CN218918972U - 一种碟簧导向结构及电堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种碟簧导向结构及电堆，该碟簧导向结构包括浮动板、碟簧组件和后端板，所述浮动板内侧与电堆堆芯端部连接、外侧与碟簧组件连接，所述浮动板外侧设置有若干个第一圆形定位导向盲孔；所述后端板内侧设置有若干个第二圆形定位导向盲孔，所述第一圆形定位导向盲孔与第二圆形定位导向盲孔数量相同；所述碟簧组件左侧安装在第一圆形定位导向盲孔内，右侧安装在第二圆形定位导向盲孔内，所述碟簧组件设置与第一圆形定位导向盲孔数量相同；三者通过安装配合形成一个稳定、不易产生移位的碟簧导向结构，用在电堆上使得电堆压力分布均匀，提高密封性。

Description

一种碟簧导向结构及电堆

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种碟簧导向结构及电堆。

背景技术

燃料电池电堆由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成，其双极板与膜电极MEA交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆及螺母紧固。燃料电池电堆是发生电化学反应场所，为燃料电池发动机的核心部分与动力来源，是整个燃料电池产业链中成本和技术的核心。

由于燃料电池电堆由多节燃料电池串联集成，为了保证燃料电池的性能和寿命，保持足够大且均匀的接触压力以避免电堆气体、冷却液的泄漏并且使得极板与膜电极质检的接触电阻最小，通常在后端设置有浮动端板，浮动端板和前端板夹紧多节电池，浮动端板和后端板之间设置有碟簧组件，通过浮动端板和碟簧组件使得夹紧力保持均衡，碟簧组件一般选用多个碟形碟簧并列组成。但是由于在组装时，碟簧组件与浮动端板和对应的固定端板的接触面积小，碟形碟簧容易产生移位，组装难度较大；另外电堆在受到与碟形碟簧中心轴线垂直方向上的振动时，也容易导致碟形碟簧相对浮动端板和对应的固定端板产生移位，甚至从浮动端板和对应的固定端板之间脱出，使得整个燃料电池堆塌腰。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种碟簧导向结构及电堆，该碟簧导向结构中的碟簧组件与浮动端板和固定端板稳定固定，不易产生移位，从而避免端板的变形。

本实用新型采用以下技术方案：

一种碟簧导向结构，包括浮动板、碟簧组件和后端板，

所述浮动板内侧与电堆堆芯端部连接、外侧与碟簧组件连接，所述浮动板外侧设置有若干个第一圆形定位导向盲孔；

所述后端板内侧设置有若干个第二圆形定位导向盲孔，所述第一圆形定位导向盲孔与第二圆形定位导向盲孔数量相同；

所述碟簧组件左侧安装在第一圆形定位导向盲孔内，右侧安装在第二圆形定位导向盲孔内，所述碟簧组件设置与第一圆形定位导向盲孔数量相同；

所述第一圆形定位导向盲孔和第二圆形定位导向盲孔的深度大于电堆自动补偿的最大长度，受到振动时不会脱落。

进一步的，所述碟簧组件包括依次连接的第一导向基座、第一碟簧、第二碟簧、碟簧压板、卡簧、第一定位销、第二定位销、第二导向基座和紧固螺栓；

其中，所述第一导向基座包括第一定位导向法兰和碟簧导向轴，所述碟簧导向轴设置在第一定位导向法兰中心处，所述碟簧导向轴内侧设置有减重孔，所述碟簧导向轴端部设置有卡簧安装槽、内部设置有第一定位销孔、第二定位销孔和紧固螺栓孔，所述紧固螺栓孔与碟簧导向轴同心，所述第一定位销孔和第二定位销孔相对紧固螺栓孔对称布置；

其中，所述第二导向基座包括第二定位导向法兰、第一定位销孔、第二定位销孔和通孔，即第一定位销孔和第二定位销孔一部分设置在第一导向基座上、另一部分设置在第二导向基座上，用于安装第一定位销和第二定位销。

进一步的，所述第一碟簧和第二碟簧的外径相同，所述第一碟簧和第二碟簧的外径小于第一导向基座和碟簧压板的外径、内径大于碟簧导向轴的外径，所述第一碟簧的凹面朝向第一导向基座，所述第二碟簧的凹面朝向碟簧压板，所述第一导向基座和碟簧压板的外径相同，所述碟簧压板的内径大于碟簧导向轴的外径。

进一步的，所述第一定位导向法兰的直径与第一圆形定位导向盲孔的直径相同，所述第二定位导向法兰的直径与第二圆形定位导向盲孔的直径相同，均通过采用基孔制间隙配合方式分别浮动板和后端板实现径向定位。

进一步的，所述卡簧厚度小于卡簧安装槽宽度，所述卡簧内径大于第一导向基座卡簧安装槽外径，其外径大于碟簧压板内径，如此设置，使得卡簧可安装在卡簧安装槽上并卡住碟簧压板。

本实用新型还提供另一种技术方案：

一种电堆，包括前端板、电堆堆芯、紧固件以及上述所述的碟簧导向结构。

其中，所述紧固件设置为紧固螺杆和紧固螺母相配合；

其中，所述电堆堆芯位于所述前端板和碟簧导向结构之间，所述紧固螺杆一侧与前端板安装孔螺纹连接，另一侧贯穿碟簧导向结构的浮动板、后端板后与紧固螺母螺纹连接。

本实用新型至少具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的一种碟簧导向结构，用于燃料电池中，可以避免在电堆后端板装配过程中的装配公差，提高装配精度，改善端板的变形问题，增加燃料电池电堆压力分布的均匀性，提高密封性；

2、本实用新型提供的一种碟簧导向结构，结构简单，通过各组件之间的配合得到的碟簧导向结构产品更加稳定，使用时不会产生移位，可大规模生产投入使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种碟簧导向结构示意图；

图2位本实用新型提供的一种碟簧导向结构的碟簧组件结构图；

图3为本实用新型提供的一种碟簧导向结构的碟簧组件的第一导向基座结构图；

图4为本实用新型提供的一种碟簧导向结构的碟簧组件的第二导向基座结构图；

图5为本实用新型提供的一种电堆的示意图。

标号说明：1、浮动板；2、碟簧组件；3、后端板；4、第一导向基座；501、第一碟簧；502、第二碟簧；6、碟簧压板；7、卡簧；801、第一定位销；802、第二定位销；9、第二导向基座；10、紧固螺栓；401、第一定位导向法兰；402碟簧导向轴；403、第一定位销孔；404、紧固螺栓孔；405、第二定位销孔；406、卡簧安装槽；901、第一定位导向法兰；902、通孔；11、前端板；12、电堆堆芯；13、紧固螺杆；14、紧固螺母。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

结合图1-图4所示，本实用新型公开了一种碟簧导向结构，该结构包括浮动板1、碟簧组件2和后端板3，

其中，浮动板1内侧与电堆堆芯端部连接、外侧与碟簧组件2连接，浮动板外侧设置有三个第一圆形定位导向盲孔；后端板3内侧设置有三个第二圆形定位导向盲孔；碟簧组件2左侧安装在第一圆形定位导向盲孔内，右侧安装在第二圆形定位导向盲孔内，碟簧组件2设置有三个；第一圆形定位导向盲孔和第二圆形定位导向盲孔的深度大于电堆自动补偿的最大长度，使得碟簧导向结构受到振动时不会脱落。

碟簧组件2包括依次连接的第一导向基座4、第一碟簧501、第二碟簧502、碟簧压板6、卡簧7、第一定位销801、第二定位销802、第二导向基座9和紧固螺栓10；

第一导向基座4包括第一定位导向法兰401和碟簧导向轴402，碟簧导向轴402设置在第一定位导向法兰401中心处，碟簧导向轴402内侧设置有减重孔，碟簧导向轴402端部设置有卡簧安装槽406、内部设置有第一定位销孔403、第二定位销孔405和紧固螺栓孔404，紧固螺栓孔404与碟簧导向轴402同心，第一定位销孔403和第二定位销孔405相对紧固螺栓孔404对称布置；

第二导向基座9包括第二定位导向法兰901、第一定位销孔403、第二定位销孔404和通孔902，即第一定位销孔403和第二定位销孔405一部分设置在第一导向基座上4、另一部分设置在第二导向基座9上，用于安装第一定位销801和第二定位销802。

第一碟簧501和第二碟簧502结构相同，两者的外径小于第一导向基座4和碟簧压板6的外径、内径大于碟簧导向轴402的外径，第一碟簧501的凹面朝向第一导向基座4，所述第二碟簧502的凹面朝向碟簧压板6，第一导向基座4和碟簧压板6的外径相同，碟簧压板6的内径大于碟簧导向轴402的外径，这样的尺寸关系，使得第一碟簧501、第二碟簧502和碟簧压板6能够安装固定在碟簧导向轴402上。

卡簧7厚度小于卡簧安装槽406宽度，能够稳定安装在槽内，卡簧7内径大于卡簧安装槽406外径，其外径大于碟簧压板6内径，如此设置，使得卡簧7可安装在卡簧安装槽406上并卡住碟簧压板6。

第一定位导向法兰401的直径与第一圆形定位导向盲孔的直径相同，第二定位导向法兰901的直径与第二圆形定位导向盲孔的直径相同，均通过采用基孔制间隙配合方式分别浮动板1和后端板2实现径向定位。

实际使用时，将每个碟簧组件按照顺序依次安装好：第一导向基座、第一碟簧、第二碟簧、碟簧压板依次放置在第一导向基座的碟簧导向轴上，将卡簧安装在碟簧导向轴的卡簧安装槽上，然后将第一定位销和第二定位销分别安装在第一定位销孔和第二定位小孔内，再讲第二导向基座的第一定位销孔和第二定位销孔与第一定位销和第二定位销安装时，最后将紧固螺栓通过通孔与紧固螺栓孔紧固住；

碟簧组件安装好后，将第一导向基座的第一定位导向法兰安装入第一圆形定位盲孔，第二导向基座的第二定位导向法兰安装如第二圆形定位盲孔，来实现浮动板、碟簧组件和后端板三者的组合。

实施例二

结合图5所述，本实用新型还提供一种电堆，包括前端板11、电堆堆芯12、紧固件以及实施例一所述的碟簧导向结构。

其中，紧固件设置为紧固螺杆13和紧固螺母14相配合；

其中，电堆堆芯12位于前端板11和碟簧导向结构之间，所述紧固螺杆13一侧与前端板11安装孔螺纹连接，另一侧贯穿碟簧导向结构的浮动板1、后端板3后与紧固螺母14螺纹连接，实现相互装配。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种碟簧导向结构，包括浮动板、碟簧组件和后端板，其特征在于，

所述浮动板内侧与电堆堆芯端部连接、外侧与碟簧组件连接，所述浮动板外侧设置有若干个第一圆形定位导向盲孔；

所述后端板内侧设置有若干个第二圆形定位导向盲孔，所述第一圆形定位导向盲孔与第二圆形定位导向盲孔数量相同；

所述碟簧组件左侧安装在第一圆形定位导向盲孔内，右侧安装在第二圆形定位导向盲孔内，所述碟簧组件设置与第一圆形定位导向盲孔数量相同；

所述第一圆形定位导向盲孔和第二圆形定位导向盲孔的深度大于电堆自动补偿的最大长度。

2.根据权利要求1所述的一种碟簧导向结构，其特征在于，所述碟簧组件包括依次连接的第一导向基座、第一碟簧、第二碟簧、碟簧压板、卡簧、第一定位销、第二定位销、第二导向基座和紧固螺栓。

3.根据权利要求2所述的一种碟簧导向结构，其特征在于，所述第一导向基座包括第一定位导向法兰和碟簧导向轴，所述碟簧导向轴设置在第一定位导向法兰中心处，所述碟簧导向轴内侧设置有减重孔，所述碟簧导向轴端部设置有卡簧安装槽、内部设置有第一定位销孔、第二定位销孔和紧固螺栓孔，所述紧固螺栓孔与碟簧导向轴同心，所述第一定位销孔和第二定位销孔相对紧固螺栓孔对称布置。

4.根据权利要求3所述的一种碟簧导向结构，其特征在于，所述第二导向基座包括第二定位导向法兰和通孔。

5.根据权利要求4所述的一种碟簧导向结构，其特征在于，第一定位销孔和第二定位销孔一部分设置在第一导向基座上、另一部分设置在第二导向基座上，用于安装第一定位销和第二定位销。

6.根据权利要求5所述的一种碟簧导向结构，其特征在于，所述第一碟簧和第二碟簧的外径相同，所述第一碟簧和第二碟簧的外径小于第一导向基座和碟簧压板的外径、内径大于碟簧导向轴的外径，所述第一碟簧的凹面朝向第一导向基座，所述第二碟簧的凹面朝向碟簧压板，所述第一导向基座和碟簧压板的外径相同，所述碟簧压板的内径大于碟簧导向轴的外径。

7.根据权利要求6所述的一种碟簧导向结构，其特征在于，所述第一定位导向法兰的直径与第一圆形定位导向盲孔的直径相同，所述第二定位导向法兰的直径与第二圆形定位导向盲孔的直径相同，采用基孔制间隙配合方式与浮动板和后端板实现径向定位。

8.根据权利要求7所述的一种碟簧导向结构，其特征在于，所述卡簧厚度小于卡簧安装槽宽度，所述卡簧内径大于第一导向基座卡簧安装槽外径，其外径大于碟簧压板内径。

9.一种电堆，其特征在于，包括前端板、电堆堆芯、紧固件以及权利要求6-8任意一项所述的碟簧导向结构。

10.根据权利要求9所述的一种电堆，其特征在于，所述紧固件为紧固螺母和紧固螺杆，所述电堆堆芯位于所述前端板和碟簧导向结构之间，所述紧固螺杆一侧与前端板安装孔螺纹连接，另一侧贯穿碟簧导向结构的浮动板、后端板后与紧固螺母螺纹连接。

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