[發明專利]用于讓密封件上的接觸壓力均勻分布的頭部凸緣設計

有效

• 申請號: 201810122304.3
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108461771B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: L.習;X.楊;石田堅太郎;S.徐;小山賢;苫名佑;R.D.布萊克利
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司;本田技研工業株式會社
• 主分類號: H01M8/0202
• 分類號: H01M8/0202;H01M8/248
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

公開一種系統和方法，包括頭部凸緣，以使得密封件上的接觸壓力均勻分布，在一些方面，板包括凸肩和凸緣邊緣。凸肩包括凸肩側邊和凸肩角部。凸緣邊緣限定通過板的孔。凸緣邊緣包括靠近凸肩側邊的第一邊緣部分和靠近凸肩角部的第二邊緣部分。凸肩側邊和第一邊緣部分限定出在它們之間的第一邊緣距離。凸肩角部和第二邊緣部分限定出在它們之間的第二邊緣距離。第二邊緣距離大于第一邊緣距離。

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，且更具體地，涉及用于使得密封件上的接觸壓力均勻分布的系統和方法。

背景技術

燃料電池系統可在各種應用中用作電源以提供電能。所產生的電能可以立即用于為例如電動機這樣的裝置供電。另外地或替換地，通過例如采用電池，所產生的電能可以存儲，用于以后使用。

在一些應用中，燃料電池并入到靜態結構中，以為建筑物、住宅等提供電功率。在一些應用中，燃料電池并入到例如智能電話、視頻相機、計算機等的裝置中。在一些應用中，燃料電池并入到載具中，以提供或補充機動力。

燃料電池系統通常包括以燃料電池堆(fuel-cell stack)布置的燃料電池。燃料電池堆(其可包含一百個以上的板)被擠壓以對燃料電池堆的附近部件之間的密封件施加接觸壓力，以防止流過其中的流體泄露。例如，混合了反應物的冷卻劑或遠離燃料電池的活性區域混合的反應物會降低燃料電池堆的有效性。因為部件的數量，所以甚至沿密封件的接觸壓力分布方面的微小不同在跨經所述堆時也會被放大，這會防止流體密封的形成。

因而，有益的是讓燃料電池堆上的密封件的接觸壓力均勻分布。

發明內容

在一些方面，板包括凸肩和凸緣邊緣。凸肩包括凸肩側邊和凸肩角部。凸緣邊緣限定通過板的孔。凸緣邊緣包括靠近凸肩側邊的第一邊緣部分和靠近凸肩角部的第二邊緣部分。在凸肩側邊和第一邊緣部分之間限定第一邊緣距離。在凸肩角部和第二邊緣部分之間限定第二邊緣距離，第二邊緣距離大于第一邊緣距離。

在一些方面，凸肩包括在其上的密封表面。密封表面配置為在暴露到接觸壓力時撓曲。

在一些進一步的方面，在第二凸肩角部和第三邊緣部分之間限定第三邊緣距離，第三邊緣部分靠近第二凸肩角部，凸肩角部限定第一半徑，且第二凸肩角部限定第二半徑，第二半徑大于第一半徑，且第二邊緣距離大于第三邊緣距離。

在一些進一步的方面，凸肩側邊遵循循蜿蜒路徑，且第一邊緣部分遵循蜿蜒路徑，使得第一邊緣距離沿蜿蜒路徑大致恒定。

在一些進一步的方面，第一邊緣距離和第二邊緣距離配置為提供沿凸肩具有小于約50％差異的接觸壓力。

在一些進一步的方面，第一邊緣距離和第二邊緣距離配置為提供沿凸肩具有小于約30％差異的接觸壓力。

在一些進一步的方面，凸肩大致限定第一多邊形且凸緣邊緣大致限定第二多邊形，第二多邊形包括比第一多邊形更多的角部。

在一些進一步的方面，凸肩側邊是大致直線形的且凸肩角部是大致弧形的。

在一些進一步的方面，第一邊緣部分是大致弧形的且第二邊緣部分是大致直線形的。

在一些方面，系統包括第一板、第二板和擠壓構件。第一板包括凸肩和凸緣。凸肩具有凸肩側邊和凸肩角部。凸緣邊緣限定穿過第一板的第一孔。凸緣邊緣包括靠近凸肩側邊的第一邊緣部分和靠近凸肩角部的第二邊緣部分。凸肩側邊和第一邊緣部分限定出在它們之間的第一邊緣距離。凸肩角部和第二邊緣部分限定出在它們之間的第二邊緣距離。第二邊緣距離大于第一邊緣距離。第二板鄰接第一板。第二板包括穿過其中的第二孔。第二孔對準第一孔。擠壓構件配置為在第一板和第二板上施加擠壓力。擠壓力配置為沿凸肩將第一板和第二板密封。