氢能源电堆的堆叠装置以及氢能源电堆组装设备制造方法及图纸

本发明专利技术属于氢能源电堆生产设备，特别涉及氢能源电堆的堆叠装置以及氢能源电堆组装设备。氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：包括堆叠底板，堆叠底板上设有一电堆底板，还包括设置在堆叠底板上的四个报夹组件，所述抱具上加工有呈90

【技术实现步骤摘要】
氢能源电堆的堆叠装置以及氢能源电堆组装设备


[0001]本专利技术属于氢能源电堆生产设备，特别涉及氢能源电堆的堆叠装置以及氢能源电堆组装设备。

技术介绍

[0002]燃料电池在原理和结构上不同于常规意义上的电池，它是一种按电化学方式直接将贮存在燃料和氧化剂的化学能转化为电能的装置。在环境污染和能源紧张的今天，燃料电池由于其环境友好、能量转化效率高等特点，有望作为化石燃料的替代能源而越来越受到各国政府的重视。质子交换膜燃料电池由于采用固态电解质高分子膜作为电解质，工作过程中无电解质无泄露，安全、能量密度高，且可在低温环境下工作，因此成为未来移动电源及固定电站等领域的首选电源，也成为燃料电池领域的研究热点。
[0003]燃料电池电堆的装堆质量与电池产品的性能息息相关，每个单电池在组装时如果没有良好的定位装置，组装时存在组装错位，这将导致燃料电池堆受力不均，将影响电堆的密封性能、接触性能和传质特性，最终影响电池的输出特性。现有技术主要是通过人工对电堆进行装配，在安装台上手动码放好由阴阳极板和膜电极构成的单电池及安装板等部件，借助定位块确保各物料在层叠时边角对齐。但由于螺母上紧的次序有先后，各个螺栓最终的紧固力难以平衡控制，导致端板不能均匀下压，电堆内部双极板与MEA之间接触压力难以均匀；再加上双极板存在制造公差，多个单电池组装引起的公差累积更为严重，使得电堆内部各处压力不均匀程度增加。一方面，如果电堆内部某些区域接触压力过大，则容易使双极板变形，甚至损坏质子交换膜而导致电堆失效；另一方面，某些区域接触压力过小，密封不牢固，容易发生氧化剂、燃料、冷却剂的泄露或串气，此外MEA与双极板接触电阻会增大，电堆内阻增加，最终影响整个电池的性能。
[0004]公布号为CN102157747A的技术专利，提供了一种燃料电池电堆的自动化装配装置，该装置包括机架、压力可调压紧装置、自动拔定位杆装置和自动拧螺母装置。该技术虽然可以实现电堆部件组合与装配一体化，但装置中缺乏对电堆极板进行辅助对位的外定位装置，在进行穿定位杆过程中，很难一次就对间距较长、中间无辅助支撑的两孔进行中间穿杆作业，无法保证极板和膜电极各个边角对齐，穿定位杆作业无法一次成功，且气体通道无法对正，氢气和氧气的流通性和气体密封性会变差；另外，各个装配机构集中安装在机架横梁上，对机架的负担太重，稳定性也会因此受到影响；再者，随着技术进步，在金属定位杆上装有绝缘套，不需要在测试时将其拔出，因而自动拔定位杆装置也不是必要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术设计了一种方便调节且定位精度高的氢能源电堆的堆叠装置，该堆叠装置实现了报夹组件运动的自动化，减少人工对报夹组件定位存在的人工误差，进一步的，通过两个报夹组件即可完成对极板的定位，方便人们进行极板的堆叠，且也保证了极板堆叠的精度，在堆叠完成后，四个报夹组件对电堆的四角进行夹紧，对
电堆进行预整形并能对电堆的成型是否合格进行判断，且也能够在极板收到加压过程中对极板进行保护，减少极板的形变，从而方便后续的侧后板的自动化组装。
[0006]本专利技术的技术方案如下：氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：包括堆叠底板，堆叠底板上设有一电堆底板，还包括设置在堆叠底板上的四个报夹组件，所述报夹组件包括与堆叠底板连接且可以调整的报夹底板，报夹底板上设有报夹运动组件，还包括与报夹运动组件连接且跟随报夹运动组件运动的抱具，所述抱具上加工有呈90
°
布置的报夹直角面，其中两个报夹组件上的抱具的报夹直角面和电堆底板形成一个堆叠空间，氢能源电芯在堆叠空间内完成堆叠，堆叠完成后另外两个报夹组件的抱具也运动并使抱具的报夹直角面与氢能源电芯的另外两个角压紧。
[0007]进一步的说，所述报夹底板包括第一底板，第一底板的四角设有腰形孔，第一底板通过紧固件穿过腰形孔连接在堆叠底板上，还包括第二底板，第二底板的长边上均布设有多个腰形孔，第二底板通过紧固件穿过腰形孔固定在第一底板上，还包括通过两个平行立板固定在第二底板表面的报夹安装板，报夹运动组件设置在报夹安装板上。
[0008]进一步的说，在第一底板长边旁的堆叠底板上设有偏心调节组件，偏心调节组件与第一底板的长边的侧面相抵来调整第一底板的位置，所述偏心调节组件包括调节圆盘，调节圆盘的表面偏心设置有连接杆，连接杆与堆叠底板连接，所述调节圆盘上还设有调节圆弧孔，调节紧固件穿过调节圆弧孔与堆叠底板连接。
[0009]进一步的说，所述的第一底板上还设有多个用于对第二底板位置进行微调的顶推组件，所述的顶推组件包括固定在第一底板上的顶推固定块，顶推固定块上螺纹连接有顶推杆，顶推杆的一端与第二底板的侧边相抵。
[0010]进一步的说，所述的报夹运动组件包括一组平行设置在报夹底板上的报夹直线导轨，以及与报夹直线导轨配合的报夹滑块，抱具固定在报夹滑块上，还包括固定连接在报夹底板上的驱动器，驱动器与抱具连接，所述抱具上还设有与报夹直线导轨连接的导轨锁。
[0011]进一步的说，所述的抱具上设有大理石报夹部，所述的报夹直角面设置在大理石报夹部上。
[0012]进一步的说，所述的堆叠底板设有进行承托的承托板组，以及还设有驱动电堆底板运动的产品运动组件，所述的产品运动组件包括固定在堆叠底板下方的多个顶升气缸，还包括设置在顶升框架，所述的顶升框架上设有一组平行的托板直线导轨，托板直线导轨上设有托板滑块，托板滑块连接有承托框架，还包括一连接在顶升框架上的托板驱动器，托板驱动器与承托框架连接。
[0013]氢能源电堆组装设备，其包括组装机架，其特征在于：还包括上述权利要求所述的氢能源电堆的堆叠装置，还包括堆叠底板的两端对称垂直布置的压紧侧板，在两压紧侧板的上端设有压紧顶板，压紧顶板上设有对在堆叠装置上完成堆叠后的氢能源电芯进行压整的压装组件，压紧侧板与组装机架连接。
[0014]进一步的说，所述的堆叠底板上还设有将侧后板送入并与电堆底板进行定位组装的侧后板抱具组件。
[0015]进一步的说，所述的侧后板抱具组件包括与堆叠底板固定的抱具底板，抱具底板上设有一二级进给组件，还包括一固定在二级进给组件上的承托组件，所述承托组件包括
与二级进给组件连接的水平承托板，水平承托板的一端设置有垂直托板，垂直托板上设有垂直导轨，还包括连接在垂直导轨上的侧后板承托板，侧后板承托板表面下部的两侧对称设有对侧后板进行承托的L型托板，侧后板承托板的上端设有一水平安装板，水平安装板上对称布置有一组夹紧气缸，夹紧气缸的输出端固定有L型夹块，所述的垂直托板上开有一窗口，窗口对应处的水平承托板上设有一压紧气缸，压紧气缸的输出端与侧后板承托板连接。
[0016]进一步的说，所述的二级进给组件包括一组平行设置在抱具底板上的自动导轨，以及通过自动滑块连接在自动导轨上的自动进给板，所述抱具底板上还设有自动进给驱动器，自动进给驱动器通过丝杆与自动进给板连接，所述自动进给板上设有一组平行的手动导轨，水平承托板通过手动滑块连接在手动导轨上，所述自动进给板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：包括堆叠底板，堆叠底板上设有一电堆底板，还包括设置在堆叠底板上的四个报夹组件，所述报夹组件包括与堆叠底板连接且可以调整的报夹底板，报夹底板上设有报夹运动组件，还包括与报夹运动组件连接且跟随报夹运动组件运动的抱具，所述抱具上加工有呈90
°
布置的报夹直角面，其中两个报夹组件上的抱具的报夹直角面和电堆底板形成一个堆叠空间，氢能源电芯在堆叠空间内完成堆叠，堆叠完成后另外两个报夹组件的抱具也运动并使抱具的报夹直角面与氢能源电芯的另外两个角压紧。2.根据权利要求1所述的氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：所述报夹底板包括第一底板，第一底板的四角设有腰形孔，第一底板通过紧固件穿过腰形孔连接在堆叠底板上，还包括第二底板，第二底板的长边上均布设有多个腰形孔，第二底板通过紧固件穿过腰形孔固定在第一底板上，还包括通过两个平行立板固定在第二底板表面的报夹安装板，报夹运动组件设置在报夹安装板上。3.根据权利要求2所述的氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：在第一底板长边旁的堆叠底板上设有偏心调节组件，偏心调节组件与第一底板的长边的侧面相抵来调整第一底板的位置，所述偏心调节组件包括调节圆盘，调节圆盘的表面偏心设置有连接杆，连接杆与堆叠底板连接，所述调节圆盘上还设有调节圆弧孔，调节紧固件穿过调节圆弧孔与堆叠底板连接。4.根据权利要求2所述的氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：所述的第一底板上还设有多个用于对第二底板位置进行微调的顶推组件，所述的顶推组件包括固定在第一底板上的顶推固定块，顶推固定块上螺纹连接有顶推杆，顶推杆的一端与第二底板的侧边相抵。5.根据权利要求1所述的氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：所述的报夹运动组件包括一组平行设置在报夹底板上的报夹直线导轨，以及与报夹直线导轨配合的报夹滑块，抱具固定在报夹滑块上，还包括固定连接在报夹底板上的驱动器，驱动器与抱具连接，所述抱具上还设有与报夹直线导轨连接的导轨锁。6.根据权利要求1所述的氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：所述的抱具上设有大理石报夹部，所述的报夹直角面设置在大理石报夹部上。7.根据权利要求1所述的氢能源电堆的堆叠装置，其特征在于：所述的堆叠底板设有进行承托的承托板组，以及还设有驱动电堆底板运动的产品运动组件，所述的产品运动组件包括固定在堆叠底板下方的多个顶升气缸，还包括设置在顶升框架，所述的顶升框架上设有一组平行的托板直线导轨，托板直线导轨上设有托板滑块，托板滑块连接有承托框架，还包括一连接在顶升框架上的托板驱动器，托板驱动器与承托框架连接。8.氢能源电堆组装设备，其包括组装机架，其特征在于：还包括权利要求1
‑
7任意一项所述的氢能源电堆的堆叠装置，还包括堆叠底板的两端对称垂直布置的压紧侧板，在两压紧侧板的上端设有压紧顶板，压紧顶板上设有对在堆叠装置上完成堆叠后的氢能源电芯进行压整的压装组件，压紧侧板与组装机架连接。9.根据权利要求8所述的氢能源电堆组装设备，其特征在于：所述的堆叠底板上还设有将侧后板送入并与电堆底板进行定位组装的侧后板抱具组件。10.根据权利要求9所述的氢能源电堆组装设备，其特征在于：所述的侧后板抱具组件包括与堆叠底板固定的抱具底板，抱具底板上设有一二级进给组件，还包括一固定在二级
进给组件上的承托组件，所述承托组件包括与二级进给组件连接的水平承托板，水平承托板的一端设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：史旭东，郭超，谢磊，
申请(专利权)人：常州创盛智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：