一种燃料电池电堆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池电堆包括下端板、上端板以及设于两者之间的集流板、双极板、密封垫和膜电极组件；所述下端板和上端板上对应设有多个限位孔，所述限位孔至少分布在下端板和上端板的相邻长边和窄边上，且每边的数量至少为两个；所述集流板、双极板和膜电极组件上设有与限位孔相对应的多个限位槽；还包括限位杆和螺栓组件，所述限位杆与限位孔、限位槽配合实现电堆装配定位，所述螺栓组件对装配后的电堆进行压紧。该电堆能够实现无需装配台进行装配，组装方便快捷，便于柔性生产及售后维修，且端板设计不受装配台和双极板等零部件尺寸限制，端板设计具有更大的灵活性。

A fuel cell stack

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆
本技术涉及燃料电池领域，具体涉及一种自带定位的燃料电池电堆。
技术介绍
燃料电池电堆主要由端板、绝缘板、集流板、双极板、密封垫、膜电极组件、紧固螺栓组成；其中双极板、密封垫、膜电极组件的数量重复越多，对应的燃料电池电堆功率越大，三者的数量也就越多。在装配过程中，需要保证所有的零件整齐归一的堆叠起来，然后进行压紧并锁紧；零件数量越多，对堆叠的要求越高。现有的电堆装配主要依托专用的装配台进行装配。装配台主要由底板、限位挡板等组成，限位挡板通过螺栓等固定连接到底板上，至少在相邻的两面都设置限位挡板，确保电堆零部件的长边和窄边都能同时依靠，然后依次堆叠电堆的零部件。如专利CN201510839778.6中所述，装配前组装好装配用工装，包括底板固定板、限位部件、固定框，然后将电堆零部件依次放进去进行装配；装配完成后在拆解装配工装。现有技术中的电堆在装配过程中都需要借助装配台，而装配台成本高，组装要求也非常高，组装耗时较长，同时一个装配台只能装一个类型的电堆，不利于多工位同时工作和柔性生产，离开装配台无法进行装配，不利于售后维修；由于借助装配台进行装配，电堆的端板与双极板在长边和窄边上都设计有尺寸相同的区域，用于装配过程中依靠在装配台的限位挡板上，使端板的设计受到装配台和双极板等零部件尺寸的限制。
技术实现思路
本技术目的在于：针对现有技术中的电堆在组装时必须依赖装配台，而装配台成本高，组装耗时长，不利于柔性生产及售后维修，且使端板的设计受到装配台和双极板等零部件尺寸限制的问题，提供一种燃料电池电堆，该电堆能够实现无需装配台进行装配，组装方便快捷，便于柔性生产及售后维修，且能够实现端板设计不受装配台和双极板等零部件尺寸限制。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种燃料电池电堆，包括下端板、上端板以及设于两者之间的集流板、双极板、密封垫和膜电极组件；所述下端板和上端板上对应设有多个限位孔，所述限位孔至少分布在下端板和上端板的相邻长边和窄边上，且每边的数量至少为两个；所述集流板、双极板和膜电极组件上设有与限位孔相对应的多个限位槽；还包括限位杆和螺栓组件，所述限位杆与限位孔、限位槽配合实现电堆装配定位，所述螺栓组件对装配后的电堆进行压紧。本技术通过在下端板和上端板上对应设置多个限位孔，所述限位孔至少分布在下端板和上端板的相邻长边和窄边上，且每边的数量至少为两个；并在集流板、双极板和膜电极组件上设置与限位孔相对应的多个限位槽；装配时通过限位杆与限位孔、限位槽配合实现电堆零件定位，并采用螺栓组件对装配后的电堆进行压紧；该电堆通过在各零部件上设计限位孔或限位槽，并设置少量的限位杆，从而实现可无需依赖装配台进行装配，组装方便快捷，装配成本较低，且便于柔性生产及售后维修，同时能够实现端板设计不受装配台和双极板等零部件尺寸限制，端板设计具有更大的灵活性。作为本技术的优选方案，所述限位杆为圆柱体，所述限位槽为与限位杆适配的半圆槽。通过采用圆柱体限位杆以及半圆形限位槽，从而在电堆装配时实现对集流板、双极板和膜电极组件的定位。作为本技术的优选方案，所述限位槽的圆心位于集流板、双极板和膜电极组件对应的长边或窄边的边线上。在装配集流板、双极板和膜电极组件时，便于限位槽卡在限位杆上实现定位。作为本技术的优选方案，所述限位杆包括杆头、杆体和杆尾三段，其中，所述杆头连于下端板上的限位孔中，所述杆体与集流板、双极板和膜电极组件上的限位槽配合。通过将限位杆设计为杆头、杆体和杆尾三段，而杆头用于与下端板上的限位孔相连，杆体用于与集流板、双极板和膜电极组件上的限位槽接触配合，杆尾用于在电堆装配完毕后将限位杆从电堆取出。作为本技术的优选方案，所述杆体上设置有减磨涂层或者套管，用于装配定位时减少电堆各零件与杆体之间的磨损。作为本技术的优选方案，所述杆头与下端板上的限位孔可拆卸式连接，便于在电堆装配完毕后将限位杆从电堆取出。作为本技术的优选方案，所述杆体的直径大于杆头的直径，且杆体的直径小于或等于杆尾的直径，杆尾的直径小于上端板上的限位孔直径，使限位杆能够便捷的从限位孔中穿过，便于电堆装配完毕后取出限位杆。作为本技术的优选方案，所述杆头的长度小于下端板上限位孔的深度，所述限位杆的长度大于电堆所有零部件堆叠完成以后的高度，且杆尾位于上端板以外，既满足限位杆与下端板的连接，又便于用工具拆卸限位杆。作为本技术的优选方案，所述集流板为覆铜板，用于收集电流及阻断电流传向下端板和上端板。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术通过在下端板和上端板上对应设置多个限位孔，所述限位孔至少分布在下端板和上端板的相邻长边和窄边上，且每边的数量至少为两个；并在集流板、双极板和膜电极组件上设置与限位孔相对应的多个限位槽；装配时通过限位杆与限位孔、限位槽配合实现电堆零件定位，并采用螺栓组件对装配后的电堆进行压紧；该电堆通过在各零部件上设计限位孔或限位槽，并设置少量的限位杆，从而实现可无需依赖装配台进行装配，组装方便快捷，装配成本较低，且便于柔性生产及售后维修，同时能够实现端板设计不受装配台和双极板等零部件尺寸限制，端板设计具有更大的灵活性；2、通过将限位杆设计为杆头、杆体和杆尾三段，而杆头用于与下端板上的限位孔相连，杆体用于与集流板、双极板和膜电极组件上的限位槽接触配合，杆尾用于在电堆装配完毕后将限位杆从电堆取出。附图说明图1是本技术装置的装配完成后的电堆轴向视图；图2是本技术装置的下端板的正向视图；图3是本技术装置的集流板的正向视图；图4是本技术装置的双极板的正向视图；图5是本技术装置的膜电极组件的正向视图；图6是本技术装置的上端板的正向视图；图7是本技术装置的限位杆的第一种结构的轴向视图；图8是本技术装置的限位杆的第二种结构的轴向视图；图9是本技术装置的装配开始时的轴向视图；图10是本技术装置的装配过程中的轴向视图；图11是本技术装置的装配结束时的轴向视图。图中标记：下端板1，限位孔11、安装孔12、物料通道13、密封槽14、下端板体15；集流板2，限位槽21、物料通道22、集流板体23；双极板3，限位槽31、物料通道32、流道33、密封槽34、双极板体35；膜电极组件4，限位槽41、物料通道42、密封边框43、活性区域44；上端板5，限位孔51、安装孔52、物料通道53、上端板体55；螺栓组件6，螺杆61、螺母62；限位杆7，杆头71、杆体72、杆尾73；密封垫8。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括下端板、上端板以及设于两者之间的集流板、双极板、密封垫和膜电极组件；所述下端板和上端板上对应设有多个限位孔，所述限位孔至少分布在下端板和上端板的相邻长边和窄边上，且每边的数量至少为两个；所述集流板、双极板和膜电极组件上设有与限位孔相对应的多个限位槽；还包括限位杆和螺栓组件，所述限位杆与限位孔、限位槽配合实现电堆装配定位，所述螺栓组件对装配后的电堆进行压紧。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括下端板、上端板以及设于两者之间的集流板、双极板、密封垫和膜电极组件；所述下端板和上端板上对应设有多个限位孔，所述限位孔至少分布在下端板和上端板的相邻长边和窄边上，且每边的数量至少为两个；所述集流板、双极板和膜电极组件上设有与限位孔相对应的多个限位槽；还包括限位杆和螺栓组件，所述限位杆与限位孔、限位槽配合实现电堆装配定位，所述螺栓组件对装配后的电堆进行压紧。


2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述限位杆为圆柱体，所述限位槽为与限位杆适配的半圆槽。


3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述限位槽的圆心位于集流板、双极板和膜电极组件对应的长边或窄边的边线上。


4.根据权利要求1-3之一所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述限位杆包括杆头、杆体和杆尾三段，其中，所述杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒正龙，宋翔，苏鑫鑫，刘毫，刘征，陈启章，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51