CN216648377U - 一种氢燃料电池验证电堆的装配结构 - Google Patents

一种氢燃料电池验证电堆的装配结构 Download PDF

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冯勇
张磊刚
何苗苗
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杨代辉
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黎芳菊
陈晓涛
刘富亮
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Abstract

本实用新型公开了一种氢燃料电池验证电堆的装配结构，包括：堆芯；上集流板安装在堆芯顶面对堆芯顶部进行集流；上绝缘板安装在上集流板上；上端板安装在上绝缘板上，上端板外周固定有间隔分布的装配耳；下集流板安装在堆芯底面对堆芯底部进行集流；下绝缘板安装在下集流板下；下端板安装在下绝缘板下，下端板外周固定有间隔分布的装配耳；下端板的装配耳和上端板的装配耳之间安装有便于装配并能对堆芯施加载荷的装配组件。由于装配组件在下端板的装配耳和上端板的装配耳之间安装时便于装配，装配组件并能对堆芯施加载荷，解决了采用压杆、螺杆、螺母形成的紧固装置与堆芯构成验证电堆的装配结构装配过程较为复杂的问题。

Description

一种氢燃料电池验证电堆的装配结构
技术领域
本实用新型涉及一种氢燃料电池验证电堆的装配结构，属于氢燃料电池技术领域。
背景技术
氢燃料电池可以通过内部电化学反应直接将燃料(氢)和氧化剂 (空气或氧气)中的化学能转化为可用的电能，因具有效率高、可靠性高、无污染等诸多优势，在新能源汽车上拥有巨大的应用潜力。燃料电池电堆是由端板和紧固件将多个单电池串联而成的堆芯、集流板、绝缘板密封件等部件封装在一起。单电池是由双极板、密封件和膜电极组成，为了使电池能够稳定安全的运行，各部件需要有一定的接触压力来保证电堆内部气体的工作压力，防止气体泄漏并降低接触电阻。
在开发成熟的氢燃料电池电堆产品之前，往往需要经历几轮验证电堆的开发与测试，验证氢燃料电池电堆的双极板流场，膜电极性能以及电堆敏感性等诸多参数。有时会使用螺杆和螺母来构成验证电堆的装配结构。
如在中国专利公开号为CN106602119B的一种自紧式外流腔固体氧化物燃料电池电堆，采用压杆、螺杆、螺母形成的紧固装置与堆芯构成验证电堆的装配结构，虽然，容差性好，但是，由于需要按照一定的程序对每个螺栓、螺母分别施加载荷，存在装配过程较为复杂的问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种氢燃料电池验证电堆的装配结构。
本实用新型通过以下技术方案得以实现。
本实用新型提供的一种氢燃料电池验证电堆的装配结构，包括：
堆芯；
上集流板，上集流板安装在堆芯顶面对堆芯顶部进行集流；
上绝缘板，上绝缘板安装在上集流板上；
上端板，上端板安装在上绝缘板上，上端板外周固定有间隔分布的装配耳；
下集流板，下集流板安装在堆芯底面对堆芯底部进行集流；
下绝缘板，下绝缘板安装在下集流板下；
下端板，下端板安装在下绝缘板下，下端板外周固定有间隔分布的装配耳；
下端板的装配耳和上端板的装配耳之间安装有便于装配并能对堆芯施加载荷的装配组件。
所述下端板的装配耳和上端板的装配耳均设有圆弧型开槽；所述装配组件包括两端卡在圆弧型开槽形状为H形的拉杆以及将拉杆两端分别固定在下端板和上端板上的螺钉。
所述下端板的装配耳和上端板的装配耳均设有圆弧型开槽；所述装配组件包括两端卡在圆弧型开槽形状为H形的拉杆、将拉杆两端分别固定在下端板和上端板上的螺钉、与拉杆间隔安装在下端板的装配耳和上端板的装配耳上的螺杆、安装在螺杆两端的垫片、对螺杆两端进行旋紧的螺母。
所述下端板的装配耳和上端板的装配耳均设有圆弧型开槽，所述装配组件包括安装在下端板的装配耳和上端板的装配耳上的螺杆、安装在螺杆两端的垫片、对螺杆两端进行旋紧的螺母。
所述下端板的装配耳和上端板的装配耳有向前后相对侧凹陷的凹陷结构A，凹陷结构A上有向上下相对侧凹陷的凹陷结构B，所述垫片上固定有与凹陷结构B配合的凸起结构。
所述垫片与凸起结构一体成型。
所述下端板与下绝缘板以及下绝缘板与下集流板之间加入柔性结构体。
所述柔性结构体为柔性石墨纸。
本实用新型的有益效果在于：由于装配组件在下端板的装配耳和上端板的装配耳之间安装时便于装配，装配组件并能对堆芯施加载荷，解决了采用压杆、螺杆、螺母形成的紧固装置与堆芯构成验证电堆的装配结构装配过程较为复杂的问题。
附图说明
图1是本实用新型拉杆装配的主视结构示意图；
图2是本实用新型螺杆装配的主视结构示意图；
图3是本实用新型端板的俯视示意图；
图4是本实用新型垫片上凸起结构的示意图；
图5是本实用新型下端板、下绝缘板、下集流板、柔性结构体的安装示意图；
图中：1-下端板；2-下绝缘板；3-下集流板；4-堆芯；15-上集流板；6-上绝缘板；7-上端板；8-压头；9-拉杆；10-螺钉；11-螺杆；12- 垫片；13-螺母；15-圆弧型开槽；16-凹陷结构A；17-凹陷结构B；18- 凸起结构；19-柔性结构体。
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图5所示。
本实用新型的一种氢燃料电池验证电堆的装配结构，包括：
多个单电池串联而成的堆芯4；
由导电材料制成的上集流板5，上集流板5安装在堆芯4顶面对堆芯4顶部进行集流；
由绝缘材料制成的上绝缘板6，上绝缘板6安装在上集流板5上；
安装在上绝缘板6上的上端板7，上端板7外周一体延伸固定有间隔分布的装配耳；
由导电材料制成的下集流板3，下集流板3安装在堆芯4底面对堆芯4底部进行集流；
由绝缘材料制成的下绝缘板2，下绝缘板2安装在下集流板3下；
安装在下绝缘板2下的下端板1，叠装完成，下端板1外周一体延伸固定有间隔分布的装配耳；
下端板1的装配耳和上端板7的装配耳之间安装有便于装配并能对堆芯4施加载荷的装配组件。
由于装配组件在下端板1的装配耳和上端板7的装配耳之间安装时便于装配，装配组件并能对堆芯4施加载荷，解决了采用压杆、螺杆、螺母形成的紧固装置与堆芯构成验证电堆的装配结构装配过程较为复杂的问题。
结合图1和图2，所述下端板1的装配耳和上端板7的装配耳均设有圆弧型开槽15；所述装配组件包括两端卡在圆弧型开槽15形状为H形的拉杆9、将拉杆9两端分别固定在下端板1和上端板7上的螺钉10、与拉杆9间隔安装在下端板1的装配耳和上端板7的装配耳上的螺杆11、安装在螺杆11两端的垫片12、对螺杆11两端进行旋紧的螺母13，拉杆 9与圆弧型开槽15能通过简单快速的过程完成装配，螺杆11、垫片12、螺母13间隔在拉杆9之间进行装配，构成容差性较好的螺杆装配，实现了装配过程简单、容差性较好的螺杆装配和拉杆装配的结合。
图1，所述下端板1的装配耳和上端板7的装配耳均设有圆弧型开槽15；所述装配组件包括两端卡在圆弧型开槽15形状为H形的拉杆9 以及将拉杆9两端分别固定在下端板1和上端板7上的螺钉10，叠装完成后，下端板1放置在工作平台上，使用压机的压头8向电堆上端板7 上施加一定的力，使得电堆的堆芯4达到一定的压缩状态，在压机压头8压力的作用下，拉杆9通过圆弧型开槽15卡在下端板1的装配耳和上端板7的装配耳内，拉杆9与圆弧型开槽15能通过简单快速的过程完成装配，构成装配过程简单的拉杆装配，使用螺钉10将拉杆9紧固在下端板1和上端板7上，防止拉杆9脱落造成的堆芯4失效或者安全问题。
图2，所述下端板1的装配耳和上端板7的装配耳均设有圆弧型开槽15，所述装配组件包括安装在下端板1的装配耳和上端板7的装配耳上的螺杆11、安装在螺杆11两端的垫片12、对螺杆11两端进行旋紧的螺母13，叠装完成后，使用压机压头8向上端板7上施加一定的力，使得电堆的堆芯4达到一定的压缩状态，在压机压头8压力的作用下，安装螺杆11，垫片12，螺母13，并按照一定的程序对螺母13进行打力，螺杆11、垫片12、螺母13间隔在拉杆9之间进行装配，构成容差性较好的螺杆装配。
结合图2至图4，所述下端板1的装配耳和上端板7的装配耳有向前后相对侧凹陷的凹陷结构A16，凹陷结构A16上有向上下相对侧凹陷的凹陷结构B17，所述垫片12上一体成型有与凹陷结构B17配合的凸起结构18，防止由于振动或其他因素会导致螺杆11从下端板1和上端板7上脱落，引起的堆芯4失效甚至安全问题，保证螺杆11在装配力作用下会锁死在堆芯4额上下端板1和上端板7上，无法脱落。
图5，为防止堆芯4内部应力不均的问题，可以在所述下端板1与下绝缘板2以及下绝缘板2与下集流板3之间加入柔性结构体19，柔性结构体19可采用柔性石墨纸制成，让堆芯4内部应力在柔性结构体19 的调整下达到更加均匀的状态。

Claims (8)

1.一种氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于，包括：
堆芯(4)；
上集流板(5)，上集流板(5)安装在堆芯(4)顶面对堆芯(4)顶部进行集流；
上绝缘板(6)，上绝缘板(6)安装在上集流板(5)上；
上端板(7)，上端板(7)安装在上绝缘板(6)上，上端板(7)外周固定有间隔分布的装配耳；
下集流板(3)，下集流板(3)安装在堆芯(4)底面对堆芯(4)底部进行集流；
下绝缘板(2)，下绝缘板(2)安装在下集流板(3)下；
下端板(1)，下端板(1)安装在下绝缘板(2)下，下端板(1)外周固定有间隔分布的装配耳；
下端板(1)的装配耳和上端板(7)的装配耳之间安装有便于装配并能对堆芯(4)施加载荷的装配组件。
2.如权利要求1所述的氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于：所述下端板(1)的装配耳和上端板(7)的装配耳均设有圆弧型开槽(15)；所述装配组件包括两端卡在圆弧型开槽(15)形状为H形的拉杆(9)以及将拉杆(9)两端分别固定在下端板(1)和上端板(7)上的螺钉(10)。
3.如权利要求1所述的氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于：所述下端板(1)的装配耳和上端板(7)的装配耳均设有圆弧型开槽(15)；所述装配组件包括两端卡在圆弧型开槽(15)形状为H形的拉杆(9)、将拉杆(9)两端分别固定在下端板(1)和上端板(7)上的螺钉(10)、与拉杆(9)间隔安装在下端板(1)的装配耳和上端板(7)的装配耳上的螺杆(11)、安装在螺杆(11)两端的垫片(12)、对螺杆(11)两端进行旋紧的螺母(13)。
4.如权利要求1所述的氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于：所述下端板(1)的装配耳和上端板(7)的装配耳均设有圆弧型开槽(15)，所述装配组件包括安装在下端板(1)的装配耳和上端板(7)的装配耳上的螺杆(11)、安装在螺杆(11)两端的垫片(12)、对螺杆(11)两端进行旋紧的螺母(13)。
5.如权利要求3或4所述的氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于：所述下端板(1)的装配耳和上端板(7)的装配耳有向前后相对侧凹陷的凹陷结构A(16)，凹陷结构A(16)上有向上下相对侧凹陷的凹陷结构B(17)，所述垫片(12)上固定有与凹陷结构B(17)配合的凸起结构(18)。
6.如权利要求5所述的氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于：所述垫片(12)与凸起结构(18)一体成型。
7.如权利要求5所述的氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于：所述下端板(1)与下绝缘板(2)以及下绝缘板(2)与下集流板(3)之间加入柔性结构体(19)。
8.如权利要求7所述的氢燃料电池验证电堆的装配结构，其特征在于：所述柔性结构体(19)为柔性石墨纸。
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