CN211530102U - 车载燃料电池电堆抗震固型结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载燃料电池电堆抗震固型结构，它解决了燃料电池电堆错位等问题，其设置在燃料电池电堆上，且燃料电池电堆呈具有两个长侧面和两个短侧面的长方体，本结构包括至少两个抗震固型板，抗震固型板分别设置在燃料电池电堆相对应的长侧面和短侧面之间，燃料电池电堆的相对应的角部处的抗震固型板相对设置，且抗震固型板包括横板部和竖板部，在燃料电池电堆的两端分别安装有端板组件，且端板组件周向外侧超出抗震固型板，两个端板组件周向外侧之间分别通过可拆卸结构设有若干拉杆，且拉杆周向外侧抵靠设置在抗震固型板的竖板部和/或横板部上的压紧槽组件内。本实用新型具有抗震效果好、电池固定稳定等优点。

Description

车载燃料电池电堆抗震固型结构

技术领域

本实用新型属于燃料电池安装结构技术领域，具体涉及一种车载燃料电池电堆抗震固型结构。

背景技术

燃料电池在转化效率一定的条件下，需增加单电池有效反应面积和单电池数量来提升燃料电池电堆输出功率，目前燃料电池电堆由一定数量的单电池串联而成。燃料电池电堆在工装平台上完成初期组装后，由平台的可调压力装置提供压紧力，电堆承受到预设压紧力值时，安装紧固件和预紧力装置。完成组装的燃料电池电堆由紧固件和预紧力装置提供压紧力，确保燃料电池电堆密封性和完成性。在工作使用时，为确保每组单电池中膜电极组件受力的一致性，需将燃料电池电堆卧式放置即单电池竖直放置。燃料电池电堆静置时，为抵消各单电池组件因受重力发生移位，降低燃料电池电堆中各流体串流或泄漏，延长燃料电池电堆使用寿命，由各部件之间的摩擦力及各部件间的张力提供反作用力。燃料电池电堆受压紧力越大，摩擦力及张力越大，电堆越稳固。目前燃料电池的应用已经由先前基站电源、应急电源等静态应用，逐渐向新能源汽车等交通工具上应用。目前燃料电池汽车主要车型是城市客车，其工作路况较平稳，燃料电池电堆依靠汽车自身减震系统及电堆自身抗震能力确保燃料电池电堆的稳定性。随着燃料电池汽车的推广，其他车型也将得到应用，其中许多车型将应用于路面颠簸的工况，在汽车自身抗震能力一定的条件下，需不断提升燃料电池电堆的抗震性能，但燃料电池电堆不能无限制增加压紧力，因膜电极组件及密封圈等柔性部件受到超负荷压力，其部件性能将失去性能，亦会造成各流体串流或泄漏，引发安全事故。车载燃料电池电堆在汽车运行时，其电堆内部的单电池单元受自身重力及惯性力作用，若其自身重力及所受惯性力之和大于其摩擦力及张力，燃料电池电堆中单电池就可能会发生移位，超过移位限制后，各流体之间就会发生串流或泄漏，引发安全隐患及燃料电池故障。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种质子交换膜燃料电池电堆结构[201720228793.1]，其包括气口端板、气口端集流板、流场板与膜电极组、盲端集流板和电堆弹性补偿结构，其特征在于，上述结构依次用多组拉带结构紧固，拉带结构包括U型金属拉带，金属拉带的末端折弯成与T型螺栓的圆杆匹配的圆环后焊接在金属拉带的拉带末端搭接处；金属拉带上的T型螺栓穿过气口端板上的固定孔，通过螺母与气口端板连接紧固。

上述方案在一定程度上解决了燃料电池电堆受力不均的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如单电池因颠簸或惯性错位而导致的串流或泄漏等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，电堆不易错位的车载燃料电池电堆抗震固型结构。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本车载燃料电池电堆抗震固型结构，设置在燃料电池电堆上，且燃料电池电堆呈具有两个相互平行的长侧面和两个相互平行的短侧面的长方体，本结构包括至少两个分别设置在燃料电池电堆周向外侧的抗震固型板，抗震固型板分别设置在燃料电池电堆相对应的长侧面和短侧面之间，且燃料电池电堆的长侧面和短侧面之间分别形成角部，且燃料电池电堆的相对应的角部处的抗震固型板相对设置，且抗震固型板包括相互垂直设置的横板部和竖板部，且横板部侧边和竖板部侧边相连从而与燃料电池电堆的角部相对应的交汇处，抗震固型板的横板部抵靠设置在燃料电池电堆的长侧面上，抗震固型板的竖板部抵靠设置在燃料电池电堆的短侧面上，在燃料电池电堆的两端分别安装有端板组件，且端板组件周向外侧超出抗震固型板，两个端板组件周向外侧之间分别通过可拆卸结构设有若干拉杆，且拉杆周向外侧抵靠设置在抗震固型板的竖板部和/或横板部上的压紧槽组件内。通过在燃料电池电堆外侧增加抗震固型板，避免了燃料电池电堆因振动导致的错位。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，抗震固型板的数量为两个且分别设置在燃料电池电堆相对应的角部上，且抗震固型板的横板部沿长侧面横向朝向燃料电池电堆相邻的角部延伸，且抗震固型板的竖板部沿短侧面朝向燃料电池电堆另一个相邻的角部竖直向下延伸。抗震固型板将燃料电池电堆的角部包裹，有效减少燃料电池电堆移位。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，压紧槽组件包括分别设置在抗震固型板的竖板部外侧和横板部外侧以及抗震固型板交汇处外侧且沿燃料电池电堆轴向延伸设置的压紧槽，且压紧槽分别和拉杆一一对应，且拉杆整个或局部周向外侧卡接设置在压紧槽内。拉杆卡接在压紧槽中，拉杆将抗震固型板压紧在燃料电池电堆上，减轻了燃料电池电堆的相对振动。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，抗震固型板的竖板部宽度小于燃料电池电堆短侧面的宽度大小，横板部宽度小于燃料电池电堆长侧面的宽度大小。竖板部与横板部将燃料电池电堆不完全包裹，保证燃料电池电堆可略微变形，避免压紧力过大导致的燃料泄漏。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，端板组件包括分别设置在燃料电池电堆两端的前端板和后端板，前端板周边呈框状，前端板一侧短边框边处开有与燃料电池电堆的流体通道连通的通孔。管路插接在通孔内，保证燃料电池电堆内部燃料与空气流通。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，前端板中部框槽内设有横向设置的横条和若干等距设置的竖条，横条和竖条互相交叉形成网格状，其中有若干网格交叉处设有安装平台，安装平台上开有用于插接燃料电池电堆的输出端的安装口。燃料电池电堆的输出端垂直伸出安装口。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，前端板中的若干竖条上开有固定孔，固定孔与燃料电池电堆螺纹连接。固定孔保证燃料电池电堆与前端板固定连接。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，安装口外侧安装有固定块，固定块底部固定安装在前端板上且中心处开有插接输出端的固定管。固定块固定安装在前端板上，保护燃料电池电堆的输出端。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，可拆卸结构包括若干一一对应均匀分布在前端板和后端板边缘处的安装孔，拉杆穿过安装孔且拉杆两端分别连接有固定螺母，固定螺母靠近端板组件的一端与端板组件贴合。固定螺母将端板组件压紧在燃料电池电堆上。

在上述的车载燃料电池电堆抗震固型结构中，抗震固型板与燃料电池电堆贴合的内侧面上分布有若干轴向延伸的防滑槽。抗震固型板的防滑槽与燃料电池电堆贴合，减少抗震固型板与燃料电池电堆相对滑动。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：抗震固型板将燃料电池电堆固定，避免燃料电池相对错位导致的串流或泄漏；通过安装抗震固型板，增加燃料电池电堆的抗震能力，防止燃料电池电堆损坏；端板组件由拉杆连接，将燃料电池电堆固定在端板组件之间，便于燃料电池电堆的安装使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的截面示意图；

图3是本实用新型的抗震固型板的结构示意图；

图4是本实用新型的抗震固型板的另一视角的结构示意图；

图中，燃料电池电堆1、长侧面11、短侧面12、流体通道13、输出端14、抗震固型板2、横板部21、竖板部22、防滑槽23、端板组件3、前端板31、后端板32、通孔33、横条34、竖条35、安装平台36、安装口37、固定孔38、可拆卸结构4、安装孔41、固定螺母42、拉杆5、压紧槽组件6、压紧槽61、固定块7、固定管71。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-4所示，本车载燃料电池电堆抗震固型结构，设置在燃料电池电堆1上，且燃料电池电堆1呈具有两个相互平行的长侧面11和两个相互平行的短侧面12的长方体，本结构包括至少两个分别设置在燃料电池电堆1周向外侧的抗震固型板2，抗震固型板2分别设置在燃料电池电堆1相对应的长侧面11和短侧面 12之间，且燃料电池电堆1的长侧面11和短侧面12之间分别形成角部，且燃料电池电堆1的相对应的角部处的抗震固型板2相对设置，且抗震固型板2包括相互垂直设置的横板部21和竖板部 22，且横板部21侧边和竖板部22侧边相连从而与燃料电池电堆 1的角部相对应的交汇处，抗震固型板2的横板部21抵靠设置在燃料电池电堆1的长侧面11上，抗震固型板2的竖板部22抵靠设置在燃料电池电堆1的短侧面12上，在燃料电池电堆1的两端分别安装有端板组件3，且端板组件3周向外侧超出抗震固型板2，两个端板组件3周向外侧之间分别通过可拆卸结构4设有若干拉杆5，且拉杆5周向外侧抵靠设置在抗震固型板2的竖板部22和 /或横板部21上的压紧槽组件6内。安装时，拉杆5将抗震固型板2压紧贴合在燃料电池电堆1外侧，避免了燃料电池电堆1内部错位导致的串流和泄漏。

具体地，抗震固型板2的数量为两个且分别设置在燃料电池电堆1相对应的角部上，且抗震固型板2的横板部21沿长侧面 11横向朝向燃料电池电堆1相邻的角部延伸，且抗震固型板2的竖板部22沿短侧面12朝向燃料电池电堆1另一个相邻的角部竖直向下延伸。横板部21和竖板部22将燃料电池电堆1内的单电池保持在相对平面位置上。

除此之外，压紧槽组件6包括分别设置在抗震固型板2的竖板部22外侧和横板部21外侧以及抗震固型板2交汇处外侧且沿燃料电池电堆1轴向延伸设置的压紧槽61，且压紧槽61分别和拉杆5一一对应，且拉杆5整个或局部周向外侧卡接设置在压紧槽61内。拉杆5与压紧槽61互相卡接，抗震固型板2与拉杆5 位置相对固定。

同时，抗震固型板2的竖板部22宽度小于燃料电池电堆1 短侧面12的宽度大小，横板部21宽度小于燃料电池电堆1长侧面11的宽度大小。竖板部22和横板部21的宽度小于燃料电池电堆1的侧面宽度，给燃料电池电堆1与抗震固型板2留有一定的变形空间，避免内应力过大导致的抗震固型板2断裂。

进一步地，端板组件3包括分别设置在燃料电池电堆1两端的前端板31和后端板32，前端板31周边呈框状，前端板31一侧短边框边处开有与燃料电池电堆1的流体通道13连通的通孔33。通孔33与流体通道13连通，通孔33方便流体通道13外接管路。

更进一步地，前端板31中部框槽内设有横向设置的横条34 和若干等距设置的竖条35，横条34和竖条35互相交叉形成网格状，其中有若干网格交叉处设有安装平台36，安装平台36上开有用于插接燃料电池电堆1的输出端14的安装口37。横条34和竖条35交叉设置，之间的安装平台36中的安装口37与燃料电池电堆1的输出端14连通。

深入地，前端板31中的若干竖条上开有固定孔38，固定孔 38与燃料电池电堆1螺纹连接。固定孔38通过螺栓将端板组件3 固定至燃料电池电堆1上，使得前端板31与燃料电池电堆1相对固定。

很明显，安装口37外侧安装有固定块7，固定块7底部固定安装在前端板31上且中心处开有插接输出端14的固定管71。燃料电池电堆1的输出端14插接在固定管71中，保证输出导线与燃料电池电堆1垂直设置。

显然地，可拆卸结构4包括若干一一对应均匀分布在前端板 31和后端板32边缘处的安装孔41，拉杆5穿过安装孔41且拉杆 5两端分别连接有固定螺母42，固定螺母42靠近端板组件3的一端与端板组件3贴合。固定螺母42螺纹连接在拉杆5端头处，端板组件3在拉杆5作用下压紧燃料电池电堆1。

可见地，抗震固型板2与燃料电池电堆1贴合的内侧面上分布有若干轴向延伸的防滑槽23。防滑槽23均分布在抗震固型板2 内侧，避免燃料电池电堆1振动时，抗震固型板2与燃料电池电堆1错位。

综上所述，本实施例的原理在于：燃料电池电堆1外侧被弯折设置的抗震固型板2包裹，避免燃料电池电堆1因振动而内部错位，抗震固型板2外侧被拉杆5压紧对燃料电池电堆1施加压紧力，同时端板组件3将燃料电池电堆1上下端压紧，增强了燃料电池电堆1的抗震性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了燃料电池电堆1、长侧面11、短侧面 12、流体通道13、输出端14、抗震固型板2、横板部21、竖板部 22、防滑槽23、端板组件3、前端板31、后端板32、通孔33、横条34、竖条35、安装平台36、安装口37、固定孔38、可拆卸结构4、安装孔41、固定螺母42、拉杆5、压紧槽组件6、压紧槽61、固定块7、固定管71等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种车载燃料电池电堆抗震固型结构，设置在燃料电池电堆(1)上，且所述的燃料电池电堆(1)呈具有两个相互平行的长侧面(11)和两个相互平行的短侧面(12)的长方体，其特征在于，本结构包括至少两个分别设置在燃料电池电堆(1)周向外侧的抗震固型板(2)，所述的抗震固型板(2)分别设置在燃料电池电堆(1)相对应的长侧面(11)和短侧面(12)之间，且所述的燃料电池电堆(1)的长侧面(11)和短侧面(12)之间分别形成角部，且燃料电池电堆(1)的相对应的角部处的抗震固型板(2)相对设置，且所述的抗震固型板(2)包括相互垂直设置的横板部(21)和竖板部(22)，且所述的横板部(21)侧边和竖板部(22)侧边相连从而与燃料电池电堆(1)的角部相对应的交汇处，所述的抗震固型板(2)的横板部(21)抵靠设置在燃料电池电堆(1)的长侧面(11)上，抗震固型板(2)的竖板部(22)抵靠设置在燃料电池电堆(1)的短侧面(12)上，在燃料电池电堆(1)的两端分别安装有端板组件(3)，且所述的端板组件(3)周向外侧超出抗震固型板(2)，两个端板组件(3)周向外侧之间分别通过可拆卸结构(4)设有若干拉杆(5)，且所述的拉杆(5)周向外侧抵靠设置在抗震固型板(2)的竖板部(22)和/或横板部(21)上的压紧槽组件(6)内。

2.根据权利要求1所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的抗震固型板(2)的数量为两个且分别设置在燃料电池电堆(1)相对应的角部上，且所述的抗震固型板(2)的横板部(21)沿长侧面(11)横向朝向燃料电池电堆(1)相邻的角部延伸，且所述的抗震固型板(2)的竖板部(22)沿短侧面(12)朝向燃料电池电堆(1)另一个相邻的角部竖直向下延伸。

3.根据权利要求2所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的压紧槽组件(6)包括分别设置在抗震固型板(2)的竖板部(22)外侧和横板部(21)外侧以及抗震固型板(2)交汇处外侧且沿燃料电池电堆(1)轴向延伸设置的压紧槽(61)，且所述的压紧槽(61)分别和拉杆(5)一一对应，且所述的拉杆(5)整个或局部周向外侧卡接设置在压紧槽(61)内。

4.根据权利要求3所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的抗震固型板(2)的竖板部(22)宽度小于燃料电池电堆(1)短侧面(12)的宽度大小，所述的横板部(21)宽度小于燃料电池电堆(1)长侧面(11)的宽度大小。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的端板组件(3)包括分别设置在燃料电池电堆(1)两端的前端板(31)和后端板(32)，所述的前端板(31)周边呈框状，所述的前端板(31)一侧短边框边处开有与燃料电池电堆(1)的流体通道(13)连通的通孔(33)。

6.根据权利要求5所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的前端板(31)中部框槽内设有横向设置的横条(34)和若干等距设置的竖条(35)，所述的横条(34)和竖条(35)互相交叉形成网格状，其中有若干网格交叉处设有安装平台(36)，所述的安装平台(36)上开有用于插接燃料电池电堆(1)的输出端(14)的安装口(37)。

7.根据权利要求6所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的前端板(31)中的若干竖条上开有固定孔(38)，所述的固定孔(38)与燃料电池电堆(1)螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的安装口(37)外侧安装有固定块(7)，所述的固定块(7)底部固定安装在前端板(31)上且中心处开有插接输出端(14)的固定管(71)。

9.根据权利要求5所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的可拆卸结构(4)包括若干一一对应均匀分布在前端板(31)和后端板(32)边缘处的安装孔(41)，所述的拉杆(5)穿过安装孔(41)且所述的拉杆(5)两端分别连接有固定螺母(42)，所述的固定螺母(42)靠近端板组件(3)的一端与端板组件(3)贴合。

10.根据权利要求1所述的车载燃料电池电堆抗震固型结构，其特征在于，所述的抗震固型板(2)与燃料电池电堆(1)贴合的内侧面上分布有若干轴向延伸的防滑槽(23)。

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