CN218101352U - 一种燃料电池电堆压力调节紧固装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种燃料电池电堆压力调节紧固装置，包括压力调节系统和电堆紧固系统；所述压力调节系统包括固定板、阻尼装置、压力传感器、顶杆、控制器和温度传感器；所述电堆紧固系统包括电炉、保温箱和电堆；该装置将阻尼装置设置于保温箱之外，从而避免了阻尼装置因固体氧化物燃料电池电堆的高温而失效；同时，通过温度传感器、压力传感器和控制器的设置，使阻尼装置对电堆施加的压力大小能够实时检测和调节，从而能更好的实现对电堆的紧固效果，保证电堆的安全运行，对固体氧化物燃料电池的大规模应用和推广具有积极作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池电堆压力调节紧固装置。
背景技术
固体氧化物燃料电池电堆主要由端板、绝缘板、连接板、密封垫、单电池、紧固螺栓组成；其中连接板、密封垫、单电池因电堆功率的需求，往往会重复叠加，在移动运输过程中通过紧固螺栓进行各部件的固定，防止其结构遭到破坏。但在电堆的运行过程中，自身热量会维持在700℃左右，各部件会在该温度下发生热膨胀，特别是金属材质的端板和连接板，此时紧固螺栓的存在会导致因热膨胀系数不一致，致使电堆受挤压而破裂。在停止工作，温度下降时又会发生收缩现象，电堆紧固螺栓也无法自身调整，导致电堆出现松动。
现有技术中已经有采用弹性装置来解决燃料电池紧固装置的压力不能随电堆温度变化而进行调整的问题，但由于现有的弹性装置安装位置不合理，导致弹性装置存在受到固体氧化物燃料电池电堆高温的影响而容易失效、压力大小不可检测和调节的问题；同时，由于固体氧化物燃料电池的小型化，固体氧化物燃料电池越来越多的被作为移动电源应用，但现有的电堆结构中没有设计相应的缓冲装置，导致电堆在受到外部振动时不能很好的卸力，对电堆的结构有较大的影响，导致固体氧化物燃料电池在作为移动电源应用时存在较大的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对现有燃料电池电堆的弹性装置存在受高温影响而容易失效、压力大小不可检测和调节的问题，提出了一种燃料电池电堆压力调节紧固装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种燃料电池电堆压力调节紧固装置，包括压力调节系统和电堆紧固系统；所述压力调节系统包括固定板101、阻尼装置102、压力传感器103、顶杆104、控制器106和温度传感器107；所述电堆紧固系统包括电炉201、保温箱202和电堆204；
所述固定板101固定设置在保温箱202外部；所述压力传感器103设置在顶杆104和阻尼装置102之间；所述顶杆104用于对电堆204施压；所述温度传感器107设置在电堆紧固系统上，所述控制器106与温度传感器107、压力传感器103和阻尼装置102电连接；
所述电堆204设置在电炉201之中，所述电炉201设置在保温箱202之中。
本实用新型一种燃料电池电堆压力调节紧固装置，该装置将阻尼装置设置于保温箱之外，从而避免了阻尼装置因固体氧化物燃料电池电堆的高温而失效；同时，通过温度传感器、压力传感器和控制器的设置，使阻尼装置对电堆施加的压力大小能够实时检测和调节，从而能更好的实现对电堆的紧固效果，保证电堆的安全运行，对固体氧化物燃料电池的大规模应用和推广具有积极作用。
所述固定板101上设置有固定螺纹孔；固定螺纹孔至少分布在固定板101四角处，每边的数量至少为2个，用于将固定板101安装固定在保温箱上。
其中，所述阻尼装置102为能够改变行程或者对外施加力的阻尼原件；优选的，所述的阻尼装置102包括但不限于液压杆、电机、凸轮轴、螺纹组件中的一种；优选的阻尼装置，能更好了调节顶杆104对电堆204施加的压力。
其中，所述控制器106可以根据温度传感器107和压力传感器103反馈的温度和压力数据，来调节阻尼装置102对顶杆104施加的压力，从而实现电堆压力大小可检测和可调节。
其中，优选的，所述压力调节紧固装置包括对称设置于电堆紧固系统两端的2个压力调节系统。
其中，优选的，所述电堆紧固系统还包括限位装置203；所述限位装置203用于限制电堆204在电炉201中的水平位移。
其中，优选的，所述压力调节紧固装置还包括振动缓冲系统；所述振动缓冲系统设置于保温箱202中，用于缓冲电炉201和电堆204的振动。
其中，优选的，所述振动缓冲系统包括滑块301和导轨302；所述滑块301一端固定在电堆204上，一端滑动设置于导轨302中，所述导轨302固定在保温箱202与电炉201之间。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型紧固装置将阻尼装置设置于保温箱之外，从而避免了阻尼装置因固体氧化物燃料电池电堆的高温而失效。
2、本实用新型紧固装置通过温度传感器、压力传感器和控制器的设置，使阻尼装置对电堆施加的压力大小能够实时检测和调节。
3、本实用新型紧固装置设置有振动缓冲系统，能有效缓解电堆受到的外部振动，从而保证电堆工作稳定，安全性更高。
4、本实用新型紧固装置结构简单、拆卸安装方便，适合固体氧化物燃料电池的大规模应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的紧固装置剖视图；
图2是本实用新型实施例1的紧固装置侧视图；
图3是本实用新型实施例1的紧固装置结构示意图；
图4是本实用新型实施例2的紧固装置剖视图；
图5是本实用新型实施例2的紧固装置中振动缓冲系统示意图；
图6是本实用新型实施例3的紧固装置剖视图；
图7是本实用新型实施例3的紧固装置侧视图。
图中标记：101-固定板；102-阻尼装置；103-压力传感器；104-顶杆；105-固定螺钉；106-控制器；107-温度传感器；201-电炉；202-保温箱；203-限位装置；204-电堆；301-滑块；302-导轨。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：
一种燃料电池电堆压力调节紧固装置（图1、图2、图3），由压力调节系统和电堆紧固系统组成；压力调节系统1由固定板101、阻尼装置102、压力传感器103、顶杆104、固定螺钉105、控制器106和温度传感器107组成；电堆紧固系统由电炉201、保温箱202、限位装置203和电堆204组成；
固定板101固定设置在保温箱202外部；压力传感器103设置在顶杆104和阻尼装置102之间；顶杆104用于对电堆204施压；温度传感器107设置在电堆紧固系统上，控制器106与温度传感器107、压力传感器103和阻尼装置102电连接；控制器106可以根据温度传感器107和压力传感器103反馈的温度和压力数据，来调节阻尼装置102对顶杆104施加的压力；所述阻尼装置102为螺纹组件，且安装于固定板101之中；所述螺纹组件包括旋紧螺帽、弹簧和固定杆；
电堆204设置在电炉201之中，电炉201设置在保温箱202之中，限位装置203用于限制电堆204在电炉201中的水平位移。
实施例2：
一种燃料电池电堆压力调节紧固装置（图4），由2个压力调节系统、电堆紧固系统和振动缓冲系统（图5）组成；每个压力调节系统由固定板101、阻尼装置102、压力传感器103、顶杆104、固定螺钉105、控制器106和温度传感器107组成；电堆紧固系统由电炉201、保温箱202和电堆204组成；振动缓冲系统3包括滑块301和导轨302；
固定板101固定设置在保温箱202外部；压力传感器103设置在顶杆104和阻尼装置102之间；顶杆104用于对电堆204施压；温度传感器107设置在电堆紧固系统上，控制器106与温度传感器107、压力传感器103和阻尼装置102电连接；控制器106可以根据温度传感器107和压力传感器103反馈的温度和压力数据，来调节阻尼装置102对顶杆104施加的压力；所述阻尼装置102为螺纹组件，且安装于固定板101之中；所述螺纹组件包括旋紧螺帽、弹簧和固定杆；
电堆204设置在电炉201之中，电炉201设置在保温箱202之中；
滑块301一端固定在电堆204上，一端滑动设置于导轨302中，所述导轨302固定在保温箱202与电炉201之间。
实施例3：
一种燃料电池电堆压力调节紧固装置（图6、图7），由压力调节系统和电堆紧固系统组成；压力调节系统由固定板101、阻尼装置102、压力传感器103、顶杆104、固定螺钉105、控制器106和温度传感器107组成；电堆紧固系统由电炉201、保温箱202、限位装置203和电堆204组成；
固定板101固定设置在保温箱202外部；压力传感器103设置在顶杆104和阻尼装置102之间；顶杆104用于对电堆204施压；温度传感器107设置在电堆紧固系统上，控制器106与温度传感器107、压力传感器103和阻尼装置102电连接；控制器106可以根据温度传感器107和压力传感器103反馈的温度和压力数据，来调节阻尼装置102对顶杆104施加的压力；所述阻尼装置102为液压杆，且安装于固定板101外部；
电堆204设置在电炉201之中，电炉201设置在保温箱202之中，限位装置203用于限制电堆204在电炉201中的水平位移。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种燃料电池电堆压力调节紧固装置，其特征在于，包括压力调节系统和电堆紧固系统；所述压力调节系统包括固定板（101）、阻尼装置（102）、压力传感器（103）、顶杆（104）、控制器（106）和温度传感器（107）；所述电堆紧固系统包括电炉（201）、保温箱（202）和电堆（204）；
所述固定板（101）固定设置在保温箱（202）外部；所述压力传感器（103）设置在顶杆（104）和阻尼装置（102）之间；所述顶杆（104）用于对电堆（204）施压；所述温度传感器（107）设置在电堆紧固系统上，所述控制器（106）与温度传感器（107）、压力传感器（103）和阻尼装置（102）电连接；所述电堆（204）设置在电炉（201）之中，所述电炉（201）设置在保温箱（202）之中。
2.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述阻尼装置（102）包括液压杆、电机、凸轮轴、螺纹组件中的一种。
3.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述电堆紧固系统还包括限位装置（203）；所述限位装置（203）用于限制电堆（204）在电炉（201）中的水平位移。
4.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述压力调节紧固装置包括对称设置于电堆紧固系统两端的2个压力调节系统。
5.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述压力调节紧固装置还包括振动缓冲系统。
6.根据权利要求5所述的紧固装置，其特征在于，所述振动缓冲系统包括滑块（301）和导轨（302），所述滑块（301）一端固定在电堆（204）上，一端滑动设置于导轨（302）中，所述导轨（302）固定在保温箱（202）与电炉（201）之间。
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