[發明專利]燃料電池模塊的承壓組立結構

無效

• 申請號: 200910009324.0
• 申請日: 2009-02-18
• 公開（公告）號: CN101540413A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 楊源生;蕭逢祥;曾文毅
• 申請（專利權）人: 亞太燃料電池科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24;H01M2/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及一種電池組裝結構的設計，特別是關于一種燃料電池模塊的承壓組立結構。

背景技術

燃料電池(Fuel?Cell)是為一種借著含氫燃料和空氣透過電化學反應產生電能及水的裝置。燃料電池的運作原理，以質子交換膜燃料電池為例，包括多個電池單體，每一單體的中央設有質子交換膜(Proton?Exchange?Membrane，PEM)，兩側各設一層催化劑，其外再各設置一層氣體擴散層(Gas?DiffusionLayer，GDL)，最外側則分別設一陽極雙極板與陰極雙極板，將此等構件緊密地以一預定的接觸壓力結合在一起而成為電池單體。

其中燃料電池進行前述電化學反應以將其化學能轉換成電能的同時，必需將電池組的壓力保持在一固定的范圍內，以免接接觸阻抗高，影響燃料電池的轉換效率。

而燃料電池在實際應用時，為了能獲得足夠的電力，通常是將多個上述的電池單體堆棧串聯起來構成一電池組，并藉由設于電池組縱向相對端的二端板，以及復數支穿設過二端板周緣的是桿，將電池組鎖固于二端板之間。

查美國專利第5,993,987號專利案，即公開一種電化學燃料電池組的壓縮帶結構，其燃料電池組中的多個電池單體是藉由一對端板組件所夾置，該對端板組件包括有一第一端板及一第二端板所組成，該燃料電池組的電池單體包括有一陽極層與一陰極層。

該端板組件還包括有至少一彈性壓縮組件，藉由一狹長的壓縮帶以單向環繞迫使該第一端板向該第二端板的方向產生一壓縮力于該燃料電池組，以牢固該燃料電池組中的各個電池單體；然此種設計雖利于組裝，但存在了諸多的缺點。

發明內容

首先，在組裝燃料電池組的各個相關構件時，如果各個電池單體接觸壓力過大時，可能會造成電池單體變形、翹曲，甚至是結構的破壞等情況，特別是當燃料電池組受到不當或分布不均的接觸壓力時，就會影響電池單體的效能。若接觸壓力不足則燃料電池組的密合程度不佳，不僅易導致漏水或漏氣的情形，更會造成燃料電池組的層與層間的接觸電阻較大，其結果也會降低燃料電池組的性能。

再者，燃料電池組中的電池單體在機械強度方面的耐壓度較弱，在完成燃料電池組的組裝作業之后，雖然已將各個相關構件予以堆棧，但在實際應用中仍需額外設計保護架或保護殼的類的包覆防護結構，否則該燃料電池組很容易受到外界的碰撞而造成損壞，或扭曲變形等風險。

緣此，本發明的目的即是提供一種燃料電池模塊的承壓組立結構，以對燃料電池模塊的各個相關構件提供一定程度上的防護，使維修及組裝簡單化。

本發明的另一目的是為藉由燃料電池模塊的承壓組立結構，可使燃料電池模塊的各個電池單體間得到一最適的接觸壓力。

本發明的再一目的是為藉由燃料電池模塊的承壓組立結構，可調整燃料電池模塊內各個電池單體與端板間的接觸壓力，使運用上的彈性更大。

本發明所采用的技術手段是為一種燃料電池模塊的承壓組立結構，包括有一燃料電池模塊、一第一承壓端板、一第一極集電板、一第二承壓端板、一第二極集電板、一承壓結構及一施壓結構。燃料電池模塊則包括有一第一極側、一第二極側及至少一電池單體。第一承壓端板經由第一端板及第一極集電板連結于燃料電池模塊的第一極側，而第二承壓端板經由第二端板及第二極集電板連結于燃料電池模塊的第二極側。

施壓結構是由一施壓板及其側緣垂直延伸出的一對側板所組成，二側板之間形成一開放端。當燃料電池模塊、第一承壓端板、第一極集電板、第二承壓端板、第二極集電板及承壓結構組立后，施壓結構的施壓板是頂制于第二承壓端板的第二端板面上，而其開放端則位于第一端板二側的位置，并藉由定位結構連結于第一端板的結合部。

而被夾置在第一端板與結合部之間的承壓結構，是經由第一承壓端板施加一向第二承壓端板方向的壓力于燃料電池模塊，以提供燃料電池模塊中各個電池單體所需的接觸壓力。

經由本發明所采用的技術手段，其組立結構模塊化的設計，可以提升燃料電池模塊的組裝效能，當本發明的組立結構發生異常或損壞時，僅需更換有問題的電池單體，避免公知需要將整個燃料電池模塊更換，而導致成本增加的弊病。