CN216749997U - 一种燃料电池电堆定位及堆叠装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池电堆定位及堆叠装置，燃料电池电堆包括依次叠放的双极板和MEA,两端的双极板外侧设置有集流板，燃料电池电堆定位及堆叠装置包括支架以及设置在支架上用于燃料电池电堆放置的底壳，所述底壳内设置有在燃料电池电堆堆叠时位于燃料电池电堆堆叠方向两端的第一端板和第二端板，底壳内还设置有在燃料电池电堆定位时贴合燃料电池电堆朝向底壳内底面一面的，相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动的第一衬块、第二衬块，以及贴合燃料电池电堆背向底壳内底面一面的，相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动的第三衬块、第四衬块。本实用新型堆叠难度低、效率高且适配性高。

Description

一种燃料电池电堆定位及堆叠装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池电堆定位及堆叠装置。

背景技术

燃料电池是一种将燃料(如氢气)和氧化剂(如空气中的氧气)中的化学能直接转化成电能的发电装置。由于其是电化学反应，无燃烧放热，不受“卡诺循环”限制，因此能量转换效率要高出普通热机很多。除此之外，燃料电池还具有无污染、噪声低、可靠性高等优点，在交通运输、固定发电以及便携式发电等领域具有十分广阔的市场前景。

燃料电池电堆可能由多达千片膜电极和双极板串联而成，因此，定位效果的好坏直接影响电堆的性能和寿命。若定位不精准致使任意两个部件之间发生微小的错位，密封就很可能失效，影响电堆正常运行。

公告号为CN212412100U的专利说明书中公开了一种燃料电池堆压合装置，包括龙门架，所述龙门架设置有液压机，其特征在于：所述液压机的下端设置有压块，所述液压机的下方设置有工作台，所述工作台的上端自下而上依次设置有盲端端板、电池组、集流板和气口端板，所述盲端端板和气口端板开设有多组同轴的限位孔，所述限位孔贯穿设置有螺杆，所述螺杆配设有固定螺母，所述螺杆位于电池组和集流板的外侧，所述工作台的上端还设置有用于对电池组夹紧的工装组件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池电堆定位及堆叠装置，堆叠难度低、效率高且适配性高。

一种燃料电池电堆定位及堆叠装置，燃料电池电堆包括依次叠放的双极板和MEA,两端的双极板外侧设置有集流板，燃料电池电堆定位及堆叠装置包括支架以及设置在支架上用于燃料电池电堆放置的底壳，所述底壳内设置有：

在燃料电池电堆堆叠时位于燃料电池电堆堆叠方向两端的第一端板和第二端板；

在燃料电池电堆定位时贴合燃料电池电堆朝向底壳内底面一面的、相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动的第一衬块、第二衬块；

以及贴合燃料电池电堆背向底壳内底面一面的、相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动的第三衬块、第四衬块。

相互嵌合的第一衬块、第二衬块设置有两组，在燃料电池电堆定位时分别设置于燃料电池电堆的棱处，第一衬块和第二衬块均还包括与燃料电池电堆侧面贴合的竖直部，第一衬块的竖直部与第二衬块的竖直部相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动。

本方案中，第一衬块、第二衬块以及第三衬块、第四衬块均相互嵌合且当一端固定后，另一端可上下浮动，可应对燃料电池电堆压紧前后的高度变化，也可适配不同高度的电堆。

作为优选，相互嵌合的第一衬块、第二衬块设置有两组，在燃料电池电堆定位时分别设置于燃料电池电堆的棱处，第一衬块和第二衬块均还包括与燃料电池电堆侧面贴合的竖直部，第一衬块的竖直部与第二衬块的竖直部相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动。

作为优选，所述第一衬块、第二衬块、第三衬块和第四衬块采用高强度绝缘材料，如亚克力、有机玻璃、玻璃纤维等，表面要求光滑，同时嵌合面需倒角处理，以保证后续电堆压紧时双极板能在衬块间较顺滑地下压。

作为优选，还包括与所述底壳盖合的上壳体，所述上壳体的一侧设置有用于避让所述集流板的避空口。

作为优选，所述底壳的底部设置有若干个用于对底壳支撑的支撑条，所述上壳体顶部设置有若干个用于压紧上壳体的压条。

作为优选，所述支架呈20-40度角倾斜设置，所述底壳两侧设置有把手。

本实用新型的有益效果：

(1)装置组成零件均为钣金加工件、简单机加工件和标准紧固件，易加工，成本低。

(2)采用倾斜式堆叠，降低堆叠难度，提高堆叠效率。

(3)高度可调节范围大，适配性高。

(4)无需对电堆零部件做特殊处理。

附图说明

图1为本实用新型完成燃料电池电堆定位及堆叠的结构示意图；

图2为本实用新型完成燃料电池电堆定位及堆叠的结构示意图(省略上壳体)；

图3为本实用新型局部结构示意图；

图4为衬板配合的结构示意图；

图5为对燃料电池电堆进行堆叠压紧的结构示意图。

具体实施方式

在对燃料电池电堆进行堆叠压紧时，与电堆的常规成组方式相同，按照下端板5、绝缘板12、集流板13、双极板、MEA、双极板、MEA.....双极板、集流板13、绝缘板12、上端板4的顺序成组。

如图1-5所示，一种燃料电池电堆定位及堆叠装置，包括设置在工作台面1上倾角为30度的支架2，支架2采用方形冷轧钢管焊接而成。支架 2上设置有底壳3，底壳3通过支撑条11固定于支架2上。底壳3为侧面封闭、顶面及两端面开放的钣金壳体，作为燃料电池电堆的底部支撑。

底壳3内分别靠近两开放端部设置有上端板4和下端板5，上端板4 能在底壳3内朝下端板5方向滑动。底壳3位于下端板5的一端向上弯折形成挡片31，用于对下端板5进行阻挡。

底壳3内还设置有两组相互配合的第一衬块6、第二衬块7，第一衬块6和第二衬块7贴合底壳3内底面设置。每组第一衬块6、第二衬块7 配合分别对燃料电池电堆的两个侧棱处进行定位；具体地，第一衬块6和第二衬块7均包括水平部和竖直部，当燃料电池电堆放置到底壳3内时，第一衬块6和第二衬块7的水平部均能与燃料电池电堆内表面相贴合，第一衬块6和第二衬块7的竖直部均能与燃料电池电堆的侧表面相贴合，从而能对燃料电池电堆的两侧进行定位。

底壳3内位于第一衬块6和第二衬块7的上方还设置有一组相互配合的第三衬块8、第四衬块9，第三衬块8和第四衬块9能与燃料电池电堆的外表面相贴合，与燃料电池电堆内表面贴合的第一衬块6和第二衬块7 的水平部配合，实现对燃料电池电堆上下位置的定位。

本实施例中，相互配合的第一衬块6的水平部与第二衬块7的水平部 61上设置有相配合的插槽、插块，第一衬块6的竖直部与第二衬块7的竖直部上同样设置有相配合的插槽、插块，插块在插槽内滑动以实现第一衬块6与第二衬块7的相对滑动，从而可应对燃料电池电堆压紧前后的高度变化，也可适配不同高度的电堆。同样地，第三衬块8和第四衬块9上同样设置有相配合的插槽、插块。

本实施例中，其中一组配合的第一衬块6、第二衬块7中的第一衬块 6固定在上端板4上，第二衬块7固定在下端板5上，另一组配合的第一衬块6、第二衬块7中的第一衬块6固定在下端板5上，第二衬块7固定在上端板4上，另外，第三衬块8固定在上端板4上，第四衬块9固定在下端板5上。与上端板4固定的衬板能随上端板4一起向下端板5方向滑动。

本实施例中，燃料电池电堆定位及堆叠装置还包括上壳体9，在燃料电池电堆放置完成后，将上壳体9与底壳3盖合固定，同时上壳体9的一侧设置有用于避让集流板的避空口91。具体地，底壳3两侧边向外翻折形成折边32，上壳体9的一个侧边向外翻折形成折边，通过螺栓对相接触的折边进行固定。

同时，本实施例中，上壳体9顶部还设置有若干组用于压紧上壳体的压条10；具体地，上壳体9靠近上端板4和下端板5分别设置一个压条 10，中间位置设置三个压条10，防止下压过程中极板偏移导致壳体变形、失效。压条10具体沿上壳体9外围设置，端部通过螺栓固定在底壳3两侧的折边32上。上壳体9位于下端板5的一端向下弯折，同样形成挡片，用于对下端板5进行阻挡。另外支撑条11的一部分与底壳3的外底面贴合，并沿底壳3的侧面向上延伸至折边32处，端部通过螺栓固定在底壳3 两侧的折边32上。

本实施例中，第一衬块6、第二衬块7、第三衬块8和第四衬块9均采用强度绝缘材料，如亚克力、有机玻璃、玻璃纤维等，表面要求光滑，同时嵌合面需倒角处理，以保证后续电堆压紧时双极板能在衬块间较顺滑地下压。

为方便定位好的燃料电池电堆及壳体的搬运，本实施例中，底壳两侧设置有把手14。

燃料电池电堆堆叠压紧过程：

将燃料电池电堆放入底壳3中，两端分别与上端板4和下端板5抵靠，并加盖上壳体9。在工作台面1上放置垫块15(垫块为高强度绝缘材料)，通过把手14将定位好的燃料电池电堆及壳体移动到垫块15上竖直放置，后续再转运至压机进行电堆的压紧。电堆压紧后，将压条10、支撑条11、把手14、壳体、衬块等零件拆除，即完成对电堆的紧固。

Claims (6)

1.一种燃料电池电堆定位及堆叠装置，燃料电池电堆包括依次叠放的双极板和MEA,两端的双极板外侧设置有集流板，燃料电池电堆定位及堆叠装置包括支架以及设置在支架上用于燃料电池电堆放置的底壳，其特征在于，所述底壳内设置有：

在燃料电池电堆堆叠时位于燃料电池电堆堆叠方向两端的第一端板和第二端板；

在燃料电池电堆定位时贴合燃料电池电堆朝向底壳内底面一面的、相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动的第一衬块、第二衬块；

以及贴合燃料电池电堆背向底壳内底面一面的、相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动的第三衬块、第四衬块。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆定位及堆叠装置，其特征在于，相互嵌合的第一衬块、第二衬块设置有两组，在燃料电池电堆定位时分别设置于燃料电池电堆的棱处，第一衬块和第二衬块均还包括与燃料电池电堆侧面贴合的竖直部，第一衬块的竖直部与第二衬块的竖直部相互嵌合且能沿燃料电池电堆堆叠方向相对移动。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池电堆定位及堆叠装置，其特征在于，所述第一衬块、第二衬块、第三衬块和第四衬块采用高强度绝缘材料。

4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆定位及堆叠装置，其特征在于，还包括与所述底壳盖合的上壳体，所述上壳体的一侧设置有用于避让所述集流板的避空口。

5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆定位及堆叠装置，其特征在于，所述底壳的底部设置有若干个用于对底壳支撑的支撑条，所述上壳体顶部设置有若干个用于压紧上壳体的压条。

6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆定位及堆叠装置，其特征在于，所述支架呈20-40度角倾斜设置，所述底壳两侧设置有把手。

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