[發明專利]燃料電池堆

有效

• 申請號: 201711284188.7
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109755624B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李東善
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/248
• 分類號: H01M8/248
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;趙占元

提供一種燃料電池堆，所述燃料電池堆包括電池層壓件和表面壓力調節單元，所述電池層壓件通過在預定的堆疊方向上堆疊多個電池單元而形成；所述表面壓力調節單元堆疊在所述電池層壓件的第一表面上。所述表面壓力調節單元調節在堆疊方向上施加至所述電池單元的表面壓力。所述單元包括第一電磁體和第二電磁體，所述第二電磁體安裝在所述電池層壓件的一個表面和所述第一電磁體之間從而加壓所述電池單元。控制器通過向第一電磁體和第二電磁體選擇性地施加電流而使得在第一電磁體和第二電磁體之間施加吸引力或排斥力，從而調節通過第二電磁體施加至電池單元的加壓力。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年11月7日提交的韓國專利申請第10-2017-0147540號的優先權，該申請的全部內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本公開涉及燃料電池堆，更具體地涉及調節施加至電池單元的表面壓力的燃料電池堆。

背景技術

作為燃料電池系統的主電源的燃料電池，是被供應了對應于氧化劑的氧氣和對應于燃料的氫氣從而產生電力同時產生水的設備。在燃料電池中，從氫氣儲存槽將高純度氫氣供應至燃料電池堆的陽極，并且通過空氣供應設備(例如空氣壓縮機)將大氣中的包含有氧氣的空氣直接供應至燃料電池堆的陰極。供應至陽極的氫氣通過陽極催化劑分離成質子和電子，并且質子通過聚合物電解質膜移動至陰極。供應至陰極的空氣中的氧氣與通過外部接線引入陰極的電子組合從而產生電能同時產生水。

通常地，燃料電池堆包括電池層壓件、端板、緊固構件等，所述電池層壓件通過堆疊至少數百個電池單元而形成，所述端板分別設置在電池層壓件的兩端，所述緊固構件緊固端板從而向電池層壓件的電池單元施加預定的表面壓力。特別地，術語“電池單元”表示通過堆疊聚合物電解質膜、陽極、陰極、隔膜、墊圈等而形成的單元體。

同時，施加至電池單元的表面壓力可以由于各種原因(例如燃料電池堆的降解、由于溫度降低而造成的墊圈收縮等)而變化。如上所述的施加至電池單元的表面壓力的變化是燃料電池堆的性能變差(例如氣體泄漏、輸出功率降低、耐久性變差等)的主要原因。然而，由于根據相關技術的燃料電池堆不包括用于補償施加至電池單元的表面壓力的變化的構造，由于施加至電池單元的表面壓力的變化使得燃料電池堆的性能變差。

發明內容

本公開提供一種通過調節施加至電池單元的表面壓力而改進結構的燃料電池堆。

根據本公開的示例性實施方案，燃料電池堆可以包括：電池層壓件，所述電池層壓件通過在預定的堆疊方向上堆疊多個電池單元而形成；和表面壓力調節單元，所述表面壓力調節單元堆疊在所述電池層壓件的一個表面上，并且被構造成調節在堆疊方向上施加至所述電池單元的表面壓力。所述表面壓力調節單元可以包括：第一電磁體；第二電磁體，所述第二電磁體安裝在所述電池層壓件的一個表面和所述第一電磁體之間從而加壓所述電池單元；和控制器，所述控制器被構造成通過向第一電磁體和第二電磁體選擇性地施加電流而使得在第一電磁體和第二電磁體之間施加吸引力或排斥力，從而調節通過第二電磁體施加至電池單元的加壓力。

所述表面壓力調節單元可以進一步包括殼體，所述殼體具有可以容納第一電磁體和第二電磁體的容納空間。所述第二電磁體可以被安裝成在堆疊方向上可滑動地移動，從而與所述第一電磁體隔開或者鄰接所述第一電磁體。所述殼體可以進一步具有開口，所述開口允許所述容納空間朝向所述電池層壓件的第一表面打開。所述電池層壓件的一個端部可以通過所述開口插入所述容納空間。所述第二電磁體可以具有預定的橫截面積，從而引導其第一端部通過所述開口到達所述容納空間的外部。