CN218568893U - 一种燃料电池电堆自定位组装结构 - Google Patents
一种燃料电池电堆自定位组装结构 Download PDFInfo
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Abstract
一种燃料电池电堆自定位组装结构，属于燃料电池技术领域，本实用新型为了解决燃料电池组装定位效果不好的问题。包括第一端板和第二端板，紧固杆的顶端设有外螺纹段和螺纹内孔，延长杆的下端设有延长螺纹柱，延长杆和紧固杆可拆卸连接构成定位杆组件；燃料电池压紧前，定位杆组件的上端一一对应穿过各层双极板、膜电极和第一端板的定位孔；燃料电池压紧后，延长杆与对应的紧固杆分离，紧固杆的外螺纹段凸出于第一端板，紧固螺母与紧固杆的外螺纹段配合相连，紧固螺母抵靠压紧在第一端板上。紧固杆既用于紧固又用于定位，燃料电池完成组装后紧固杆不拆卸，使燃料电池各部件间既定位准确，又克服定位杆不易拆卸的问题，简化组装步骤。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池电堆自定位组装结构。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
在燃料电池装配过程中，双极板和膜电极通过层叠装配组成燃料电池，双极板与膜电极之间的密封是反应气体不发生泄漏、互串的重要保证，如果双极板与膜电极之间，双极板与双极板之间出现装配错位，将严重影响燃料电池输出性能，因此必须提高双极板和膜电极的装配定位精度。
电堆组装定位一般分为内定位、外定位和自定位。内定位是在双极板和膜电极上开设多个定位孔，组装电堆时，在下端板上安装多个定位杆，双极板和膜电极通过定位杆穿过对应的定位孔来实现定位，双极板和膜电极叠加完成后，顶端装配上端板，通过液压机压在上端板上，使电堆各双极板和膜电极之间密封，再使用多个螺杆连接上下端板后，即可拆卸下定位杆，由于液压机压紧燃料电池施加的力较大，此种方法易造成定位杆和密封件变形，使定位杆很难取出，例如申请号为CN111261918B的专利公开的一种燃料电池堆组装用定位装置，属于一种改进式的内定位组装。
外定位一般采用多根定位杆布置在双极板和膜电极的四周，在组装电堆时通过定位杆限制双极板和膜电极边沿的位置，此种定位方法对与双极板比较有效，但由于膜电极整体是软质结构，对膜电极的定位效果不佳，并且需要燃料电池的上下端板、双极板和膜电极的外形尺寸相同，例如申请号为CN202121247627.9的专利公开的一种用于燃料电池电堆的定位装置，即属于外定位组装。
自定位是通过双极板和膜电极上的定位凸柱和定位槽相互卡接定位，缺点是部件一致性不好，分阴阳件或反正面，给生产和装配都带来麻烦，另外受限于部件的厚度，定位凸柱和定位槽也无法设置太大，例如申请号为CN202122928038.3的专利公开的燃料电池电堆组装的定位装置，其定位柱高度仅有0.1-0.5mm，容易使卡接脱离。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种燃料电池电堆自定位组装结构，以解决上述的燃料电池组装定位效果不好的问题。本实用新型所采用的技术方案如下：
一种燃料电池电堆自定位组装结构，包括上下设置的第一端板和第二端板，多个双极板和膜电极一一间隔层叠装配在第一端板和第二端板之间；
第一端板、膜电极和双极板的左右两端均分别设有多个定位孔，紧固杆的顶端设有外螺纹段和螺纹内孔，延长杆的下端设有延长螺纹柱，延长杆和紧固杆通过延长螺纹柱和螺纹内孔可拆卸连接构成定位杆组件，若干所述定位杆组件的下端分别与第二端板相连；
燃料电池压紧前，若干所述定位杆组件的上端一一对应穿过各层双极板、膜电极和第一端板的所述定位孔；
燃料电池压紧后，若干延长杆分别与对应的紧固杆分离，若干紧固杆的外螺纹段分别凸出于第一端板，若干紧固螺母与若干紧固杆的外螺纹段一一对应配合相连，若干紧固螺母分别抵靠压紧在第一端板的上端面上。
进一步的，第一端板的前端和第二端板的前端通过若干螺杆相连，第一端板的后端和第二端板的后端通过若干螺杆相连。
进一步的，紧固杆分别与第一端板、膜电极和双极板的所述定位孔相匹配。
进一步的，延长杆和紧固杆直径相等。
进一步的，紧固杆共四个，第二端板的左右两端各设置两个。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
由于燃料电池经过压力机压紧后各层双极板与膜电极之间才能形成的密封，而燃料电池压缩前和压缩后的厚度相差较大，燃料电池一般组装后还需要装入外箱中，故导向杆的长度需长于燃料电池压缩前的厚度，连接上下端板的紧固螺杆长度需仅略长于燃料电池压缩后的厚度，能装配紧固螺母即可。本燃料电池电堆自定位组装结构的延长杆和紧固杆组合后构成定位杆，用于各部件之间的定位，紧固杆还用于燃料电池的紧固，依据燃料电池压缩后的厚度制作紧固杆，当燃料电池压缩结束后，延长杆完全裸露的第一端板之上，可较容易拆卸掉延长杆，在紧固杆的顶端安装紧固螺母即可，由于燃料电池压紧后不再拆卸紧固杆，使燃料电池各部件间既定位准确，又克服定位杆不易拆卸的问题，简化组装步骤。
附图说明
图1是本实用新型的分解示意图；
图2是本实用新型完成压缩的装配示意图；
图3是定位杆组件的结构示意图；
图4是延长杆的示意图；
图5是紧固杆的示意图。
图中：1-第二端板、2-紧固杆、21-外螺纹段、22-螺纹内孔、3-延长杆、31-延长螺纹柱、4-膜电极、5-双极板、6-第一端板、7-螺杆、8-紧固螺母。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺栓连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认可在现有连接方式中找到至少一种连接方式实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择螺栓连接。
以下将结合附图，对本实用新型作进一步详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例：如图1-5所示，一种燃料电池电堆自定位组装结构，包括上下设置的第一端板6和第二端板1，多个双极板5和膜电极4一一间隔层叠装配在第一端板6和第二端板1之间；
第一端板6、膜电极4和双极板5的左右两端均分别设有多个定位孔，紧固杆2的顶端设有外螺纹段21和螺纹内孔22，延长杆3的下端设有延长螺纹柱31，延长杆3和紧固杆2通过延长螺纹柱31和螺纹内孔22可拆卸连接构成定位杆组件，若干所述定位杆组件的下端分别与第二端板1相连；
燃料电池压紧前，若干所述定位杆组件的上端一一对应穿过各层双极板5、膜电极4和第一端板6的所述定位孔；
燃料电池压紧后，若干延长杆3分别与对应的紧固杆2分离，若干紧固杆2的外螺纹段21分别凸出于第一端板6，若干紧固螺母8与若干紧固杆2的外螺纹段21一一对应配合相连，若干紧固螺母8分别抵靠压紧在第一端板6的上端面上。
第一端板6的前端和第二端板1的前端通过若干螺杆7相连，第一端板6的后端和第二端板1的后端通过若干螺杆7相连。
紧固杆2分别与第一端板6、膜电极4和双极板5的所述定位孔相匹配。
延长杆3和紧固杆2直径相等。
紧固杆2共四个，第二端板1的左右两端各设置两个。
由于燃料电池经过压力机压紧后各层双极板5与膜电极4之间才能形成的密封，而燃料电池压缩前和压缩后的厚度相差较大，燃料电池一般组装后还需要装入外箱中，故导向杆的长度需长于燃料电池压缩前的厚度，连接上下端板的紧固螺杆长度需仅略长于燃料电池压缩后的厚度，能装配紧固螺母即可。
本燃料电池电堆自定位组装结构的延长杆3和紧固杆2组合后构成定位杆，用于各部件之间的定位，紧固杆2还用于燃料电池的紧固，依据燃料电池压缩后的厚度制作紧固杆2，当燃料电池压缩结束后，延长杆3完全裸露的第一端板6之上，可较容易拆卸掉延长杆3，在紧固杆2的顶端安装紧固螺母8即可，由于燃料电池压紧后不再拆卸紧固杆2，使燃料电池各部件间既定位准确，又克服定位杆不易拆卸的问题，简化组装步骤。
以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (5)
1.一种燃料电池电堆自定位组装结构，包括上下设置的第一端板(6)和第二端板(1)，多个双极板(5)和膜电极(4)一一间隔层叠装配在第一端板(6)和第二端板(1)之间，其特征在于：
第一端板(6)、膜电极(4)和双极板(5)的左右两端均分别设有多个定位孔，紧固杆(2)的顶端设有外螺纹段(21)和螺纹内孔(22)，延长杆(3)的下端设有延长螺纹柱(31)，延长杆(3)和紧固杆(2)通过延长螺纹柱(31)和螺纹内孔(22)可拆卸连接构成定位杆组件，若干所述定位杆组件的下端分别与第二端板(1)相连；
燃料电池压紧前，若干所述定位杆组件的上端一一对应穿过各层双极板(5)、膜电极(4)和第一端板(6)的所述定位孔；
燃料电池压紧后，若干延长杆(3)分别与对应的紧固杆(2)分离，若干紧固杆(2)的外螺纹段(21)分别凸出于第一端板(6)，若干紧固螺母(8)与若干紧固杆(2)的外螺纹段(21)一一对应配合相连，若干紧固螺母(8)分别抵靠压紧在第一端板(6)的上端面上。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆自定位组装结构，其特征在于：第一端板(6)的前端和第二端板(1)的前端通过若干螺杆(7)相连，第一端板(6)的后端和第二端板(1)的后端通过若干螺杆(7)相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电堆自定位组装结构，其特征在于：紧固杆(2)分别与第一端板(6)、膜电极(4)和双极板(5)的所述定位孔相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池电堆自定位组装结构，其特征在于：延长杆(3)和紧固杆(2)直径相等。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池电堆自定位组装结构，其特征在于：紧固杆(2)共四个，第二端板(1)的左右两端各设置两个。
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2022
- 2022-11-15 CN CN202223031963.7U patent/CN218568893U/zh active Active
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