CN216303942U - 金属双极板应力消除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种金属双极板应力消除装置。金属双极板应力消除装置包括底座、加热单元及冷却单元；加热单元及冷却单元均与底座连接；加热单元具备加热金属双极板的加热通道，冷却单元具备冷却金属双极板的冷却通道；加热通道及冷却通道沿同一方向延伸，且加热通道与冷却通道连通。该金属双极板应力消除装置能够消除金属电极板的内应力，进而能够减轻金属双极板的翘曲形变，从而能够提高金属双极板的一致性，提高电堆性能。

Description

金属双极板应力消除装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种金属双极板应力消除装置。

背景技术

金属双极板在激光焊接后会产生应力分布不均匀的现象，这些内应力得不到释放会导致金属双极板产生翘曲形变，平面度变差，影响双极板的一致性，在后续电堆装堆时装堆压力产生差异，进而降低电堆的性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金属双极板应力消除装置，其能够消除金属电极板的内应力，进而能够减轻金属双极板的翘曲形变，从而能够提高金属双极板的一致性，提高电堆性能。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种金属双极板应力消除装置，金属双极板应力消除装置包括底座、加热单元及冷却单元；

加热单元及冷却单元均与底座连接；加热单元具备加热金属双极板的加热通道，冷却单元具备冷却金属双极板的冷却通道；加热通道及冷却通道沿同一方向延伸，且加热通道与冷却通道连通。

在可选的实施方式中，加热单元包括加热线圈，加热线圈与底座连接，且加热线圈围合成加热通道。

在可选的实施方式中，冷却单元包括机架、第一排气部及第二排气部；

第一排气部与机架连接，机架与底座连接，第二排气部与底座连接；第二排气部与第一排气部间隔，且冷却通道位于第一排气部及第二排气部之间；

第一排气部设置有第一进气流道以及多个第一排气孔，多个第一排气孔均与第一进气流道连通；第二排气部设置有第二进气流道以及多个第二排气孔，多个第二排气孔均与第二进气流道连通；

第一进气流道及第二进气流道均用于与外部冷却气管连通，多个第一排气孔及多个第二排气孔均用向冷却通道输送冷却气体。

在可选的实施方式中，第一排气部包括上进气模板及排气模板，上进气模板与排气模板连接，排气模板与机架连接；第一进气流道开设于上进气模板，多个第一排气孔均开设于排气模板；

第二排气部包括下进气模板，下进气模板与底座连接，第二进气流道开设于下进气模板，多个第二排气孔均开设于底座。

在可选的实施方式中，金属双极板应力消除装置还包括滑轨；

滑轨与底座连接，并沿加热通道的延伸方向设置；

滑轨用于供金属双极板相对于底座滑动，以穿过加热通道及冷却通道。

在可选的实施方式中，金属双极板应力消除装置还包括极板模体；

极板模体与滑轨可滑动地配合，且极板模体具备容置金属双极板的容置槽。

在可选的实施方式中，极板模体包括上模板及下模板，下模板与滑轨可滑动地配合；

上模板及下模板中的至少一个开设有容置槽，且容置槽位于上模板与下模板连接的连接面。

在可选的实施方式中，滑轨为T型轨，极板模体开设有与滑轨滑动配合的T型槽；

滑轨包括第一分段、第二分段及第三分段；第一分段、第二分段及第三分段沿加热通道至冷却通道的方向依次设置，且加热通道位于第一分段及第二分段之间，冷却通道位于第二分段及第三分段之间。

在可选的实施方式中，滑轨的轨顶高度大于加热通道及冷却通道的底部的高度，并小于加热通道及冷却通道的顶部的高度；

与滑轨滑动配合的极板模体的底部的高度大于加热通道及冷却通道的底部的高度，并小于加热通道及冷却通道的顶部的高度。

在可选的实施方式中，沿加热通道的长度方向，加热通道的长度及冷却通道的长度均小于极板模体的长度。

本实用新型实施例的有益效果包括：

该金属双极板应力消除装置包括底座、加热单元及冷却单元；加热单元及冷却单元均与底座连接；加热单元具备加热金属双极板的加热通道，冷却单元具备冷却金属双极板的冷却通道；加热通道及冷却通道沿同一方向延伸，且加热通道与冷却通道连通。

由此，该金属双极板应力消除装置能够通过加热单元及冷却单元分别对焊接后的金属双极板进行加热和冷却，从而能够消除金属电极板的内应力，进而能够减轻金属双极板的翘曲形变，从而能够提高金属双极板的一致性，提高电堆性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例中金属双极板应力消除装置第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中金属双极板应力消除装置第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中加热单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中金属双极板应力消除装置的分解示意图；

图5为本实用新型实施例中极板模体与第一分段配合时的示意图；

图6为本实用新型实施例中极板模体位于加热通道时的示意图；

图7为本实用新型实施例中极板模体位于冷却通道时的示意图；

图8为本实用新型实施例中极板模体与第三分段配合时的示意图；

图9为本实用新型实施例中第一排气部第一视角的结构示意图；

图10为本实用新型实施例中第一排气部第二视角的结构示意图；

图11为本实用新型实施例中上进气模板第一视角的结构示意图；

图12为本实用新型实施例中上进气模板第二视角的结构示意图；

图13为本实用新型实施例中第一排气孔的设置示意图；

图14为本实用新型实施例中排气模板的结构示意图；

图15为本实用新型实施例中排气模板的剖视图。

图标:10-金属双极板；100-金属双极板应力消除装置；110-底座；120-加热单元；130-冷却单元；121-加热通道；131-冷却通道；122-加热线圈；132-机架；133-第一排气部；134-第二排气部；135-第一进气流道；136-第一排气孔；137-第二进气流道；138-第二排气孔；139-上进气模板；141-排气模板；142-下进气模板；143-流道；144-导流孔；150-滑轨；160-极板模体；161-容置槽；162-上模板；163-下模板；151-第一分段；152-第二分段；153-第三分段。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1-图8，图1-图4示出了本实用新型实施例中金属双极板应力消除装置的结构，图5-图7示出了本实用新型实施例中金属双极板应力消除装置的够在过程；

本实施例提供一种金属双极板应力消除装置100，金属双极板应力消除装置100包括底座110、加热单元120及冷却单元130；

加热单元120及冷却单元130均与底座110连接；加热单元120具备加热金属双极板10的加热通道121，冷却单元130具备冷却金属双极板10的冷却通道131；加热通道121及冷却通道131沿同一方向延伸，且加热通道121与冷却通道131连通。

该金属双极板应力消除装置100的工作原理是：

请参照图1-图8，该金属双极板应力消除装置100包括底座110、加热单元120及冷却单元130；加热单元120及冷却单元130均与底座110连接；加热单元120具备加热金属双极板10的加热通道121，冷却单元130具备冷却金属双极板10的冷却通道131；加热通道121及冷却通道131沿同一方向延伸，且加热通道121与冷却通道131连通。

由此，该金属双极板应力消除装置100能够通过加热单元120及冷却单元130分别对焊接后的金属双极板10进行加热和冷却，从而能够消除金属电极板的内应力，进而能够减轻金属双极板10的翘曲形变，从而能够提高金属双极板10的一致性，提高电堆性能。

请参照图1-图8，该金属双极板应力消除装置100的工作步骤如下：

将焊接后的金属双极板10放入加热通道121中，加热单元120工作，并将金属双极板10加热至所需温度，加热单元120停止工作；

将加热后的金属双极板10移入冷却通道131中，冷却单元130工作，并对金属双极板10进行冷却，带金属双极板10冷却后，冷却单元130停止工作；

需要说明的是，上述步骤是以一个单极板的应力消除步骤为例进行说明，而在本实用新型的实施例中，当需要对多个焊接后的金属双极板10进行应力消除的工作时，可以在每个金属双极板10加热步骤或冷却步骤后，保持加热单元120及冷却单元130的工作状态，进而使得加热步骤及冷却步骤可以连续进行；而且在此过程中，加热通道121及冷却通道131中同时容置有金属双极板10，进而能够通过这样的方式，使得该金属双极板应力消除装置100能够连续进行金属双极板10的应力消除工作，并且在工作的过程中，该金属双极板应力消除装置100能够同时对两个金属双极板10进行处理，而两个金属双极板10中的一个进行加热处理，另一个则进行冷却处理。

进一步地，请参照图3，在本实施例中，在设置加热单元120时，加热单元120包括加热线圈122，加热线圈122与底座110连接，且加热线圈122围合成加热通道121。

请参照图9-图15，并结合图1-图8，图9及图10示出了本实用新型实施例中第一排气部的结构，图11-图13示出了本实用新型实施例中上进气模板的结构，图11及图15示出了本实用新型实施例中排气模板的结构；

在设置冷却单元130时，冷却单元130包括机架132、第一排气部133及第二排气部134；

第一排气部133与机架132连接，机架132与底座110连接，第二排气部134与底座110连接；第二排气部134与第一排气部133间隔，且冷却通道131位于第一排气部133及第二排气部134之间；

第一排气部133设置有第一进气流道135以及多个第一排气孔136，多个第一排气孔136均与第一进气流道135连通；第二排气部134设置有第二进气流道137以及多个第二排气孔138，多个第二排气孔138均与第二进气流道137连通；

第一进气流道135及第二进气流道137均用于与外部冷却气管连通，多个第一排气孔136及多个第二排气孔138均用向冷却通道131输送冷却气体。

通过上述方式，使得容置于冷却通道131中的金属双极板10的底部及顶部均能够受到冷却气体的吹扫，从而能够对金属双极板10进行均匀的冷却，进而能够避免金属双极板10因冷却不均匀而出现局部形变的情况。

需要说明的是，在本实施例中，是以冷却介质为气体为例进行说明，而在本实用新型的其他实施例中，冷却介质还可以为液体或其他类型的介质。

具体的，在本实施例中，第一排气部133包括上进气模板139及排气模板141，上进气模板139与排气模板141连接，排气模板141与机架132连接；第一进气流道135开设于上进气模板139，多个第一排气孔136均开设于排气模板141；

第二排气部134包括下进气模板142，下进气模板142与底座110连接，第二进气流道137开设于下进气模板142，多个第二排气孔138均开设于底座110。

需要说明的是，在本实施例中，首先，采用的是在底座110上开设第二排气孔138的方式，从而能够简化冷却单元130的结构；其次，而且第一排气孔136及第二排气孔138均可以设置为条形孔；另外，在设置第一进气流道135时，第一进气流道135可以包括流道143以及与流道143连通的多个导流孔144，多个导流孔144均与第一排气孔136连通，且用于将流道143中的冷却介质输送至第一排气孔136中。

而在本实用新型的其他实施例中，首先，第二排气部134还可以采用在底座110上开设第二进气流道137，多个第二排气孔138均开设于排气模板141的方式；其外，在设置第二排气部134时，第二排气部134还可以采用与第一排气部133相同的结构；另外，第二进气流道137可以采用与第一进气流道135相同的设置方式。

进一步地，请参照图1-图8，基于上述内容，为在消除金属双极板10的应力时，提高该金属双极板应力消除装置100的工作效率，故，金属双极板应力消除装置100还包括滑轨150；

滑轨150与底座110连接，并沿加热通道121的延伸方向设置；

滑轨150用于供金属双极板10相对于底座110滑动，以穿过加热通道121及冷却通道131。

由此，通过滑轨150的设置，使得金属双极板10相对于滑轨150的滑动，便可相对于底座110运动，从而能够快速地移入加热通道121或移入冷却通道131内；并且这样的设置方式，能够在加热或冷却的过程中，减少金属双极板10与底座110接触的面积，从而能够增加金属双极板10的热传导面积，从而能够提高金属双极板10的加热效率以及冷却效率，从而能够提高该金属双极板应力消除装置100的工作效率。

进一步地，请参照图1-图8，为提高金属双极板10的加热效率以及冷却效率，进而提高该金属双极板应力消除装置100的工作效率。故，金属双极板应力消除装置100还包括极板模体160；

极板模体160与滑轨150可滑动地配合，且极板模体160具备容置金属双极板10的容置槽161。

具体的，极板模体160包括上模板162及下模板163，下模板163与滑轨150可滑动地配合；

上模板162及下模板163中的至少一个开设有容置槽161，且容置槽161位于上模板162与下模板163连接的连接面。

通过这样的设置方式，使得金属双极板10容置于上模板162及下模板163之间，进而能够在受热或散热时，能够通过上模板162及下模板163进行导热，而且这样的设置方式，使得金属双极板10的表面均能够通过与上模板162及下模板163接触实现导热，从而能够避免金属双极板10出现加热不均匀或冷却不均匀的情况。

进一步地，请参照图1-图8，在本实施例中，为提高极板模体160的运行稳定性，故，滑轨150为T型轨，极板模体160开设有与滑轨150滑动配合的T型槽；从而能够这样的方式，能够防止极板模体160在相对于滑轨150滑动的时，脱离滑轨150。

在设置滑轨150时，滑轨150包括第一分段151、第二分段152及第三分段153；第一分段151、第二分段152及第三分段153沿加热通道121至冷却通道131的方向依次设置，且加热通道121位于第一分段151及第二分段152之间，冷却通道131位于第二分段152及第三分段153之间。

通过这样的方式，使得加热通道121及冷却通道131中均不存在滑轨150，从而能够避免加热通道121及冷却通道131内设置有滑轨150而影响导热的效率。

进一步地，在极板模体160进行加热或冷却的过程中，为使得加热通道121及冷却通道131中的极板模体160外表面均能够进行热传导，故，滑轨150的轨顶高度大于加热通道121及冷却通道131的底部的高度，并小于加热通道121及冷却通道131的顶部的高度；

与滑轨150滑动配合的极板模体160的底部的高度大于加热通道121及冷却通道131的底部的高度，并小于加热通道121及冷却通道131的顶部的高度。

需要说明的是，在极板模体160相对于滑轨150滑动时，为避免极板模体160滑动至加热通道121内后，与第一分段151脱离时出现滑出滑轨150的情况，以及避免极板模体160滑动至冷却通道131内后，与第二分段152脱离时出现滑出滑轨150的情况，故，沿加热通道121的长度方向，加热通道121的长度及冷却通道131的长度均小于极板模体160的长度。通过这样的设置方式，使得极板模体160滑动至加热通道121内后，在与第一分段151脱离前便会与第二分段152配合，同理，使得极板模体160滑动至冷却通道131内后，在与第二分段152脱离前便会与第三分段153配合，从而能够避免极板模体160在转移的过程中，出现滑出滑轨150的情况。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述金属双极板应力消除装置包括底座、加热单元及冷却单元；

所述加热单元及所述冷却单元均与所述底座连接；所述加热单元具备加热金属双极板的加热通道，所述冷却单元具备冷却所述金属双极板的冷却通道；所述加热通道及所述冷却通道沿同一方向延伸，且所述加热通道与所述冷却通道连通。

2.根据权利要求1所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述加热单元包括加热线圈，所述加热线圈与所述底座连接，且所述加热线圈围合成所述加热通道。

3.根据权利要求1所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述冷却单元包括机架、第一排气部及第二排气部；

所述第一排气部与所述机架连接，所述机架与所述底座连接，所述第二排气部与所述底座连接；所述第二排气部与所述第一排气部间隔，且所述冷却通道位于所述第一排气部及所述第二排气部之间；

所述第一排气部设置有第一进气流道以及多个第一排气孔，多个所述第一排气孔均与所述第一进气流道连通；所述第二排气部设置有第二进气流道以及多个第二排气孔，多个所述第二排气孔均与所述第二进气流道连通；

所述第一进气流道及所述第二进气流道均用于与外部冷却气管连通，多个所述第一排气孔及多个所述第二排气孔均用向所述冷却通道输送冷却气体。

4.根据权利要求3所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述第一排气部包括上进气模板及排气模板，所述上进气模板与所述排气模板连接，所述排气模板与所述机架连接；所述第一进气流道开设于所述上进气模板，多个所述第一排气孔均开设于所述排气模板；

所述第二排气部包括下进气模板，所述下进气模板与所述底座连接，所述第二进气流道开设于所述下进气模板，多个所述第二排气孔均开设于所述底座。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述金属双极板应力消除装置还包括滑轨；

所述滑轨与所述底座连接，并沿所述加热通道的延伸方向设置；

所述滑轨用于供所述金属双极板相对于所述底座滑动，以穿过所述加热通道及所述冷却通道。

6.根据权利要求5所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述金属双极板应力消除装置还包括极板模体；

所述极板模体与所述滑轨可滑动地配合，且所述极板模体具备容置所述金属双极板的容置槽。

7.根据权利要求6所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述极板模体包括上模板及下模板，所述下模板与所述滑轨可滑动地配合；

所述上模板及所述下模板中的至少一个开设有所述容置槽，且所述容置槽位于所述上模板与所述下模板连接的连接面。

8.根据权利要求6所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述滑轨为T型轨，所述极板模体开设有与所述滑轨滑动配合的T型槽；

所述滑轨包括第一分段、第二分段及第三分段；所述第一分段、所述第二分段及所述第三分段沿所述加热通道至所述冷却通道的方向依次设置，且所述加热通道位于所述第一分段及所述第二分段之间，所述冷却通道位于所述第二分段及所述第三分段之间。

9.根据权利要求6所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

所述滑轨的轨顶高度大于所述加热通道及所述冷却通道的底部的高度，并小于所述加热通道及所述冷却通道的顶部的高度；

与所述滑轨滑动配合的所述极板模体的底部的高度大于所述加热通道及所述冷却通道的底部的高度，并小于所述加热通道及所述冷却通道的顶部的高度。

10.根据权利要求8所述的金属双极板应力消除装置，其特征在于：

沿所述加热通道的长度方向，所述加热通道的长度及所述冷却通道的长度均小于所述极板模体的长度。

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