一种燃料电池，其包括电池堆，所述电池堆包括：沿着堆叠轴线覆叠的电化学发电装置的组件(2)，以及轴向扣合所述组件的端板(5、6)；所述燃料电池进一步包括至少一组保持绕线(9)，所述保持绕线(9)包括至少一层，并且包括以多匝的形式卷绕在所述电池堆周围的至少一个拉紧线，所述保持绕线围绕所述堆叠(2)且支承在所述端板(5、6)上，所述拉紧线的端部固定在所述端板中的至少一个上。
fuel cell
A fuel cell comprising a cell stack, the stack includes: electrochemical device assembly along the stacking axis of the overlay (2), and the axial end plate and the buckle assembly (5, 6); the fuel cell further comprises at least one group kept winding (9), the the holding wire (9) comprises at least one layer, and included in the form of winding turns in the stack around at least a taut wire, the wire wound around the stack to keep (2) and supported on the end plate (5, 6), at the end of the tension the line is fixed on the end plate on at least one of the.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池
本专利技术涉及燃料电池的领域，特别是涉及适用于在机动车中使用的燃料电池的领域。
技术介绍
燃料电池使得能够通过从燃料(通常是氢)和氧化剂(通常是氧气)的电化学反应中产生电能。固体电解质质子交换膜燃料电池(PEMFC)通常包括以板的形式形成电化学发电装置的单体电池的堆叠，单体电池中的每一个通过双极板与邻近单体电池分隔开。每个单体电池都包括阳极元件和阴极元件，所述阳极元件和阴极元件由离子交换膜的形式(例如由磺化全氟聚合物材料制成)的固体电解质进行分隔。根据通常的替代实施方案，每个双极板在一侧向邻近该侧的单体电池供应燃料，而在另一侧，向邻近该另一侧的单体电池供应氧化剂，供应由双极板并行地进行操作。双极板和单体电池的连续的堆叠在支承压力下保持，所述支承压力必须保证良好的电气接触和所需的气密性。通常，电池堆包括由拉杆连接的硬端板，其中插入弹簧元件来限制温度和湿度变化对支承压力的影响。然而，此解决方案并不完全令人满意。专利WO2015/056084、US2005/0042493、US-5993987、US2006/0093890和US2014/0356753描述由拉紧带的部分包围的板堆叠。
技术实现思路
根据实施方案，提出一种燃料电池，其包括电池堆，所述电池堆包括：沿着堆叠轴线覆叠的电化学发电装置的组件，以及轴向扣合所述组件的端板。所述燃料电池进一步包括至少一组保持绕线，所述保持绕线包括至少一层，并且包括以多匝的形式卷绕在所述电池堆周围的至少一个拉紧线，所述保持绕线围绕所述堆叠且支承在所述端板上，所述拉紧线的端部固定在所述端板中的至少一个上。所述保持绕线可以包括支承在所述端板的支承部分上的部分。所述保持绕线可以包括支承在所述端板的间隔开的倒圆支承部分上的倒圆部分，以及与这些支承部分接合的自由部分。所述保持绕线的所述倒圆部分和所述自由部分可以有利地切线地接合。所述保持绕线可以延伸到所述端板的凹槽中。所述保持绕线可以嵌入所述端板的所述凹槽中。形成所述绕线的线的端部可以被胶合或通过楔入所述端板上来保持。所述板可以具有突出部，所述突出部相对于所述组件侧向地延伸，并且所述凹槽延伸到所述突出部中。燃料电池可以包括若干并联的保持绕线，所述保持绕线相对于堆叠轴线垂直地间隔开。有利地，所述保持绕线的线可以由掺入了热固性树脂的玻璃纤维(CVR)制成。附图说明燃料电池现将作为非限制性示例进行描述，通过附图进行说明，在附图中：-图1示出燃料电池的立体图，所述燃料电池包含电化学发电装置的组件、端板和保持绕线；-图2示出图1的电化学发电装置的组件的部分的立体分解视图；-图3示出图1的燃料电池在移除了电化学发电装置的组件之后的部分的立体图；-图4示出图1的燃料电池的沿着堆叠轴线的截面，所述截面穿过保持绕线；和-图5示出用于制造图1的燃料电池的保持绕线的设备。具体实施方式如图1中所说明，燃料电池1包括电池堆2，所述电池堆2由沿着堆叠轴线覆叠的电化学发电装置4的组件3以及轴向扣合组件3的端板5和6组成。如图2中更精确地说明，作为示例，组件2包括呈板形式的多个单体电池5，所述单体电池5由双极板6分隔开。每个单体电池5包括三个覆叠层，即阳极、电解质和阴极。每个双极板6在一侧将燃料供应到与该侧相邻的单体电池，且在另一侧将氧化剂供应到与该另一侧相邻的单体电池。组件2包括若干通道，布置所述通道以便提供这些通过端板5和6中的至少一个进行的供应操作。在燃料电池1的电池堆2之外的用于液体连接和用于电连接的部件未在附图中示出。组件2呈平行六面体的形式。厚且硬的端板5和6相对于组件2侧向突出。如图1、图3和图4中所说明，燃料电池1包括卷绕在电池堆2周围的至少一个拉紧线的多匝绕线9，所述绕线9具有一个或更多个覆叠层，所述绕线9围绕电池堆2且支承在端板5和6上。这些绕线9用以紧固地保持组件2的板以及端板5和6以便使其支承在彼此上，从而提供所需的气密性和所需的电接触。在示出的示例中，垂直于电池堆2的轴线提供三组绕线9，且所述绕线彼此相隔一段距离以并联的方式形成。每个保持绕线9具有嵌入凹槽12和13中的相对的部分10和11，且具有无支承的相对的中间侧向部分14和15，所述凹槽12和13布置在端板5和6的外表面中，所述相对的中间侧向部分14和15与这些嵌入的部分10和11接合且沿着堆叠轴线延伸，平行于组件3的相对的侧面16和17并与这些侧面相隔一段距离。凹槽12和13的底部分别具有倒圆的端部18、19和20、21以及更深的中心部分22和23，所述端部呈扇形且相对于电池堆的轴线间隔开。每组保持绕线9具有圆角部分24、25和26、27，其分别支承在对应凹槽12和13的倒圆端部18、19和20、21上。倒圆端部18、19和20、21通过在凹槽12和13的中心部分上方延伸的无支承的相对的中间部分28和29连结，且连结到无支承的相对的侧向部分14和15。因此，每组保持绕线9呈具有圆角的矩形环带的形式，所述矩形环带的相对的中间部分14和15(无支承)以及相对的中间部分28和29切线地与支承在凹槽12和13的倒圆支承部分18、19和20、21上的圆角部分24、25和26、27接合。为了使凹槽12和13的倒圆支承部分18、19和20、21能够具有足够的半径，端板5和6具有相对的突出部30、31和32、33，所述突出部30、31和32、33相对于组件3的侧面16和17侧向地延伸，并且凹槽12和13的倒圆端部18、19和20、21延伸到所述突出部30、31和32、33中，这些突出部也确保端板5和6相对于组件3的定位。形成每组保持绕线9的线的端部可固定在端板5和6中的一个上，或一端可固定在端板5上，且另一端固定在端板6上。举例来说，形成每组保持绕线9的线的端部延伸到端板5的通向凹槽12的倾斜附加外部凹槽34和35中，且通过合适的胶或通过用于楔入的额外机械装置固定在这些凹槽中。优选地，形成每组保持绕线9的线由掺入了热固性树脂的玻璃纤维(其缩写通常是CVR)制成。此材料的优点在于具有抗张强度的同时还展现一定的弹性，使得绕线9有可能获得电池堆2中的支承所需的压力，且提供所需的气密性和所需的电接触(上文已提及)，同时适合于吸收并补偿具体来说由温度和湿度变化造成的电池堆2的尺寸变化。每组绕线9的圆角部分24、25和26、27的半径使得绕线的线经受有限的弯曲应力。如图5中所说明，每组保持绕线9可制造成类似卷轴的形式。在电池堆2形成之后，例如借助于夹具临时保持电池堆2，电池堆2装配在旋转机36上，所述旋转机能够根据垂直于堆叠轴线的中间旋转轴线37使电池堆2旋转。线38的端部固定在附加凹槽34或35中的一个中，此线来自供给卷轴39。使电池堆2和供给卷轴39旋转，以使得线38卷绕在电池堆2周围，所述线接合在端板5和6的凹槽12和13中，将线38拉紧的方式是通过从滑轮41悬吊下来的配重40将线38的经过转向滑轮42和43的部分向下拉，以使得线38的这一部分形成U形。在制成围绕电池堆2的线38的一层或若干覆叠层之后，线38接合在其它附加凹槽34或35中。线38胶合在此附加凹槽中，且超出此胶合范围的线38被切割掉。进行相同操作来制造其它保持绕线9。在替代实施方案中，保持绕线9可一个接一个地制造，端板5具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池，其包括电池堆，所述电池堆包括：沿着堆叠轴线覆叠的电化学发电装置的组件(2)，以及轴向扣合所述组件的端板(5、6)；所述燃料电池进一步包括至少一组保持绕线(9)，所述保持绕线(9)包括至少一层，并且包括以多匝的形式卷绕在所述电池堆周围的至少一个拉紧线，所述保持绕线围绕所述电池堆(2)且支承在所述端板(5、6)上，所述拉紧线的端部固定在所述端板中的至少一个上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 FR 15546091.一种燃料电池，其包括电池堆，所述电池堆包括：沿着堆叠轴线覆叠的电化学发电装置的组件(2)，以及轴向扣合所述组件的端板(5、6)；所述燃料电池进一步包括至少一组保持绕线(9)，所述保持绕线(9)包括至少一层，并且包括以多匝的形式卷绕在所述电池堆周围的至少一个拉紧线，所述保持绕线围绕所述电池堆(2)且支承在所述端板(5、6)上，所述拉紧线的端部固定在所述端板中的至少一个上。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述保持绕线(9)包括支承在所述端板(5、6)的支承部分(18、19、20、21)上的部分(24、25、26、27)。3.根据权利要求书1和2中任一项所述的燃料电池，其中，所述保持绕线(9)包括：支承在所述端板(5、6)的间隔开的倒圆支承部分(18、19、20、21)上的倒圆部分(24、25、26、27)，以及与这些支承部分接合的自由部分(14、15、2...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·格朗让，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR
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