CN214625120U - 一种燃料电池及电堆扩展装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池及电堆扩展装置，该电堆扩展装置包括两个相对布置的支架，以及与之配套使用的第一螺栓，第二螺栓和第三螺栓。支架包括基座和与基座固定连接的立板，两个支架的立板相互平行，立板上设置有多个由下到上排布的电堆安装工位，立板在电堆安装工位处开设有供螺栓穿过的第一通孔。第一螺栓与电堆远离压帽的一端的端板固定连接，第二螺栓和第三螺栓与电堆的压帽固定连接，第三螺栓的长度减去第二螺栓的长度的差值不小于全体待扩展电堆的长度极差。采用本实用新型提供的电堆扩展装置可使燃料电池结构紧凑、简单，有利于减小燃料电池的总体积，并且可使各个电堆获得相近的振动频率，有利于提高燃料电池的抗振动性能。

Description

一种燃料电池及电堆扩展装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池及电堆扩展装置。

背景技术

燃料电池具有污染小、能量转换率高等特性，被越来越广泛地应用到交通运输、发电等各个领域。为了在有限的安装空间内获得更高的功率，常常将两个或多个燃料电池电堆扩展在一起使用。电堆由多片单体电池叠装而成，由于单体电池本身就存在制造工艺偏差，所以电堆的单体电池片数虽然相同，但在叠装方向上的尺寸并不相同，该尺寸的极差随着单体电池片数的增加而增加，这给电堆的扩展带来了困难。

在目前的扩展结构中，每台电堆使用独立的支架进行安装，这增加了扩展结构的总体积，使整个燃料电池结构复杂、笨重，而且，由于每台电堆使用不同的支架进行安装，沿着扩展方向各自具有不同的振动频率，所以会导致振动频率分散，增加共振风险。因此，如何改进电堆的扩展结构以减小燃料电池的总体积，提高燃料电池的抗振动性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种燃料电池及电堆扩展装置，采用该电堆扩展装置可使燃料电池结构紧凑、简单，有利于减小燃料电池的总体积，并且可使各个电堆获得相近的振动频率，有利于提高燃料电池的抗振动性能。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电堆扩展装置，包括：

两个相对布置的支架，所述支架包括基座和与所述基座固定连接的立板，两个所述支架的立板相互平行，所述立板上设置有多个由下到上排布的电堆安装工位，所述立板在所述电堆安装工位处开设有供螺栓穿过的第一通孔；

第一螺栓，所述第一螺栓用于穿过所述第一通孔与电堆远离压帽的一端的端板固定连接；

第二螺栓，所述第二螺栓用于穿过所述第一通孔与待扩展电堆中尺寸最长的电堆的压帽固定连接；

第三螺栓，所述第三螺栓用于穿过所述第一通孔与待扩展电堆中除尺寸最长的电堆以外的其他电堆的压帽固定连接，所述第三螺栓的长度减去所述第二螺栓的长度的差值不小于全体待扩展电堆的长度极差。

可选地，在上述电堆扩展装置中，所述基座上开设有供地脚螺栓穿过的安装孔。

可选地，在上述电堆扩展装置中，所述安装孔为长条孔，且所述安装孔的长度方向与所述立板的板面垂直。

可选地，在上述电堆扩展装置中，还包括垫板和与所述第三螺栓配合的防松螺母，所述垫板开设有供所述第二螺栓穿过的第二通孔，所述垫板的厚度不小于所述防松螺母的厚度。

可选地，在上述电堆扩展装置中，所述垫板为U字形。

可选地，在上述电堆扩展装置中，所述立板在所述电堆安装工位的中部开设有减重孔。

可选地，在上述电堆扩展装置中，所述立板与所述基座为一体式结构。

一种燃料电池，包括多台电堆和用于安装所述电堆的电堆扩展装置，所述电堆扩展装置为如上述任意一项所公开的电堆扩展装置。

根据上述技术方案可知，本实用新型提供的电堆扩展装置中，电堆安装工位设置在两个相对布置的支架的立板上，电堆安装工位由下到上排布，而且，支架配套使用了三种螺栓，其中，第二螺栓和第三螺栓与电堆的压帽连接，第一螺栓与电堆远离压帽的一端的端板连接。在支架上安装电堆时，第一螺栓针对全部的待扩展电堆使用，第二螺栓只针对待扩展电堆中尺寸最长的电堆使用，第三螺栓则针对除尺寸最长的电堆以外的其他电堆使用，由于第三螺栓的长度减去第二螺栓的长度的差值不小于全体待扩展电堆的长度极差，所以该电堆扩展装置能够顺利地将全部的待扩展电堆安装在同一支架上，这样，可使扩展得到的燃料电池结构紧凑、简单，有利于减小燃料电池的总体积，并且，在同一支架上进行扩展可使各个电堆获得相近的振动频率，有利于提高燃料电池的抗振动性能。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的燃料电池的拆解示意图；

图2是本实用新型实施例提供的燃料电池的俯视图；

图3是图2中的A-A剖视图。

图中标记为：

11、右支架；12、左支架；

2、第一电堆；21、第一右端板；22、第一左端板；23、第一弹性组件；24、第一压帽；

3、第二电堆；31、第二右端板；32、第二左端板；33、第二弹性组件；34、第二压帽；

41、第一螺栓；42、第二螺栓；43、第三螺栓；

5、垫板；6、防松螺母。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1~图3，图1是本实用新型实施例提供的燃料电池的拆解示意图，图2是本实用新型实施例提供的燃料电池的俯视图，图3是图2中的A-A剖视图。

本实用新型实施例提供的燃料电池包括两台电堆和一个用于安装电堆的电堆扩展装置，其中，两台电堆分别为第一电堆2和第二电堆3，电堆扩展装置包括右支架11、左支架12、第一螺栓41，第二螺栓42，第三螺栓43。

第一电堆2和第二电堆3的结构为现有技术，而且，两者除了具有叠装方向上的尺寸差c外，包含的部件结构都相同。如图3所示，第一电堆2包括本体（即叠装在一起的单体电池）、第一右端板21、第一左端板22、第一弹性组件23和第一压帽24。第二电堆3包括本体（即叠装在一起的单体电池）、第二右端板31、第二左端板32、第二弹性组件33和第二压帽34。需要说明的是，电堆各部件依靠拉力杆紧固连接在一起，本实用新型的附图中省去了拉力杆未画出。

具体实际应用中，电堆的数量可以为两台以上，本实施例仅是示例性地展示了两台电堆进行扩展的情况，其中，第一电堆2代表了扩展电堆中（单体电池叠装方向上）尺寸最长的那个电堆。

如图1和图3所示，右支架11和左支架12相对布置，两者结构相同，包括基座和与基座固定连接的立板，右支架11的立板和左支架12的立板相互平行，立板上设置有多个由下到上排布的电堆安装工位，立板在电堆安装工位处开设有供螺栓穿过的第一通孔。

第一螺栓41用于穿过第一通孔与电堆远离压帽的一端的端板（即第一右端板21、第二右端板31）固定连接，第二螺栓42用于穿过第一通孔与待扩展电堆中尺寸最长的电堆的压帽（即第一压帽24）固定连接，第三螺栓43用于穿过第一通孔与待扩展电堆中除尺寸最长的电堆以外的其他电堆的压帽（即第二压帽34）固定连接，第三螺栓43的长度减去第二螺栓42的长度的差值不小于全体待扩展电堆的长度极差。“长度极差”是指待扩展电堆中尺寸最长的电堆与尺寸最短的电堆的长度差。

在支架上安装电堆时，先找出尺寸最长的电堆，根据其长度确定右支架11和左支架12之间的距离，使用第一螺栓41和第二螺栓42将其安装到支架上。然后，使用第三螺栓43和第二螺栓42安装其他的电堆。由于第三螺栓43与第一螺栓41的长度差不小于这些电堆的长度极差，所以本实用新型提供的电堆扩展装置能够顺利地将这些电堆全部安装在同一支架上，这样，可使扩展得到的燃料电池结构紧凑、简单，有利于减小燃料电池的总体积，并且，在同一支架上进行扩展可使各个电堆获得相近的振动频率，有利于提高燃料电池的抗振动性能。另外，对任意位置的电堆进行维护时，只需在其下方相邻的电堆上放置一支撑垫块便能顺利拆装，不会影响其余电堆的安装状态，因此，扩展得到的燃料电池具有便于安装和维护的特点。

为了便于对外安装（例如将燃料电池安装到电池箱内），可以在支架的基座上开设供地脚螺栓穿过的安装孔。如图3所示，为了便于调整右支架11和左支架12之间的距离，本实施例中，基座上的安装孔为长条孔，且安装孔的长度方向与立板的板面垂直。

如图3所示，第三螺栓43具有支撑梁和紧固螺栓的双重作用，为了增强紧固效果，防止第三螺栓43松动，可以在第三螺栓43上设置防松螺母6，由于第一电堆2的长度L代表待扩展电堆中最大的长度，所以为了保证防松螺母6能安装到第三螺栓43上，需在第二螺栓42处设置垫板5，垫板5开设有供第二螺栓42穿过的第二通孔，且垫板5的厚度a不小于防松螺母6的厚度b。

为使支架获得良好的结构强度，立板与基座通常为一体式结构，即立板由基座向上延伸形成。为了减轻燃料电池的整体重量，本实施例中，立板在电堆安装工位的中部开设有减重孔。如图1所示，第一通孔设置在减重孔的周围，因此，垫板5设计为U字形即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电堆扩展装置，其特征在于，包括：

两个相对布置的支架，所述支架包括基座和与所述基座固定连接的立板，两个所述支架的立板相互平行，所述立板上设置有多个由下到上排布的电堆安装工位，所述立板在所述电堆安装工位处开设有供螺栓穿过的第一通孔；

第一螺栓，所述第一螺栓用于穿过所述第一通孔与电堆远离压帽的一端的端板固定连接；

第二螺栓，所述第二螺栓用于穿过所述第一通孔与待扩展电堆中尺寸最长的电堆的压帽固定连接；

第三螺栓，所述第三螺栓用于穿过所述第一通孔与待扩展电堆中除尺寸最长的电堆以外的其他电堆的压帽固定连接，所述第三螺栓的长度减去所述第二螺栓的长度的差值不小于全体待扩展电堆的长度极差。

2.根据权利要求1所述的电堆扩展装置，其特征在于，所述基座上开设有供地脚螺栓穿过的安装孔。

3.根据权利要求2所述的电堆扩展装置，其特征在于，所述安装孔为长条孔，且所述安装孔的长度方向与所述立板的板面垂直。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的电堆扩展装置，其特征在于，还包括垫板和与所述第三螺栓配合的防松螺母，所述垫板开设有供所述第二螺栓穿过的第二通孔，所述垫板的厚度不小于所述防松螺母的厚度。

5.根据权利要求4所述的电堆扩展装置，其特征在于，所述垫板为U字形。

6.根据权利要求4所述的电堆扩展装置，其特征在于，所述立板在所述电堆安装工位的中部开设有减重孔。

7.根据权利要求4所述的电堆扩展装置，其特征在于，所述立板与所述基座为一体式结构。

8.一种燃料电池，包括多台电堆和用于安装所述电堆的电堆扩展装置，其特征在于，所述电堆扩展装置为如权利要求1~7中任意一项所述的电堆扩展装置。

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