燃料电池堆及其组装方法技术

本发明专利技术提供一种燃料电池堆及其组装方法。燃料电池堆包括燃料电池组件，在燃料电池组件中，多个燃料电池堆叠在上电流采集器和下电流采集器之间。燃料电池堆包括封闭件，封闭件在燃料电池的堆叠方向上对燃料电池组件进行加压和密封。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池堆及其组装方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年12月11日所提交的韩国专利申请第10-2017-0169269号的优先权和权益，其全部内容通过引用纳入本文。
本专利技术涉及一种燃料电池堆，更具体地，涉及这样一种燃料电池堆，其利用封闭件密封并保护燃料电池。
技术介绍
众所周知，燃料电池堆是一种电力产生装置，其依靠燃料电池、利用氢与氧之间的电化学反应产生电能，并且应用于例如燃料电池车辆。燃料电池堆由电能产生组件形成，其中，以数百为单位的燃料电池(单元电池)连续地布置。燃料电池具有如下配置：分隔板设置在膜电极组件(MEA)的两侧，其中MEA插置在分隔板之间。燃料电池可以通过端板和紧固机构而在加压状态下结合。上述燃料电池堆可以依靠如下方法而制造成模块形式：将燃料电池一个接一个地堆叠，在燃料电池设置在上端板和下端板之间的情况下利用压力对堆叠的燃料电池进行加压，并且利用紧固机构将端板紧固。进一步地，可以以如下方式组装燃料电池堆：利用封闭件对电池堆模块进行密封，所述模块已利用端板和紧固机构而紧固燃料电池。具体地，在电池堆模块组装的相关技术中，当利用压力对在端板之间堆叠的燃料电池进行加压时，利用螺栓或者利用螺杆和螺母将紧固带组装到上端板和下端板。进一步地，端板执行燃料电池的加压/绝缘和反应气体/冷却剂的入口和出口功能(反应气体/冷却剂反复地堆叠在燃料电池的两端位置)。然而，在相关技术中，利用端板和紧固机构以及封闭件对电池堆模块进行组装，因此，其组装程序和组装组件增加。公开于该部分的上述信息仅旨在加深对专利技术背景的理解，因此其可能包含并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术提供一种燃料电池堆及其组装方法，其通过利用保护燃料电池的封闭件对燃料电池进行加压和结合而减少组装程序和组装组件。燃料电池堆可以包括燃料电池组件和封闭件，在燃料电池组件中，多个燃料电池堆叠在上电流采集器和下电流采集器之间，而所述封闭件在燃料电池的堆叠方向上对燃料电池组件进行加压和密封。此外，在根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆中，所述封闭件可以包括壳体和盖体，壳体的一个表面是打开的，并且剩余表面是关闭的，而所述盖体将壳体的打开端封闭。此外，在根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆中，所述燃料电池组件可以在与燃料电池的堆叠方向垂直的表面方向上经由所述打开端而插入到所述壳体中。壳体的两侧板可以支撑燃料电池组件的加压反作用力，并且燃料电池组件可以在受到施压叉加压的情况下被插入到壳体中。另外，使得能够释放加压并将施压叉抽出到的外部的叉引导单元可以设置在两侧板的内表面处。壳体可以包括：第一方向的两侧板，其支撑燃料电池组件的两侧表面的电流采集器，并且支撑燃料电池组件的加压反作用力；第二方向的两侧板，其与所述第一方向的两侧板连接，并且支撑燃料电池组件的另外的两侧表面；以及底板，其与所述第一方向的两侧板和所述第二方向的两侧板连接，并且支撑燃料电池组件的插入方向的表面。在根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆中，所述第一方向的两侧板可以包括：内支撑表面，其支撑电流采集器，燃料电池组件的加压反作用力施加至所述电流采集器；以及多个叉凹槽，其在所述内支撑表面处形成为沿着燃料电池组件的插入方向从壳体的打开端连接到关闭端。叉凹槽可以形成为使得形成为在两侧对电流采集器进行加压的一个臂部形状的施压叉能够在燃料电池的堆叠方向上插入到壳体的内部。另外，所述叉凹槽可以形成为具有比施压叉的厚度更大的深度。电流采集器端子可以安装在电流采集器处。端子凹槽形成在内支撑表面处，所述端子凹槽与叉凹槽平行，并且电流采集器端子能够插入到端子凹槽中。此外，根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆可以包括：封闭件，其具有壳体和盖体，所述壳体和盖体彼此结合；以及燃料电池组件，在所述燃料电池组件中，在壳体中，通过壳体沿着堆叠方向以预先确定的压力对堆叠的多个燃料电池进行加压。所述盖体可以封闭所述壳体的内部，并且所述壳体可以在与所述盖体的封闭方向垂直的方向上支撑所述燃料电池组件的加压反作用力。壳体也可以具有与盖体结合的打开端。所述燃料电池组件可以在施压叉沿着燃料电池的堆叠方向对所述燃料电池组件进行加压的状态下经由所述打开端而在与燃料电池的堆叠方向垂直的表面方向上插入到所述壳体中。所述壳体可以包括支撑所述燃料电池组件的加压反作用力的两侧板。另外，多个叉凹槽可以设置在两侧板的内表面处，所述多个叉凹槽使得能够释放加压并将施压叉抽出到外部。具体地，每个叉凹槽可以形成为沿着燃料电池组件的插入方向从壳体的打开端连接到关闭端。所述施压叉形成为对所述燃料电池组件进行加压的一个臂部的形状，可以形成为在燃料电池的堆叠方向上被插入到所述壳体内。此外，根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆的组装方法可以包括：提供壳体和盖体，所述壳体的一个表面是打开的，并且剩余表面是关闭的，而所述盖体联接到所述壳体的打开端；将燃料电池堆叠在燃料电池组件的两侧表面的电流采集器之间，并且通过施压叉沿着燃料电池的堆叠方向在两侧处对电流采集器进行加压；以及将受到施压叉加压的燃料电池的电流采集器和燃料电池组件在与燃料电池的堆叠方向垂直的方向上经由打开端插入到所述壳体中。根据本专利技术的示例性实施方案的方法可以进一步包括：释放施压叉的压力；将施压叉在燃料电池的堆叠方向上插入到壳体的内表面的叉凹槽中；以及经由叉凹槽将施压叉抽出到壳体的外部。叉凹槽可以具有比施压叉的厚度更大的深度，并且可以形成在与电流采集器对应的内表面处。施压叉可以配置成以比燃料电池组件的预先确定的加压力更大的加压力而对电流采集器进行加压。另外，施压叉的部分厚度或者全部厚度可以沿着燃料电池的堆叠方向插入到叉凹槽中。在释放施压叉的压力时，壳体的内表面可以支撑燃料电池组件的加压反作用力，并且壳体的打开端可以由盖体封闭。此外，在根据本专利技术的示例性实施方案的方法中，壳体的内表面可以在与盖体的封闭方向垂直的方向上支撑燃料电池组件的加压反作用力。可以利用对燃料电池组件进行密封的封闭件而以预先确定的加压力对燃料电池组件进行加压和结合，因此，可以省略用于对燃料电池进行加压和紧固的紧固件，比如端板、紧固带、螺杆和螺母。因此，在本专利技术的示例性实施方案中，可以减少用于制造燃料电池堆的整体组装程序和组装组件，并且可以降低燃料电池堆的重量。另外，本专利技术的示例性实施方案可以获得或预期的效果在以下的具体实施方式中有直接或暗示性的描述。也即，将在以下的具体实施方式中对本专利技术的示例性实施方案可以预期的各种效果进行描述。附图说明附图作为对本专利技术的示例性实施方案进行描述的参考而提供，并且本专利技术的精神不应仅由附图进行解释。图1为示出根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆的详细立体视图；图2为示出根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆的局部详细立体视图；图3为示出根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆的截面视图；以及图4至图9为示出根据本专利技术的示例性实施方案的燃料电池堆的组装方法的示图。附图标记：10：燃料电池组件；11：燃料电池；15：电流采集器；17：电流采集器端子；19：接线端子；50：封闭件；61：壳体；63：第一方向的两侧板；65：第二方向的两侧板；67：底板；71：盖体；81：内支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池堆，其包括：燃料电池组件，在所述燃料电池组件中，多个燃料电池堆叠在上电流采集器和下电流采集器之间；以及封闭件，其在燃料电池的堆叠方向上对燃料电池组件进行加压和密封；其中，封闭件包括壳体和盖体，所述壳体的一个表面是打开的，所述盖体将所述壳体的打开端封闭；所述燃料电池组件在与燃料电池的堆叠方向垂直的表面方向上经由所述打开端而插入到所述壳体中；所述壳体的两侧板支撑所述燃料电池组件的加压反作用力。

【技术特征摘要】
2017.12.11 KR 10-2017-01692691.一种燃料电池堆，其包括：燃料电池组件，在所述燃料电池组件中，多个燃料电池堆叠在上电流采集器和下电流采集器之间；以及封闭件，其在燃料电池的堆叠方向上对燃料电池组件进行加压和密封；其中，封闭件包括壳体和盖体，所述壳体的一个表面是打开的，所述盖体将所述壳体的打开端封闭；所述燃料电池组件在与燃料电池的堆叠方向垂直的表面方向上经由所述打开端而插入到所述壳体中；所述壳体的两侧板支撑所述燃料电池组件的加压反作用力。2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述燃料电池组件在由施压叉加压的状态下插入到所述壳体中，并且叉引导单元形成在两侧板的内表面处，并使得加压能够释放并且施压叉能够抽出。3.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述壳体包括：第一方向的两侧板，其支撑燃料电池组件的第一组侧表面的电流采集器，并且支撑燃料电池组件的加压反作用力；第二方向的两侧板，其与所述第一方向的两侧板连接，并且支撑燃料电池组件的第二组侧表面；以及底板，其与所述第一方向的两侧板和所述第二方向的两侧板连接，并且支撑燃料电池组件的插入方向的表面。4.根据权利要求3所述的燃料电池堆，其中，所述第一方向的两侧板包括：内支撑表面，其支撑电流采集器，燃料电池组件的加压反作用力施加至所述电流采集器；以及多个叉凹槽，其在所述内支撑表面处形成为沿着燃料电池组件的插入方向而从壳体的打开端连接到关闭端。5.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其中，所述施压叉形成为一个臂部的形状，其在两侧对电流采集器进行加压，并且所述施压叉在燃料电池的堆叠方向上插入到壳体的内部。6.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其中，所述叉凹槽形成为具有比施压叉的厚度更大的深度。7.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其中，电流采集器端子安装在电流采集器处，端子凹槽形成在内支撑表面处并且形成为与叉凹槽平行，并且电流采集器端子插入到所述端子凹槽中。8.一种燃料电池堆，其包括：封闭件，其具有壳体和盖体，所述壳体和所述盖体彼此联接；以及燃料电池组件，在所述燃料电池组件中，在壳体中沿着堆叠方向以预先确定的压力对堆叠的多个燃料电池进行加压；其中，所述盖体封闭所述壳体的内部；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：白硕玟，琴荣范，郑贵成，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR