一种燃料电池电堆压紧力补偿机构及燃料电池电堆制造技术

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池电堆压紧力补偿机构及燃料电池电堆，所述燃料电池电堆压紧力补偿机构包括设置在电堆堆芯上端的上端板，所述上端板上设有若干凹槽，每个所述凹槽上放置一个碟簧组件，所述碟簧组件由若干碟形弹簧堆叠而成，且若干所述碟形弹簧中部的通孔组成所述碟簧组件的中心孔；还包括盖板，所述盖板上与所述凹槽一一对应地设有若干连接柱，所述连接柱的连接端穿过所述中心孔插接在所述凹槽内。本实用新型专利技术既可以保持燃料电池电堆在服役期间，其电堆堆芯的压紧力在工作要求范围之内，延长电堆的使用寿命；又可以在可控范围内尽量减小弹簧端板、弹簧盖板的厚度，从而增大电堆的体积功率密度和质量功率密度。密度和质量功率密度。密度和质量功率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆压紧力补偿机构及燃料电池电堆


[0001]本技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池电堆压紧力补偿机构及燃料电池电堆。

技术介绍

[0002]目前，大多数燃料电池电堆结构中未设计堆叠方向的压紧力补偿结构，这使得在燃料电池电堆服役期间，电堆堆芯(由双极板、膜电极、密封件堆叠组成)的厚度随时间变化而变化，更容易导致电堆堆芯的压紧力不满足电堆密封需求，从而造成电堆失效。
[0003]而在少数有设计堆叠方向的压紧力补偿结构中，是通过在弹簧端板上或者弹簧盖板上设置与碟簧高度相近的孔洞，将碟簧放置在孔洞中，通过孔洞壁来固定碟簧，使其不发生横向位移。这种碟簧的固定方式可能造成弹簧端板或者弹簧盖板的厚度增加，从而增大燃料电池电堆的体积和重量，从而减小燃料电池电堆的体积功率密度和质量功率密度。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术提供一种燃料电池电堆压紧力补偿机构及燃料电池电堆，既可以保持燃料电池电堆在服役期间，其电堆堆芯的压紧力在工作要求范围之内，从而延长电堆的使用寿命；又可以在可控范围内尽量减小弹簧端板、弹簧盖板的厚度，从而增大电堆的体积功率密度和质量功率密度。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种燃料电池电堆压紧力补偿机构，包括设置在电堆堆芯上端的上端板，所述上端板上设有若干凹槽，每个所述凹槽上放置一个碟簧组件，所述碟簧组件由若干碟形弹簧堆叠而成，且若干所述碟形弹簧中部的通孔组成所述碟簧组件的中心孔；
[0007]还包括盖板，所述盖板上与所述凹槽一一对应地设有若干连接柱，所述连接柱的连接端穿过所述中心孔插接在所述凹槽内。
[0008]优选地，所述上端板上与若干所述凹槽一一对应地设有若干定位槽，所述定位槽设置在所述凹槽的上方，并与所述凹槽同轴设置，所述碟簧组件的下端设在所述定位槽内。
[0009]优选地，所述定位槽的直径大于所述凹槽的直径。
[0010]优选地，所述盖板上与若干所述连接柱一一对应地设有若干限位槽，所述限位槽设置在所述连接柱的外侧，并与所述连接柱同轴设置，所述碟簧组件的上端放置在所述限位槽内。
[0011]优选地，所述连接柱的内部中空。
[0012]一种燃料电池电堆，包括上述的燃料电池电堆压紧力补偿机构、电堆堆芯及下端板，所述电堆堆芯设置在所述上端板及所述下端板之间。
[0013]优选地，所述下端板与所述盖板之间设有用于紧固燃料电池电堆的绑带。
[0014]优选地，所述电堆堆芯由若干依次层叠设置的堆叠体组成。
[0015]本技术实施例的一种燃料电池电堆压紧力补偿机构及燃料电池电堆，与现有
技术相比，其有益效果在于：通过在盖板与上端板之间设置碟簧组件，燃料电池电堆组装好后，可以保持燃料电池电堆在服役期间，其电堆堆芯的压紧力在工作要求范围之内，从而延长电堆的使用寿命。同时，通过在上端板上设置凹槽，在盖板上对应凹槽设置连接柱，连接柱的连接端穿过碟簧组件的中心孔插在凹槽内，实现对碟簧组件的固定，由于采用连接柱与凹槽的固定形式，可以在可控范围内尽量减小上端板及盖板的厚度，从而增大电堆的体积功率密度和质量功率密度。本技术结构简单，使用效果好，易于推广使用。
附图说明
[0016]图1为本技术的燃料电池电堆压紧力补偿机构的结构示意图。
[0017]图2为本技术的燃料电池电堆的结构示意图。
[0018]其中：1
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上端板，2
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凹槽，3
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碟簧组件，4
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盖板，5
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连接柱，6
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定位槽，7
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限位槽，8
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电堆堆芯，9
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绑带，10
‑
下端板。
具体实施方式
[0019]在本技术的描述中，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技术中的具体含义。
[0020]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
[0021]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0022]如图1所示(为便于标注，附图1最左侧的一个碟簧组件3去除了，但在实际使用中是需要安装的)，本技术实施例优选实施例的一种燃料电池电堆压紧力补偿机构，包括设置在电堆堆芯8上端的上端板1，所述上端板1上设有若干凹槽2，每个所述凹槽2上放置一个碟簧组件3，所述碟簧组件3由若干碟形弹簧堆叠而成，且若干所述碟形弹簧中部的通孔组成所述碟簧组件3的中心孔。各片蝶形弹簧的堆叠顺序、数量具体根据电堆组装力、电堆堆芯8总高度和需要补偿的压紧力数值等决定(现有技术)。
[0023]还包括盖板4，所述盖板4上与所述凹槽2一一对应地设有若干连接柱5，所述连接柱5的连接端穿过所述中心孔插接在所述凹槽2内。
[0024]基于上述技术特征的燃料电池电堆压紧力补偿机构，通过在盖板4与上端板1之间设置碟簧组件3，燃料电池电堆组装好后，可以保持燃料电池电堆在服役期间，其电堆堆芯8的压紧力在工作要求范围之内，从而延长电堆的使用寿命。同时，通过在上端板1上设置凹槽2，在盖板4上对应凹槽2设置连接柱5，连接柱5的连接端穿过碟簧组件3的中心孔插接在凹2槽内，实现对碟簧组件3的固定，由于采用连接柱5与凹槽2的固定形式，可以在可控范围内尽量减小上端板1、盖板4的厚度，从而增大电堆的体积功率密度和质量功率密度。
[0025]本技术结构简单，使用效果好，易于推广使用。
[0026]具体地，在新组装并紧固好的燃料电池电堆状态下，碟簧组件3是处于压缩状态(相对于自由状态，各片蝶形弹簧的高度减小)。燃料电池电堆在运行过程中，由于双极板、膜电极、密封件(它们堆叠组成堆芯)在堆叠方向上的弹性形变减小，电堆组装力会相应减小，若不及时增大组装力，电堆可能会出现密封失效。此时，蝶簧组件3通过从压缩状态“伸展”开(即增大各片蝶形弹簧的高度)，为电堆堆芯增加压紧力(因为在紧固件的形状限制下，电堆整体长度是不变的)，从而缓解电堆堆芯8可能出现的密封失效问题。
[0027]本实施例中，所述上端板1上与若干所述凹槽2一一对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆压紧力补偿机构，其特征在于：包括设置在电堆堆芯上端的上端板，所述上端板上设有若干凹槽，每个所述凹槽上放置一个碟簧组件，所述碟簧组件由若干碟形弹簧堆叠而成，且若干所述碟形弹簧中部的通孔组成所述碟簧组件的中心孔；还包括盖板，所述盖板上与所述凹槽一一对应地设有若干连接柱，所述连接柱的连接端穿过所述碟簧组件中心孔插在所述凹槽内。2.如权利要求1所述的燃料电池电堆压紧力补偿机构，其特征在于：所述上端板上与若干所述凹槽一一对应地设有若干定位槽，所述定位槽设置在所述凹槽的上方，并与所述凹槽同轴设置，所述碟簧组件的下端放置在所述定位槽内。3.如权利要求2所述的燃料电池电堆压紧力补偿机构，其特征在于：所述定位槽的直径大于所述凹槽的直径。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铎霖，李明，瞿丽娟，孙驻江，崔士涛，王继明，奚吉众，徐海威，燕希强，陈晓敏，
申请(专利权)人：国鸿氢能科技嘉兴股份有限公司，
类型：新型
国别省市：