CN212540443U - 一种燃料电池夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池夹具，属于燃料电池技术领域，包括与液压机相连的压板，所述与液压机相连的压板的数量为两个，且两个与液压机相连的压板左右两侧对称设置，所述与液压机相连的压板的表面设置有压力显示表，且两个与液压机相连的压板相对面的边缘处均设置有限位卡扣。本实用新型中，不需要使用紧固螺栓组，省去了每次更换燃料电池膜电极组件时繁琐的拆卸以及拧紧螺丝的操作，并且能够防止长时间使用过程中，传统螺栓由于滑丝或松动等原因造成的夹紧力偏差和局部应力不均等问题，另外，采用带有实时压力显示的压力显示表可以精确控制与液压机相连的压板的夹紧力，从而可以更加准确的进行电池组装，提高工艺的一致性。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池夹具。
背景技术
燃料电池(Fuel Cell)是把燃料(如氢气，甲烷，甲醇等)中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的高效发电装置。目前燃料电池按其结构和工作环境的不同，可以分为质子交换膜燃料电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、碱性燃料电池(AFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)等。其中低温化的燃料电池体系，尤其是质子交换膜燃料电池(PEMFC) 由于其具有绿色高效，应用范围广，工作温度区间为常温，启动迅速并且功率密度大等多种优势，目前成为最具大规模应用潜力的燃料电池体系。
在低温燃料电池中，最为重要的电池零部件是其膜电极组件(MEA)，膜电极组件由气体扩散层，催化层，质子交换膜层组成，再配合相应的双极板流道设计，几乎可以直接决定燃料电池的发电性能。因此对于燃料电池的科研研究以及公司进行产品开发，经常需要更换不同性质的膜电极或不同构造的流道进行反复验证对比，因此需要频繁拆装用于测试的燃料电池夹具。在现有技术中，电池夹具通常使用八个均匀分布的紧固螺栓进行电池的夹装紧固，而夹紧力的调节则是通过改变施加在螺栓上的扭矩实现，这种方式在需要反复拆卸更换待测试膜电极时十分费时费力，而且会由于长时间使用过程中，螺栓出现松动或滑丝，造成夹紧力偏差和局部应力不均，对燃料电池气密性和部件接触情况影响极其严重，进而干扰电池性能和测试准确性，因此亟需一种燃料电池夹具来解决上述问题，电池夹具通常使用八个均匀分布的紧固螺栓进行电池的夹装紧固，而夹紧力的调节则是通过改变施加在螺栓上的扭矩实现，这种方式在需要反复拆卸更换待测试膜电极时十分费时费力，而且会由于长时间使用过程中，螺栓出现松动或滑丝，造成夹紧力偏差和局部应力不均，对燃料电池气密性和部件接触情况影响极其严重，进而干扰电池性能和测试准确性的问题，而提出的一种燃料电池夹具。
实用新型内容
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种燃料电池夹具，包括与液压机相连的压板，所述与液压机相连的压板的数量为两个，且两个与液压机相连的压板左右两侧对称设置，所述与液压机相连的压板的表面设置有压力显示表，且两个与液压机相连的压板相对面的边缘处均设置有限位卡扣，且两个限位卡扣之间夹持有同一个燃料电池膜电极组件，所述与液压机相连的压板上设置有燃料气接口以及加热组件插槽，所述燃料电池膜电极组件两端带有流道的双极板上均设置有极耳。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述燃料气接口分为燃料气通入/排出的气路管道，所述加热组件插槽内放置有加热棒和热电偶。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述与液压机相连的压板的侧面设置有液压机，且所述液压机能够施加的夹持压力为0-25bar，并且与液压机相连的压板的面积为10-500cm2。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述限位卡扣包括限位套，所述限位套的内侧设置有限位管，且相邻两个限位管内伸缩套接有同一根支撑杆，所述限位管的内侧弧面固定连接有防滑垫，所述限位管的外侧弧面通过加压装置与限位套的内侧弧面固定连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述加压装置包括外壳，所述外壳的端部与限位套的内侧弧面固定连接，所述外壳内套接有伸缩杆，所述伸缩杆的一端与限位管的外侧弧面固定连接，所述伸缩杆的另一端固定连接有滑板，所述滑板的端部滑动连接在外壳内侧面所开设的滑槽内，所述滑板的底部固定连接有永磁铁，并且外壳内侧底部对应永磁铁的位置设置有电磁铁。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述电磁铁的输入端与万能开关的输出端电连接，所述万能开关的输入端与供电模块的输出端电连接。
有益效果
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，不需要使用紧固螺栓组，省去了每次更换燃料电池膜电极组件时繁琐的拆卸以及拧紧螺丝的操作，并且能够防止长时间使用过程中，传统螺栓由于滑丝或松动等原因造成的夹紧力偏差和局部应力不均等问题，另外，采用带有实时压力显示的压力显示表可以精确控制与液压机相连的压板的夹紧力，从而可以更加准确的进行电池组装，提高工艺的一致性。
2、本实用新型中，通过设置电磁铁和万能开关，操作万能开关使电磁铁通电，电磁铁通电的过程中能够释放相应的磁场，且电磁铁与永磁铁相对面的磁极相反，同时也可通过操作万能开关控制电磁铁的磁性强度，通过设置防滑垫，防滑垫能够增加限位管与燃料电池膜电极组件之间的摩擦力，因而便可提高限位卡扣对燃料电池膜电极组件的稳固效果。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种燃料电池夹具正视的结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种燃料电池夹具限位卡扣侧视的结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种燃料电池夹具A处放大的结构示意图；
图4为本实用新型提出的一种燃料电池夹具加压装置正视的剖面结构示意图；
图5为本实用新型提出的一种燃料电池夹具电磁铁的电路控制示意图。
图例说明：
1、与液压机相连的压板；2、压力显示表；3、燃料气接口；4、加热组件插槽；5、燃料电池膜电极组件；6、带有流道的双极板；7、极耳；8、限位卡扣；80、限位套；81、限位管；82、支撑杆；83、防滑垫；84、加压装置；841、外壳；842、伸缩杆；843、滑板；844、滑槽；845、永磁铁；846、电磁铁；9、万能开关；10、供电模块。
具体实施方式
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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种燃料电池夹具，包括与液压机相连的压板1，与液压机相连的压板1的数量为两个，且两个与液压机相连的压板1左右两侧对称设置，与液压机相连的压板1的表面设置有压力显示表2，且两个与液压机相连的压板1相对面的边缘处均设置有限位卡扣 8，且两个限位卡扣8之间夹持有同一个燃料电池膜电极组件5，与液压机相连的压板1上设置有燃料气接口3以及加热组件插槽4，燃料电池膜电极组件 5两端带有流道的双极板6上均设置有极耳7。
具体的，如图1所示，燃料气接口3分为燃料气通入/排出的气路管道，加热组件插槽4内放置有加热棒和热电偶。
具体的，如图1所示，与液压机相连的压板1的侧面设置有液压机，且液压机能够施加的夹持压力为0-25bar，并且与液压机相连的压板1的面积为 10-500cm2。
具体的，如图3所示，限位卡扣8包括限位套80，限位套80的内侧设置有限位管81，且相邻两个限位管81内伸缩套接有同一根支撑杆82，限位管 81的内侧弧面固定连接有防滑垫83，限位管81的外侧弧面通过加压装置84 与限位套80的内侧弧面固定连接，通过设置防滑垫83，防滑垫83能够增加限位管81与燃料电池膜电极组件5之间的摩擦力，因而便可提高限位卡扣8 对燃料电池膜电极组件5的稳固效果。
具体的，如图4所示，加压装置84包括外壳841，外壳841的端部与限位套80的内侧弧面固定连接，外壳841内套接有伸缩杆842，伸缩杆842的一端与限位管81的外侧弧面固定连接，伸缩杆842的另一端固定连接有滑板 843，滑板843的端部滑动连接在外壳841内侧面所开设的滑槽844内，滑板 843的底部固定连接有永磁铁845，并且外壳841内侧底部对应永磁铁845的位置设置有电磁铁846，通过设置电磁铁846和万能开关9，操作万能开关9 使电磁铁846通电，电磁铁846通电的过程中能够释放相应的磁场，且电磁铁846与永磁铁845相对面的磁极相反，同时也可通过操作万能开关9控制电磁铁846的磁性强度。
具体的，如图5所示，电磁铁846的输入端与万能开关9的输出端电连接，万能开关9的输入端与供电模块10的输出端电连接。
工作原理：使用时，先将5片燃料电池膜电极组件5夹装至电池夹具中，燃料电池膜电极组件5与带有流道的双极板6以及两侧与液压机相连的压板1 之间通过限位卡扣8进行位置固定，且可通过操作万能开关9控制电磁铁846 的磁性强度，进而便可控制对燃料电池膜电极组件5的夹持力，随后，使用外接的液压机螺杆逐步对与液压机相连的压板1施加夹紧力，至夹紧力达到 5bar后保持10分钟使内部压力分布均一，然后锁死螺杆位置以保持压力，采用的与液压机相连的压板1面积为300cm2，燃料电池膜电极组件5活性面积为200cm2，将氢气和空气分别通过图1中3号位置处的燃料气接口3接入电池夹具中，并将带有热电偶控制的加热棒插入与液压机相连的压板1中的加热组件插槽4中以燃料电池膜电极组件5，将电流导线和电压探针夹装至电池两侧的带有极耳7上后，另一端连接电子负载即可进行燃料电池膜电极组件5 的电化学性能测试，测试完成后，将气路，电线和加热组件拔出后，直接将液压机泄压即可拆卸和更换电池夹具中的燃料电池膜电极组件5样品，重复上述操作以装入新的燃料电池，方便快捷。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种燃料电池夹具，包括与液压机相连的压板(1)，其特征在于，所述与液压机相连的压板(1)的数量为两个，且两个与液压机相连的压板(1)左右两侧对称设置，所述与液压机相连的压板(1)的表面设置有压力显示表(2)，且两个与液压机相连的压板(1)相对面的边缘处均设置有限位卡扣(8)，且两个限位卡扣(8)之间夹持有同一个燃料电池膜电极组件(5)，所述与液压机相连的压板(1)上设置有燃料气接口(3)以及加热组件插槽(4)，所述燃料电池膜电极组件(5)两端带有流道的双极板(6)上均设置有极耳(7)。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池夹具，其特征在于，所述燃料气接口(3)分为燃料气通入/排出的气路管道，所述加热组件插槽(4)内放置有加热棒和热电偶。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池夹具，其特征在于，所述与液压机相连的压板(1)的侧面设置有液压机，且所述液压机能够施加的夹持压力为0-25bar，并且与液压机相连的压板(1)的面积为10-500cm2。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池夹具，其特征在于，所述限位卡扣(8)包括限位套(80)，所述限位套(80)的内侧设置有限位管(81)，且相邻两个限位管(81)内伸缩套接有同一根支撑杆(82)，所述限位管(81)的内侧弧面固定连接有防滑垫(83)，所述限位管(81)的外侧弧面通过加压装置(84)与限位套(80)的内侧弧面固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池夹具，其特征在于，所述加压装置(84)包括外壳(841)，所述外壳(841)的端部与限位套(80)的内侧弧面固定连接，所述外壳(841)内套接有伸缩杆(842)，所述伸缩杆(842)的一端与限位管(81)的外侧弧面固定连接，所述伸缩杆(842)的另一端固定连接有滑板(843)，所述滑板(843)的端部滑动连接在外壳(841)内侧面所开设的滑槽(844)内，所述滑板(843)的底部固定连接有永磁铁(845)，并且外壳(841)内侧底部对应永磁铁(845)的位置设置有电磁铁(846)。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池夹具，其特征在于，所述电磁铁(846)的输入端与万能开关(9)的输出端电连接，所述万能开关(9)的输入端与供电模块(10)的输出端电连接。
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| CN201922470616.6U CN212540443U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种燃料电池夹具 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114894359A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-08-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池电堆紧固力检测方法及装置 |
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2019
- 2019-12-31 CN CN201922470616.6U patent/CN212540443U/zh active Active
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| CN114894359A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-08-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池电堆紧固力检测方法及装置 |
| CN114894359B (zh) * | 2022-03-31 | 2023-08-15 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池电堆紧固力检测方法及装置 |
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