CN219811524U - 一种带有压紧力调节机构的燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有压紧力调节机构的燃料电池，包括：进气端板、进气绝缘板、堆芯、盲端绝缘板及盲端板，所述盲端绝缘板与盲端板之间设有安装板，所述安装板与盲端绝缘板之间设有压力传感器，所述安装板与盲端板之间设有若干个蝶簧座、若干个蝶簧及至少两个油缸，所述油缸包括：缸筒、活塞杆及活塞，所述活塞杆的顶部与安装板的底部相抵接，所述活塞把缸筒分隔成上油腔及下油腔，所述缸筒的筒壁上设有与上油腔相贯通的上油口及与下油腔相贯通的下油口，所述上油口连接上油管，所述下油口连接下油管，所述上油管及下油管上均设有压力调节阀，所述压力调节阀及压力传感器分别与控制器相连，从而使得燃料电池内的压紧力满足设计要求。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种带有压紧力调节机构的燃料电池。
【背景技术】
质子交换膜燃料电池是氢能的高效转换装置，由于其功率密度高、操作温度低、设计简单等特点，在汽车、固定电站等方面得到了应用。典型的单元质子交换膜燃料电池是由膜电极、双极板和密封元件组成。上述各部件组装后通过压装机对其进行压装，压紧力对于燃料电池电堆来说影响重大，电堆的性能和稳定性会受其影响，压紧力既不能太大也不能太小，它需要在一个合理的范围内。GDL(气体扩散层)主要由碳纤维组成。较小的压紧力会导致双极板与GDL(气体扩散层)之间的接触面积与接触力不够，导致接触电阻上升，电堆性能下降。同时压紧力还会影响GDL层的孔隙率，进而影响GDL的通水和通气性。较大的压紧力会导致GDL产生塑性形变，改变其特性。较大的压紧力对质子交换膜来说也有较大的风险，较大的压紧力配合质子交换膜的膨胀收缩过程，会使质子交换膜更容易出现裂纹和针孔。另外，通过对质子交换膜的研究显示较大的压紧力还会导致氟化物的加速产生，而这是导致质子交换膜寿命减少的一个重要原因。当压紧力太小时，电堆内的密封结构无法起到足够的密封作用，会导致漏气从而引发安全问题。如果压的不够紧的话，各零部件之间的摩擦力也会相应减小，当电堆遇到晃动、冲击等会对电堆产生横向应力的情景时，各零部件之间的摩擦力就不足以保持电堆的结构稳定，零部件之间的错位会导致电堆无法正常工作。
因此，有必要提供一种解决上述技术问题的带有压紧力调节机构的燃料电池。
【实用新型内容】
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装方便的带有压紧力调节机构的燃料电池。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种带有压紧力调节机构的燃料电池，包括：进气端板、进气绝缘板、堆芯、盲端绝缘板及盲端板，所述进气端板与盲端板之间通过若干个固定件连接，所述盲端绝缘板与盲端板之间设有安装板，所述安装板与盲端绝缘板之间设有压力传感器，所述安装板与盲端板之间设有若干个蝶簧座、若干个蝶簧及至少两个油缸，所述蝶簧座固定设置于盲端板的上方，所述蝶簧安装于蝶簧座上，所述蝶簧的顶部与安装板的底部相抵接，所述油缸包括：缸筒、活塞杆及活塞，所述活塞设置于缸筒内，所述活塞杆的底部与活塞相连接，所述活塞杆的顶部与安装板的底部相抵接，所述活塞把缸筒分隔成上油腔及下油腔，所述缸筒的筒壁上设有与上油腔相贯通的上油口及与下油腔相贯通的下油口，所述上油口连接上油管，所述下油口连接下油管，所述上油管及下油管上均设有压力调节阀，所述压力调节阀及压力传感器分别与控制器相连。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述堆芯包括上集流板、下集流板及设置于上集流板与下集流板之间的多片双极板跟膜电极。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述控制器为PLC控制器。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述固定件为螺杆及螺母。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述进气端板的上方设有上支架，所述进气端板的顶部设有用于收容上支架的第一凹槽，所述上支架的两侧设有与螺杆相配合的若干个第一配合部。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述盲端板的下方设有下支架，所述盲端板的底部设有用于收容下支架的第二凹槽，所述下支架的两侧设有与螺杆相配合的若干个第二配合部。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述压力传感器的数量为两个，两个压力传感器分别设置于左右两端。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述蝶簧座及蝶簧的数量为六个。
优选地，本实用新型中的一种带有压紧力调节机构的燃料电池进一步设置为：所述油缸的数量为两个，两个油缸分别设置于左右两端。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型中的燃料电池通过在安装板与盲端绝缘板之间设有压力传感器，通过在安装板与盲端板之间设有蝶簧及油缸，从而可对燃料电池内的压紧力作实时监测，并根据监测值与设计值进行对比，然后通过控制器控制压力调节阀来使得油缸的活塞杆上下运动以调节燃料电池的压紧力，使得燃料电池的压紧力满足设计要求。
【附图说明】
图1为本实用新型中燃料电池的立体结构示意图。
图2为本实用新型中燃料电池的主视结构示意图。
图1及图2中：1、进气端板，2、进气绝缘板，3、堆芯，4、盲端绝缘板，5、盲端板，6、固定件，7、上支架，70、第一配合部，8、下支架，80、第二配合部，9、安装板，10、压力传感器，11、蝶簧座，12、蝶簧，13、油缸，130、上油口，131、下油口，14、控制器。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池作进一步的详细描述。
参图1及图2所示，一种带有压紧力调节机构的燃料电池，包括：进气端板1、进气绝缘板2、堆芯3、盲端绝缘板4及盲端板5，所述堆芯3包括上集流板、下集流板及设置于上集流板与下集流板之间的多片双极板跟膜电极，因堆芯的结构是现有技术，因此在图中没有对其结构进行详细展示，所述进气端板1与盲端板5之间通过若干个固定件6连接，在本实施方式中，所述固定件6为螺杆及螺母。所述进气端板1的上方设有上支架7，所述进气端板1的顶部设有用于收容上支架7的第一凹槽，所述上支架7的两侧设有与螺杆相配合的若干个第一配合部70。所述盲端板5的下方设有下支架8，所述盲端板5的底部设有用于收容下支架8的第二凹槽，所述下支架8的两侧设有与螺杆相配合的若干个第二配合部80。
所述盲端绝缘板4与盲端板5之间设有安装板9，所述安装板9与盲端绝缘板4之间设有两个压力传感器10，两个压力传感器10分别位于左右两端。所述安装板9与盲端板5之间设有六个蝶簧座11、六个蝶簧12及两个油缸13，所述蝶簧座11固定设置于盲端板5的上方，所述蝶簧12安装于蝶簧座11上，所述蝶簧12的顶部与安装板9的底部相抵接，两个油缸13分别位于左右两端，所述油缸13包括：缸筒、活塞杆及活塞，所述活塞设置于缸筒内，所述活塞杆的底部与活塞相连接，因油缸的结构属于现有技术，因此在图中没有对其结构进行详细展示，所述活塞杆的顶部与安装板9的底部相抵接，所述活塞把缸筒分隔成上油腔及下油腔，所述缸筒的筒壁上设有与上油腔相贯通的上油口130及与下油腔相贯通的下油口131，所述上油口130连接上油管，所述下油口131连接下油管，所述上油管及下油管上均设有压力调节阀，所述压力调节阀及压力传感器10分别与控制器14相连，所述控制器14可以包括微处理器(MCU)，该MCU可以包括中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)、只读存储模块(read-only memory,ROM)、随机存储模块(random access memory,RAM)、定时模块、数字模拟转换模块(A/D converter)、以及复数输入/输出埠。当然，控制器也可以采用其它形式的集成电路，如：特定用途集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)或现场可程序化门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等，在本实施方式中，所述控制器14为PLC控制器。
本实用新型中压紧力调节机构的工作原理为：压力传感器10将燃料电池内测得的实时压紧力数据传递给控制器14，控制器14将实时压紧力数据与设计值进行对比，如果实时压紧力数据大于设计值，那么控制器14将信号传递给上油管上的压力调节阀，上油管上的压力调节阀开启，液压油流入上油腔，从而推动活塞及活塞杆向下运动，从而来降低燃料电池内的压紧力，使得其压紧力接近设计值，如果实时压紧力数据小于设计值，那么控制器14将信号传递给下油管上的压力调节阀，下油管上的压力调节阀开启，液压油流入下油腔，从而推动活塞及活塞杆向上运动，从而来提高燃料电池内的压紧力，使得其压紧力接近设计值，所述压力调节阀主要用于控制液压油的通断及活塞杆的位移量。
综上所述，本实用新型中的燃料电池通过在安装板9与盲端绝缘板4之间设有压力传感器10，通过在安装板9与盲端板5之间设有蝶簧12及油缸13，从而可对燃料电池内的压紧力作实时监测，并根据监测值与设计值进行对比，然后通过控制器14控制压力调节阀来使得油缸13的活塞杆上下运动以调节燃料电池的压紧力，使得燃料电池的压紧力满足设计要求。
上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种带有压紧力调节机构的燃料电池，包括：进气端板、进气绝缘板、堆芯、盲端绝缘板及盲端板，所述进气端板与盲端板之间通过若干个固定件连接，其特征在于：所述盲端绝缘板与盲端板之间设有安装板，所述安装板与盲端绝缘板之间设有压力传感器，所述安装板与盲端板之间设有若干个蝶簧座、若干个蝶簧及至少两个油缸，所述蝶簧座固定设置于盲端板的上方，所述蝶簧安装于蝶簧座上，所述蝶簧的顶部与安装板的底部相抵接，所述油缸包括：缸筒、活塞杆及活塞，所述活塞设置于缸筒内，所述活塞杆的底部与活塞相连接，所述活塞杆的顶部与安装板的底部相抵接，所述活塞把缸筒分隔成上油腔及下油腔，所述缸筒的筒壁上设有与上油腔相贯通的上油口及与下油腔相贯通的下油口，所述上油口连接上油管，所述下油口连接下油管，所述上油管及下油管上均设有压力调节阀，所述压力调节阀及压力传感器分别与控制器相连。
2.如权利要求1所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述堆芯包括上集流板、下集流板及设置于上集流板与下集流板之间的多片双极板跟膜电极。
3.如权利要求1所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述控制器为PLC控制器。
4.如权利要求1所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述固定件为螺杆及螺母。
5.如权利要求4所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述进气端板的上方设有上支架，所述进气端板的顶部设有用于收容上支架的第一凹槽，所述上支架的两侧设有与螺杆相配合的若干个第一配合部。
6.如权利要求4所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述盲端板的下方设有下支架，所述盲端板的底部设有用于收容下支架的第二凹槽，所述下支架的两侧设有与螺杆相配合的若干个第二配合部。
7.如权利要求1所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述压力传感器的数量为两个，两个压力传感器分别设置于左右两端。
8.如权利要求1所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述蝶簧座及蝶簧的数量为六个。
9.如权利要求1所述的一种带有压紧力调节机构的燃料电池，其特征在于：所述油缸的数量为两个，两个油缸分别设置于左右两端。
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