CN217522071U - 燃料电池的壳体组件和具有其的燃料电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池的壳体组件，燃料电池的壳体组件包括：壳体，壳体内形成安装腔；安装腔内用于设置燃料电池堆芯，燃料电池堆芯由多个燃料单电池堆叠构成；防塌腰件设置在所述壳体的底部，且用于支撑燃料电池堆芯，防塌腰件的至少部分与壳体的底壁沿竖直方向间隔布置；防塌腰件的长度方向沿所述燃料单电池堆叠方向设置，且防塌腰件的两端与壳体相连。本实用新型的燃料电池，通过防塌腰件的设置，其可以支撑燃料电池堆芯的底部防止燃料电池堆芯塌腰，且两端分别抵接在壳体上其可以作为传力结构，缓解壳体由于横向冲击产生的变形，且防塌腰件的至少部分与壳体的底壁沿竖直方向间隔布置，受到较大的竖向冲击力时可以起到缓冲的作用。

Description

燃料电池的壳体组件和具有其的燃料电池

技术领域

本实用新型涉及车辆制造领域，尤其是涉及一种燃料电池的壳体组件和具有其的燃料电池。

背景技术

相关技术中，燃料电池电堆在测试的过程中，如振动冲击测试，电堆容易出现塌腰现象，会造成电堆气密性能下降，影响燃料电池电堆的可靠性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种燃料电池的壳体组件。

本实用新型的另一个目的在于提出一种燃料电池，所述燃料电池包括上述所述的燃料电池的壳体组件。

根据本实用新型第一方面实施例的燃料电池的壳体组件，包括：壳体，所述壳体内形成安装腔；所述安装腔内用于设置燃料电池堆芯，所述燃料电池堆芯由多个燃料单电池堆叠构成；防塌腰件，所述防塌腰件设置在所述壳体的底部，且用于支撑所述燃料电池堆芯，所述防塌腰件的至少部分与所述壳体的底壁沿竖直方向间隔布置；所述防塌腰件的长度方向沿所述燃料单电池堆叠方向设置，且所述防塌腰件的两端与所述壳体相连。

根据本实用新型的燃料电池的壳体组件，通过防塌腰件的设置，其可以支撑燃料电池堆芯的底部防止燃料电池堆芯塌腰，且两端分别抵接在壳体上其可以作为传力结构，缓解壳体由于横向冲击产生的变形，且防塌腰件的至少部分与壳体的底壁沿竖直方向间隔布置，受到较大的竖向冲击力时可以起到缓冲的作用。

根据本实用新型的燃料电池通过设置根据本实用新型的燃料电池，从而具有相应的优点，在此不再赘述。

根据本实用新型的一些实施例，所述防塌腰件包括两个主体部和位于两个主体部之间的防塌腰截面减薄部，两个所述主体部分别与所述壳体的两个侧壁相连，所述防塌腰截面减薄部的截面积小于所述主体部的截面积。

进一步地，所述防塌腰截面减薄部包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体和所述第二杆体沿第二方向间隔开，所述第一杆体的两端分别与两个所述主体部相连，所述第二杆体的两端分别与两个所述主体部相连，其中，所述第二方向与所述防塌腰截面减薄部的长度方向垂直，且所述第二方向和所述防塌腰截面减薄部的长度方向均与竖直方向垂直。

进一步地，至少一个所述主体部的与所述壳体相连的一端具有沿竖向弯折的弯折部，所述弯折部与所述壳体贴合并连接。

进一步地，两个所述主体部包括第一主体部和第二主体部，所述第一主体部与所述壳体相连的一端具有向上弯折的弯折部，所述壳体包括位于所述防塌腰件下方的连接部，所述第二主体部与所述连接部固定连接。

进一步地，所述主体部与所述壳体通过螺栓相连，所述壳体上设置有用于安装螺栓的螺纹孔，所述防塌腰件上设置有用于安装螺栓的安装孔，所述安装孔的直径大于所述螺纹孔的直径

根据本实用新型的一些实施例，所述防塌腰件与所述燃料电池堆芯之间设置有垫片，所述垫片的上表面与所述燃料电池堆芯贴合，所述垫片的下表面与所述防塌腰件贴合，或者所述防塌腰件与所述燃料电池堆芯之间设置有间隙。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：防冲击件，所述防冲击件安装于所述安装腔内，所述防冲击件设置在所述电池堆芯和所述壳体之间。

进一步地，所述防冲击件上设有多个防冲击截面减薄部，所述防冲击截面减薄部形成为向所述壳体内部凹陷的缓冲槽。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的一些实施例的燃料电池的壳体组件的主视图剖视图；

图2是根据本实用新型的一些实施例的燃料电池的壳体组件的部分俯视图(未示出燃料电池堆芯)；

图3是根据本实用新型的一些实施例的防塌腰件的一部分与壳体的连接示意图；

图4是根据本实用新型的另一些实施例的防塌腰件与壳体的连接示意图。

附图标记：

燃料电池100；

壳体10，连接部11，燃料电池堆芯20，防塌腰件30，弯折部311，第一主体部312，第二主体部313，第一杆体321，第二杆体322，垫片40，防冲击件50。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请的描述中，如图1和2所示，以燃料电池的长度方向X为第一方向，燃料电池的宽度方向Y为第二方向，燃料电池的高度方向Z为竖直方向(竖向)。

参考图1-图4，本实用新型实施例的燃料电池的壳体组件包括：壳体10、燃料电池堆芯20、防塌腰件30。

具体地，壳体10内形成安装腔，燃料电池堆芯20设置在安装腔内，燃料电池堆芯20由多个燃料单电池堆叠构成，防塌腰件30设置在壳体10的底部，且用于支撑燃料电池堆芯20，防塌腰件30的至少部分与壳体10的底壁沿竖直方向间隔布置，如图1所示，防塌腰件30与壳体10的底壁具有一定的间隙，受到较大的竖向冲击力时可以起到缓冲的作用；防塌腰件30的长度方向沿燃料单电池堆叠方向设置，且防塌腰件30的两端与壳体10相连。

在一些示例中，防塌腰件30的长度方向与燃料电池堆芯的长度方向一致，防塌腰件30在燃料电池堆芯的宽度方向的中间，用于在燃料电池堆芯的沿宽度方向的中线位置支撑燃料电池的堆芯。

如图1所示，通过防塌腰件30的设置，其可以支撑燃料电池堆芯20的底部，从底部支撑燃料电池堆芯20，可以很好地防止燃料电池堆芯20塌腰。防塌腰件30的长度方向上的两端分别与壳体10连接，在燃料电池的长度方向上，防塌腰件可以作为传力结构，在壳体的沿燃料电池长度方向上的侧壁收到冲击时，由于防塌腰件的长度方向与燃料电池的长度方向一致，且连接在壳体的沿燃料电池的长度方向相对的两个侧壁之间，因此，防塌腰件可以在燃料电池的长度方向相对的两个侧壁之间传力，缓解壳体10由于燃料电池的长度方向上冲击产生的变形；防塌腰件30的至少部分与壳体10的底壁沿竖直方向间隔布置，由此，防塌腰件30与壳体的底壁沿竖直方向间隔布置，在防塌腰件30与壳体的底壁之间的空间可以为防塌腰件30的断裂或弯折提供空间，当燃料电池堆芯20受到较大的竖向冲击力时，防塌腰件30会产生断裂或弯曲，可以起到缓冲的作用，从而避免燃料单电池受到较大的冲击力产生损坏。

如图2所示，防塌腰件30包括两个主体部(第一主体部312，第二主体部313)，和位于两个主体部之间的防塌腰截面减薄部，两个主体部分别与壳体10的两个侧壁相连，防塌腰截面减薄部的截面积小于主体部的截面积，以使防塌腰截面减薄部处的结构强度小于主体部处的结构强度，在一些示例中，防塌腰截面减薄部可以采用在防塌腰件上打孔、打槽，其中，槽和孔可以为贯穿孔或贯穿槽，孔和槽还可以为不贯穿的形式在防塌腰件构造出。因为防塌腰截面减薄部的截面积小于两个主体部的截面积，因此，在受到较大的冲击力时，防塌腰件30会从强度较低的防塌腰截面减薄部处断裂或弯曲，从而使得燃料电池堆芯20具有一定的缓冲距离，进而避免燃料单电池的损坏，避免产生漏气的严重后果。

并且采用防塌腰截面减薄部的截面积与主体部截面积的差异，来实现防塌腰截面减薄部的结构强度较小的方式，可以将防塌腰截面减薄部与主体部采用同一材料即可实现防塌腰件的防塌腰功能。

当然在另一些示例中，防塌腰截面减薄部与主体部的截面积相同，但防塌腰截面减薄部的材料强度低于主体部的材料强度，也可以实现防塌腰件30会从强度较低的防塌腰截面减薄部处断裂或弯曲。

如图2所示，防塌腰截面减薄部包括第一杆体321和第二杆体322，第一杆体321和第二杆体322沿第二方向(Y方向)间隔开，第一杆体321的两端分别与两个主体部相连，第二杆体322的两端分别与两个主体部相连，其中，第二方向与防塌腰截面减薄部的长度方向垂直，且第二方向和防塌腰截面减薄部的长度方向均与竖直方向垂直。可以理解的是，采用在防塌腰件30的中部开设凹槽形成减薄部。凹槽可以为贯穿槽，也可以不贯穿，这种形成减薄部的方式制造简单，成本低。当然也可以采用沿厚度方向减薄的方式形成防塌腰截面减薄部。

由此，第一杆体321和第二杆体322间隔设置的形式可以形成具有贯通槽的防塌腰截面减薄部，其中第一杆体321和第二杆体322沿第二方向间隔开，可以保证防塌腰截面减薄部在受到竖向的力时受力均匀，防塌腰截面减薄部在受到沿第二方向的力时，防塌腰截面减薄部由于第一杆体和第二杆体的并排布置强度较大，不容易发生断裂或者折弯。

防塌腰件30通过如下安装方式与壳体10固定连接。如图1-图4所示，防塌腰件30包括第一主体部312和第二主体部313，在一些示例中，第一主体部312具有沿竖向弯折的弯折部311。在一些示例中，第二主体部313具有沿竖向弯折的弯折部311。在一些示例中第一主体部312和第二主体部313均具有沿竖向弯折的弯折部311。如图2所示，本实用新型中示例了第二主体部313沿竖向弯折。

如图1所示，弯折部311与壳体10贴合并连接，弯折部311的设置可以增大防塌腰件30与壳体10间的连接面积，以增强二者的连接强度，在一些示例中，弯折部311与壳体10通过螺栓固定连接，例如在弯折部311和壳体10上均开设有供螺栓通过的通孔，螺栓贯穿通孔以将弯折部311和壳体10相连。

在一些示例中，弯折部311可以向上弯折或向下弯折，如图1所示的示例中，主体部向上弯折形成弯折部311，由于防塌腰件30上方的空间较大，虽然防塌腰件30与壳体10的下壁面间隔开，但依然空间有限，向上弯折的弯折部311可以使弯折部311构造出较大的尺寸以保证与壳体10的贴合面积。

在一些示例中，当第一主体部具有沿竖向弯折的弯折部时，第二主体部与位于防塌腰件30下方的壳体10上设置的连接部11通过螺栓固定连接。螺栓可以设置在第二主体部上，或者，设置在靠近第二主体部位置的防塌腰截面减薄部上。

在一些示例中，当第二主体部313具有沿竖向弯折的弯折部311时，第一主体部312与位于防塌腰件30下方的壳体10上设置的连接部11通过螺栓固定连接。螺栓可以设置在第一主体部312上，或者，设置在靠近第一主体部312位置的防塌腰截面减薄部上。

在一些示例中，防塌腰件30上也可以不设置弯折部，防塌腰件30通过两端的主体部与位于防塌腰件30下方的壳体10上设置的连接部11通过螺栓固定连接，两个连接部11间隔设置，使得防塌腰件30至少部分与壳体10的底壁沿竖直方向间隔布置。

连接部11可以为安装在壳体10底壁上的安装块，其凸出壳体10底壁的表面，将防塌腰件30的一端安装在安装块上其另一端安装在壳体10的侧壁上可以很好地实现将防塌腰件30的至少部分与壳体10的底壁沿竖直方向间隔布置，这种设置形式简单、结构合理。

壳体10上设置有用于安装螺栓的螺纹孔，可以在壳体10上形成向内或者向外的增厚部分，以更好地保证安装强度。防塌腰件30上设置有用于安装螺栓的安装孔，其中，安装孔的直径大于螺纹孔的直径。安装孔的直径大于螺纹孔的直径可以很好地适应燃料电池堆芯20安装公差带来的负面影响。

如图1所示，防塌腰件30与燃料电池堆芯20之间设置有垫片40，垫片40的上表面与燃料电池堆芯20贴合，垫片40的下表面与防塌腰件30贴合。当燃料电池堆芯20因为安装公差的原因，导致燃料电池堆芯20的实际尺寸小于预设的尺寸，导致燃料电池堆芯20的底面与防塌腰件30上表面存在一定的间隙，通过增加垫片40，以保证良好的防塌腰作用；当燃料电池堆芯20因为安装公差的原因，导致燃料电池堆芯20的实际尺寸大于预设的尺寸，此时燃料电池堆芯20的底面与防塌腰件30上表面之间的间隙变小，如此，可以减小垫片40的厚度以保证良好的防塌腰作用。可以理解的是，可以通过调节垫片40的厚度以适应不同的燃料电池堆芯20安装公差。当燃料电池堆芯20的底面与防塌腰件30上表面之间的间隙较小，即间隙范围在0.2-1mm之间，也可以不设置垫片。也就是说，当间隙在0.2-1mm范围之间，燃料电池堆芯20和防塌腰件30之间不设置垫片，防塌腰件30仍然可以起到防塌腰作用。

本实用新型实施例的燃料电池的壳体组件还包括防冲击件50，防冲击件50安装于安装腔内，防冲击件50设置在燃料电池堆芯20和壳体10之间。防冲击件50可以沿燃料单电池堆叠方向的两侧设置，也可以在燃料电池堆芯20的前、后、左、右这四个侧面分别或均设置防冲击件50。如图1所示，防冲击件50至少设置有两个，其中一个，其外侧面与壳体10接触，内侧面与燃料电池堆芯20接触。与上述防冲击件50相对的另一个防冲击件50其内侧面与燃料电池堆芯20接触，外表面与壳体10间隙设置。因为燃料单电池长度、宽度以及厚度公差的存在，其防冲击件50与壳体10间隙设置可以有利于燃料电池堆芯20的布置。

在一些示例中，如图1所示，防冲击件50上设有多个防冲击截面减薄部，防冲击截面减薄部形成为向壳体10内部凹陷的缓冲槽。可以理解的是，防冲击截面减薄部在受到较大的冲击力时，可以发生断裂，起到缓冲作用从而起到对燃料电池堆芯20的保护作用，避免燃料电池堆芯20受到较大冲击力。

本实用新型实施例的燃料电池，包括上述燃料电池的壳体组件，这种包含上述燃料电池的壳体组件的燃料电池在测试时，如振动冲击测试，燃料电池堆芯20不容易出现塌腰现象，因此可以避免燃料电池气密性能下降，避免影响燃料电池堆芯20的可靠性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃料电池的壳体组件，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成安装腔；所述安装腔内用于设置燃料电池堆芯，所述燃料电池堆芯由多个燃料单电池堆叠构成；

防塌腰件，所述防塌腰件设置在所述壳体的底部，且用于支撑所述燃料电池堆芯，所述防塌腰件的至少部分与所述壳体的底壁沿竖直方向间隔布置；所述防塌腰件的长度方向沿所述燃料单电池堆叠方向设置，且所述防塌腰件的两端与所述壳体相连。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，所述防塌腰件包括两个主体部和位于两个主体部之间的防塌腰截面减薄部，两个所述主体部分别与所述壳体的两个侧壁相连，所述防塌腰截面减薄部的截面积小于所述主体部的截面积。

3.根据权利要求2所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，所述防塌腰截面减薄部包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体和所述第二杆体沿第二方向间隔开，所述第一杆体的两端分别与两个所述主体部相连，所述第二杆体的两端分别与两个所述主体部相连，其中，所述第二方向与所述防塌腰截面减薄部的长度方向垂直，且所述第二方向和所述防塌腰截面减薄部的长度方向均与竖直方向垂直。

4.根据权利要求3所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，至少一个所述主体部的与所述壳体相连的一端具有沿竖向弯折的弯折部，所述弯折部与所述壳体贴合并连接。

5.根据权利要求4所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，两个所述主体部包括第一主体部和第二主体部，所述第一主体部与所述壳体相连的一端具有向上弯折的弯折部，所述壳体包括位于所述防塌腰件下方的连接部，所述第二主体部与所述连接部固定连接。

6.根据权利要求5所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，所述主体部与所述壳体通过螺栓相连，所述壳体上设置有用于安装螺栓的螺纹孔，所述防塌腰件上设置有用于安装螺栓的安装孔，所述安装孔的直径大于所述螺纹孔的直径。

7.根据权利要求1所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，所述防塌腰件与所述燃料电池堆芯之间设置有垫片，所述垫片的上表面与所述燃料电池堆芯贴合，所述垫片的下表面与所述防塌腰件贴合，或者所述防塌腰件与所述燃料电池堆芯之间设置有间隙。

8.根据权利要求1所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，还包括：

防冲击件，所述防冲击件安装于所述安装腔内，所述防冲击件设置在所述燃料电池堆芯和所述壳体之间。

9.根据权利要求8所述的燃料电池的壳体组件，其特征在于，所述防冲击件上设有多个防冲击截面减薄部，所述防冲击截面减薄部形成为向所述壳体内部凹陷的缓冲槽。

10.一种燃料电池，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的燃料电池的壳体组件。

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