[發明專利]一種長堆定位組裝夾具

在審

• 申請號: 201911368404.5
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110842832A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 初殿軍;程敏;姜煒;舒清柱;竇永香
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: B25B11/02
• 分類號: B25B11/02;H01M8/2404
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 侯艷偉;李洪福

本發明提供一種長堆定位組裝夾具，包括精導向結構，精導向結構由分拼Ⅰ和分拼Ⅱ組成；分拼Ⅰ和分拼Ⅱ呈對角設置，分拼Ⅰ和分拼Ⅱ構成的內部空間用于放置燃料電池；兩個第一桿件外壁上設有拉桿固定座，拉桿固定座上設有槽口，兩個第二桿件的外壁上設有拉桿鉸鏈座，拉桿鉸鏈座通過銷軸連接在拉桿的一端，拉桿的另一端貫穿伸出槽口的端部連接有鎖緊螺母；拉桿鉸鏈座、銷軸、拉桿、拉桿固定座和鎖緊螺母構成自鎖結構，分拼Ⅰ和分拼Ⅱ與自鎖結構組成穩定框架；第一桿件和第二桿件的內部均連接有粗導向板；分拼Ⅰ和分拼Ⅱ構成的對角線的兩端均設有定位桿，兩端定位桿上方連接有壓板。本發明可實現電堆的可靠壓裝，不需要定位工裝在端板上開槽。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體而言，尤其涉及一種長堆定位組裝夾具。

背景技術

燃料電池是一種將化學能直接轉化成電能的清潔能源發電裝置，由于其是電化學反應，無燃燒放熱，不受“卡諾循環”限制，因此能量轉換效率要高出普通熱機。燃料電池以其能量轉換效率高、噪音低、低碳、零排放、使用靈活方便、操作溫度低、能量密度高等優點，越來越被人們喜愛和使用。常用于車、船、航天等運載工具的動力系統，又可以用作移動式或固定式的發電站發電等領域具有十分廣闊的市場前景。

燃料電池的核心為電堆，電堆在應用時通常由若干個電池單元串聯組成以輸出合適的電壓。每層電池單元的電壓工作范圍一般在0.5～1.2V，通常電池單元之間串聯有冷卻結構，利用氣體或液體實現電堆的熱管理。電池單元的主要結構為雙極板和位于雙極板之間的膜電極(MEA，Membrane Electrode Assembly)，其中膜電極一般設置有兩層氣體擴散層，氣體擴散層中間夾有質子交換膜。雙極板的作用主要是實現反應物與產物的宏觀傳質，氣體擴散層一般采用的是具有多孔結構的碳紙或者碳布，可以將反應物(氫氣、空氣等)進一步均勻傳輸到質子交換膜上，并將產物水快速與質子交換膜進行分離。

現有技術中，燃料電池集成主要依靠經驗和手工裝配，燃料電池堆組裝通常是加壓后緊固，工藝效率低、失誤多。一般是將端板、緩沖板、導電板和多節單電池壓緊后，通過拉條緊固，取出電堆后進行密封性能測試。其不足是：

1)電堆密封測試不合格時只能重新搬回壓裝臺，卸除預緊力后進行檢測，一般大功率電堆單體數量較多而且質量較重，容易導致裝配反復，甚至損壞電池，不具有檢測的便利性，而且增加成本；

2)外定位工裝通過側面擋板實現電堆的定位和固定，精度較低，密封配合偏差大，增大電堆接觸電阻，氣密效果差，影響電堆性能和使用壽命。

現有技術中，關于燃料電池堆組裝的方式有：1)利用固定框和定位柱解決人工組裝電堆容易出現電池錯位的問題的組裝方式，但存在組裝燃料電池電堆的單電池形式無法擴展，固定框緊固擠壓下易使單電池破裂等問題，且當單電池與單電池之間出現受力不均有輕微偏移時，在固定框緊固擠壓下容易使單電池破裂，影響燃料電池電堆質量；2)利用多個限位柱和定位桿，改善雙極板和膜電極在組裝過程中容易錯位的問題的組裝方式，可保證電池堆的組裝條件，但存在裝配復雜，端板處有較大定位貫穿開槽，使三腔口側端板產生應力集中強度減弱等問題；3)通過調節固定柱和固定底座的相對位置改變固定區的區域大小，滿足不同燃料電池的組裝要求的組裝方式，存在的問題是該組裝裝置對電堆雙極板MEA的錯位無法控制，同時也需要復雜的組裝過程。

因此，急需一種能適應多種型號燃料電池組裝、受力均勻、組裝效果好且組裝效率高的燃料電池組裝裝置，來降低小批量生產的作業強度，同時為批量生產提供一定的數據支持。

發明內容