[實用新型]燃料電池堆批量生產用組裝裝置

無效

• 申請號: 200720011904.X
• 申請日: 2007-04-27
• 公開（公告）號: CN201038242Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 王宇晨;明平文;侯中軍;王德和;陽貽華
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 李洪福

技術領域

本實用新型涉及一種燃料電池生產裝置，尤其涉及一種用于燃料電池堆批量生產的裝配裝置。

背景技術

燃料電池是一種將燃料與氧化劑中的化學能通過電極上的電催化劑直接轉化為電能的能量轉換裝置。其中質子交換膜型燃料電池(PEMFC)以全氟磺酸型固體聚合物為電解質，鉑/炭或鉑-釕/炭為電催化劑，氫或凈化重整氣為燃料，空氣或純氧為氧化劑，帶有氣體流動通道的石墨或表面改性的金屬板為雙極板。電池堆的主體為膜電極(Membrane?Electrode?Assembly，簡稱MEA)、雙極板及相應的密封件單元部件的重復疊加，一端為陽極集流板，另一端為陰極集流板，與這兩塊導流板相臨的是電池堆的端板。一般來說，燃料電池堆必須用緊固螺栓和螺母將兩塊端板充分壓緊在一定壓力范圍內，確保一定的密封性能和電池堆內部電阻，以保證其穩定、安全、高效運行。

在典型的質子交換膜燃料電池中，MEA一般均放在兩枚雙極板之間，如圖1所示多枚雙極板上流體孔11與MEA流體孔12疊加形成燃料電池堆公用通道，公用通道的大小及形狀會影響各單池間反應流體的分配，故在燃料電池堆裝配的過程中應盡量避免雙極板和MEA位置的相對位移。絕大多數PEMFC的電池堆是按壓濾機方式組裝的，而且大多數采用手工組裝和水平組裝的方式。目前比較流行的是采用定位機構保證公用通道的形成，但在實際應用中此種單一方式避免不了那些微小位移的發生。

上海神力科技有限公司在實用新型專利(專利號ZL200420090002.6；授權公告日2004.9.13)中提出適合燃料電池堆大規?？焖傺b配與測試的裝配架為橫向安裝、單臺運動。對于這種使用緊固螺栓和螺母水平裝配的燃料電池堆，在裝配的過程中易于出現如下問題：

1、在裝配過程中保證兩端板受力一致難以實現，受力的不均勻性會對MEA、雙極板造成傷害，同時也會影響燃料電池堆的性能和壽命。

2、在裝配過程中只靠內部定位導桿難以克服因重力而產生的各組件間的微小位移，進而影響內部流體的分配和生成水的排出。

3、其壓力可調裝置無論是活塞式氣缸還是液壓千斤頂雖壓力可調但無保壓功能，在裝配測試過程中難以保證電池堆的組裝壓力的恒定和燃料電池堆的密封性能。

4、該裝置裝配品種單一，裝配時間較長重復性不高，實際應用中無法適應批量生產

發明內容

本實用新型的目的是針對以上技術的不足，研制一種自動化程度高、組裝效果好、生產效率高的燃料電池堆批量生產用組裝裝置。本實用新型的技術解決手段如下：

一種燃料電池堆批量生產用組裝裝置，其特征在于包括上移動工作臺、下移動工作臺、導向柱、光柵尺和控制臺，所述的上移動工作臺由上液壓缸控制運動，所述的下移動工作臺由下液壓缸控制運動，其中移動工作臺同液壓缸之間通過活塞桿連接；進行組裝時將燃料電池堆放在工作臺之間通過定位孔進行定位，上移動工作臺和下移動工作臺沿導向柱相向運動同時對燃料電池堆施力組裝；所述的光柵尺和液壓缸中的壓力傳感器將反饋信號傳送到控制臺對組裝進行監控。

所述的上移動工作臺和下移動工作臺上設有多種規格的定位孔，可對不同型號的燃料電池堆進行定位。

所述的控制臺采用PLC為主控器，對燃料電池堆的組裝壓力和組裝高度進行控制。

本實用新型的以上技術方案為燃料電池堆的批量化、自動化裝配生產提供了保證。與現有技術相比，本實用新型具有以下特點：

1、燃料電池堆的組裝通過液壓控制的上下移動工作臺實現，保證兩端板受力一致，且組裝過程壓力均勻平穩。

2、上下移動工作臺可單獨控制進給，且工作臺面預留有不同規格燃料電池堆的定位孔，適合多種燃料電池堆的組裝。

3、該裝置含保壓控制系統，可保證組裝過程中燃料電池內部壓力的一致性和均勻性。

4、垂直組裝克服因重力而產生的各組件間的微小位移，進而保證公用通道的良好形成。

5、該裝置可自行設定組裝壓力和電堆組裝高度，自動化程度高。

綜上所述本實用新型結構簡單，便于生產，成本低廉適于廣泛推廣。

附圖說明

圖1為電池堆結構示意圖；

圖2為本實用新型組裝裝置的工作前示意圖；

圖3為本實用新型組裝裝置的工作時示意圖；

圖4為本實用新型移動工作臺不同類型燃料電池定位孔示意圖；

圖5為本實用新型控制單元電器結構示意圖；

圖2為本實用新型的說明書摘要附圖。