[發(fā)明專利]燃料電池堆的緊固裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810197850.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108346814A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙磊;張?zhí)O;歐陽(yáng)洵;陳真;朱俊娥;王俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇氫璞創(chuàng)能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/248
• 分類號(hào): H01M8/248;H01M8/2475
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 陸惠中;王永偉

本發(fā)明提供一種燃料電池堆的緊固裝置，包括設(shè)于燃料電池堆層疊方向兩端的前尾板和后尾板、第一反弧部、第一正弧部、第二反弧部、第二正弧部、第一綁帶、第二綁帶以及第三綁帶，第一反弧部的圓弧面背向前尾板地設(shè)置在前尾板的側(cè)面，第一正弧部的圓弧面朝向前尾板地設(shè)置在前尾板的側(cè)面，第二反弧部設(shè)置在后尾板的側(cè)面，第二正弧部設(shè)置在后尾板的側(cè)面，第一綁帶套在第一反弧部的兩端和第二反弧部的兩端上，第二綁帶套在第一正弧部的圓弧面和第二正弧部的圓弧面上，第三綁帶套在第一綁帶、第二綁帶以及燃料電池堆的側(cè)面上，第一反弧部、第一正弧部、第二反弧部以及第二正弧部分別由彈性材料制成。緊固裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊且使燃料電池堆的受力均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種簡(jiǎn)易的燃料電池堆的緊固裝置。

背景技術(shù)

燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置，由于其效率高、零排放、啟動(dòng)溫度低，非常適用于于交通運(yùn)輸、固定式發(fā)電以及便攜式領(lǐng)域。近年來(lái)，世界各國(guó)都在積極研究將燃料電池作為動(dòng)力源應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。由于單片電池的電壓小，無(wú)法滿足汽車動(dòng)力的需求，因此需要將若干塊單電池串聯(lián)組裝在一起構(gòu)成電堆，并通過(guò)機(jī)械壓力緊固，如果緊固壓力過(guò)大，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中造成膜電極或極板等關(guān)鍵零部件的破裂或變形，甚至刺穿撕裂，同時(shí)還會(huì)降低氣體擴(kuò)散層的氣孔率，引起氣體泄露、性能降低、壽命減少等一系列問(wèn)題，如果緊固壓力過(guò)小，容易增大接觸電阻，造成電堆性能下降，所以，適當(dāng)?shù)木o固壓力對(duì)于電堆的性能、安全方法性和耐久性至關(guān)重要。通常，復(fù)雜的緊固方法容易帶來(lái)較多的應(yīng)力集中問(wèn)題和繁瑣的組裝程序，可靠性不高，效率低，因此，尋找一種簡(jiǎn)易、緊湊、重量輕的緊固方法具有重要意義。

目前，大多數(shù)電堆緊固采用螺桿緊固的方式。其中，螺桿緊固方式存在許多固有的劣勢(shì)。首先，增加了電堆的截面積，進(jìn)而增大了電堆體積，不利于提高電堆的體積功率密度。其次，螺桿與螺母緊固的位置應(yīng)力大，通常要求尾板具有一定的厚度來(lái)均勻的傳導(dǎo)壓力，為此必須增加尾板的厚度，這樣就會(huì)增加體積和重量，這對(duì)于提高電堆的功率密度是不利的。最后，由于多組螺桿需要緊固，組裝和拆卸過(guò)程繁瑣，效率低，而且很難保證每組螺桿間力的一致性，造成電堆受力不均勻。

申請(qǐng)?zhí)枮?01710138182.2的發(fā)明專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種緊固結(jié)構(gòu)，順次包括氣口端板、氣口端集流板、流場(chǎng)板與膜電極組、盲端集流板和電堆彈性補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，上述結(jié)構(gòu)依次用多組拉帶結(jié)構(gòu)緊固，拉帶結(jié)構(gòu)包括U型金屬拉帶，金屬拉帶的末端折彎成與T型螺栓的圓桿匹配的圓環(huán)后焊接在金屬拉帶的拉帶末端搭接處，金屬拉帶上的T型螺栓穿過(guò)氣口端板上的固定孔，通過(guò)螺母與氣口端板連接緊固。該緊固結(jié)構(gòu)局限性在于：1.采用彈簧和壓板的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電堆彈性補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，增加了燃料電池體積和重量；2.采用拉帶結(jié)構(gòu)緊固，在進(jìn)行組裝時(shí)，金屬拉帶與T型螺栓的匹配以及靠螺母與氣口端板連接緊固，該結(jié)構(gòu)實(shí)際操作復(fù)雜，且對(duì)緊固力的一致性和裝堆工藝要求非常高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、受力均勻、維修和拆卸方便且節(jié)約成本的燃料電池堆的緊固裝置。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，本發(fā)明提供一種燃料電池堆的緊固裝置，包括設(shè)于燃料電池堆層疊方向兩端的前尾板和后尾板，燃料電池堆的緊固裝置還包括第一反弧部、第一正弧部、第二反弧部、第二正弧部、第一綁帶、第二綁帶以及第三綁帶，第一反弧部的圓弧面背向前尾板地設(shè)置在前尾板的側(cè)面，第一正弧部的圓弧面朝向前尾板地設(shè)置在前尾板的側(cè)面，第二反弧部的圓弧面背向后尾板地設(shè)置在后尾板的側(cè)面，第二正弧部的圓弧面朝向后尾板地設(shè)置在后尾板的側(cè)面，第一綁帶套在第一反弧部的兩端和第二反弧部的兩端上，第二綁帶套在第一正弧部的圓弧面和第二正弧部的圓弧面上，第三綁帶套在第一綁帶、第二綁帶以及燃料電池堆的側(cè)面上，第一反弧部、第一正弧部、第二反弧部以及第二正弧部分別由彈性材料制成。

更進(jìn)一步的方案是，前尾板和燃料電池堆之間設(shè)置有第一集流板和第一絕緣板，第一絕緣板位于前尾板和第一集流板之間，第一集流板與燃料電池堆的一端連接，后尾板和燃料電池堆之間設(shè)置有第二集流板和第二絕緣板，第二絕緣板位于后尾板和第二集流板之間，第二集流板與燃料電池堆的另一端連接。