CN221226285U - 燃料电池堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池堆，所述燃料电池堆，包括：电堆芯；第一端板、第二端板和安装端板，所述第一端板和所述第二端板分别位于所述电堆芯的两端，所述安装端板位于所述第一端板背离所述电堆芯的一侧，所述安装端板与所述第二端板通过连接件相连；弹性件和刚性件，所述弹性件和所述刚性件均位于所述安装端板和所述第一端板之间，所述弹性件的两端分别弹性抵压于所述安装端板和所述第一端板，所述弹性件在自然伸长状态下的长度大于所述刚性件的长度。本实用新型的燃料电池堆，通过弹性件缓冲和吸收燃料电池堆受到的冲击力，刚性件可在弹性件发生一定弹性形变后进行刚性支撑，提高安装端板、弹性件、连接件以及整体安全性。

Description

燃料电池堆

技术领域

本实用新型涉及电化学电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池堆。

背景技术

相关技术中，燃料电池堆包括堆芯、连接于堆芯端部的端板以及用于连接端板的连接件，但在长期使用或受到外力冲击时，端板、连接件甚至于电芯容易出现严重变形且无法有效恢复的情况，导致电池电堆的性能明显的下降，整体功能恶化，存在改进的空间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种燃料电池堆，所述燃料电池堆的弹性件能够吸收外力冲击，且设置刚性件可防止在弹性件收缩之后端板等结构造成大幅度的变形，提高燃料电池堆的整体安全性。

根据本实用新型实施例的燃料电池堆，包括：电堆芯；第一端板、第二端板和安装端板，所述第一端板和所述第二端板分别位于所述电堆芯的两端，所述安装端板位于所述第一端板背离所述电堆芯的一侧，所述安装端板与所述第二端板通过连接件相连；弹性件和刚性件，所述弹性件和所述刚性件均位于所述安装端板和所述第一端板之间，所述弹性件的两端分别弹性抵压于所述安装端板和所述第一端板，所述弹性件在自然伸长状态下的长度大于所述刚性件的长度。

根据本实用新型实施例的燃料电池堆，通过在第一端板和安装端板之间设置弹性件和刚性件，可通过弹性件缓冲和吸收燃料电池堆受到的冲击力，且刚性件可在弹性件发生一定弹性形变后进行刚性支撑，从而防止安装端板以及连接件发生严重变形，也使得弹性件压缩不会超过安全极限，增强燃料电池堆的整体强度，利于增强抗变形能力。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，所述安装端板和所述第一端板中的一个设有安装沉槽，所述刚性件的一端安装于所述安装沉槽，所述刚性件的另一端与所述安装端板和所述第一端板中的另一个间隔开分布。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，所述安装沉槽适于所述安装端板朝向所述第一端板的侧面的中部，所述刚性件背离所述第一端板的一端嵌入所述安装沉槽内。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，所述弹性件构造为弹簧，且所述弹性件套设于所述刚性件外。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，所述弹性件的内周壁与所述刚性件的外周壁间隔开分布。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，所述弹性件和所述刚性件均为多个，且多个所述弹性件与多个所述刚性件一一对应地分布。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，多个所述刚性件中的至少一个与所述安装端板固定相连且与所述第一端板间隔开。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，多个所述刚性件均设置为与所述安装端板固定相连，且均与所述第一端板间隔开。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，所述连接件构造为拉力杆，所述拉力杆位于所述电堆芯的外侧，且所述拉力杆贯穿所述第二端板和所述安装端板。

根据本实用新型一些实施例的燃料电池堆，所述第二端板在背离所述电堆芯的一侧设有歧管。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的燃料电池堆的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的燃料电池堆的安装端板和第一端板之间的连接示意图；

图3是根据本实用新型实施例的燃料电池堆的弹性件以及刚性件受压形变示意图。

附图标记：

燃料电池堆100，

第一端板1，第二端板2，安装端板3，电堆芯4，弹性件5，刚性件6，减重腔61，歧管7，连接件8。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如无特殊的说明，本申请中的前后方向为车辆的纵向，即X向；左右方向为车辆的横向，即Y向；上下方向为车辆的竖向，即Z向。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的燃料电池堆100，通过在第一端板1和安装端板3之间设置弹性件5和刚性件6，可通过弹性件5缓冲和吸收燃料电池堆受到的冲击力，且刚性件6可在弹性件5发生一定弹性形变后进行刚性支撑，从而防止安装端板3以及连接件8发生严重变形，增强燃料电池堆100的整体强度，利于增强抗变形能力。

如图1-图2所示，根据本实用新型一个实施例的燃料电池堆100，包括：电堆芯4、第一端板1、第二端板2、安装端板3、弹性件5和刚性件6。

其中，第一端板1和第二端板2分别位于电堆芯4的两端，安装端板3位于第一端板1背离电堆芯4的一侧，安装端板3与第二端板2通过连接件8相连。即如图1所示，第一端板1可安装于电堆芯4的一端，且第二端板2安装于电堆芯4对的另一端，以使第一端板1和第二端板2可在电堆芯4的两端分别起到保护作用，保证电堆芯4的结构安全。

安装端板3和第一端板1均位于电堆芯4的同一端，且第一端板1位于安装端板3与电堆芯4之间，以使第一端板1和安装端板3在电堆芯4的同一端共同起到结构保护的作用。其中，连接件8可包括连接杆和连接螺母，具体地，如图1所示，连接杆的上端穿设于安装端板3，且连接件8的下端穿设于第二端板2，且连接杆可与连接螺母进行螺纹配合，以实现安装端板3与第二端板2的相对固定，从而使得安装端板3、第一端板1、电堆芯4和第二端板2相对固定，实现整体的安装连接。

以及，弹性件5和刚性件6均位于安装端板3和第一端板1之间，弹性件5的两端分别弹性抵压于安装端板3和第一端板1，弹性件5在自然伸长状态下的长度大于刚性件6的长度。也就是说，弹性件5和刚性件6均可在第一端板1和安装端板3之间起到支撑的作用，其中，弹性件5用于提供弹性支撑力，刚性件6用于提供刚性支撑力，且弹性件5在不受力或受力较小时呈现的长度大于刚性件6的长度，即在燃料电池堆100处于安全状态时，弹性件5的两端分别抵压于安装端板3和第一端板1，且弹性件5的变形量较小，此时刚性件6在安装端板3和第一端板1无支撑抵压的作用。而在燃料电池堆100收到外力作用时，安装端板3受力朝向第一端板1相对靠近，以使弹性件5逐渐地压缩，压缩过程中可吸收外部的冲击力，且在弹性件5压缩到一定程度后刚性件6支撑于第一端板1和安装端板3之间，以防止弹性件5过度变形，使得弹性件5压缩不会超过安全极限，实现刚性支撑，从而保证安装端板3、连接件8等出现严重的结构变形，提高燃料电池堆100的结构稳定性。

根据本实用新型实施例的燃料电池堆100，通过在第一端板1和安装端板3之间设置弹性件5和刚性件6，可通过弹性件5缓冲和吸收燃料电池堆受到的冲击力，且刚性件6可在弹性件5发生一定弹性形变后进行刚性支撑，从而防止安装端板3以及连接件8发生严重变形，也使得弹性件5压缩不会超过安全极限，增强燃料电池堆100的整体强度，利于增强抗变形能力。

在一些实施例中，安装端板3和第一端板1中的一个设有安装沉槽，刚性件6的一端安装于安装沉槽，刚性件6的另一端与安装端板3和第一端板1中的另一个间隔开分布。即可将刚性件6连接于安装端板3，且与第一端板1间隔开，或者可将刚性件6连接于第一端板1，且与安装端板3间隔开，从而使得弹性件5在变形到一定程度后，刚性件6同时与第一端板1和安装端板3抵压接触，进行刚性支撑。

其中，通过设置安装沉槽，且将刚性件6与安装沉槽进行固定，可增大刚性件6与第一端板1或安装端板3的连接面积，增加刚性件6的安装稳定性，进而在安装端板3和弹性件5反复受力后，刚性件6均不易从安装沉槽内脱落，保证结构可靠性。

具体地，在设计安装时，可将刚性件6的一端过盈压装置安装沉槽内，也可在安装沉槽内设置粘接胶以与刚性件6进行粘接，结构简单，安装方便。或者，刚性件6也可通过其它方式与安装端板3进行连接固定。

在进一步地实施例中，安装沉槽适于安装端板3朝向第一端板1的侧面的中部，刚性件6背离第一端板1的一端嵌入安装沉槽内，以使刚性件6可与安装端板3相连，且刚性件6与第一端板1间隔开，以在弹性件5变形至一定程度后，刚性件6朝向第一端板1靠近且抵压于第一端板1，进而可实现刚性件6在第一端板1与安装端板3之间的稳定支撑。

如图1和图2所示，在安装端板3的下表面设置安装沉槽，且安装沉槽位于该下表面的中部区域，刚性件6的上端伸至安装沉槽内以与安装端板3相对固定，将刚性件6置中设置，可使得第一端板1和安装端板3的中部受到支撑力，避免安装端板3相对于第一端板1倾斜，保证安装端板3轴向支撑稳定。

以及，在一些实施例中，可在刚性件6内设置减重腔61，如图2所示，在刚性件6内设置有减重腔61且减重腔61朝下敞开，以降低刚性件6的整体重量。

在一些实施例中，弹性件5构造为弹簧，且弹性件5套设于刚性件6外，如图1和图2所示，弹簧的上端抵压于安装端板3，且下端抵压于第一端板1，刚性件6位于弹簧内，使得刚性件6能够对弹簧进行径向限位，以使保证弹簧在轴向上不偏移。

也就是说，通过刚性件6和弹性件5的共同安装，刚性件6还可对弹性件5起到限位的作用，由此，在安装端板3受力与第一端板1朝向彼此靠近运动时，弹性件5受力压缩，且在压缩过程中不会出现径向大幅度弯曲变形的问题，从而保证弹性件5可在第一端板1和安装端板3之间提供有效的轴向弹性力，实现稳定支撑。

在一些实施例中，弹性件5的内周壁与刚性件6的外周壁间隔开分布，如在弹性件5和刚性件6之间形成有变形间隙，从而使得弹性件5在受到轴向压力时能够朝向变形间隙中进行一定量的变形，确保弹性件5可对安装端板3受到的冲击力进行有效地吸收，进而保证弹性件5的使用可靠性。

在一些实施例中，弹性件5和刚性件6均为多个，且多个弹性件5与多个刚性件6一一对应地分布，换言之，可在第一端板1和安装端板3设置多个弹性件5和多个刚性件6同时进行支撑，增大第一端板1和安装端板3之间的支撑力，且多个弹性件5同时进行弹性支撑时，可吸收更多的冲击力，增强缓冲效果，同样地，多个刚性件6同时支撑时，能够明显加强第一端板1和安装端板3之间的刚性支撑力。

如图1所示，弹性件5、刚性件6可均设置为三个，且三个弹性件5分别一一对应地套设于三个刚性件6外，由此，形成三组支撑结构，从而增强支撑效果。

进一步地，多个刚性件6中的至少一个与安装端板3固定相连且与第一端板1间隔开，即在实际设计时，多个刚性件6中的至少一个可设置为相对于安装端板3固定且相对于第一端板1间隔开，具体地，与安装端板3固定的刚性件6可为一个、两个甚至更多个。

其中，将刚性件6与安装端板3相对固定，可使得安装端板3在朝向第一端板1靠近时，刚性件6能够与安装端板3同步运动，逐渐地抵压于第一端板1，且在安装端板3朝远离第一端板1的方向运动时，刚性件6又可与安装端板3同步运动，以相对于第一端板1分离。

且在一些实施例中，多个刚性件6均设置为与安装端板3固定相连，且均与第一端板1间隔开，以使多个刚性件6均相对于安装端板3固定，以共同相对于第一端板1运动。

具体地，如图1所示，三个刚性件6的上端均与安装端板3相对固定，从而可使得三个刚性件6同时相对于第一端板1运动，进而在弹性件5压缩后共同抵压于第一端板1，实现多个位置的稳定支撑。

在一些实施例中，连接件8构造为拉力杆，拉力杆位于电堆芯4的外侧，且拉力杆贯穿第二端板2和安装端板3，由此，可通过拉力杆将燃料电池堆100的各个部件进行连接固定，实现整体安装。

其中，连接件8可设置为多个，以在多个位置处实现燃料电池堆100的连接和安装，如多个连接件8可围绕电堆芯4设置，以增强连接效果。

在一些实施例中，第二端板2设有多个歧管7，歧管7用于向燃料电池堆100供应反应物。

下面结合附图3描述本实用新型实施例的燃料电池堆100在受到力作用时的结构变化示意，其中，在图3中，横坐标L为燃料电池堆100如安装端板3受到的力作用时弹性件5的变形量，纵坐标F为对应的受力，其中，L1处为弹性件5的弹性系数变化的临界点，L2处为弹性件5变形到一定程度后刚性件6开始受力，此时弹性件5的长度不再变化，即通过刚性件6进行支撑，即从F2-F3-F4过程中，受力增加弹性件5的变形量保持不变，从而可避免弹性件5受压过度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃料电池堆，其特征在于，包括：

电堆芯；

第一端板、第二端板和安装端板，所述第一端板和所述第二端板分别位于所述电堆芯的两端，所述安装端板位于所述第一端板背离所述电堆芯的一侧，所述安装端板与所述第二端板通过连接件相连；

弹性件和刚性件，所述弹性件和所述刚性件均位于所述安装端板和所述第一端板之间，所述弹性件的两端分别弹性抵压于所述安装端板和所述第一端板，所述弹性件在自然伸长状态下的长度大于所述刚性件的长度。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述安装端板和所述第一端板中的一个设有安装沉槽，所述刚性件的一端安装于所述安装沉槽，所述刚性件的另一端与所述安装端板和所述第一端板中的另一个间隔开分布。

3.根据权利要求2所述的燃料电池堆，其特征在于，所述安装沉槽适于所述安装端板朝向所述第一端板的侧面的中部，所述刚性件背离所述第一端板的一端嵌入所述安装沉槽内。

4.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述弹性件构造为弹簧，且所述弹性件套设于所述刚性件外。

5.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述弹性件构造为弹簧，且所述刚性件套设于所述弹性件外。

6.根据权利要求4或5所述的燃料电池堆，其特征在于，所述弹性件与所述刚性件间隔开分布。

7.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述弹性件和所述刚性件均为多个，且多个所述弹性件与多个所述刚性件一一对应地分布。

8.根据权利要求7所述的燃料电池堆，其特征在于，多个所述刚性件中的至少一个与所述安装端板固定相连且与所述第一端板间隔开。

9.根据权利要求7所述的燃料电池堆，其特征在于，多个所述刚性件均设置为与所述安装端板固定相连，且均与所述第一端板间隔开。

10.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述连接件构造为拉力杆，所述拉力杆位于所述电堆芯的外侧，且所述拉力杆贯穿所述第二端板和所述安装端板。