[實用新型]一種燃料電池裝配架

無效

• 申請號: 200720043680.0
• 申請日: 2007-10-15
• 公開（公告）號: CN201117718Y
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 岳江寧;邢志勇;李相哲
• 申請（專利權）人: 春蘭(集團)公司
• 主分類號: H01M8/00
• 分類號: H01M8/00;H01M8/24;H01M8/10
• 代理公司: 泰州地益專利事務所
• 代理人: 王楚云

技術領域

本實用新型涉及一種燃料電池裝配架。

背景技術

燃料電池是一個能將化學能直接轉換成電能的發電裝置。燃料電池尤其是質子交換膜燃料電池除了在發電時無污染、噪音低外，還具有無腐蝕，啟動快，制備容易，功率密度大，發電效率高，使用壽命長等許多優點，因此，在交通工具、發電設備、軍事、航天等領域內均有著廣闊的應用前景。

質子交換膜燃料電池由多個單電池組成，單電池是由兩塊氣體流場板和一片膜電極組成，膜電極被夾在兩塊氣體流場板的中間。膜電極兩邊可用導電物體將發生電化學反應過程中生成的電子，通過外電路引出，構成電流回路。

在采用氫氣為燃料，含有氧氣的空氣為氧化劑的質子交換膜燃料電池中，燃料氫氣在陽極區的催化電化學反應就產生了氫正離子(或叫質子)。質子交換膜幫助氫正離子從陽極區遷移到陰極區。除此之外，質子交換膜將含氫氣燃料的氣流與含氧的氣流分隔開來，使他們不會相互混合而產生爆炸式反應。

在陰極區，氧氣在催化劑表面上得到電子，形成負離子，并與陽極區遷移過來的正離子反應，生成反應產物水。在采用氫氣、空氣的質子交換膜燃料電池中，陽極反應與陰極反應可以用以下方程式表達：

陽極反應：H₂＝2H⁺+2e^-

陰極反應：O₂+4H⁺+e^-＝H₂O

在典型的質子交換膜燃料電池中，是將多個燃料電池單元串連在一起構成一個燃料電池堆。目前一般采用壓濾機方式對各單元進行串連固定，首先放置一塊端板，在該端板上依次放置絕緣板、集電板、各單元電池、集電板、絕緣板，最后再放置另一塊端板，然后用多根螺栓將兩塊端板緊固在一起，從而實現對各單元電池的串連緊固。

這種結構方式存在以下缺點：

1、為保證燃料電池受力均勻，必須在端板周圍設置很多螺栓，如果燃料電池堆中的單元電池個數較多，則螺栓長度會很長，這樣，螺栓的重量會在燃料電池堆自身重量中占一個很大的比重。

2、如果將螺栓設置于燃料電池堆外側，則端板尺寸必須大于單元電池的尺寸，而這會造成端板由于四周邊緣受力而出現變形，端板中間部分與絕緣板和集電板等無法接觸。

3、如果將螺栓設置于燃料電池內側，則一方面會增加密封的難度，另一方面會增加絕緣板、集流板、流場板等的尺寸，造成成本上的增加。

4、在燃料電池工作過程中，外界振動等因素會造成螺栓拉力變化并導致單元電池間緊固力發生變化，從而造成單元電池間發生錯位，對燃料電池堆性能造成嚴重影響。

發明內容

本實用新型提供一種燃料電池裝配架，它能有效緊固燃料電池，保證電池的性能，并能減輕燃料電池的重量和體積。

本實用新型的技術方案如下：一種燃料電池裝配架，它包括頂板、底板、置于燃料電池兩端的側板和緊固件，頂板、底板和兩側板組成固定框架，所述固定框架至少一側板與電池之間設有緊固元件，所述緊固元件將燃料電池與兩側板固緊。

本實用新型中，所述頂板與底板對應位置設有定位槽，所述定位槽使燃料電池單元卡裝在其中不發生位移；所述兩側板與電池之間均設有緊固元件。

所述固定框架可以為模壓成型結構；或者所述固定框架的頂板、底板和側板為焊接成型結構；或者所述固定框架的頂板、底板和側板為組裝成型結構。

采用如上技術方案后，將燃料電池置于兩側板之間，緊固元件在擰緊過程中，使燃料電池單元受到擠壓，從而達到緊固效果。頂板和底板對應位置設置有定位槽，燃料電池單元卡在定位槽內，能夠保證燃料電池單元不會相對于頂板移位，實現燃料電池單元的定位。本實用新型結構比較簡單，能有效緊固和定位燃料電池，并能減輕燃料電池的重量和體積，保證了電池的性能。

附圖說明

圖1為現有技術的結構示意圖

圖2為本實用新型的結構示意圖

圖3為頂板、底板上定位槽示意圖

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施方式，對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，在現有技術方案中，燃料電池單元1被兩塊側板3夾在中間，兩塊側板3之間用多根螺栓2相連，通過緊固螺栓，使兩塊側板3相向移動，從而擠壓燃料電池單元1，最終使燃料電池單元1達到被緊固的目的。對于較長和較大的燃料電池，必須采用多根螺栓2緊固，此時螺栓2上承受拉應力，為避免螺栓2由于應力疲勞導致斷裂，螺栓2直徑一般在6mm以上，因此，在整個結構中，螺栓2和螺絲的重量比重較大，可以達到10-20％。

如圖2、圖3所示，是本實用新型的結構示意圖。在圖2中，頂板4、底板5和兩塊側板3組成固定框架。側板3、頂板4、底板5可以通過螺紋連接或焊接組成固定框架，也可通過分次模壓再組裝成固定框架。在側板3上設置有多個緊固元件6(比如螺絲等)，緊固元件6與側板3之間采用螺紋連接，緊固元件6在擰緊過程中向燃料電池單元1移動，緊固元件6的持續移動，可以使燃料電池單元1受到擠壓，從而達到緊固效果。在圖3中，頂板4、底板5上對應位置分別設有定位槽7，燃料電池單元4卡在定位槽7內，能夠保證燃料電池單元4不會發生相對于頂板4、底板5的位移。