CN220065751U - 一种液流电池电堆装配快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液流电池电堆装配快速检测装置，包括用于放置电堆的支撑台、液压装配机、设置在支撑台上的快速定位机构；当所述电堆放置在支撑台上时，通过快速定位机构，使电堆的上端板与液压装配机的施压部对应并通过液压装配机进行预压紧；所述电堆的中部设有电堆进液端板，所述电堆进液端板的进液口通过压缩空气管道连接压缩空气泵组件。本实用新型具有结构简单、操作方便、工作效率高的优点；通过设置快速定位机构，使电堆能快速定位在指定位置，使电堆的上端板与液压装配机的施压部相对应，同时，减少了人工的劳动强度，能有效提高工作效率。

Description

一种液流电池电堆装配快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种液流电池电堆装配快速检测装置。

背景技术

可再生能源技术的发展是能源系统的重大变革，对能源的存储问题提出了更大的挑战。全钒液流电池作为一种新型高效的储能技术，具有安全可靠、寿命长、可上规模等优势成为新能源大规模储能技术领域的重要发展方向。全钒液流电堆主要由多个单电池串联组装而成，每个单电池分别由流道框、双极板、碳毡、质子交换膜组成，材料间通过橡胶密封线进行密封。为了保证电堆的性能、及安全性，避免电堆性能降低、电解液泄漏，如何保障电堆装配的均一性、及电堆气密性显得尤为重要。现有专利技术的电堆装配和气密性测试需要在不同装置上进行，需要反复上下转移电堆，工序相对繁琐，大大增加电堆产品生产周期；若钒电池电堆气密测试不合格，还需要对装配的电堆螺栓进行二次拆装，而拆装过程会增加电堆原材料损坏风险，如橡胶密封线与质子交换膜通过断面紧固压紧在一起，长时会产生较大的粘附力，二次拆装时，对橡胶密封线、质子交换膜进行分离，易造成膜变形、损坏，以及密封性二次受力变形，造成经济损失。中国专利文献公开了“一种研究燃料电池电堆组装力与密封性的在线测试方法”（公开号CN103063375A，公开日2013年04月24日），该技术披露了一种研究燃料电池电堆组装力与密封性的在线测试方法，包括如下步骤：按照燃料电池组装方法组装电堆；将组装好的电堆放在液晶数显万能实验机上，施加压力保持恒定；将一个上端板封头上的气体接口用堵头封堵，另一个上端板封头与三通连接进行气密性测试；开启高压氮气钢瓶，调节减压阀直至精密压力表显示为所需测试值时保持稳定，并观察精密压力表在预设时间内的变化情况；测试完毕后，如无泄漏情况，将测试装置与电堆分离，使用扭矩扳手将螺帽旋紧直至液晶面板上显示压力为零时停止。其解决了“若钒电池电堆气密测试不合格，还需要对装配的电堆螺栓进行二次拆装”的问题，降低了因拆卸电堆而造成的损失。但是在实际使用时，该技术依然存在以下问题，由于电堆须要对准施加压力的设备，即电堆的上端板须要与施加压力的设备的施压部相对应，保证压力均匀；但是通过人工来对准，须要反复推拉调整等，费时耗力，降低了工作效率。当对电堆进行批量检测时，由于电堆的整体重量偏重，通过人工来对准，会进一步降低工作效率，无法达到快速检测的目的。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、使电堆快速定位、工作效率高的一种液流电池电堆装配快速检测装置。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案实现：

一种液流电池电堆装配快速检测装置， 包括用于放置电堆的支撑台、液压装配机、设置在支撑台上的快速定位机构；当所述电堆放置在支撑台上时，通过快速定位机构，使电堆的上端板与液压装配机的施压部对应并通过液压装配机进行预压紧；所述电堆的中部设有电堆进液端板，所述电堆进液端板的进液口通过压缩空气管道连接压缩空气泵组件。

所述快速定位机构包括从左右夹紧电堆的下端板并使电堆快速定位在液压装配机下的第一定位夹紧机构和从前后夹紧电堆的下端板、对电堆位置定位/修正的第二定位夹紧机构。

所述第一定位夹紧机构包括左右对称设置在支撑台上的定位槽、穿透两个定位槽的丝杆孔、具有正反螺纹的第一丝杆、与第一丝杆一端通过第一联轴器连接的第一正反电机；所述定位槽包括左右对称设置在支撑台上端面的第一定位槽和第二定位槽；所述第一定位槽和第二定位槽分别对称安装有第一夹紧板和第二夹紧板，所述第一夹紧板和第二夹紧板通过导向杆安装在第一定位槽和第二定位槽中，并通过具有正反螺纹的第一丝杆螺纹连接；当第一正反电机启动时，所述第一夹紧板和第二夹紧板相向/相反运动。

所述第二定位夹紧机构包括以可拆卸连接结构设置在支撑台上端面前部的前端定位结构以及设置在支撑台上端面后部的后端定位机构；所述后端定位机构包括与前端定位板相对应的第三定位槽、第二丝杆、与第二丝杆一端通过第二联轴器连接的第二正反电机，所述第三定位槽中通过导向杆安装有第三定位板，所述第三定位板通过与螺纹的第一丝杆螺纹连接；当第二正反电机启动时，所述第三定位板向前/向后移动。

所述前端定位结构包括前端定位板组件以及设置在支撑台上的前端定位板组件安装槽；所述前端定位板组件包括设有多个前端定位板插槽的基板和前端定位板；所述基板的前端定位板插槽整体呈T字型，其两侧设有螺栓孔；所述前端定位板组件的基板与定位板组件安装槽形状相同且两者之间间隙配合，并通过螺栓连接。

所述前端定位结构包括前端定位板以及设置在支撑台上的导向槽和螺钉定位槽；所述前端定位板包括与电堆的下端板接触的接触板、与支撑台的螺钉定位槽螺栓连接的连接板以及与支撑台的导向槽配合的导向凸起。

所述压缩空气泵组件包括压缩空气泵、设置在压缩空气管道上的减压阀和调压阀。

所述电堆的上端板和下端板通过多根定位杆连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型的液流电池电堆装配快速检测装置，包括用于放置电堆的支撑台、液压装配机、设置在支撑台上的快速定位机构；当电堆放置在支撑台上时，通过快速定位机构，使电堆的上端板与液压装配机的施压部对应并通过液压装配机进行预压紧；电堆的中部设有电堆进液端板，电堆进液端板的进液口通过压缩空气管道连接压缩空气泵组件。通过设置快速定位机构，使电堆能快速定位在指定位置，使电堆的上端板与液压装配机的施压部相对应，同时，减少了人工的劳动强度，能有效提高工作效率。

2. 本实用新型的快速定位机构包括从左右夹紧电堆的下端板并使电堆快速定位在液压装配机下的第一定位夹紧机构和从前后夹紧电堆的下端板、对电堆2位置定位/修正的第二定位夹紧机构。整个快速定位机构主要采用电机与丝杆的配合带动定位板的结构，具有结构简单、操作方便、工作效率高的技术优点。

3. 本实用新型的前端定位结构包括前端定位板组件以及设置在支撑台上的前端定位板组件安装槽；前端定位板组件包括设有两个前端定位板插槽的基板和前端定位板；基板的形状与定位板组件安装槽相同，且两者之间通过螺栓连接。采用该结构适用批量检测相同型号的电堆的同时，也能根据需求进行快速更换基板，从而适用于不同型号的电堆，其具有结构简单、操作方便、适用范围广、工作效率高的优点。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中支撑台1和快速定位机构3的装配示意图；

图3为图2中支撑台1的结构示意图；

图4为图2中前端定位板组件324的结构示意图；

图5为图2中支撑台1的第二种结构示意图；

图6为图2中支撑台1的第三种结构示意图；

图7为图6中前端定位板3243的结构示意图；

附图标记：1—支撑台；11—前端定位板组件安装槽；12—导向槽；13—螺钉定位槽；14—刻度尺；2—电堆；21—上端板；22—下端板；23—电堆进液端板；231—进液口；24—定位杆；3—快速定位机构；31—第一定位夹紧机构；311—第一定位槽；3111—第一夹紧板；312—第二定位槽；3121—第二夹紧板；313—第一丝杆；314—导向杆；315—第一联轴器；32—第二定位夹紧机构；321—第三定位槽；3211—第三定位板；322—第二丝杆；323—第二联轴器；324—前端定位板组件；3241—基板；3242—前端定位板插槽；3243—前端定位板；32431—接触板；32432—连接板；32433—导向凸起；4—压缩空气泵组件；41—压缩空气泵；42—减压阀；43—调压阀；5—液压装配机；51—施压部；6—压缩空气管道。

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。

如图1—图7所示，一种液流电池电堆装配快速检测装置，包括用于放置电堆2的支撑台1、液压装配机5、设置在支撑台1上的快速定位机构3；当电堆2放置在支撑台1上时，通过快速定位机构3，使电堆2的上端板21与液压装配机5的施压部51对应并通过液压装配机5进行预压紧；电堆2的中部设有电堆进液端板23，电堆进液端板23的进液口231通过压缩空气管道6连接压缩空气泵组件4。在实际使用时，电堆进液端板23的其它开口须要通过堵头进行封堵。通过设置快速定位机构3，使电堆2能快速定位在指定位置，使电堆2的上端板21与液压装配机5的施压部51相对应，同时，减少了人工的劳动强度，能有效提高工作效率。在实际使用时，压缩空气泵组件4包括压缩空气泵41、设置在压缩空气管道6上的减压阀42和调压阀43。电堆2的上端板21和下端板22通过四根定位杆24连接。钒电池电堆由多个钒电池单电池叠加串联组成。每个单电池由粘接有密封线的双极板、碳毡、膜电极、组成。其中，电堆2的上端板21和下端板22以及每个部件，通过定位杆24进行快速定位。快速定位机构3可以采用液压式的推杆结构、电机带动的丝杆结构等来实现。

如图2、图3所示，快速定位机构3包括从左右夹紧电堆2的下端板22并使电堆2快速定位在液压装配机5下的第一定位夹紧机构31和从前后夹紧电堆2的下端板22、对电堆2位置定位/修正的第二定位夹紧机构32。

具体地，第一定位夹紧机构31包括左右对称设置在支撑台1上的定位槽、穿透两个定位槽的丝杆孔、具有正反螺纹的第一丝杆313、与第一丝杆313一端通过第一联轴器315连接的第一正反电机（图中未画出）；定位槽包括左右对称设置在支撑台1上端面的第一定位槽311和第二定位槽321；第一定位槽311和第二定位槽321分别对称安装有第一夹紧板3111和第二夹紧板3211，第一夹紧板3111和第二夹紧板3211通过导向杆314安装在第一定位槽311和第二定位槽321中，并通过具有正反螺纹的第一丝杆313螺纹连接。

在实际使用时，第一夹紧板3111和第二夹紧板3211包括中部设有与第一丝杆313相配合的螺纹孔以及设置在螺纹孔两侧的、与导向杆314配合的导向孔。当第一正反电机启动时，第一夹紧板3111和第二夹紧板3211相向/相反运动。在实际使用时，第一丝杆313远离第一联轴器315的一端与设置在支撑板上的滚轴连接。第一定位夹紧机构31采用电机与丝杆的配合带动定位板的结构，具有结构简单的技术优点。

如图2所示，快速定位机构3还包括从前后夹紧电堆2的下端板22、对电堆2位置定位/修正的第二定位夹紧机构32。

具体地，第二定位夹紧机构32包括以可拆卸连接结构设置在支撑台1上端面前部的前端定位结构以及设置在支撑台1上端面后部的后端定位机构；后端定位机构包括与前端定位板3243相对应的第三定位槽321、第二丝杆322、与第二丝杆322一端通过第二联轴器323连接的第二正反电机（图中未画出）；第二丝杆322的另一端通过滚轴连接在支撑台1上；第三定位槽321中通过导向杆314安装有第三定位板3211。第三定位板3211与第一夹紧板3111和第二夹紧板3211结构相同；第三定位板3211通过螺纹的第二丝杆322连接。当第二正反电机启动时，第三定位板3211向前/向后移动。后端定位机构采用电机与丝杆的配合带动定位板的结构，具有结构简单的技术优点。

如图2—图5所示，前端定位结构包括前端定位板组件324以及设置在支撑台1上的前端定位板组件安装槽11；前端定位板组件324包括设有两个前端定位板插槽3242的基板3241和前端定位板3243；基板3241的形状与定位板组件安装槽相同，且两者之间通过螺栓连接。

具体地，基板3241的前端定位板插槽3242整体呈T字型，其两侧设有螺栓孔，对应的，前端定位板组件324的基板3241与定位板组件安装槽形状相同且两者之间间隙配合，并通过螺栓连接。在实际使用时，前端定位板3243为长方形板状结构，基板3241设有至少1个前端定位板插槽3242，前端定位板插槽3242沿着前后方向间距设置，其可以根据不同型号的电堆2设置成多个，在使用时，根据不同电堆2将前端定位板3243插入对应的前端定位板插槽3242。前端定位板插槽3242间隙插装有前端定位板3243，采用该结构方便插装/拆卸。其具体使用方法是，将须要检测的电堆2放置在前端定位板插槽3242和后端定位板之间，使电堆进液端板23的进液口231方向朝向前端定位板3243，然后在前端定位板插槽3242中插入前端定位板3243，即可启动第一正反电机和第二正反电机，使电堆2达到指定位置。当检测完成后，启动第一正反电机和第二正反电机松开两侧和后端的定位板，然后取下前端定位板3243。在针对不同型号的电堆2时，调整前端定位板3243插入不同位置的前端定位板插槽3242或更换与电堆2匹配的基板3241即可适用于不同型号的电堆2。因此，采用该结构适用批量检测相同型号的电堆2的同时，也能根据需求进行快速更换基板3241，从而适用于不同型号的电堆2，其具有结构简单、操作方便、适用范围广、工作效率高的优点。

如图5所示，前端定位板插槽3242直接设置在支撑台1上的指定位置，其整体长度为前端定位板3243的一倍以上，使前端定位板3243能沿长度方向移动。该结构适用于固定型号的电堆2的夹装定位。

如图6—图7所示，本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：

前端定位结构包括前端定位板3243以及设置在支撑台1上的导向槽12和螺钉定位槽13；前端定位板3243包括与电堆2的下端板22接触的接触板32431、与支撑台1的螺钉定位槽13螺栓连接的连接板32432以及与支撑台1的导向槽12配合的导向凸起32433。在实际使用时，采用该结构能对夹紧位置进行精确调整，适用于不同电堆2的夹紧。其中，前端定位板3243的一侧设有刻度表，刻度表对应多种型号。采用该技术，能使夹紧的位置灵活调整。

本实用新型工作原理如下：

1）根据钒液流电池装配要求进行，钒电池的电堆2由多个钒电池单电池叠加串联组成。每个单电池由粘接有密封线的双极板、碳毡、膜电极、组成。其中，电堆2的上端板21和下端板22以及每个部件，通过定位杆24进行快速定位。

2）完成设计数量单电池叠加后，将电堆2放置在支撑台1上，将其放置在液压装配机5的施压部51附近位置，然后安装/插上前端定位板3243，然后启动第一正反电机和第二正反电机，使电堆2达到指定位置，并使液压装配机5的施压部51与电堆2的上端板21相对应，然后通过液压装配机5的施压部51将电堆2压紧，达到设计压力20Mpa，并保持设计压力；

3）开展气密性测试：电堆进液端板23的进液口231通过压缩空气管道6连接压缩空气泵组件4，通过压缩空气泵41，将管道、电堆2内部打到气密测试压力0.2MPa，保持压力。

4）采用泡沫水均匀的喷在电堆2的四个密封面，每次一个面，通过观察电堆2表面是否有气泡产生来判断是否有泄漏。

5）电堆2通过气密性测试，则通过减压阀42，安全泄除电堆2内气体，然后，对电堆2进行螺栓装配；电堆2未通过气密性测试，则标记泄漏点，通过减压阀42，安全泄除电堆2内气体，然后对泄漏点位置密封件进行重新定位修复。

6）启动第一正反电机和第二正反电机松开电堆2，然后取下前端定位板3243；再重复步骤1）~5），至电堆2通过气密测试。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，包括用于放置电堆的支撑台、液压装配机、设置在支撑台上的快速定位机构；当所述电堆放置在支撑台上时，通过快速定位机构，使电堆的上端板与液压装配机的施压部对应并通过液压装配机进行预压紧；所述电堆的中部设有电堆进液端板，所述电堆进液端板的进液口通过压缩空气管道连接压缩空气泵组件。

2.根据权利要求1所述的液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，所述快速定位机构包括从左右夹紧电堆的下端板并使电堆快速定位在液压装配机下的第一定位夹紧机构和从前后夹紧电堆的下端板、对电堆位置定位/修正的第二定位夹紧机构。

3.根据权利要求2所述的液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，所述第一定位夹紧机构包括左右对称设置在支撑台上的定位槽、穿透两个定位槽的丝杆孔、具有正反螺纹的第一丝杆、与第一丝杆一端通过第一联轴器连接的第一正反电机；所述定位槽包括左右对称设置在支撑台上端面的第一定位槽和第二定位槽；所述第一定位槽和第二定位槽分别对称安装有第一夹紧板和第二夹紧板，所述第一夹紧板和第二夹紧板通过导向杆安装在第一定位槽和第二定位槽中，并通过具有正反螺纹的第一丝杆螺纹连接；当第一正反电机启动时，所述第一夹紧板和第二夹紧板相向/相反运动。

4.根据权利要求2所述的液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，所述第二定位夹紧机构包括以可拆卸连接结构设置在支撑台上端面前部的前端定位结构以及设置在支撑台上端面后部的后端定位机构；所述后端定位机构包括与前端定位板相对应的第三定位槽、第二丝杆、与第二丝杆一端通过第二联轴器连接的第二正反电机，所述第三定位槽中通过导向杆安装有第三定位板，所述第三定位板通过与螺纹的第一丝杆螺纹连接；当第二正反电机启动时，所述第三定位板向前/向后移动。

5.根据权利要求4所述的液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，所述前端定位结构包括前端定位板组件以及设置在支撑台上的前端定位板组件安装槽；所述前端定位板组件包括设有多个前端定位板插槽的基板和前端定位板；所述基板的前端定位板插槽整体呈T字型，其两侧设有螺栓孔；所述前端定位板组件的基板与定位板组件安装槽形状相同且两者之间间隙配合，并通过螺栓连接。

6.根据权利要求4所述的液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，所述前端定位结构包括前端定位板以及设置在支撑台上的导向槽和螺钉定位槽；所述前端定位板包括与电堆的下端板接触的接触板、与支撑台的螺钉定位槽螺栓连接的连接板以及与支撑台的导向槽配合的导向凸起。

7.根据权利要求1所述的液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，所述压缩空气泵组件包括压缩空气泵、设置在压缩空气管道上的减压阀和调压阀。

8.根据权利要求1所述的液流电池电堆装配快速检测装置，其特征在于，所述电堆的上端板和下端板通过多根定位杆连接。