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燃料电池模块、装配定位组件以及车辆制造技术

技术编号:44116084 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-24 22:39
本申请公开了一种燃料电池模块、装配定位组件以及车辆。燃料电池模块包括箱体、电堆、绝缘支撑组件和两根以上横梁,绝缘支撑组件设置在箱体与电堆之间,绝缘支撑组件与电堆的堆芯的各个侧面以及承载框架的各个内侧面均接触,能够对堆芯的侧面进行支撑,抵抗电堆层间滑移;绝缘支撑组件与电堆的端板和集流板均具有间隙,该间隙可以作为缓冲空间,避免绝缘支撑组件受端板、集流板的冲击而破坏。两根以上横梁设置在电堆的盲端与箱体之间,且横梁的两端均连接于承载框架,承载框架通过横梁施加朝向进气端板总成的紧固力,实现箱体封装。横梁抵紧盲端端板组件上设置的限位槽,通过承载框架和横梁对盲端端板组件限位。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于燃料电池,尤其涉及一种燃料电池模块、装配定位组件以及车辆


技术介绍

1、燃料电池电堆由多个单电池串联而成,两端分布集流板、绝缘板、进气端板、盲端端板等零件,需要通过拉杆、钢带、螺杆等封装零部件施加一定压装力,或者采用整体封装,由外壳提供压装力。整体封装具备减少电堆零部件种类与数量、降低装配难度、提高生产效率、提高电堆可靠性等诸多优点,逐渐成为燃料电池电堆主流封装技术。

2、在外部振动、冲击激励下,单电池间出现相对滑移,进而燃料电池模块中部出现明显变形,会导致单电池结构破坏、密封失效。整体封装由于不具备独立的封装组件可以抵抗层间滑移,因此只能通过增大压紧力,增大层间摩擦系数,增加减振隔振垫等多种措施,提高电堆抗层间滑移能力,进而提高燃料电池可靠性。

3、近年来,随着燃料电池商业化进程加速,大功率趋势明显,电堆中单电池的数量也随之增加,且单电池的面积也进一步增大,上述防止单电池间相对滑移的方案在大功率、超大功率燃料电池中实施困难。因此如何提升燃料电池可靠性逐步成为行业焦点。


技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种燃料电池模块、装配定位组件以及车辆,结构简单、可靠性高并能有效支撑电堆的电芯。

2、在本申请的第一方面,提供一种燃料电池模块,包括:

3、箱体,包括承载框架、进气端板总成和盲端侧板,所述承载框架设有相互连通的进气端口和盲端口;所述进气端板总成连接于所述承载框架,且覆盖于所述进气端口;所述盲端侧板连接于所述承载框架,且覆盖于所述盲端口;

4、电堆,设于所述承载框架中,所述电堆包括依次设置的所述进气端板总成、进气端集流板、堆芯、盲端集流板和盲端端板组件,所述堆芯包括两个以上堆叠设置的单电池;

5、绝缘支撑组件,设于所述箱体与所述电堆之间,所述绝缘支撑组件与所述堆芯的各个侧面以及所述承载框架的各个内侧面均接触,且与所述进气端板总成、所述进气端集流板、所述盲端集流板和所述盲端端板组件均具有间隙;所述绝缘支撑组件包括多个沿所述电堆的周向间隔分布的绝缘支撑件;

6、两根以上横梁,间隔分布于所述箱体的靠近于所述盲端侧板的一端;所述两根以上横梁的两端均连接于所述承载框架,以使所述承载框架通过所述横梁并配合所述进气端板总成共同向所述电堆施加沿堆叠方向的紧固力;

7、其中,所述进气端板总成和/或所述进气端集流板上设有第一定位结构;所述盲端集流板和/或所述盲端端板组件上设有第二定位结构;所述承载框架和/或所述绝缘支撑组件上设有限位结构;所述盲端端板组件的外端面设有与所述横梁一一对应的若干限位槽,所述横梁设置在对应的所述限位槽中,且至少一根横梁抵紧所述限位槽的槽壁。

8、在一些实施方式中,所述绝缘支撑件沿所述堆叠方向延伸,多个所述绝缘支撑件分别分布于所述电堆的各转角处以及所述电堆的各个侧面;

9、所述限位结构设置为分布于所述承载框架的内侧面的至少一个限位凸台,分布于所述电堆的侧面的至少一个所述绝缘支撑件上对应设有限位槽,所述限位凸台伸入于所述限位槽中、且沿所述电堆的周向抵紧所述限位槽的槽壁。

10、在一些实施方式中,所述承载框架的侧面设有一个以上开口,所述箱体还包括一个以上盖板,所述盖板连接于所述承载框架且覆盖于所述开口;

11、所述盖板的内侧面设有一个以上第一限位块,所述第一限位块伸入于所述限位槽中、且沿所述电堆的周向抵紧所述限位槽的槽壁。

12、在一些实施方式中,分布于所述电堆的侧面的至少一个所述绝缘支撑件与所述横梁位置对应,所述横梁上设有第二限位块,所述第二限位块伸入于所述限位槽中、且沿所述电堆的周向抵紧所述限位槽的槽壁。

13、在一些实施方式中,所述盲端侧板上设有多个限位柱,所述多个绝缘支撑件的其中一端抵紧所述承载框架或所述进气端板总成、另一端与所述多个限位柱一一抵接。

14、在一些实施方式中,所述第一定位结构设置为位于所述进气端板总成上的第一定位销,所述进气端集流板上设有用于供所述第一定位销伸入的第一定位孔;

15、所述第二定位结构设置为位于所述盲端端板组件上的第二定位销,所述盲端集流板上设有用于供所述第二定位销伸入的第二定位孔。

16、在一些实施方式中,所述盲端端板组件包括依次堆叠设置的盲端端板、碟簧和碟簧支撑板,所述第二定位结构设于所述盲端端板的第一端面上,所述限位槽设于所述碟簧支撑板的外端面上。

17、在一些实施方式中,所述盲端端板的第二端面上设有若干用于定位所述碟簧的导向凸台,所述碟簧套设于所述导向凸台上;所述碟簧支撑板上对应设有若干导向孔,所述导向凸台伸入于所述导向孔中,至少一个所述导向凸台抵紧所述导向孔的孔壁。

18、在一些实施方式中,所述碟簧支撑板的两条相对的侧边上设有第一凸台和第二凸台;所述第一凸台与所述承载框架抵接;

19、所述横梁上设有第三凸台,所述第三凸台与所述第二凸台抵接。

20、在一些实施方式中,位于所述电堆的其中两个相邻侧面的所述绝缘支撑件设有沿所述电堆的堆叠方向贯通的通槽,所述通槽的槽口朝向所述电堆。

21、在本申请的第二方面,提供一种用于装配上述第一方面的燃料电池模块的装配定位组件,包括:

22、四个以上定位杆,分布于所述电堆的四周,且沿所述电堆的堆叠方向,各所述定位杆的长度均不小于所述箱体的长度与压装前后所述电堆的高度差δh之和;

23、固定支架,安装在所述承载框架的盲端口的周侧,并与对应的所述定位杆固定连接;

24、导向支架,安装在所述承载框架的盲端口的周侧,所述导向支架的端面与所述盲端端板组件的侧面贴合。

25、在一些实施方式中,在位于所述电堆的其中两个相邻侧面的所述绝缘支撑件设有通槽的情况下,至少两个所述定位杆伸入于所述绝缘支撑件的通槽中。

26、在一些实施方式中,在所述碟簧支撑板设有第一凸台的情况下,所述导向支架的端面与所述第一凸台贴合。

27、在本申请的第三方面,提供一种车辆,其特征在于,包括上述第一方面的燃料电池模块。

28、根据本申请一个或多个实施例提供的燃料电池模块,在箱体与电堆之间设置绝缘支撑组件,绝缘支撑组件与电堆的堆芯各个侧面以及承载框架的各个内侧面均接触,能够对堆芯的侧面进行支撑,抵抗堆芯层间滑移,并且起到绝缘的作用。由于绝缘要求,绝缘支撑组件通常由非金属材料组成,而电堆两端的集流板和端板密度大、质量大,在车辆颠簸时产生的冲击力较大,本申请的绝缘支撑组件与电堆的进气端板总成、进气端集流板、盲端集流板和盲端端板组件均具有间隙,该间隙可以作为缓冲空间,避免绝缘支撑组件受端板、集流板的冲击而破坏。

29、由于电堆两端的端板、集流板与绝缘支撑组件之间具有间隙,则上述零件在垂直于堆叠方向的方向上需要设置限位结构,具体的,进气端板总成连接于承载框架,实现各个方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的燃料电池模块,其特征在于,所述绝缘支撑件沿所述堆叠方向延伸,多个所述绝缘支撑件分别分布于所述电堆的各转角处以及所述电堆的各个侧面;

3.根据权利要求2所述的燃料电池模块,其特征在于,所述承载框架的侧面设有一个以上开口,所述箱体还包括一个以上盖板,所述盖板连接于所述承载框架且覆盖于所述开口;

4.根据权利要求2所述的燃料电池模块,其特征在于,分布于所述电堆的侧面的至少一个所述绝缘支撑件与所述横梁位置对应,所述横梁上设有第二限位块,所述第二限位块伸入于所述限位槽中、且沿所述电堆的周向抵紧所述限位槽的槽壁。

5.根据权利要求1所述的燃料电池模块,其特征在于,所述盲端侧板上设有多个限位柱,所述多个绝缘支撑件的其中一端抵紧所述承载框架或所述进气端板总成、另一端与所述多个限位柱一一抵接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的燃料电池模块,其特征在于,所述第一定位结构设置为位于所述进气端板总成上的第一定位销,所述进气端集流板上设有用于供所述第一定位销伸入的第一定位孔;</p>

7.根据权利要求1-5中任一项所述的燃料电池模块,其特征在于,所述盲端端板组件包括依次堆叠设置的盲端端板、碟簧和碟簧支撑板,所述第二定位结构设于所述盲端端板的第一端面上,所述限位槽设于所述碟簧支撑板的外端面上。

8.根据权利要求7所述的燃料电池模块,其特征在于,所述盲端端板的第二端面上设有若干用于定位所述碟簧的导向凸台,所述碟簧套设于所述导向凸台上;所述碟簧支撑板上对应设有若干导向孔,所述导向凸台伸入于所述导向孔中,至少一个所述导向凸台抵紧所述导向孔的孔壁。

9.根据权利要求7所述的燃料电池模块,其特征在于,所述碟簧支撑板的两条相对的侧边上设有第一凸台和第二凸台;所述第一凸台与所述承载框架抵接;

10.根据权利要求7所述的燃料电池模块,其特征在于,位于所述电堆的其中两个相邻侧面的所述绝缘支撑件设有沿所述电堆的堆叠方向贯通的通槽,所述通槽的槽口朝向所述电堆。

11.一种用于装配权利要求1-10中任一项所述的燃料电池模块的装配定位组件,其特征在于,包括:

12.根据权利要求11所述的燃料电池模块,其特征在于,在位于所述电堆的其中两个相邻侧面的所述绝缘支撑件设有通槽的情况下,至少两个所述定位杆伸入于所述绝缘支撑件的通槽中;

13.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-10中任一项所述燃料电池模块。

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【技术特征摘要】

1.一种燃料电池模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的燃料电池模块,其特征在于,所述绝缘支撑件沿所述堆叠方向延伸,多个所述绝缘支撑件分别分布于所述电堆的各转角处以及所述电堆的各个侧面;

3.根据权利要求2所述的燃料电池模块,其特征在于,所述承载框架的侧面设有一个以上开口,所述箱体还包括一个以上盖板,所述盖板连接于所述承载框架且覆盖于所述开口;

4.根据权利要求2所述的燃料电池模块,其特征在于,分布于所述电堆的侧面的至少一个所述绝缘支撑件与所述横梁位置对应,所述横梁上设有第二限位块,所述第二限位块伸入于所述限位槽中、且沿所述电堆的周向抵紧所述限位槽的槽壁。

5.根据权利要求1所述的燃料电池模块,其特征在于,所述盲端侧板上设有多个限位柱,所述多个绝缘支撑件的其中一端抵紧所述承载框架或所述进气端板总成、另一端与所述多个限位柱一一抵接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的燃料电池模块,其特征在于,所述第一定位结构设置为位于所述进气端板总成上的第一定位销,所述进气端集流板上设有用于供所述第一定位销伸入的第一定位孔;

7.根据权利要求1-5中任一项所述的燃料电池模块,其特征在于,所述盲端端板组件包括依次堆...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋文彬覃博文兰天张迪王慧
申请(专利权)人:东风汽车集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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