一种燃料电池堆双向压装机构和压装方法技术

本发明专利技术涉及燃料电池堆领域，具体而言，涉及一种燃料电池堆双向压装机构和压装方法

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池堆双向压装机构和压装方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池堆领域，具体而言，涉及一种燃料电池堆双向压装机构和压装方法
。

技术介绍

[0002]氢能源是一种环境友好的可再生的二次能源，是全球实施节能减排重要抓手
。
在氢能源利用过程中，因其能量转化效率高
、
过程排放物无污染
、
使用成本低廉，被广泛认为是“未来能源的终极目标”。
[0003]伴随着燃料电池技术在商用车领域不断发展和需求提升，大功率高集成燃料电池发动机在商用车领域应用范围逐渐扩大，功率等级逐年增加，为了满足重卡应用领域的需求，大功率高功率密度高集成的燃料电池电池堆
(PACK)
开发和工艺工装开发就显得十分关键
。
由于电池堆内部各类流体等分配一致性的影响，单电池堆的长度受到了一定的限制，因此通过多堆流体并联
、
电气输出串联的方式能够全面解决单堆功率不足的问题
。
但在电池堆的压装和封装技术方面，目前相关技术和工艺比较缺失，如何开发和使用便捷压装装置及方法，实现双堆或多堆并联压装提升电池堆压装效率是目前行业内丞需解决的关键问题
。
[0004]现有技术主要分为两个技术路线：第一类技术路线是绑带或拉杆式装堆，第二类技术路线是
PACK
集成装堆
。
绑带或拉杆式装堆，无需依靠电池堆
PACK
提供组装力，电池堆模块在电池堆内部进行单独固定
。PACK
集成装堆技术路线是利用电池堆模块的封装框架和密封板，实现堆电池堆的压紧力维持和模块封装，该类操作
PACK
提供电池堆压装力，承载较大的电池堆堆芯支反力
。
[0005]在
PACK
集成堆技术方案中，现有技术方案均采用单独进行单个电池堆轮转压装技术方案，在电池堆总成集成上，多个
PACK
通过法兰进行连接
。
在完成首个电池堆堆叠和压装后，气密性在线检测合格后调转电池堆位置，在相同工位上再次进行其他电池堆的压装
。
为了提升多模块电池堆的快速压装，部分电池堆研发技术人员通过对压机的改制，实现对双堆或者多堆的压装，整个过程外部辅助工装复杂，工艺一致性无法管控，不稳定性因素较多，根本无法满足批量化生产需求
。
[0006]进一步的通过采用一些科倾斜压机实现电池堆部件的快速定位，减少人为干预操作时间，提升装配精度，降低生产成本
。
但该类操作中仍然无法满足双电池堆的同工序和同一定位装置条件下的压装和堆叠
。
生产效率无明显改善，无法解决该步工序的技术瓶颈问题
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池堆双向压装机构和压装方法，其能够解决上述技术问题
。
[0008]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0009]本专利技术提供了一种燃料电池堆双向压装机构，其包括压机
、
框架和压头；
[0010]所述压机包括底座
、
支撑架和横梁，所述横梁通过所述支撑架设置在所述底座上，所述框架设置在所述底座上，且位于所述支撑架之间，所述压头设置在所述框架内，且通过连接杆设置在所述横梁上
。
[0011]在优选的实施方式中，所述压头的数量为多个
。
[0012]在优选的实施方式中，所述框架为一体式的长方体或正方体
。
[0013]在优选的实施方式中，所述底座上设置有支撑底板，所述框架设置在所述支撑底板上
。
[0014]本专利技术还提供了一种使用上述任一项所述的燃料电池堆双向压装机构的方法，其包括如下步骤：
[0015]步骤
S1
：对压头和底座上的支撑底板进行平行度调节，使其平行度达到预设阈值；
[0016]步骤
S2
：预设悬置电池堆套装；
[0017]步骤
S3
：堆芯堆叠预压；
[0018]步骤
S4
：电池堆套装及紧固
。
[0019]在优选的实施方式中，在步骤
S4
之后，对电池堆进行气密性检测
。
[0020]在优选的实施方式中，所述电池堆的密封等级为
IP68&IP6K9K。
[0021]在优选的实施方式中，预设悬置电池堆套装的过程为：先进行双电堆的堆芯的堆叠工作，将膜电极与双极板交替堆叠至支撑底板上侧直至达到预设堆叠数量，然后将电堆
PACK
从压机衡量的悬置位下落套到堆芯上，进行
PACK
与支撑底板前的端板紧固，完成紧固后释放压机压头，对框架后端进行封堵，框架的后板在完成压紧后封堵
。
[0022]在优选的实施方式中，在进行步骤
S3
的堆叠过程中，分多次进行堆叠和预压
。
[0023]在优选的实施方式中，步骤
S4
的过程为：将固定在横梁上悬置的电池堆
PACK
落下，通过法兰实现电池堆与底部端板的紧固，最终实现堆芯内部的压紧力由框架维持
。
[0024]本专利技术实施例的有益效果是：
[0025]1、
简化了电池堆封装的设计方法，降低了多堆或多模块并联后一致性不足的风险；
[0026]2、
为大功率电池堆集成设计和工艺实现拓宽路径，提升电池堆功率密度，大量节省外部接口，降低系统开发难度；
[0027]3、
能够实现多堆并联堆叠和独立压装，将统一堆叠和统一压装解耦，降低压装难度，提升工作效率；
[0028]4、
通过模块化设计，能够实现工艺方法横向拓展，有利于行业技术发展，为更高功率密度的电池堆模块化开发和应用奠定基础；
[0029]5、
伴随燃料电池保有量的逐渐增加，能够有效提升电池堆生产效率，提升批量化制造产能，为市场化开发和导入做铺垫
。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图
。
[0031]图1为本专利技术实施例提供的燃料电池堆双向压装机构的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例提供的燃料电池堆双向压装方法的流程图
。
[0033]图标：
[0034]1：底座；2：支撑底板；3：支撑架；4：框架；5：压头；6：连接杆；7：横梁；8：螺栓；9：堆芯
。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术实施例的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池堆双向压装机构，其特征在于，包括压机
、
框架和压头；所述压机包括底座
、
支撑架和横梁，所述横梁通过所述支撑架设置在所述底座上，所述框架设置在所述底座上，且位于所述支撑架之间，所述压头设置在所述框架内，且通过连接杆设置在所述横梁上
。2.
根据权利要求1所述的燃料电池堆双向压装机构，其特征在于，所述压头的数量为多个
。3.
根据权利要求1所述的燃料电池堆双向压装机构，其特征在于，所述框架为一体式的长方体或正方体
。4.
根据权利要求1所述的燃料电池堆双向压装机构，其特征在于，所述底座上设置有支撑底板，所述框架设置在所述支撑底板上
。5.
一种使用权利要求1‑4任一项所述的燃料电池堆双向压装机构的压装方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
S1
：对压头和底座上的支撑底板进行平行度调节，使其平行度达到预设阈值；步骤
S2
：预设悬置电池堆套装；步骤
S3
：堆芯堆叠预压；步骤
S4
：电池堆套装及紧固

【专利技术属性】
技术研发人员：董志亮，李飞强，周宝，高云庆，白光金，王亚杰，马宏，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：