CN220984575U - 一种燃料电池模组及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池模组及燃料电池系统，属于燃料电池技术领域。该燃料电池模组包括导电部件及燃料电池堆；所述导电部件包括导电板及导电杆，所述导电板具有第一表面及第二表面，所述第一表面与第二表面相对，所述导电杆的一端与所述导电板连接，所述导电杆的另一端向远离所述第一表面的方向延伸；所述燃料电池堆具有电输出面，所述燃料电池堆的电输出面与所述导电板的第二表面接触。本实用新型提供的燃料电池模组的结构设计合理；导电部件的结构简单，实用性强，本实用新型通过导电板的第二表面与燃料电池堆的电输出面接触，从而使燃料电池堆工作所产生的电能通过导电部件传导，导电效果好。

Description

一种燃料电池模组及燃料电池系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池模组及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池是一种可以把在燃料和氧化剂中储存的化学能直接转化成电能的电化学装置。自20世纪40年代起，发展至今已有四代燃料电池，第一代燃料电池为碱性燃料电池(AFC)和磷酸燃料电池(PAFC)，第二代燃料电池为熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)，第三代燃料电池为固体氧化物燃料电池(SOFC)，第四代燃料电池为质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池。

其中SOFC具有较高的工作温度，通常在800～1000℃范围内，所以在发电的同时可以利用它的余热来实现热电联供，能量利用效率可高达90％，此外该发电过程高效、清洁，是一种极具前景的发电方式。为了提高发电效率，可将固体氧化物燃料电池堆模块化集成来构建大型的分布式发电站，燃料电池反应所需的天然气由现有的天然气管网来提供，发出来的电可就近供应楼宇、社区、厂房等的用电，还能够向电网输电，因此，SOFC发电系统具有很广阔的商业前景。

目前，现有的SOFC系统的燃料电池模组通常通过导电部件将燃料电池所产生的电能传导到外界。但是，现有燃料电池模组中导电部件的结构设计不合理，工作时导电效果较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种燃料电池模组及燃料电池系统，本实用新型提供的燃料电池模组的结构设计合理；导电部件的结构简单，实用性强，本实用新型通过导电板的第二表面与燃料电池堆的电输出面接触，从而使燃料电池堆工作所产生的电能通过导电部件传导，导电效果好。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

第一方面，本实用新型提供的一种燃料电池模组，包括导电部件及燃料电池堆；所述导电部件包括导电板及导电杆，所述导电板具有第一表面及第二表面，所述第一表面与第二表面相对，所述导电杆的一端与所述导电板连接，所述导电杆的另一端向远离所述第一表面的方向延伸；所述燃料电池堆具有电输出面，所述燃料电池堆的电输出面与所述导电板的第二表面接触。

与现有的燃料电池模组中的导电部件(如含引线的集电板或单一的导电杆)相比，本实用新型提供的燃料电池模组的结构设计合理；导电部件的结构简单，实用性强，本实用新型通过导电板的第二表面与燃料电池堆的电输出面接触，从而使燃料电池堆工作所产生的电能通过导电部件传导，导电效果好。

本实用新型通过控制导电板与燃料电池堆之间的接触面积，从而有效保证两者之间的导电效果；本实用新型通过优化导电杆的长度，可以实现长距离导电。

在本实用新型中，所述燃料电池堆由若干燃料电池堆单元依次层叠而成。

作为本实用新型的优选实施方式，所述导电杆的直径为2～30mm。在下述参数固定不变的情况下：导电板的形状、体积、第一表面的面积及第二表面的面积，若所述导电杆的直径小于2mm，所述导电部件的整体电阻较大，导电效果较差；若所述导电杆的直径大于30mm，所述导电部件的导电效果没有明显提升，影响了导电部件与其他零部件之间的装配效果，增加了不必要的成本。

作为本实用新型的优选实施方式，所述导电杆上设置有外螺纹，以便燃料电池系统的其它部件(如接线端子)可套设在导电杆上，通过螺母及螺纹锁紧配合。

作为本实用新型的优选实施方式，所述导电板的外表面设置有导电涂层，所述导电涂层为尖晶石涂层。在所述导电板的外表面施加导电涂层可以进一步提升所述导电部件的导电性能，还可以防止所述导电板在高温工作环境下氧化；而所述导电杆的表面不设置导电涂层，可避免因导电涂层而影响导电杆上螺母的锁紧效果，从而避免影响其它部件在导电杆上的固定效果。

作为本实用新型的优选实施方式，所述导电板与燃料电池堆通过定位销连接，所述导电板及燃料电池堆均设置有与所述定位销适配的定位销孔，所述定位销插设于所述定位销孔内，可以保证导电板与燃料电池堆之间的装配准确性。

作为本实用新型的优选实施方式，所述第二表面的面积为s，所述电输出面的面积为S，s及S满足：s/S＝1～4。经研究发现，本实用新型将s/S控制在1～4，在不影响燃料电池模组的各部件装配效果的同时，提高了燃料电池模组的导电效果。若s/S大于4，所述第二表面的面积相对过大，会影响所述燃料电池模组的装配效果，成本增加；若s/S小于1，所述第二表面的面积相对过小，第二表面与电输出面之间容易产生缝隙，气体在缝隙中流通，会显著降低燃料电池模组的导电效果。

作为本实用新型的优选实施方式，所述导电杆的材质包括镍基合金。这类材质的导电杆在高温下仍然能保持高强度特性，有利于压重机构通过导电杆向其它部件传导压力。

作为本实用新型的优选实施方式，所述导电板的材质包括铁素体不锈钢和镍基合金中的任意一种。所述导电板的材质与电输出面的材质相同。由于导电板与电输出面直接接触，两者材质相同，使高温下导电板与电输出面之间的热膨胀匹配性好。

作为本实用新型的优选实施方式，所述燃料电池模组还包括绝缘套筒，所述绝缘套筒套设于所述导电杆上，所述绝缘套筒的一端与所述导电板接触，所述绝缘套筒的另一端沿着所述导电杆的长度方向延伸。在本实用新型中，绝缘套筒的设置，可以提高燃料电池系统高温运行的安全性，避免漏电。

进一步的，所述导电杆的长度为L，所述绝缘套筒的长度为l，L及l满足：l/L＝0.4～0.8。经研究发现，若不设置绝缘套筒，在实际应用过程中，随着导电杆的长度增加，使燃料电池系统在工作时存在安全隐患，甚至发生漏电现象；若l/L小于0.4，相对于所述导电杆，所述绝缘套筒的长度过短，使燃料电池系统在工作时存在漏电隐患；若l/L大于0.8，相对于所述导电杆，所述绝缘套筒的长度过长，会影响其它部件在所述导电杆上的装配效果。

进一步的，所述绝缘套筒的壁厚为2～5mm。若所述绝缘套筒的壁厚小于2mm，容易导致所述绝缘套筒在燃料电池堆工作时出现电击穿现象；若所述绝缘套筒的壁厚大于5mm，随着其壁厚的继续增加，所述导电部件的安全性无明显改善作用，但是绝缘套筒的成本随之增加，还会影响导电部件与其它部件之间的装配效果。

作为本实用新型的优选实施方式，所述燃料电池模组还包括模组外框；所述燃料电池堆及导电板位于所述模组外框内，所述导电杆远离所述导电板的一端延伸至所述模组外框的外部。

进一步的，所述导电板与所述模组外框之间设置有绝缘垫，避免导电板与模组外框直接接触而产生漏电问题；所述燃料电池堆与所述模组外框之间设置有绝缘垫。

进一步的，所述导电板的材质与所述模组外框的材质相同，相同材质的导电板和模组外框在高温下能保持良好的的热膨胀匹配性。

进一步的，所述模组外框为框架结构或中空的壳体结构。

进一步的，所述燃料电池模组还包括第一压重机构，所述第一压重机构包括第一压板、第一螺栓、第一弹性部及第一卡止部，所述模组外框及第一压板均设置有与所述第一螺栓适配的第一螺孔，所述第一弹性部的一端与第一压板抵接，所述第一弹性部的另一端与第一卡止部抵接，所述第一卡止部与所述导电杆适配。

所述第一压板设置有供所述导电杆穿过的第一通孔，所述第一卡止部为螺母，所述第一卡止部与所述导电杆上的外螺纹适配。所述第一弹性部与第一压板之间设置有垫片，所述第一弹性部与第一卡止部之间设置有垫片。

所述第一卡止部、第一弹性部及第一压板依次套设在所述导电杆上，所述第一弹性部位于所述第一压板与第一卡止部之间，所述第一弹性部的一端与第一压板抵接，所述第一弹性部的另一端与所述第一卡止部抵接；所述第一螺栓的一端与所述第一压板上的第一螺孔螺纹连接，所述第一螺栓的另一端与所述模组外框的第一螺孔螺纹连接。

在本实用新型中，第一压重机构的第一卡止部与导电杆可拆卸连接，第一压重机构与模组外框通过第一螺栓实现可拆卸连接，组装和拆卸方便。通过旋拧螺栓或者第一卡止部，可以调节第一弹性部的压缩程度，从而调节第一弹性部压缩所产生的压力，所述第一弹性部压缩产生的压力通过导电杆传导至其它部件；将所述第一弹性部压缩产生的压力控制在稳定模组所需压力范围，能有效避免模组外框内的各部件在搬运过程中出现变形、移位、错位及破裂等现象。

在本实用新型中，所述第一弹性部为通过压缩产生弹力的部件，具体的，所述弹性部由弹簧、拉簧、碟簧、板簧中的至少一个弹性部件组成。所述第一弹性部的材质为碳钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢、铬钒钢中的任一种材质，这类材质的第一弹性部可在常温及高温(如300℃及其以上温度)下保持良好的回弹性及压缩性。

更进一步的，所述第一弹性部的弹力系数为20～600N/mm；所述第一弹性部的自然长度为15～150mm；所述第一弹性部压缩产生的压力为10～300Kg。所述第一弹性部的自然长度是指在不受外力作用时所述第一弹性部的长度。

经研究发现，若所述第一弹性部的弹力系数大于600N/mm，随着第一弹性部的弹力系数增大，第一弹性部的压缩量不好控制，难以将第一弹性部压缩产生的压力调节至稳定模组所需压力范围；若所述第一弹性部的弹力系数小于20N/mm，为了第一弹性部所产生的压力达到稳定模组所需压力范围，需要增大的压缩量，对所述第一弹性部的自然长度要求过高。在所述第一弹性部的弹力系数不变的情况下，若所述第一弹性部的自然长度大于150mm，随着第一弹性部的自然长度增长，在压缩过程中第一弹性部的压缩量不易控制，难以将第一弹性部压缩产生的压力调节至稳定模组所需压力范围，即使调节成功，所述第一弹性部的长度仍过长，容易影响燃料电池模组的组装效果；若所述第一弹性部的自然长度小于15mm，无法提供充足的压缩量来以获得足够大的压力。在搬运模组时，若第一弹性部压缩所产生的压力小于10Kg，使模组外框内的各部件在搬运过程中不稳定，容易出现移位、错位等现象；若所述第一弹性部压缩所产生的压力大于300Kg，可能会使模组外框内的各部件结构变形。

第二方面，本实用新型提供的一种燃料电池系统，包括第一方面所述的燃料电池模组，还包括系统外框；所述燃料电池堆、导电板及模组外框位于所述系统外框内，所述导电杆远离导电板的一端延伸至所述系统外框的外部。

作为本实用新型的优选实施方式，所述燃料电池系统还包括第二压重机构，所述第二压重机构包括第二压板、第二螺栓、第二弹性部及第二卡止部；所述第二压板及系统外框均设置有与所述第二螺栓适配的第二螺孔；所述第二弹性部的一端与第二压板抵接，所述第二弹性部的另一端与第二卡止部抵接；所述第二卡止部与所述导电杆适配。

进一步的，所述第二压板设置有供所述导电杆穿过的第二通孔，所述第二卡止部为螺母，所述第二卡止部与所述导电杆的外螺纹适配；所述第二弹性部与第二压板之间设置有垫片，所述第二弹性部与第二卡止部之间设置有垫片。

所述第二卡止部、第二弹性部及第二压板依次套设在导电杆上，所述第二弹性部位于所述第二压板与第二卡止部之间，所述第二弹性部的一端与所述第二压板抵接，所述第二弹性部的另一端与所述第二卡止部抵接；所述第二螺栓的一端与所述第二压板上的第二螺孔螺纹连接，所述第二螺栓的另一端与所述系统外框的第二螺孔螺纹连接。

现有技术通常直接将燃料电池堆设置于框架内，通过现有的导电部件将燃料电池堆工作产生的电能导出，而燃料电池系统在运行时会产生大量的热，位于框架内部的部件易因热膨胀而导致的变形和失效。为了解决上述问题，本实用新型设置了第二压重机构，第二压重机构的第二卡止部与导电杆可拆卸连接，第二压重机构与系统外框通过第二螺栓实现可拆卸连接，通过旋拧第二螺栓或者第二卡止部，可以调节第二弹性部的压缩程度，从而调节第二弹性部压缩所产生的压力，所述第二弹性部产生的压力通过导电杆传导至其它部件；本实用新型通过旋拧第二螺栓或第二卡止部将第二弹性部压缩产生的压力控制在适当范围，能有效抑制燃料电池堆和导电板在高温下的变形程度，从而使燃料电池系统能够长期稳定运行，将该范围称为系统稳定运行所需压力范围。

进一步的，所述第二弹性部为通过压缩产生弹力的部件，具体的，所述第二弹性部由弹簧、拉簧、碟簧、板簧中的至少一个弹性部件组成。所述第二弹性部的材质为碳钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢、铬钒钢中的任一种材质，这类材质的第二弹性部可在常温及高温(如300℃及其以上温度)下保持良好的回弹性及压缩性。

进一步的，所述第二弹性部的弹力系数为20～600N/mm。经研究发现，若所述第二弹性部的弹力系数大于600N/mm，随着所述第二弹性部的弹性系数增加，第二弹性部的压缩量不好控制，难以将第二弹性部压缩产生的压力精确调节至系统稳定运行所需压力范围；若所述第二弹性部的弹力系数小于20N/mm，随着所述第二弹性部的弹力系数减小，为了使第二弹性部压缩所产生的压力达到系统稳定运行所需压力范围，需要增大第二弹性部的压缩量，对所述第二弹性部的自然长度要求过高。

进一步的，所述第二弹性部的自然长度为15～150mm。所述第二弹性部的自然长度是指在不受外力作用时弹性部的长度。经研究发现，在所述第二弹性部的弹力系数不变的情况下，若所述第二弹性部的自然长度大于150mm，随着第二弹性部的自然长度增长，在压缩过程中第二弹性部的压缩量不易控制，难以将第二弹性部压缩产生的压力精确调节至系统稳定运行所需压力范围；即使所述第二弹性部压缩产生的压力达到了系统稳定运行所需压力范围，所述第二弹性部的长度仍过长，容易影响燃料电池系统的组装效果；若所述第二弹性部的自然长度小于15mm，随着所述第二弹性部的自然长度减小，第二弹性部将无法提供充足的压缩量来产生足够大的压力。

进一步的，第二弹性部压缩所产生的压力为10～300Kg。经研究发现，在燃料电池系统运行时，若第二弹性部压缩所产生的压力小于10Kg，会导致燃料电池堆中相邻燃料电池堆单元之间的接触不良，影响单元间导电；若第二弹性部压缩所产生的压力大于300Kg，容易导致单元间的密封物质失效，导致燃料电池堆出现气体泄漏或损耗等问题。

在本实用新型中，所述系统外框为框架结构或一端开口且内部中空的壳体结构。

作为本实用新型的优选实施方式，所述系统外框具有支撑结构，所述第二螺孔设置于所述支撑结构上。为了进一步防止导电杆与系统外框之间发生电击穿，系统外框优选为框架结构，框架结构属于不完全密封结构，而且导电杆与系统外框内壁之间保持一定的间隔。在第二压板尺寸固定的情况下，若导电杆与系统外框内壁之间的间隔增大至第二压重机构无法通过第二螺栓与系统外框进行固定连接时，可以在系统外框上设置支撑结构，在支撑结构上设置与第二螺栓适配的第二螺孔，将第二压重机构通过第二螺栓固定于支撑结构上，仍可以实现良好的固定效果。

作为本实用新型的优选实施方式，所述燃料电池系统还包括绝缘保温壳，所述绝缘保温壳设置于系统外框与模组外框之间，所述绝缘保温壳由若干绝缘保温块拼接而成。所述绝缘保温块的材质为绝缘保温材质，优选为保温棉；保温棉具有较好的绝缘性能和保温性能，能够有效减少燃料电池堆工作产生的热量外溢。本实用新型可以选择合适长度的导电杆，通过导电杆件将电能从绝缘保温壳内的高温区域导至绝缘保温壳外的常温区域。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的燃料电池模组的结构设计合理；导电部件的结构简单，实用性强，本实用新型通过导电板的第二表面与燃料电池堆的电输出面接触，从而使燃料电池堆工作所产生的电能通过导电部件传导，导电效果好。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的燃料电池模组的立体图；

图2为本实用新型实施例1提供的导电部件的主视图；

图3为本实用新型实施例1提供的导电部件及绝缘套筒的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的燃料电池模组的剖视图；

图5为图4中B部分的局部放大图；

图6为本实用新型实施例2提供的的燃料电池系统的立体图；

图7为本实用新型实施例2提供的燃料电池系统的剖视图；

图8为图7中B部分的局部放大图。

图中，1-导电部件，11-导电板，111-第一表面，112-第二表面，12-导电杆，13-定位销，2-燃料电池堆，3-绝缘套筒，4-模组外框，5-第一压重机构，51-第一压板，52-第一螺栓，53-第一弹性部，54-第一卡止部，6-绝缘垫，7-系统外框，71-支撑结构，8-第二压重机构，81-第二压板，82-第二螺栓，83-第二弹性部，84-第二卡止部，9-绝缘保温壳。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

下述实施例中的燃料电池堆为固体氧化物燃料电池堆。

实施例1

本实施例提供了一种燃料电池模组，其结构如图1～5所示。

所述燃料电池堆包括导电部件1及燃料电池堆2；导电部件1包括导电板11及导电杆12，导电板11具有第一表面111及第二表面112，第一表面111与第二表面112相对，导电杆12的一端与导电板11连接，导电杆12的另一端向远离第一表面111的方向延伸；燃料电池堆2具有电输出面，导电板11的第二表面112与燃料电池堆2的电输出面21接触。燃料电池堆2由若干燃料电池堆单元依次层叠而成。

本实施例通过导电板11的第二表面112与燃料电池堆2的电输出面接触，从而使燃料电池堆2工作所产生的电能通过导电部件1导出，导电效果好。本实施例通过控制导电板11与燃料电池堆2之间的接触面积，可以有效保证两者之间的导电效果；本实施例还可通过选择合适长度的导电杆12，以实现长距离导电。本实施例提供的导电部件1具有结构简单，实用性强的特点，适于大规模生产和推广应用。

第二表面112的面积为s，电输出面的面积为S，s及S满足：s/S＝1～4。经研究发现，将s/S控制在1～4，在不影响燃料电池模组的各部件装配效果的同时，提高燃料电池模组的导电效果。若s/S大于4，第二表面112的面积相对过大，会影响燃料电池模组的装配效果，成本增加；若s/S小于1，第二表面112的面积相对过小，第二表面112与电输出面之间容易产生缝隙，气体在缝隙中流通，会显著降低燃料电池模组的导电效果。

导电杆12的材质包括镍基合金，这类材质的导电杆12在高温下仍然能保持高强度特性，有利于压重机构通过导电杆12向其它部件传导压力。

导电板11的材质包括铁素体不锈钢和镍基合金中的任意一种。导电板11的材质与电输出面21的材质相同，由于导电板11与电输出面直接接触，两者材质相同，使高温下导电板11与电输出面之间的热膨胀匹配性好。

导电杆12的直径为2～30mm。在导电板11的形状、体积、第一表面面积及第二表面面积固定不变的前提下，若导电杆12的直径小于2mm，导电部件1的整体电阻较大，导电效果较差；若导电杆12的直径大于30mm，随着导电杆12直径的增大，导电部件1的导电效果没有明显提升，却会影响导电部件1与其它部件之间的装配空间，增加了不必要的成本。

导电杆12上设置有外螺纹。燃料电池系统的其它部件可套设在导电杆12上；例如，将接线端子套设在导电杆12上，通过螺母及螺纹锁紧配合，将接线端子固定在导电杆12上，有利于导电。

导电板11的外表面设置有导电涂层，所述导电涂层为尖晶石涂层。在导电板11的外表面施加导电涂层可以进一步提升导电部件1的导电性能，还可以防止导电板11在高温工作环境下氧化；而导电杆12的表面不设置导电涂层，可避免因导电涂层而影响导电杆12与其他部件之间的锁紧效果，从而避免影响其它部件在导电杆12上的固定效果。

导电板11与燃料电池堆2通过定位销13连接。导电板12及燃料电池堆2均设置有与定位销13适配的定位销孔。装配时，将定位销13插设于定位销孔内，可以保证导电板11与燃料电池堆2之间的装配准确性。

在本实施例中，所述燃料电池模组还包括绝缘套筒3，绝缘套筒3套设于导电杆12上，绝缘套筒3的一端与导电板11接触，绝缘套筒3的另一端沿着导电杆12的长度方向延伸。本实施例设置的绝缘套筒3可以提高燃料电池模组在高温下运行的安全性，避免漏电风险。

导电杆12的长度为L，绝缘套筒3的长度为l，L及l满足：l/L＝0.4～0.8。若l/L小于0.4，相对于导电杆12，绝缘套筒3的长度过短，使燃料电池模组在工作时存在漏电隐患；若l/L大于0.8，相对于导电杆12，绝缘套筒3的长度过长，会影响其它部件在导电杆12上的装配。

绝缘套筒3的壁厚为2～5mm。若绝缘套筒3的壁厚小于2mm，容易导致绝缘套筒3在燃料电池模组工作时发生电击穿的现象；若绝缘套筒3的壁厚大于5mm，随着其壁厚的继续增加，导电部件1的安全性无明显改善作用，但是会增加绝缘套筒3的成本，还会影响导电部件1与其它部件之间的装配空间。

在本实施例中，所述燃料电池模组还包括模组外框4；燃料电池堆2及导电板11位于模组外框4内，导电杆12远离导电板11的一端延伸至模组外框4的外部；导电板11与模组外框4之间设置有绝缘垫6，可以有效避免导电板11与模组外框4直接接触而引起漏电；燃料电池堆2与模组外框4之间设置有绝缘垫6。导电板11的材质与模组外框4的材质相同，相同材质的导电板11和模组外框4在高温下能保持良好的的热膨胀匹配性。模组外框4可以为框架结构或中空的壳体结构。

所述燃料电池模组还包括第一压重机构5，第一压重机构5包括第一压板51、第一螺栓52、第一弹性部53及第一卡止部54，模组外框4及第一压板51均设置有与第一螺栓52适配的第一螺孔，第一弹性部53的一端与第一压板51抵接，第一弹性部53的另一端与第一卡止部54抵接，第一卡止部54与导电杆12适配。

第一压板51设置有供导电杆12穿过的第一通孔，第一卡止部54为螺母，第一卡止部54与导电杆12的外螺纹适配。第一弹性部53与第一压板51之间设置有垫片，第一弹性部53与第一卡止部54之间设置有垫片。

第一弹性部53的弹力系数为20～600N/mm；第一弹性部53的自然长度为15～150mm；第一弹性部53压缩产生的压力为10～300Kg。第一弹性部53的自然长度是指在不受外力作用时第一弹性部53的长度。

第一弹性部53为通过压缩产生弹力的部件，具体的，所述弹性部由弹簧、拉簧、碟簧、板簧中的至少一个弹性部件组成。第一弹性部53的材质为碳钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢、铬钒钢中的任一种材质，这类材质的第一弹性部53可在常温及高温(如300℃及其以上温度)下保持良好的回弹性及压缩性。

在搬运前，将第一压板51和第一卡止部54套设于导电杆12上，使导电杆12穿过所述第一通孔，将第一螺栓53插设于第一压板51和模组外框4的第一螺孔，第一螺栓53与第一螺孔通过螺纹配合；通过旋拧第一螺栓52或者第一卡止部54，可以调节第一弹性部53的压缩程度，从而调节第一弹性部53压缩所产生的压力，第一弹性部53压缩产生的压力通过导电杆12传导至模组外框4内的部件。将第一弹性部53压缩产生的压力控制在稳定模组所需压力范围，能有效避免模组外框4内的各部件在搬运过程中出现变形、移位、错位及破裂等现象。

经研究发现，若第一弹性部53的弹力系数大于600N/mm，随着第一弹性部53的弹力系数增大，第一弹性部53越难被压缩，操作不方便，调节第一弹性部53的压缩量的调节难度大，难以将第一弹性部53压缩产生的压力精确调节至适当范围内；若第一弹性部53的弹力系数小于20N/mm，为了使第一弹性部53压缩所产生的压力调节至适当范围，需要增大第一弹性部53的压缩量，对第一弹性部53的自然长度要求过高，该范围称为稳定模组所需压力范围。在第一弹性部53的弹力系数不变的情况下，若第一弹性部53的自然长度大于150mm，随着第一弹性部53的自然长度不断增长，在压缩过程中第一弹性部53的压缩量不易控制，操作不方便，而且容易影响燃料电池模组的组装效果；若第一弹性部53的自然长度小于15mm，无法提供充足的压缩量来获得足够大的压力。在搬运模组时，若第一弹性部53压缩所产生的压力小于10Kg，使模组外框4内各部件在搬运过程中不稳定，容易出现移位、错位等现象；若第一弹性部53压缩所产生的压力大于300Kg，可能会使模组外框4内的各部件结构变形。

实施例2

请参阅图1～8，本实施例提供了一种燃料电池系统。

所述燃料电池系统包括实施例1所述的燃料电池模组，还包括系统外框7，模组外框4位于系统外框7内，导电杆12远离导电板11的一端延伸至系统外框7的外部。

在本实施例中，系统外框7为框架结构或一端开口且内部中空的壳体结构；系统外框7具有支撑结构71，所述第二螺孔设置于支撑结构71上。

在本实施例中，所述燃料电池系统还包括绝缘保温壳9，绝缘保温壳9设置于系统外框7与模组外框4之间，绝缘保温壳9由若干绝缘保温块拼接而成。所述绝缘保温块的材质为绝缘保温材质，优选为保温棉；保温棉具有较好的绝缘性能和保温性能，能够有效减少燃料电池堆工作产生的热量外溢。本实施例可以选择合适长度的导电杆，通过导电杆12将电能从绝缘保温壳9内的高温区域导至绝缘保温壳9外的常温区域。

在本实施例中，所述燃料电池系统还包括第二压重机构8，第二压重机构8包括第二压板81、第二螺栓82、第二弹性部83及第二卡止部84；第二压板81及系统外框7均设置有与第二螺栓82适配的第二螺孔；第二弹性部83的一端与第二压板81抵接，第二弹性部83的另一端与第二卡止部84抵接；第二卡止部84与导电杆12适配。

第二压板81设置有供导电杆12穿过的第二通孔，第二卡止部84为螺母，第二卡止部84与导电杆12的外螺纹适配。第二弹性部83与第二压板81之间设置有垫片，第二弹性部83与第二卡止部84之间设置有垫片。

第二弹性部83为通过压缩产生弹力的部件，具体的，第二弹性部83由弹簧、拉簧、碟簧、板簧中的至少一个弹性部件组成。第二弹性部83的材质为碳钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢、铬钒钢中的任一种材质，这类材质的第二弹性部83可在常温及高温(如300℃及其以上温度)下保持良好的回弹性及压缩性。

使用时，将第二压板81及第二卡止部84套设于导电杆12上，使导电杆12穿过第二通孔，将第二螺栓83插设于第二压板81和系统外框7的第二螺孔，第二螺栓83与第二螺孔通过螺纹配合；通过旋拧第二螺栓83或者第二卡止部84，可以调节第二弹性部83的压缩程度，从而调节第二弹性部83压缩所产生的压力，第二弹性部83产生的压力通过导电杆12传导至导电板12及燃料电池堆2；本实施例通过旋拧第二螺栓83或者第二卡止部84将第二弹性部83压缩产生的压力控制在适当范围，能有效抑制燃料电池堆2和导电板12在高温下的变形程度，从而使燃料电池系统能够长期稳定运行，将该范围称为系统稳定运行所需压力范围。

第二弹性部83的弹力系数为20～600N/mm，第二弹性部83的自然长度为15～150mm，第二弹性部83压缩所产生的压力为10～300Kg。第二弹性部83的自然长度是指在不受外力作用时弹性部的长度。

经研究发现，若第二弹性部83的弹力系数大于600N/mm，随着第二弹性部84的弹性系数增大，第二弹性部83的压缩量不好控制，难以将第二弹性部83精确压缩产生的压力调节至系统稳定运行所需压力范围；若第二弹性部83的弹力系数小于20N/mm，随着第二弹性部83的弹力系数减小，为了将第二弹性部83所产生的压力调节至系统稳定运行所需压力范围，需要增大第二弹性部83的压缩量，这对第二弹性部83的自然长度要求过高。

经研究发现，在第二弹性部83的弹力系数不变的情况下，若第二弹性部83的自然长度大于150mm，随着第二弹性部83的自然长度的增加，在压缩过程中第二弹性部83的压缩量不易控制，难以将第二弹性部83压缩产生的压力调节至系统稳定运行所需压力范围，即使将所述第二弹性部83压缩产生的压力调节至系统稳定运行所需压力范围，第二弹性部83的长度仍过长，容易影响燃料电池系统的组装效果；若所述第二弹性部83的自然长度小于15mm，随着第二弹性部83的自然长度减小，使第二弹性部83无法提供充足的压缩量产生足够大的压力。

经研究发现，在燃料电池系统运行时，若第二弹性部83压缩所产生的压力小于10Kg，容易使燃料电池堆中相邻燃料电池堆单元之间的接触不良，影响单元间导电；若第二弹性部83压缩所产生的压力大于300Kg，容易导致单元间的密封物质失效，导致燃料电池堆2出现气体泄漏或损耗等问题。

当需要将燃料电池系统拆分搬运时，可以拆除第二压重机构8、系统外框7及绝缘保温壳9，安装第一压重机构5，通过第一压重机构5稳定模组外框4内各部件以便搬运。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池模组，其特征在于，包括导电部件及燃料电池堆；

所述导电部件包括导电板及导电杆，所述导电板具有第一表面及第二表面，所述第一表面与第二表面相对，所述导电杆的一端与所述导电板连接，所述导电杆的另一端向远离所述第一表面的方向延伸；

所述燃料电池堆具有电输出面，所述燃料电池堆的电输出面与所述导电板的第二表面接触。

2.如权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，所述导电部件中导电板的第二表面的面积为s，所述电输出面的面积为S，s及S满足：s/S＝1～4。

3.如权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，还包括绝缘套筒，所述绝缘套筒套设于所述导电杆上，所述绝缘套筒的一端与所述导电板接触，所述绝缘套筒的另一端沿着所述导电杆的长度方向延伸。

4.如权利要求1所述的燃料电池模组，其特征在于，还包括模组外框；

所述燃料电池堆及导电板位于所述模组外框内，所述导电杆远离所述导电板的一端延伸至所述模组外框的外部。

5.如权利要求4所述的燃料电池模组，其特征在于，还包括第一压重机构，所述第一压重机构包括第一压板、第一螺栓、第一弹性部及第一卡止部，所述模组外框及第一压板均设置有与所述第一螺栓适配的第一螺孔，所述第一弹性部的一端与第一压板抵接，所述第一弹性部的另一端与第一卡止部抵接，所述第一卡止部与所述导电杆适配。

6.如权利要求5所述的燃料电池模组，其特征在于，所述第一弹性部的弹力系数为20～600N/mm；所述第一弹性部的自然长度为15～150mm；所述第一弹性部压缩产生的压力为10～300Kg。

7.一种燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求1～6中任一项所述的燃料电池模组；还包括系统外框；所述燃料电池堆及导电板位于所述系统外框内，所述导电杆远离导电板的一端延伸至所述系统外框的外部。

8.如权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括第二压重机构，所述第二压重机构包括第二压板、第二螺栓、第二弹性部及第二卡止部；所述第二压板及系统外框均设置有与所述第二螺栓适配的第二螺孔；所述第二弹性部的一端与第二压板抵接，所述第二弹性部的另一端与第二卡止部抵接；所述第二卡止部与所述导电杆适配。

9.如权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第二弹性部的弹力系数为20～600N/mm；所述第二弹性部的自然长度为15～150mm；所述第二弹性部压缩产生的压力为10～300Kg。

10.如权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，所述系统外框具有支撑结构，所述第二螺孔设置于所述支撑结构上。