠杆臂41转动时作圆弧转动，为了调节这两种不同类型的运动，机械连接组件23还配置一个滑动轴承47，以便接合轴36至销钉44。

更具体地如图2所示，轴承47具有一个螺纹孔47a，它接收轴36的第二端36b，从而使轴承被轴的水平的运动水平地推动。轴承还具有一个中心槽47b，其中接收机械连接组件的销钉44。作为其结果，轴承47水平地运动，销钉44与轴承一起水平地运动，而还在槽47b内垂直地滑动。因此销钉44允许经受水平的和垂直的运动，以调节圆弧形路径，供销钉跟随，它作为销钉与杠杆臂41转动的结果。

为了便于销钉44在槽47b内平稳地滑动，销钉和槽的表面可以经抛光和硬化，以减少它们之间的摩擦。代替的方案是，可以使用滚珠或滚棒轴承，以安装在槽47b内的销钉44。从而允许销钉与杠杆臂一起转动，以及相对于槽滚动。另一种销钉形状是，带有扁平部分的一个销钉与槽接触，从而保证对槽较小的接触压力，以及具有较小的类似的粘接。在销钉44和槽47b之间减少滑动摩擦的进一步措施可以借助使用在销钉和/或槽内的润滑剂或润滑涂层而容易地实现。

图4A-4C示出销钉44可以使用的一些上述的和其它的销钉形状。在图4A内，销钉44是圆形的。在图4B内，销钉44是方形的，以及在图4C内，销钉44具有半方形的形状。

压缩系统11的工作可以参照图3A-3C了解，它示出当燃料电池叠层1工作时连接组件23的不同的位置。图3A示出当叠层处于工作时的连接组件的位置。而在此时，压缩系统11的弹簧组件22处于完全压缩状态，从而使压缩系统处于最大的压缩。因此杠杆臂41已完全转动，从而使其末端41a和销钉42处于最高的垂直位置。这样放置座板45和拉杆14-17也位于它们的最高的向上位置，从而通过拉杆12和13在叠层的端板2和3上产生所需的压缩力。与此同时，销钉44处于它们的圆弧路径51内水平的最外位置以及垂直的最高位置。

图3B示出叠层已工作和叠层的几何形状，例如高度已减少至一点，其压缩系统11处于半压缩状态后的连接。而在此时，杠杆臂41处于半转动，从而使末端41a和销钉42处于其最高的垂直位置的一半处。这样放置座板45和拉杆14-17处于其最大垂直位置的一半处，从而对带有减少叠层高度的叠层保持所需的压缩力。在此种情况下，销钉44已水平地移动至它们的圆弧路径51内中部水平位置和它们的最低的垂直位置。

最后，图3C示出叠层在已达到工作状态后的连接组件，在这里如果预期叠层有进一步的收缩，它也是极小的，以及压缩系统处于无压缩状态。而在此时，杠杆臂41已移动至一个位置，在这里其末端41a和销钉42处于它们的最低的垂直位置。这样放置座板45和拉杆14-17处于它们的最低的垂直位置，从而再次对带有减少叠层高度的叠层的端板保持所需的压缩力。而在此时，销钉44已水平地移动至它们的圆弧路径51内的最内的水平位置和至它们的最高的垂直位置。

可以理解，使用本发明的压缩系统11，叠层1的收缩可以被调节，而保持叠层上希望的压缩力。达到这点是使用弹簧组件，它可以放置在叠层的端板2的下面，但它不必转动。作为其结果，对于这些组件的空间要求和组件的复杂性大大地减少。这样，依次地提供了一种全面的更紧凑的和较廉价的系统。

虽然图1和2所示的压缩系统11的弹簧组件22使用三个同心的弹簧，任何数目，由一个至多个的弹簧均可以使用，以便对每个弹簧组件产生希望的以载荷为依据的挠曲特性。此外，虽然本发明是用弹簧组件用的螺旋弹簧和V形盘包来说明，任何其它可处于压缩状态的弹性元件也可以作为一个或多个的弹簧使用。

应该指出，机械连接组件23也可以是与说明的组件不同的。代替的形状包括齿条和小齿轮组，缆索滑轮系统或能够使弹簧组件的水平运动转向为垂直运动，而又不转动弹簧组件的任何其它机构。

本发明的其它方面如图2所示，弹簧组件的同心的弹簧32-34成形为这样的，使一个或多个弹簧具有变化的或不同的长度，从而可在叠层1收缩时，提供一个非线性的、减少的载荷或压缩力至燃料电池叠层1。在所示的情况下，贝尔维尔V形盘包32的长度比螺旋弹簧33和34的长度短。这样对于在叠层寿命的早期提供良好的压缩压力是有利的，而又减少了长期的总的叠层的收缩。

图5是一个曲线图，示出使用同心的弹簧32-34可能达到的一个可能的叠层加载的型面图。在图5的载荷型面内，高的载荷是在叠层寿命的开始阶段施加的，以及当叠层收缩时，此载荷非线性地减少。

更具体地说，载荷曲线的一段a代替在此点图1的压缩系统的弹簧组件的贝尔维尔V形盘包完全地变扁或被压缩。载荷曲线的一段b是当弹簧组件的螺旋形弹簧33-34和贝尔维尔V形盘包32一起以平行的和部分的压缩工作时达到的。载荷曲线的一段c是当贝尔维尔V形盘包32不再压缩，以及仅有螺旋形弹簧33-34部分地压缩和施加力或载荷时达到的。

在全部情况下应该理解，上述的各种排列仅是代表本发明的用途的许多可能的特定的实施例的说明。按照本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，许多的改变的其它排列可以容易地设想出来。

Claims (24)

1.一种燃料电池叠层的压缩系统，用于提供压缩力至具有第一和第二端的燃料电池叠层，上述的燃料电池叠层的压缩系统具有：

一个或多个元件，每个连接至叠层的上述的第一端，以及延伸至上述的叠层的上述的第二端；以及

一个接合机构，位于邻接叠层的第二端，上述的接合机构具有为一个或多个元件的每个用的一个弹簧组件，以及一个连接组件，一起用于将由弹簧组件提供的传递运动转换为相关的元件在叠层的第一和第二端之间方向上的运动，而没有弹簧组件的转动。

2.按照权利要求1的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件适合于提供水平的传递运动，以及

每个上述的连接组件具有：一个杠杆臂，第一、第二和第三销钉，上述的第一销钉连接至上述的杠杆臂的一端，以及连接至相关元件的一端，上述的第二销钉作为杠杆臂的枢轴点，以及上述的第三销钉安装至杠杆臂的第二端；以及一个带槽的轴承，上述的第三销钉位于上述的轴承的上述的槽内，以及上述的轴承被上述的弹簧组件接合，以便于响应上述的弹簧组件的上述的水平的运动而水平地移动。

3.按照权利要求1的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件水平地位于燃料电池叠层的第二端的下面，以及具有一个固定的基板，与固定的基板有间距的一个捕捉板，一个或多个弹簧，位于上述的基板和上述的捕捉板之间，以及一个轴，通过弹簧的中心水平地延伸，上述的轴的第一端连接至上述的捕捉板，以及第二端与上述的连接组件接合，以及每个上述的连接组件的轴承被相关的弹簧组件的轴的第二端接合。

4.按照权利要求3的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的连接组件还具有一个座板，连接至上述的第一销钉，以及接收相关的元件，以及一个基框架，邻接上述的基板，上述的第二销钉安装在上述的基框架，以及通过上述的杠杆臂内的一个孔延伸。

5.按照权利要求4的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的燃料电池叠层具有第一和第二端板，设置在上述的燃料电池叠层的上述的第一和第二端处，上述的压缩系统还具有一个或多个刚性的拉条，跨过上述的第一端板延伸，上述的一个或多个元件的每个是一个刚性的拉杆，连接至一个拉条，以及沿着上述的燃料电池叠层的表面延伸，以及每个上述的弹簧组件设置在上述的第二端板的下面。

6.按照权利要求3的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的燃料电池叠层具有第一和第二端板，设置在上述的燃料电池叠层的上述的第一和第二端处，上述的压缩系统还具有一个或多个刚性的拉条，跨过上述的第一端板延伸，上述的一个或多个元件的每个是刚性的拉杆，连接至一个拉条和沿着上述的燃料电池叠层的一个表面延伸，以及每个上述的弹簧组件设置在上述的第二端板的下面。

7.按照权利要求6的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一组同心的弹簧。

8.按照权利要求7的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的一组弹簧的一个或多个是不同长度的，以便提供一个非线性的减少的载荷至上述的燃料电池叠层。

9.按照权利要求7的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一个贝尔维尔V形盘包形状的内弹簧，一个中间螺旋弹簧和一个外螺旋弹簧。

10.按照权利要求9的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的贝尔维尔V形盘包的长度比上述的中间和外螺旋弹簧的长度短。

11.按照权利要求9的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一个或多个止动元件，设置在上述轴的一个或多个末端上，以防止上述弹簧的永久的挠曲。

12.按照权利要求3的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一个或多个止动元件，设置在上述轴的一个或多个末端上，以防止上述弹簧组件的永久的挠曲。

13.按照权利要求12的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的一个或多个弹簧中的一个或多个是不同长度的，以提供一个非线性的减少的载荷至上述的燃料电池叠层。

14.按照权利要求3的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的一个或多个弹簧中的一个或多个是不同长度的，以提供一个非线性的减少的载荷至上述的燃料电池叠层。

15.按照权利要求2的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一个或多个弹簧，以及一个或多个止动元件，设置用于防止上述的弹簧的永久的挠曲。

16.按照权利要求15的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的一个或多个弹簧中的一个或多个是不同长度的，以提供一个非线性的减少的载荷至上述的燃料电池叠层。

17.按照权利要求2的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一个或多个弹簧，以及一个或多个上述的弹簧是不同长度的，以提供一个非线性的减少的载荷至上述的燃料电池叠层。

18.一种燃料电池叠层的压缩系统，用于提供压缩力至具有第一和第二端的燃料电池叠层，上述的燃料电池叠层系统具有：

一个或多个元件，每个连接至叠层的上述的第一端，以及延伸至上述叠层的上述的第二端，以及

一个接合机构，位于邻接叠层的第二端，上述的接合机构具有为一个或多个元件的每个用的一个弹簧组件以及一个连接组件，一起用于将由弹簧组件提供的传递运动转换为相关的元件在叠层的第一和第二端之间方向上的运动，上述的弹簧组件具有一个或多个不同长度的同心的弹簧，用以提供一个非线性的减少的载荷至上述的燃料电池叠层。

19.按照权利要求18的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一个或多个止动元件，设置用于防止上述的弹簧的永久的挠曲。

20.按照权利要求18的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，每个上述的弹簧组件具有一个贝尔维尔V形盘包形状的内弹簧，一个中间螺旋弹簧和一个外螺旋弹簧。

21.按照权利要求20的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的贝尔维尔V形盘包的长度比上述的中间和外螺旋弹簧的长度短。

22.按照权利要求18的燃料电池叠层的压缩系统，其特征在于，上述的燃料电池叠层具有第一和第二端板，设置在上述燃料电池叠层的上述的第一和第二端处，上述的压缩系统还具有一个或多个刚性的拉条，跨过上述的第一端板延伸，上述的一个或多个元件的每个是一个刚性的拉杆，连接至一个拉条，以及沿着上述的燃料电池叠层的一个表面延伸，以及每个上述的弹簧组件设置在上述的第二端板的下面。

23.一种燃料电池系统，它具有：

一个具有第一和第二端的燃料电池叠层，以及

一个燃料电池叠层的压缩系统，它具有一个或多个元件，每个连接至叠层的上述的第一端，以及延伸至上述叠层的上述的第二端，以及一个接合机构，位于邻接叠层的第二端处，上述的接合机构具有为一个或多个元件的每个用的一个弹簧组件和一个连接组件，一起用于将由弹簧组件提供的传递运动转换为相关的元件在叠层的第一和第二端之间方向上的运动，而没有弹簧组件的转动。

24.一种燃料电池系统，它具有：

一个具有第一端和第二端的燃料电池叠层，以及一个燃料电池叠层的压缩系统，它具有一个或多个元件，每个连接至叠层的上述的第一端，以及延伸至上述叠层的上述的第二端，以及一个接合机构，位于邻接叠层的第二端处，上述的接合机构具有为一个或多个元件的每个用的一个弹簧组件和一个连接组件，一起用于将由弹簧组件提供的传递运动转换为相关的元件在叠层的第一和第二端之间方向上的运动，上述的弹簧组件具有一个或多个不同长度的同心的弹簧，以提供一个非线性的减少的载荷至上述的燃料电池叠层。

Images