CN211605303U - 电堆封装结构和燃料电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电堆封装结构和燃料电池，涉及燃料电池技术领域，用于解决现有电堆抗震性能差，容易发生电堆与防护壳之间刚性冲击的技术问题，该电堆封装结构用于封装燃料电池的电堆，包括防护壳，所述防护壳具有容置腔；弹性支撑组件，所述电堆通过所述弹性支撑组件连接在所述容置腔的内表面上，以使所述电堆的外表面与所述容置腔的内表面之间形成防撞间隙，所述弹性支撑组件能够在外力作用下发生形变，从而改变所述防撞间隙的尺寸。该燃料电池包括电堆和上述电堆封装结构。本实用新型用于提高电堆的抗震性能，避免电堆与防护壳体发生刚性冲击。

Description

电堆封装结构和燃料电池

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种电堆封装结构和燃料电池。

背景技术

燃料电池是一种把燃料的化学能直接转换成电能的装置，燃料电池可以应用于发动机，是新能源汽车的核心部件。

燃料电池包括电堆以及围在电堆外的防护壳，电堆与防护壳通过螺栓可拆卸连接，防护壳与车辆连接。为减少车辆行驶过程中电堆受到的震动冲击，电堆与防护壳通过减震橡胶垫连接。

然而，减震橡胶垫的抗震性能差，容易发生电堆与防护壳之间的刚性冲击。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供一种电堆封装结构和燃料电池，减少电堆受到的震动，避免电堆与防护壳之间发生刚性冲击。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的第一方面提供一种电堆封装结构，用于封装燃料电池的电堆，其包括：防护壳，所述防护壳具有容置腔；弹性支撑组件，所述电堆通过所述弹性支撑组件连接在所述容置腔的内表面上，以使所述电堆的外表面与所述容置腔的内表面之间形成防撞间隙，所述弹性支撑组件能够在外力作用下发生形变，从而改变所述防撞间隙的尺寸。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述防护壳包括位于所述电堆靠近地面一侧的第一壁板，所述弹性支撑组件包括连接所述电堆与所述第一壁板的多个弹性支撑杆，每个所述弹性支撑杆具有朝向背离所述第一壁板一侧的弹性力，所述电堆封装结构包括两两垂直的第一方向、第二方向和第三方向，所述第一方向垂直于所述第一壁板，所述防撞间隙包括设置在所述电堆与所述第一壁板之间且沿所述第一方向设置的第一间隙。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述弹性支撑杆包括：伸缩杆，所述伸缩杆的第一端通过第一转轴与所述电堆相连，所述伸缩杆的第二端通过第二转轴与所述第一壁板相连，且所述伸缩杆第一端和第二端的外壁面上分别设有凸出的限位部；第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧套设在所述伸缩杆外，并压缩在两个所述限位部之间；所述第一转轴和所述第二转轴均沿第二方向设置，所述第二方向平行于所述电堆与所述伸缩杆连接的侧面。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述电堆封装结构还包括连接所述伸缩杆第二端与所述第一壁板的稳固件；所述稳固件背离所述第一壁板的侧面上设有供所述第二转轴穿过的第一通孔，所述稳固件还设有多个围在所述第一通孔外的多个第二通孔，所述第一通孔的轴线沿所述第一方向设置，每个所述第二通孔通过螺栓与所述第一壁板可拆卸连接。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述电堆封装结构还包括：承托件，所述承托件贴装在所述电堆靠近所述第一壁板的侧面上，所述承托件与所述第一壁板之间形成所述第一间隙；第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件分别贴装在所述电堆沿第三方向的两个端面上；所述第一连接件和所述第二连接件背离所述电堆的侧面上均设有凸出的连接部，所述连接部与所述弹性支撑杆连接。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述电堆包括电堆本体以及设置在所述电堆本体两端的第一端板、第二端板，所述第一端板和所述第二端板相连，以压紧所述电堆本体；所述第一连接件贴装在所述第一端板上，并与所述第一端板可拆卸连接；所述第二连接件贴装在所述第二端板上，并与所述第二端板可拆卸连接；所述承托件包括承托部和设置在所述承托部两侧的第一凹陷部、第二凹陷部，所述承托部用于承托所述电堆本体，所述第一端板向所述第一壁板的一侧凸出所述电堆本体并伸入到所述第一凹陷部内，所述第二端板向所述第一壁板的一侧凸出所述电堆本体并伸入到所述第二凹陷部内。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述防护壳包括与所述第一壁板相连的第二壁板和第三壁板，所述第二壁板和所述第三壁板分别设置在所述第一壁板沿第三方向的两侧；所述防撞间隙包括设置在所述电堆沿所述第三方向的一侧与所述第二壁板之间的第二间隙，以及设置在所述电堆沿所述第三方向的另一侧与所述第三壁板之间的第三间隙；所述弹性支撑组件包括分别设置在所述第二间隙和所述第三间隙内的多个弹性连接件，每个所述弹性连接件的弹力均沿所述第三方向。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述电堆封装结构还包括：第四壁板，所述第四壁板设置在所述电堆背离所述第一壁板的一侧；与所述第四壁板相连的第五壁板和第六壁板，所述第五壁板和所述第六壁板分别设置在所述电堆沿所述第二方向的两侧；且所述第一壁板、所述第二壁板、所述第三壁板、所述第四壁板、所述第五壁板和所述第六壁板围成所述容置腔。

如上所述的电堆封装结构，其中，所述第四壁板搭接在所述第二壁板和所述第三壁板背离所述第一壁板的端面上，且所述第四壁板与所述第二壁板、所述第三壁板可拆卸连接；所述第二壁板和所述第三壁板在沿所述第二方向的两侧面上设有均插接槽，所述插接槽贯穿所述第二壁板和所述第三壁板背离所述第一壁板的端面；所述第五壁板和所述第六壁板靠近所述电堆的侧面上均设有与所述插接槽滑动配合的凸块。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的电堆封装结构具有如下优点：电堆封装结构包括防护壳和弹性支撑组件，电堆通过弹性支撑组件连接在防护壳形成的容置腔内，且电堆外表面与容置腔内表面之间设有防撞间隙，也就是电堆悬置于容置腔内。弹性支撑组件的弹性力可以朝向电堆的一侧，车辆行驶过程中，能减少电堆受到的震动冲击，且电堆与底板之间的防撞间隙能避免电堆与底板之间的刚性冲击。

本实用新型的第二方面提供一种燃料电池，其包括：电堆以及上述第一方面所述的电堆封装结构，所述电堆封装结构封装在所述电堆的外侧。

除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型实施例提供的电堆封装结构和燃料电池所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的燃料电池的结构示意图；

图2为图1中电堆的结构示意图；

图3为图2中第一壁板、第二壁板和第三壁板的结构示意图；

图4为图2中弹性支撑杆的结构示意图；

图5为图2中承托件、第一连接件、第二连接件的结构示意图；

图6为图2中稳固件的结构示意图；

图7为图1中第四壁板、第五壁板和第六壁板的结构示意图。

附图标记：

11：第一壁板；12：第二壁板；13：第三壁板；14：第四壁板；15：第五壁板；16：第六壁板；17：插接槽；18：凸块；

21：弹性支撑杆；211：伸缩杆；212：第一压缩弹簧；213：第一转轴；214：第二转轴；215：限位部；22：弹性连接件；

30：稳固件；31：第一通孔；32：第二通孔；

41：承托件；411：承托部；412：第一凹陷部；413：第二凹陷部； 42：第一连接件；43：第二连接件；44：连接部；

50：电堆；51：电堆本体；52：第一端板；53：第二端板；

a：第一间隙；b：第二间隙；c：第三间隙；

X：第一方向；Y：第二方向；Z：第三方向。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

燃料电池包括电堆和封装在电堆外侧的电堆封装结构，电堆包括电堆本体和设置在电堆本体两侧的第一端板和第二端板，电堆本体包括依次交替堆叠设置的双极板和膜电极组件，第一端板和第二端板相连并压紧电堆本体。封装结构与车辆连接，在车辆行驶过程中，电堆与封装结构均受到震动冲击。电堆与封装结构之间的刚性冲击，容置导致双极板与相邻膜电极组件发生相对移动，即电堆“塌腰”，电堆结构受损，使用寿命降低。

为解决上述问题，本实施例考虑通过弹性件将电堆悬置于封装结构内，弹性件能够为电堆提供弹性力，减缓电堆受到的震动，且由于电堆与封装结构之间具有间隙，也能避免电堆与封装结构之间的刚性冲击，避免电堆塌腰。

图1为本实用新型实施例提供的燃料电池的结构示意图，图2为图1 中电堆的结构示意图，请参阅图1和图2，本实施例提供一种电堆封装结构，用于封装燃料电池的电堆50，其包括：防护壳，防护壳具有容置腔；弹性支撑组件，电堆50通过弹性支撑组件连接在容置腔的内表面上，以使电堆50的外表面与容置腔的内表面之间形成防撞间隙，弹性支撑组件能够在外力作用下发生形变，从而改变防撞间隙的尺寸。

电堆封装结构封装在电堆50外并构成燃料电池，燃料电池可以应用于新能源汽车、电动自行车等领域。

以燃料电池应用于新能源汽车为例，新能源汽车包括车辆本体以及与车辆本体相连的燃料电池，其中，燃料电池包括电堆50，电堆50可以包括电堆本体51以及第一端板52、第二端板53，电堆本体51包括依次交替堆叠设置的双极板和膜电极组件，第一端板52和第二端板53设置在电堆本体51沿堆叠方向的两侧。第一端板52和第二端板53相连，以使电堆本体51具有预设预紧力，防止双极板与相邻的膜电极组件之间发生相对移动。

其中，双极板的一侧面上设有供氢气等燃料流通的第一流道，双极板的另一侧设有供氧气或空气流通的第二流道，在双极板流通氢气的一侧，氢气分解为氢质子和电子，氢质子通过质子交换膜与双极板另一侧面上的氧气发生反应并生成水，电子通过外电路连接至双极板设置第二流道的一侧并形成电流为新能源汽车提供动力。

电堆50应用到新能源汽车上，为对电堆50形成防护，电堆50的外侧围设有防护壳。防护壳的材质可以为非金属复合材质，例如合成树脂、碳纤维等，易于实现电堆50与防护壳之间的绝缘。

防护壳的形状可以为球形，球形的防护壳外壁面上可以设置用于与车辆本体相连的连接面，防护壳还可以是其他具有易于与新能源汽车稳固相连的形状。

防护壳内设置有容置腔，电堆50位于容置腔内，为避免车辆行驶过程中，电堆50与防护壳发生刚性碰撞，电堆50外壁面与容置腔内表面之间可以设置防撞间隙。其中，容置腔的形状可以为球面，那么至少电堆50 与容置腔内表面距离最小的部位应符合防撞间隙的设定。容置腔的形状还可以与电堆50外壁面形状相同，且容置腔的尺寸大于电堆50的尺寸，容置腔的尺寸与电堆50的尺寸之差可以理解为防撞间隙，便于电堆50在容置腔内晃动减震。可以理解地，电堆50不同侧面与容置腔对应内表面之间的防撞间隙可以不同。

弹性支撑组件用于连接电堆50与容置腔的内表面，弹性支撑组件能够受力变形，使得电堆50与容置腔内表面之间的防撞间隙发生变化，可以理解地，防撞间隙可以始终处于预设范围内，示例性地，防撞间隙大于等于5mm，以防止电堆50与容置腔内表面发生碰撞。

弹性支撑组件在容置腔内的布置形式可以根据电堆50形状、容置腔形状等确定。示例性地，当容置腔为球面时，弹性支撑组件可以围在电堆 50的外周并沿球面的径向设置。当电堆50发生震动时，沿球面的径向设置的弹性支撑组件可以减小电堆50沿各个方向的震动。

本实施例中的电堆50可以通过弹性支撑组件悬置于防护壳内，也就是说，当车辆因路面不平发生颠簸时，电堆50发生晃动，弹性支撑组件受力发生形变，弹性支撑组件的形变反过来作用在电堆50上能够减少电堆50受到的震动。电堆50晃动时，电堆50与防护壳内表面之间的防撞间隙始终处于预设范围内，避免电堆50晃动时，电堆50与防护壳发生刚性碰撞，避免了电堆50塌腰。

考虑到电堆50通常为立方体结构，防护壳可以具有与电堆50的任一平面平行的侧壁，以便于与弹性支撑组件连接。在一些实施例中，防护壳可以包括位于电堆50靠近地面一侧的第一壁板11，弹性支撑组件包括连接电堆50与第一壁板11的多个弹性支撑杆21，每个弹性支撑杆21具有朝向背离第一壁板11一侧的弹性力，电堆封装结构包括两两垂直的第一方向X、第二方向Y和第三方向Z，第一方向X垂直于第一壁板11，防撞间隙包括设置在电堆50与第一壁板11之间且沿第一方向X设置的第一间隙a。

防护壳包括第一壁板11，设置在第一壁板11背离地面的一侧。为支撑电堆50，弹性支撑组件可以包括与第一壁板11相连的多个弹性支撑杆 21，每个弹性支撑杆21的另一端均与电堆50相连，以使电堆50靠近第一壁板11的侧面与第一壁板11之间形成沿第一方向X的第一间隙a。

可以理解地，多个弹性支撑杆21可以沿电堆50的周向设置，以均匀的减少电堆50受到的震动。

其中，各个弹性支撑杆21的弹性力可以均平行与第一方向X，示例性的，弹性支撑杆21的一端可以与电堆50靠近第一壁板11的侧面连接，弹性支撑杆21的另一端与第一壁板11连接。车辆行驶过程中，电堆50在弹性支撑杆21的弹性力作用下可以发生沿第一方向X的往复移动，减小电堆50受到的沿垂直于第一壁板11方向的震动。

为提高弹性支撑件的支撑稳定件，可以增大弹性支撑杆21与电堆50连接的一端、以及弹性支撑杆21与第一壁板11连接的一端的接触面积，或者可以增加弹性支撑杆21的个数。

弹性力的延伸方向还可以与第一方向X呈夹角设置，示例性地，弹性支撑杆21的个数可以为多个，并围在电堆50的外周，弹性支撑杆21的一端与电堆50连接，弹性支撑杆21的另一端向背离电堆50的一侧倾斜延伸并与第一壁板11连接，也就是说，多个弹性支撑杆21在第一壁板11上的投影可以呈射线状围在电堆50在第一壁板11上的投影外。每个弹性支撑杆21具有沿垂直于第一壁板11方向的第一分力以及平行于第一壁板11方向的第二分力，每个第二分离均指向电堆50的一侧。车辆行驶过程中，多个第一分力可以使得电堆50发生垂直于第一壁板11方向的往复移动，减小电堆50受到的沿垂直于第一壁板11方向的震动，多个第二分力可以使得电堆50减少平行于第一壁板11方向的震动。

在一些实施例中，多个弹性支撑杆21还可以采用部分弹性支撑杆21的弹性力与第三方向Z平行，部分弹性支撑杆21的弹性力与第三方向Z成夹角设置的组合形式。

电堆50受到震动时，电堆50与各个弹性支撑杆21连接的位置会发生跟随弹性支撑杆21往复移动的缓冲震动，且由于电堆50与底板之间还设有防撞间隙，避免了电堆50发生缓冲震动时与底板的冲击。防撞间隙的大小可以需求进行设定，例如20mm-30mm。

车辆行驶过程中，车辆会因路面不平发生颠簸，对于燃料电池，其可能会发生沿第一方向X的往复震动，本实施例通过在电堆50与第一壁板11之间设置弹性支撑杆21，减少了电堆50沿第一方向X的震动，且由于电堆50 与第一壁板11之间设置了第一间隙a，能避免电堆50与第一壁板11之间的刚性碰撞，避免电堆50塌腰。

图4为图2中弹性支撑杆的结构示意图，请参阅图4，在一些实施例中，弹性支撑杆21包括：伸缩杆211，伸缩杆211的第一端通过第一转轴213与电堆50相连，伸缩杆211的第二端通过第二转轴214与第一壁板 11相连，且伸缩杆211第一端和第二端的外壁面上分别设有凸出的限位部 215；第一压缩弹簧212，第一压缩弹簧212套设在伸缩杆211外，并压缩在两个限位部215之间；第一转轴213和第二转轴214均沿第二方向Y设置，第二方向Y平行于电堆50与伸缩杆211连接的侧面。

伸缩杆211可以包括第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆之间的相对滑动可以通过第一压缩弹簧212的弹性力实现。

可选地，第一连杆和第二连杆之间还可以形成封闭的腔体，腔体内可以填充有压缩气体或压缩液体，也就是说伸缩杆211还可以是本领域技术人员熟知的阻尼杆，阻尼杆可以有效吸收电堆50的震动能量，减少电堆 50的震动，提高电堆50的使用寿命。且阻尼杆应用于电堆封装结构，还可以提高电堆50或燃料电池的特征频率，提高电堆50的工作稳定性。

伸缩杆211的两端可以分别与电堆50、第一壁板11球铰接，使得电堆50可以相对与防护壳发生任意角度的转动。

考虑到电堆50在垂直于自身堆叠方向上发生晃动时，可能会发生塌腰现象，本实施例中，伸缩杆211的两端可以通过轴铰接的方式与电堆50、第一壁板11连接。具体地，伸缩杆211的第一端设有第一转轴213，伸缩杆211的第二端设有第二转轴214，第一转轴213和第二转轴214可以与电堆50的堆叠方向垂直，本实施例中，第一转轴213和第二转轴214可以均沿第二方向Y设置。

为进一步加强伸缩杆211与第一壁板11之间的连接稳定性，可以采用增大伸缩杆211与第一壁板11接触面积的方式。图6为图图2中稳固件的结构示意图，请参阅图6，本实施例中电堆封装结构还包括连接伸缩杆211第二端与第一壁板11的稳固件30；稳固件30背离第一壁板11的侧面上设有供第二转轴214穿过的第一通孔31，稳固件30还设有多个围在第一通孔31外的多个第二通孔32，第一通孔31的轴线沿第一方向X 设置，每个第二通孔32通过螺栓与第一壁板11可拆卸连接。

其中，稳固件30包括连接本体，稳固件30的材质可以为非金属复合材质制件，例如合成树脂、碳纤维等，重量轻，也能实现电堆50与第一壁板11之间的绝缘。

连接本体通过第二转轴214与伸缩杆211连接，连接本体上设有供第二转轴214穿过的第一通孔31。

连接本体背离伸缩杆211的侧面贴装在第一壁板11上，连接本体可以通过螺栓等可拆卸连接在第一壁板11上，相应的，连接本体上设有与螺栓连接的第二通孔32。

为提高连接稳定性，螺栓的个数可以是多个，第二通孔32的个数可以是多个，多个第二通孔32可以围在第一通孔31外，或者第一通孔31 和多个第二通孔32分别位于连接本体的两侧，本实施例不进行限制。

本实施例通过设置多个第二通孔32，增加了稳固件30与第一壁板11 的接触面积，提高了连接稳定性，同时稳固件30通过多个螺栓与第一壁板11连接，进一步提高了连接稳定性。

可以理解地，电堆50的堆叠方向可以沿车辆行驶方向也可以垂直于车辆行驶方向，而车辆使用过程中，会随时启停，为避免车辆启停时，电堆50塌腰，电堆50堆叠方向可以与车辆行驶方向平行。也就是说，第一方向X可以为垂直于地面的竖直方向，第三方向Z为电堆50的堆叠方向也就是车辆行驶方向，第二方向Y同时垂直于第一方向X和第三方向Z。

进一步地，图5为图2中承托件、第一连接件、第二连接件的结构示意图，请参阅图2和图5，为了防止电堆50因发生沿第一方向X的震动而塌腰，电堆封装结构还包括：承托件41，承托件41贴装在电堆50靠近第一壁板11的侧面上，承托件41与第一壁板11之间形成第一间隙a；第一连接件42和第二连接件43，第一连接件42和第二连接件43分别贴装在电堆50沿第三方向Z的两个端面上；第一连接件42和第二连接件43 背离电堆50的侧面上均设有凸出的连接部44，连接部44与弹性支撑杆 21连接。

承托件41可以呈板状并贴装在电堆50靠近第一壁板11的侧面上，相应地，第一间隙a形成在承托件41与第一壁板11之间。当电堆50向背离第一壁板11的一侧震动时，电堆50中各个双极板以及膜电极组件可以因为惯性力共同支撑在承托件41上，避免了电堆50在向背离第一壁板 11一侧震动时的塌腰问题。

为了同时防止电堆50在向第一壁板11一侧震动时塌腰，承托件41 上还设有第一连接件42和第二连接件43，第一连接件42和第二连接件 43分别贴装在电堆50沿第三方向Z的两个端面上，也就是第一连接件42 和第二连接件43设置在电堆50沿堆叠方向的两个侧面上，第一连接件42 和第二连接件43形成对电堆50的夹装力，增大了任一双极板与膜电极组件之间的摩擦力，避免电堆50在向第一壁板11一侧震动时塌腰。

其中，第一连接件42和第二连接件43上设有凸出的连接部44，连接部44上可以设有供第一转轴213穿过的第三通孔，以实现弹性支撑杆21 与电堆50的间接相连。承托件41、第一连接件42和第二连接件43的可以为非金属复合材质制件，例如合成树脂、碳纤维等，绝缘性好，强度高。

请继续参阅图2，电堆50包括电堆本体51以及设置在电堆本体51 两端的第一端板52、第二端板53，第一端板52和第二端板53相连，以压紧电堆本体51，可以理解地，第一端板52和第二端板53设置在电堆 50沿堆叠方向的两侧，第一端板52和第二端板53通过预紧螺栓连接，其中，预紧螺栓的长度可以大于电堆50、第一端板52和第二端板53沿堆叠方向的厚度之和，以稳固连接第一端板52和第二端板53，且通过旋拧与预紧螺栓配合的螺母，可以实现电堆50预紧力的调整。

第一端板52或第二端板53上分别设有供氢气、氧气或水等流体管路穿过的多个第一连接孔，第一连接孔的个数以及孔径根据电堆50进行设置。可以理解地，流体管路可以为管体或者连接在管体上的管体接头等，本实施例不进行限制。

当在电堆50外侧设置第一连接件42和第二连接件43时，第一连接件42和第二连接件43可以分别贴装在电堆50位于第一端面和第二端面之间的两个侧面上，也就是沿电堆50的周向，依次设有第一端板52、第一连接件42、第二端板53、第二连接件43，避免了电堆50在水平方向震动时发生塌腰。此时，第一连接件42可以与第一端板52、第二端板53 的沿垂直于堆叠方向的一侧面可拆卸链接，第二连接件43可以与第一端板52、第二端板53的沿垂直于堆叠方向的另一侧面可拆卸链接。

可选地，为便于电堆本体51散热，本实施例中第一连接件42贴装在第一端板52上，并与第一端板52可拆卸连接；第二连接件43贴装在第二端板53上，并与第二端板53可拆卸连接，第一连接件42和第二连接件43夹装在第一端板52和第二端板53外，优化了电堆50的预紧力，避免电堆50塌腰。此时，第一连接件42可以与第一端板52的贴合面可拆卸连接，或者，第一连接件42背离承托件41的一侧可以设有弯折部，弯折部贴装在第一端板52背离承托件41的侧面上，弯折部与第一端板52 背离承托件41的侧面可拆卸连接，例如，卡接或螺纹连接等。第二连接件43与第二端板53的连接结构可以相同，此处不再赘述。

其中，第一连接件42或第二连接件43上设有与多个第一连接孔一一对应的第二连接孔，以供流体管路穿过。

考虑到第一端板52和第二端板53之间设有预紧螺栓，第一端板52 和第二端板53的边缘凸出电堆本体51，相应地，请参阅图2和图5，承托件41包括承托部411和设置在承托部411两侧的第一凹陷部412、第二凹陷部413，承托部411用于承托电堆本体51，第一端板52向第一壁板 11的一侧凸出电堆本体51并伸入到第一凹陷部412内，第二端板53向第一壁板11的一侧凸出电堆本体51并伸入到第二凹陷部413内。

第一凹陷部412背离第二凹陷部413的侧面与第一连接件42靠近电堆本体51的侧面为同一平面，第二凹陷部413背离第一凹陷部412的侧面与第二连接件43靠近电堆本体51的侧面为同一平面，使得承托件41 以及第一连接件42、第二连接件43可以与电堆本体51贴合，避免电堆 50塌腰。

图3为图2中第一壁板、第二壁板和第三壁板的结构示意图，请参阅图2和图3，防护壳还包括与第一壁板11相连的第二壁板12和第三壁板 13，第二壁板12和第三壁板13分别设置在第一壁板11沿第三方向Z的两侧，由于第一转轴213和第二转轴214均平行于第二方向Y，车辆沿第三方向Z行驶过程中，电堆本体51会发生沿第一转轴213、第二转轴214 的转动，以向第二壁板12、或第三壁板13一侧移动。

其中，第二壁板12或第三壁板13上设有与第二连接孔一一对应的多个第三连接孔。

为防止电堆50与第二壁板12或第三壁板13发生刚性冲击，防撞间隙包括设置在电堆50沿第三方向Z的一侧与第二壁板12之间的第二间隙 b，以及设置在电堆50沿第三方向Z的另一侧与第三壁板13之间的第三间隙c；并且弹性支撑组件包括分别设置在第二间隙b和第三间隙c内的多个弹性连接件22，每个弹性连接件22的弹力均沿第三方向Z。

当弹性支撑杆21设置在电堆50靠近第二壁板12的一侧时，其可以设置在第二间隙b内，此时，弹性支撑杆21可以沿第一方向X延伸并与连接部44连接。可以理解地，当弹性支撑杆21设置在电堆50靠近第三壁板13的一侧时，其也可以设置在第三间隙c内，此时，弹性支撑杆21 可以沿第一方向X延伸并与连接部44连接。

弹性连接件22的结构可以与弹性支撑杆21的结构相同，且弹性连接件22的两端也可以设有沿第二方向Y的第三转轴，以使当电堆50具有沿第一方向X的振动时，弹性连接件22与电堆50连接的一端可以跟随电堆 50发生移动，以减少电堆50受到的冲击。

可选地，本实施例中，弹性连接件22可以为第二压缩弹簧，第一连接件42和第二连接件43背离电堆50的侧面，以及第二壁板12和第三壁板13靠近电堆50的侧面均设有定位孔，部分第二压缩弹簧插接与定位孔内。

车辆行驶过程中，当电堆50发生沿第一方向X的震动时，第二压缩弹簧与电堆50连接的一端可以发生倾斜变形，第二压缩弹簧依靠自身的倾斜变形可以减少电堆50沿第一方向X的震动，同时，由于第二压缩弹簧的弹性力沿第三方向Z，也就是车辆行驶方向，第二压缩弹簧可以避免电堆50与第二壁板12或者第三壁板13发生刚性碰撞。

第二压缩弹簧的个数可以为多个，可选地，本实施例中位于第二间隙 b内的第二压缩弹簧与位于第三间隙c内的第二压缩弹簧可以对称设置，以均匀电堆50的受力。

图7为图1中第四壁板、第五壁板和第六壁板的结构示意图，请参阅图1、图2和图7，为对电堆50进行封闭，以实现防尘防水的需求，电堆封装结构还包括：第四壁板14，第四壁板14设置在电堆50背离第一壁板 11的一侧；与第四壁板14相连的第五壁板15和第六壁板16，第五壁板 15和第六壁板16分别设置在电堆50沿第二方向Y的两侧；且第一壁板 11、第二壁板12、第三壁板13、第四壁板14、第五壁板15和第六壁板 16围成容置腔。

其中，电堆50靠近第四壁板14的一侧与第四壁板14之间可以具有第四间隙，避免电堆50向第四壁板14一侧震动时，电堆50与第四壁板 14发生刚性冲击。

第二壁板12和第三壁板13沿第二方向Y的延伸宽度可以大于电堆 50沿第二方向Y的延伸宽度，以使第五壁板15与电堆50之间、第六壁板16与电堆50之间可以形成第五间隙和第六间隙。

第四间隙、第五间隙和第六间隙内也可以分别设置连接电堆50的弹性件，以降低电堆50受到的震动。

也就是说第一壁板11、第二壁板12、第三壁板13、第四壁板14、第五壁板15和第六壁板16围成了一个立方体状的容置腔，电堆50各个侧面与对应的立方体状的容置腔之间均具有防撞间隙，避免了电堆50与防护壳之间的刚性碰撞。

为便于拆装维修电堆50，第一壁板11和第四壁板14之间可拆卸连接，可选地，本实施例中第四壁板14搭接在第二壁板12和第三壁板13背离第一壁板11的端面上，且第四壁板14与第二壁板12、第三壁板13可拆卸连接；第二壁板12和第三壁板13在沿第二方向Y的两侧面上设有均插接槽17，插接槽17贯穿第二壁板12和第三壁板13背离第一壁板11的端面；第五壁板15和第六壁板16靠近电堆50的侧面上均设有与插接槽17 滑动配合的凸块18，第四壁板14可以通过锁紧螺栓与第二壁板12和第三壁板13连接，易于拆装。第五壁板15和第六壁板16通过插接槽17与凸块18的卡接实现容置腔的封闭，减少锁紧螺栓的数量，拆装工作量低。

插接槽17的截面形状可以为矩形、T型或燕尾型，本实施例不进行限制。

本实施例还提供一种燃料电池，其包括：电堆50以及上述电堆封装结构，电堆封装结构封装在电堆50的外侧，其中，电堆封装结构的组成以及工作原理已在上述实施例进行说明，此处不再赘述。

燃料电池可以应用于新能源汽车、电动自行车等领域，本实施例以燃料电池应用于新能源汽车为例进行说明。

电堆50可以包括电堆本体51以及第一端板52、第二端板53，电堆本体51包括依次交替堆叠设置的双极板和膜电极组件，第一端板52和第二端板53设置在电堆本体51沿堆叠方向的两侧。第一端板52和第二段板相连，以使电堆本体51具有预设预紧力，防止双极板与相邻的膜电极组件之间发生相对移动。

其中，双极板的一侧面上设有供氢气等燃料流通的第一流道，双极板的另一侧设有供氧气或空气流通的第二流道，在双极板流通氢气的一侧，氢气分解为氢质子和电子，氢质子通过质子交换膜与双极板另一侧面上的氧气发生反应并生成水，电子通过外电路连接至双极板设置第二流道的一侧并形成电流为新能源汽车提供动力。

电堆50通过电堆封装结构进行封装，实现防水防尘的目的，且电堆封装结构的抗震性能好，能避免电堆50与电堆封装结构发生刚性冲击，避免电堆50塌腰。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电堆封装结构，用于封装燃料电池的电堆，其特征在于，包括：

防护壳，所述防护壳具有容置腔；

弹性支撑组件，所述电堆通过所述弹性支撑组件连接在所述容置腔的内表面上，以使所述电堆的外表面与所述容置腔的内表面之间形成防撞间隙，所述弹性支撑组件能够在外力作用下发生形变，从而改变所述防撞间隙的尺寸。

2.根据权利要求1所述的电堆封装结构，其特征在于，所述防护壳包括位于所述电堆靠近地面一侧的第一壁板，

所述弹性支撑组件包括连接所述电堆与所述第一壁板的多个弹性支撑杆，每个所述弹性支撑杆具有朝向背离所述第一壁板一侧的弹性力，

所述电堆封装结构包括两两垂直的第一方向、第二方向和第三方向，所述第一方向垂直于所述第一壁板，所述防撞间隙包括设置在所述电堆与所述第一壁板之间且沿所述第一方向设置的第一间隙。

3.根据权利要求2所述的电堆封装结构，其特征在于，所述弹性支撑杆包括：

伸缩杆，所述伸缩杆的第一端通过第一转轴与所述电堆相连，所述伸缩杆的第二端通过第二转轴与所述第一壁板相连，且所述伸缩杆第一端和第二端的外壁面上分别设有凸出的限位部；

第一压缩弹簧，所述第一压缩弹簧套设在所述伸缩杆外，并压缩在两个所述限位部之间；

所述第一转轴和所述第二转轴均沿第二方向设置，所述第二方向平行于所述电堆与所述伸缩杆连接的侧面。

4.根据权利要求3所述的电堆封装结构，其特征在于，所述电堆封装结构还包括连接所述伸缩杆第二端与所述第一壁板的稳固件；

所述稳固件背离所述第一壁板的侧面上设有供所述第二转轴穿过的第一通孔，所述稳固件还设有多个围在所述第一通孔外的多个第二通孔，所述第一通孔的轴线沿所述第一方向设置，每个所述第二通孔通过螺栓与所述第一壁板可拆卸连接。

5.根据权利要求2所述的电堆封装结构，其特征在于，所述电堆封装结构还包括：

承托件，所述承托件贴装在所述电堆靠近所述第一壁板的侧面上，所述承托件与所述第一壁板之间形成所述第一间隙；

第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件分别贴装在所述电堆沿第三方向的两个端面上；

所述第一连接件和所述第二连接件背离所述电堆的侧面上均设有凸出的连接部，所述连接部与所述弹性支撑杆连接。

6.根据权利要求5所述的电堆封装结构，其特征在于，

所述电堆包括电堆本体以及设置在所述电堆本体两端的第一端板、第二端板，所述第一端板和所述第二端板相连，以压紧所述电堆本体；

所述第一连接件贴装在所述第一端板上，并与所述第一端板可拆卸连接；所述第二连接件贴装在所述第二端板上，并与所述第二端板可拆卸连接；

所述承托件包括承托部和设置在所述承托部两侧的第一凹陷部、第二凹陷部，所述承托部用于承托所述电堆本体，所述第一端板向所述第一壁板的一侧凸出所述电堆本体并伸入到所述第一凹陷部内，所述第二端板向所述第一壁板的一侧凸出所述电堆本体并伸入到所述第二凹陷部内。

7.根据权利要求2-6任一项所述的电堆封装结构，其特征在于，所述防护壳包括与所述第一壁板相连的第二壁板和第三壁板，所述第二壁板和所述第三壁板分别设置在所述第一壁板沿第三方向的两侧；

所述防撞间隙包括设置在所述电堆沿所述第三方向的一侧与所述第二壁板之间的第二间隙，以及设置在所述电堆沿所述第三方向的另一侧与所述第三壁板之间的第三间隙；

所述弹性支撑组件包括分别设置在所述第二间隙和所述第三间隙内的多个弹性连接件，每个所述弹性连接件的弹力均沿所述第三方向。

8.根据权利要求7所述的电堆封装结构，其特征在于，所述电堆封装结构还包括：

第四壁板，所述第四壁板设置在所述电堆背离所述第一壁板的一侧；

与所述第四壁板相连的第五壁板和第六壁板，所述第五壁板和所述第六壁板分别设置在所述电堆沿所述第二方向的两侧；且所述第一壁板、所述第二壁板、所述第三壁板、所述第四壁板、所述第五壁板和所述第六壁板围成所述容置腔。

9.根据权利要求8所述的电堆封装结构，其特征在于，所述第四壁板搭接在所述第二壁板和所述第三壁板背离所述第一壁板的端面上，且所述第四壁板与所述第二壁板、所述第三壁板可拆卸连接；

所述第二壁板和所述第三壁板在沿所述第二方向的两侧面上设有均插接槽，所述插接槽贯穿所述第二壁板和所述第三壁板背离所述第一壁板的端面；所述第五壁板和所述第六壁板靠近所述电堆的侧面上均设有与所述插接槽滑动配合的凸块。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括电堆以及权利要求1-9任一项所述的电堆封装结构，所述电堆封装结构封装在所述电堆的外侧。

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