CN220324482U - 一种适用于sofc电堆模组的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于SOFC电堆模组的连接结构，包括至少两个SOFC电堆，SOFC电堆从上自下安装有顶板、电池和底板，两个SOFC电堆之间安装有气体分配板，气体分配板的上端与上方相邻的SOFC电堆的底板的下端之间设有多个密封垫，气体分配板的下端与下方相邻的SOFC电堆的顶板的上端之间设有绝缘垫。密封垫避免了上方相邻的SOFC电堆因共用气体分配板形成短路，绝缘垫将下方相邻的SOFC电堆与气体分配板绝缘，防止下方相邻的SOFC电堆发生短路；上下方相邻的SOFC电堆通过电连接件连接；密封垫、绝缘垫和电连接件的结合，实现了气体分配板对上下相邻的SOFC电堆的顶板和底板的电绝缘，同时上下相邻的SOFC电堆之间能够电连接，且整体结构简单，使得加工简便和成本低。

Description

一种适用于SOFC电堆模组的连接结构

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种适用于SOFC电堆模组的连接结构。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种利用电化学反应，在600℃以上的高温条件下将燃料和氧化剂中的化学能转化成电能的发电装置。目前单个SOFC电堆体积功率密度小，因此大功率供电设备需要将多个SOFC电堆通过串联的方式连接起来，以提供高功率、高电压的SOFC电堆模组。一般SOFC电堆采用堆叠方式形成SOFC电堆模组，每层SOFC电堆下部有一个气体分配板(MDP)，在SOFC电堆反应过程中，MDP会带电，多个SOFC电堆的MDP会通过共同的气体管道连接起来，会造成电堆短路。现有的SOFC电堆模组一般通过堆叠方式使得SOFC电堆电连接，然后在气体管路中间安装绝缘结构来避免电堆短路的发生，但这样的结构价格昂贵，加工难度极高，寿命短。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种适用于SOFC电堆模组的连接结构，实现SOFC电堆之间能够电连接，同时实现MDP不带电、加工简便和成本低，以解决上述背景技术所提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：提供一种适用于SOFC电堆模组的连接结构，包括SOFC电堆模组，所述SOFC电堆模组包括至少两个SOFC电堆，所述SOEC电堆从上自下安装有顶板、电池和底板，两个所述SOFC电堆之间安装有气体分配板，所述气体分配板的上端与上方相邻的所述SOFC电堆的所述底板的下端之间设有多个密封垫，所述密封垫位于所述气体分配板与上方相邻的所述SOFC电堆的所述底板之间的气体管道连接处，所述气体分配板的下端与下方相邻的所述SOFC电堆的所述顶板的上端之间设有绝缘垫；上方相邻的所述SOFC电堆的所述底板与所述下方相邻的所述SOFC电堆的所述顶板之间通过电连接件连接。

进一步地，所述顶板、所述底板和所述气体分配板均采用相同的金属材质。

进一步地，所述气体分配板的长度和宽度均比所述顶板、所述底板的长度和宽度小。

进一步地，所述电连接件包括金属排件，所述金属排件位于所述顶板和所述底板上的一侧；所述金属排件上且位于所述底板的位置开设有至少一个直槽口，所述金属排件通过第一紧固螺丝穿过所述直槽口与所述底板连接；所述金属排件上且位于所述顶板的位置开设有至少一个通孔，所述金属排件通过第二紧固螺丝穿过所述通孔与所述顶板连接。

进一步地，所述电连接件包括极耳，所述极耳位于所述顶板和所述底板上的一侧，上方相邻的所述SOFC电堆的所述底板的所述极耳和下方相邻的所述SOFC电堆的所述顶板的所述极耳通过银丝连接。

进一步地，所述银丝通过“8”字缠绕方式与所述极耳连接。

进一步地，所述顶板分为凹陷部和凸起部，所述电连接件包括所述凸起部，所述凸起部与上方相邻的所述SOFC电堆的所述底板接触；所述凹陷部位于所述顶板的两侧，所述凹陷部自上而下依次设有所述密封垫、所述气体分配板和所述绝缘垫。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过设置密封垫和绝缘垫，密封垫对气体分配板与底板之间的气体管道连接处进行密封的同时避免上方相邻的SOFC电堆因共用气体分配板形成短路，绝缘垫将下方相邻的SOFC电堆与气体分配板绝缘，防止下方相邻的SOFC电堆发生短路；设置电连接件，上下两个SOFC电堆通过电连接件实现电连接；密封垫、绝缘垫和电连接件的结合，实现了气体分配板对上下相邻的SOFC电堆的顶板和底板的电绝缘，同时上下相邻的SOFC电堆之间能够电连接，且整体结构简单，使得加工简便和成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的实施例1整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1中底板、气流分配板和顶板配合爆炸示意图；

图3为本实用新型的实施例2整体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例2中底板、气流分配板和顶板配合爆炸示意图；

图5为本实用新型的实施例3整体结构示意图；

图6为本实用新型的实施例3中底板、气流分配板和顶板配合爆炸示意图。

图中所标各部件的名称如下：

1、SOFC电堆模组；2、SOFC电堆；4、顶板；5、电池；6、底板；7、气体分配板；8、密封垫；9、绝缘垫；10、金属排件；11、直槽口；12、通孔；13、极耳；14、凹陷部；15、凸起部。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参考图1-6，一种适用于SOFC电堆模组的连接结构，包括SOFC电堆模组1，SOFC电堆模组1包括至少两个SOFC电堆2，SOFC电堆2从上自下安装有顶板4、电池5和底板6，两个SOFC电堆2之间安装有气体分配板7，气体分配板7的上端与上方相邻的SOFC电堆2的底板6的下端之间设有多个密封垫8，密封垫8位于气体分配板7与上方相邻的SOFC电堆2的底板6之间的气体管道连接处，气体分配板7的下端与下方相邻的SOFC电堆2的顶板4的上端之间设有绝缘垫9。密封垫8对气体分配板7与底板6之间的气体管道连接处进行密封的同时避免上方相邻的SOFC电堆2因共用气体分配板7形成短路，绝缘垫9将下方相邻的SOFC电堆2与气体分配板7绝缘，防止下方相邻的SOFC电堆2发生短路；上方相邻的SOFC电堆2的所述底板与下方相邻的SOFC电堆2的顶板之间通过电连接件连接，上下两个SOFC电堆2可通过电连接件实现电连接；密封垫8、绝缘垫9和电连接件的结合，实现了气体分配板7对上下相邻的SOFC电堆2的顶板4和底板6的电绝缘，同时上下相邻的SOFC电堆之间能够电连接，且整体结构简单，使得加工简便和成本低。且顶板4、底板6和气体分配板7均采用相同的金属材质，使得其具有相同的热膨胀系数，可在高温条件下发生热膨胀时，依然保持可靠稳定的结构。

实施例1

请参考图1-2，电连接件包括金属排件10，所述金属排件10位于顶板4和底板6上的一侧，金属排件10上且位于底板6的位置开设有至少一个直槽口11，金属排件10通过第一紧固螺丝穿过直槽口11与底板6连接；金属排件10上且位于顶板4的位置开设有至少一个通孔12，金属排件10通过第二紧固螺丝穿过通孔12与顶板4连接；金属排件10通过第一紧固螺丝和第二紧固螺丝固定在上方相邻的底板6和下方相邻的顶板4上，实现上方相邻的SOFC电堆2和下方相邻的SOFC电堆2的电连接。在高温条件下，当金属材料的温度上升时，发生热膨胀时，其结构体积会因此而增加，由于顶板4、底板6和气体分配板7均采用相同的金属材质，整个结构可保持稳定；进一步地，当金属排件10的材料与顶板4、底板6和气体分配板7的材质不一致时，直槽口11可供少量垂直方向的膨胀不匹配余量，使得整个结构更加稳定。气体分配板7的长度和宽度均比顶板4、底板6的长度和宽度小，防止上方相邻的底板6和下方相邻的顶板4电连接时与气体分配板7发生接触，导致SOFC电堆2短路。

实施例2

参考图3-4，电连接件包括极耳13，极耳13位于顶板4和底板6上的一侧，上方相邻的SOFC电堆2的底板6的极耳13和下方相邻的SOFC电堆2的顶板4的极耳13通过银丝缠绕连接，银丝通过松弛的“8”字缠绕方式与极耳13连接，上方相邻的SOFC电堆2和下方相邻的SOFC电堆2通过两个极耳13与银丝的连接实现电连接，同时可匹配不同材料的膨胀系数，保证整个结构的稳定运行。

实施例3

参考图5-6，顶板4为异形结构，顶板4分为凹陷部14和凸起部15，电连接件包括凸起部15，凸起部15与上方相邻的SOFC电堆2的底板6接触，从而实现上方相邻的SOFC电堆2和下方相邻的SOFC电堆2的电连接，同时凸起部15提供上下SOFC电堆2的电连接和对上SOFC电堆2的支撑作用。凸起部15呈工字型，凹陷部14位于顶板4的两侧，凹陷部14自上而下依次设有密封垫8、气体分配板7和绝缘垫9，实现气体分配板7对上下SOFC电堆2的顶板4和底板6的电绝缘。

本实用新型的工作原理：两个SOFC电堆2叠放，从上到下依次设置上方相邻SOFC电堆2的顶板4、电池5、底板6、密封垫8、气体分配板7、绝缘垫9、下方相邻SOFC电堆2的顶板4、电池5、底板6、密封垫8、气体分配、绝缘垫9，SOFC电堆模组1工作时，密封垫8和绝缘垫9的结合使得气体分配板7与上下相邻的SOFC电堆2的顶板4和底板6电绝缘；同时通过设置金属排件10连接顶板4和底板6、或者通过银丝缠绕极耳13连接顶板4和底板6、或者通过异形结构的顶板4与底板6直接接触来实现上下两个SOFC电堆的电连接。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”以及类似的表述只是为了说明的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种适用于SOFC电堆模组的连接结构，其特征在于：包括SOFC电堆模组(1)，所述SOFC电堆模组(1)包括至少两个SOFC电堆(2)，所述SOFC电堆(2)从上自下安装有顶板(4)、电池(5)和底板(6)，两个所述SOFC电堆(2)之间安装有气体分配板(7)，所述气体分配板(7)的上端与上方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述底板(6)的下端之间设有多个密封垫(8)，所述密封垫(8)位于所述气体分配板(7)与上方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述底板(6)之间的气体管道连接处，所述气体分配板(7)的下端与下方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述顶板(4)的上端之间设有绝缘垫(9)；上方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述底板(6)与所述下方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述顶板(4)之间通过电连接件连接。

2.根据权利要求1所述的适用于SOFC电堆模组的连接结构，其特征在于：所述顶板(4)、所述底板(6)和所述气体分配板(7)均采用相同的金属材质。

3.根据权利要求2所述的适用于SOFC电堆模组的连接结构，其特征在于：所述气体分配板(7)的长度和宽度均比所述顶板(4)、所述底板(6)的长度和宽度小。

4.根据权利要求3所述的适用于SOFC电堆模组的连接结构，其特征在于：所述电连接件包括金属排件(10)，所述金属排件(10)位于所述顶板(4)和所述底板(6)上的一侧；所述金属排件(10)上且位于所述底板(6)的位置开设有至少一个直槽口(11)，所述金属排件(10)通过第一紧固螺丝穿过所述直槽口(11)与所述底板(6)连接；所述金属排件(10)上且位于所述顶板(4)的位置开设有至少一个通孔(12)，所述金属排件(10)通过第二紧固螺丝穿过所述通孔(12)与所述顶板(4)连接。

5.根据权利要求2所述的适用于SOFC电堆模组的连接结构，其特征在于：所述电连接件包括极耳(13)，所述极耳(13)位于所述顶板(4)和所述底板(6)上的一侧，上方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述底板(6)的所述极耳(13)和下方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述顶板(4)的所述极耳(13)通过银丝连接。

6.根据权利要求5所述的适用于SOFC电堆模组的连接结构，其特征在于：所述银丝通过“8”字缠绕方式与所述极耳(13)连接。

7.根据权利要求2所述的适用于SOFC电堆模组的连接结构，其特征在于：所述顶板(4)分为凹陷部(14)和凸起部(15)，所述电连接件包括所述凸起部(15)，所述凸起部(15)与上方相邻的所述SOFC电堆(2)的所述底板(6)接触；所述凹陷部(14)位于所述顶板(4)的两侧，所述凹陷部(14)自上而下依次设有所述密封垫(8)、所述气体分配板(7)和所述绝缘垫(9)。