燃料电池堆和用于燃料电池堆的紧固装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种燃料电池堆和用于燃料电池堆的紧固装置，其中该燃料电池堆包括紧固装置和堆主体，其中该堆主体被设置在该紧固装置的该第一端板和该第二端板之间。装置的该第一端板和该第二端板之间。装置的该第一端板和该第二端板之间。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池堆和用于燃料电池堆的紧固装置


[0001]本技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池堆及其紧固装置。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将氢气和氧气中的化学能转化成电能的发电装置。由于其不受“卡诺循环”的限制，因此能量转换效率要显著高出普通热机。除此之外，燃料电池还具有无污染、噪声低、可靠性高等优点，在汽车、航天以及固定、便携式发电设备等领域具有十分广阔的市场前景。燃料电池堆是燃料电池的核心结构，将化学能转化为电能的电化学反应在此进行，极板和膜电极是燃料电池堆的最重要组成部分，其中，极板用于分配反应气体、导电和支撑膜电极，膜电极两侧为电化学反应发生的场所，极板和膜电极堆叠后组成燃料电池堆。为了使燃料电池具有较小的接触电阻和能够实现密封，就必须施加适当的力来紧固燃料电池堆。燃料电池内部的接触电阻与压紧力的大小直接相关。压紧力过小，会导致接触电阻过大，影响燃料电池性能。然而，压紧力过大，可能会导致气体扩散层被压缩过量，影响气体的流通，影响燃料电池的性能。
[0003]现有的很多用于燃料电池堆的紧固装置虽然能够对燃料电池堆起到紧固作用，但是压紧力可能受到燃料电池工况和/或外部环境的影响，如外部环境温度的变化和/或燃料电池在启停过程中温度的变化会引起燃料电池堆各部件热胀冷缩，导致压紧力的大小发生变化，或者当反应气体的压力产生波动时，压紧力也会随之发生变化，难以保持稳定。
[0004]为了解决上述问题，申请号为202023105496.9的技术专利中提出了一种解决方案，其中，电堆压板设有第一盲孔，弹性件压板设有与第一盲孔相互对齐的第二盲孔，第二盲孔和第一盲孔共同限定形成储能腔，储能腔内设有具有中心孔的压缩弹性元件，第二盲孔内设有伸入于第一盲孔的限位凸台，限位凸台穿设于压缩弹性元件的中心孔，并且限位凸台的高度小于储能腔的高度，所述压缩弹性元件由多个碟簧堆叠而成。可以理解的是，为了确保碟簧能够被压缩，碟簧的总厚度应大于储能腔的高度。然而，一方面，电堆压板和弹性件压板均开设盲孔，为了保证电堆压板和弹性件压板不会在压缩碟簧时过度变形，电堆压板和弹性件压板需要具有较大的厚度，这样将导致燃料电池的重量和体积增大。另一方面，由于限位凸台的高度小于储能腔的高度，且碟簧的总厚度大于储能腔的高度，在安装碟簧时，无论是在电堆压板的第一盲孔处开始叠放碟簧，还是在弹性件压板的第二盲孔处开始叠放碟簧，顶部的部分碟簧因未被盲孔或限位凸台约束而容易倾斜，甚至散落，进而导致电堆压板和弹性件压板对齐安装的难度较大。
[0005]申请号为202020061132.6的技术专利中提出了另一种解决方案，其中，第二端板和第三端板之间设有多组碟簧组件，每组碟簧组件包括圆柱杆件和至少一个具有内孔的碟簧，第三端板设有第一碟簧凹槽，第二端板设有第二碟簧凹槽，第二碟簧凹槽与相对的第一碟簧凹槽形成用于容置碟簧的碟簧空间，碟簧组件的圆柱杆件分别安装到相应的第一碟簧凹槽内，碟簧的总厚度大于碟簧空间的高度。同理，该方案在第二端板和第三端板上分别开设凹槽，为了保证第二端板和第三端板不会在压缩碟簧时过度变形，第二端板和第三
端板的厚度增大，导致燃料电池的重量和体积增大。另外，在安装碟簧时，虽然在第三端板的第一碟簧凹槽内开始叠放碟簧能够使全部碟簧均被圆柱杆件横向约束，不会倾斜或散落，但是必须保证在安装第二端板时第三端板的第一碟簧凹槽朝向上方，不能将第三端板连带碟簧倒置，否则碟簧会全部脱离第一碟簧凹槽和圆柱杆件。因此，该方案限制了燃料电池的组装方向。

技术实现思路

[0006]本技术的主要优势在于提供一种燃料电池堆，其中该燃料电池堆的紧固装置无须以端板的板体开槽或开设盲孔的方式容纳和约束碟簧组件，以降低对该紧固装置的端板的板体的厚度需求，从而减少该燃料电池堆的重量和体积。
[0007]本技术的另一优势在于提供一种燃料电池堆，其中该燃料电池堆的紧固装置的该碟簧组件包括多个碟形弹簧片和用于封装该碟形弹簧片的柔性套，该柔性套能够防止该碟形弹簧片在安装过程中散落，从而降低该燃料电池堆的组装难度。优选地，该柔性套由柔性材料制成，以避免该碟簧组件的安装影响该燃料电池堆的组装。
[0008]本技术的另一优势在于提供一种燃料电池堆，其中该燃料电池堆的紧固装置的限位柱形成一个固定端和一个保持端，其中该限位柱的该固定端适于可拆卸地连接在该端板的一个板体，该限位柱的该保持端被设置能够防止该碟簧组件的该碟形弹簧片在组装过程中发生脱落，其中当该限位柱分别穿入该碟簧组件的该碟形弹簧片的通孔并被连接至该端板的该板体后，该碟簧组件的每个碟形弹簧片均被可(轴向)移动地保持在该板体和该限位柱的该保持端之间，以防止该碟形弹簧片在安装过程中散落，从而降低该燃料电池堆的组装难度和使该燃料电池堆的组装方向不受限制。
[0009]本技术的另一优势在于提供一种用于燃料电池堆的紧固装置，其中本技术用于燃料电池堆的紧固装置无须在其端板的板体上开槽或开设盲孔以容纳和约束该碟簧组件，以降低对该紧固装置的端板的板体的厚度需求和减少该燃料电池堆的重量和体积。
[0010]相应地，依本技术，具有至少一个前述优势的用于燃料电池堆的紧固装置，包括：
[0011]一个第一端板；
[0012]一个第二端板，其中所述第二端板包括一个第一板体、一个第二板体和多个限位柱，其中所述第一板体形成一个第一安装面，所述第二板体形成一个第二安装面，且所述第一安装面和所述第二安装面彼此相对；
[0013]多个碟簧组件，其中所述碟簧组件分别被设置在所述第一板体和所述第二板体之间，其中每个所述碟簧组件包括多个碟形弹簧片，其中每个所述碟形弹簧片具有一个通孔，其中所述限位柱的数量与所述碟簧组件的数量相同，且所述碟形弹簧片均通过所述通孔依次套设在相应的所述限位柱；和
[0014]多个紧固件，其中该紧固件被设置用于使该燃料电池堆的堆主体被紧固在该第一端板和该第二端板之间。
[0015]特别地，该限位柱自该第二端板的该第一板体向该第二板体延伸，且该限位柱的高度小于该碟簧组件的厚度。
[0016]特别地，该碟簧组件还包括一个柔性套，其中该柔性套被设置用于保持该碟形弹簧片相对齐地叠放在一起。优选地，该柔性套覆盖在该碟簧组件的该碟形弹簧片的周缘，从而使叠放在一起的碟形弹簧片形成的中心孔被暴露。优选地，该柔性套由柔性材料制成。
[0017]特别地，该紧固装置进一步包括多个限位凸台，其中该蝶簧组件均被设置在至少两个限位凸台之间。进一步地，该限位凸台被设置在该第二板体的该第二安装面。进一步地，每个该限位凸台形成至少一个限位面，且该限位凸台的高度小于该碟簧组件的高度。进一步地，该限位面被设置朝向相应的碟簧组件。
[0018]特别地，当相邻两个该碟簧组件之间仅设有一个限位凸台时，相邻两个该碟簧组件之间的该限位凸台设有两个限位面，其中该两个限位面分别面向该相邻两个碟簧组件。
[0019]特别地，该限位柱的该固定端与该第二端板的该第一板体可拆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池堆的紧固装置，其特征在于，包括：一个第一端板；一个第二端板，其中所述第二端板包括一个第一板体、一个第二板体和多个限位柱，其中所述第一板体形成一个第一安装面，所述第二板体形成一个第二安装面，且所述第一安装面和所述第二安装面彼此相对；多个碟簧组件，其中所述碟簧组件分别被设置在所述第一板体和所述第二板体之间，其中每个所述碟簧组件包括多个碟形弹簧片，其中每个所述碟形弹簧片具有一个通孔，其中所述限位柱的数量与所述碟簧组件的数量相同，且所述碟形弹簧片被设置能够通过所述通孔依次套设在相应的所述限位柱；和多个紧固件，其中所述紧固件被设置用于使所述燃料电池堆的堆主体被紧固在所述第一端板和所述第二端板之间。2.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述限位柱自所述第一板体的所述第二安装面向所述第二板体延伸，且所述限位柱的高度小于所述碟簧组件的厚度。3.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，所述碟簧组件还包括一个柔性套，其中所述柔性套用于封装所述碟簧组件的所述多个碟形弹簧片，以使所述多个碟形弹簧片能够被相对齐地叠放在所述柔性套内，其中所述柔性套束缚在所述碟形弹簧片的外周，其中所述碟簧组件的中心孔被暴露。4.根据权利要求3所述的紧固装置，其特征在于，进一步包括多个限位凸台，其中所述限位凸台均被设置在所述第二板体的所述第二安装面，其中所述限位凸台设有至少一个限位面，且所述限位凸台的高度小于所述碟簧组件的高度，且每个所述碟簧组件被至少两个所述限位凸台抵压。5.根据权利要求4所述的紧固装置，其特征在于，当相邻两个所述碟簧组件之间仅...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪昭，秦如学，汪焱，江浩，李骁，
申请(专利权)人：武汉众宇动力系统科技有限公司，
类型：新型
国别省市：