[發明專利]一種防止燃料電池堆芯坍塌的支撐預緊機構

在審

• 申請號: 202211736570.8
• 申請日: 2022-12-31
• 公開（公告）號: CN116014204A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 劉娃;鄧菁菁;李笑暉;甘全全;戴威
• 申請（專利權）人: 上海神力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/247
• 分類號: H01M8/247
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及氫燃料電池電堆技術領域，尤其是涉及一種防止燃料電池堆芯坍塌的支撐預緊機構，用于支撐堆芯，包括支撐桿、固定支腳和硅膠墊；所述支撐桿包括第一支撐桿和第二支撐桿，所述固定支腳包括第一固定支腳和第二固定支腳；所述第一支撐桿和第二支撐桿平行間隔設置，第一支撐桿和第二支撐桿的兩個端部分別通過彈簧定位柱連接第一固定支腳和第二固定支腳；所述硅膠墊設置于第一支撐桿和第二支撐桿支撐堆芯的一側。本發明的支撐預緊機構既給堆芯提供了穩定可靠的預緊條件，同時也給殼體提供了一定程度的輔助加強，在結構層面保證了燃料電池正常功能的發揮。

技術領域

本發明涉及氫燃料電池電堆技術領域，尤其是涉及一種防止燃料電池堆芯坍塌的支撐預緊機構。

背景技術

燃料電池堆是將化學能轉換為電能的一種發電裝置，燃料電池堆在電化學反應過程中不會產生有害物質，是目前國際上新能源汽車發展的主要方向之一，燃料電池汽車作為一種新能源汽車的動力源，具有清潔環保的優勢，未來會成為汽車領域研究的熱點。

目前，燃料電池堆一般由數十節至數百節單電池堆疊組成，當若干節燃料電池組裝成燃料電池堆時，必須通過端板和緊固螺栓對各節電池施加壓力，以保證各節間良好的密封效果。同時也需要與PACK匹配滿足一定的防護要求，避免外界異物接觸電堆，導致膜電極污染/絕緣問題。

現有技術存在以下缺點：

(1)氫燃料電池汽車應用環境工況廣泛，在運行過程中會產生高頻振動，長堆芯燃料電池在這種震動的環境中，會因為長時間的高頻震動導致的結構塌陷而影響燃料電池堆芯的穩定性，從而會影響燃料電池的正常性能的發揮；

(2)現有燃料電池產品中沒有考慮這種大跨度的堆芯結構在無特殊固定機構的情況下，堆芯的坍塌對燃料電池性能發揮和耐久性的影響；

(3)現有的燃料電池對堆芯的支撐只是采用簡單的長桿型結構，并沒有考慮到支撐結構所提供的壓力大小對堆芯的影響，壓力過大會對堆芯造成損傷，壓力過小則沒有起到應有的支撐作用；

(4)市場上常用的預壓機構，結構復雜，占用空間大。

氫燃料電池電堆主要應用于商用車領域，行駛路況復雜多變，多變的使用環境對燃料電池的本身的固定性能提出了更高的要求；而燃料電池堆芯是由單片電池堆疊而成，商用車高壓高功率的應用要求，意味著電芯的堆疊是以數百片計量，也便決定了燃料電池堆芯必然會是一種大跨度的矩形體結構；而這種特有的結構在實際應用中，兩邊的裝配力并不足以提供堆芯穩定可靠固定效果，特別是在長期高溫高壓的環境之下，疊加材料的熱脹冷縮作用，這種交變的使用環境必然會導致矩形體堆芯中間部分隨著時間作用會有不同的塌陷，以至于會影響整堆的平穩運行。因此提供一種防止燃料電池堆芯坍塌的支撐預緊機構是至關重要的。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種防止燃料電池堆芯坍塌的支撐預緊機構，用于支撐堆芯，包括支撐桿、固定支腳和硅膠墊；所述支撐桿包括第一支撐桿和第二支撐桿，所述固定支腳包括第一固定支腳和第二固定支腳；所述第一支撐桿和第二支撐桿平行間隔設置，第一支撐桿和第二支撐桿的兩個端部分別通過彈簧定位柱連接第一固定支腳和第二固定支腳；所述硅膠墊設置于第一支撐桿和第二支撐桿支撐堆芯的一側。本發明的支撐預緊機構能夠給堆芯提供適當的預緊力，以抵消重力作用產生的撓曲對其產生的影響；而且能夠在與殼體裝配后，也給殼體兩端提供必要的拉力，以抵消安裝之后堆芯給殼體的反作用力；本發明的支撐預緊機構既給堆芯提供了穩定可靠的預緊條件，同時也給殼體提供了一定程度的輔助加強，在結構層面保證了燃料電池正常功能的發揮。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明提供一種防止燃料電池堆芯坍塌的支撐預緊機構，用于支撐堆芯，包括支撐桿、固定支腳和硅膠墊；所述支撐桿包括第一支撐桿和第二支撐桿，所述固定支腳包括第一固定支腳和第二固定支腳；