包括至少一个牵引件的燃料电池制造技术

一种燃料电池(1)，包括电池堆(2)，电池堆(2)包括多个电池(5)，每个电池(5)包括多个流体循环开口(50)，各流体循环开口堆叠以在电池堆(2)中形成多个流体循环管道；两个端板(3)，沿堆叠轴线X安装在电池堆的两端；以及至少一个牵引件(4)，将两个端板(3)彼此连接，以压缩电池堆(2)；牵引件(4)安装在电池堆(2)的流体循环管道(20)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括至少一个牵引件的燃料电池
本专利技术涉及燃料电池领域，尤其是航空领域的燃料电池。
技术介绍
燃料电池通过不同流体之间的电化学反应来产生电能。传统上，通过向燃料电池提供氢气和氧气并使它们在燃料电池中反应来产生电能。如图1所示，燃料电池100包括电池堆102，电池堆102包括沿堆叠轴线X堆叠的多个电池105。每个电池105包括多个流体循环开口150。各电池105的流体循环开口150沿平行于堆叠轴线X的方向对齐堆叠，以在电池堆102中形成多个流体循环管道120。电池105的电池堆102使得流体能够进行电化学反应。如图2所示，每个电池105呈板状，该板一方面包括流体循环开口150，另一方面包括引导开口151。燃料电池100包括直线引导件106，其横截面为圆形，并贯穿横截面为圆形的引导开口151。因此，图1中为椭圆形的循环开口150对齐堆叠，以在电池堆102中形成流体循环管道120。以已知的方式，燃料电池100在两个相邻电池105之间装设有密封件，密封件在循环开口150处设有排气阀，以形成密封流体循环管道120，从而将流体彼此隔离，同时允许流体被引导至每个电池105。以已知的方式，燃料电池100还包括两个端板103和多个牵引件104，两个端板103分别沿着堆叠轴线X安装在电池堆102的两端，多个牵引件104(本领域技术人员称为“拉杆”)将两个端板103连接在一起以压缩电池堆102。换句话说，35个电池105被夹设于两个端板103之间。以已知的方式，端板103还包括与流体循环管道120流体连通的导管131，以向电池堆102供应流体并排放流体。以已知的方式，牵引件104为螺杆，其端部接收紧固螺母。如图1所示，牵引件104在端板103的外缘延伸，以向位于端板103中心的电池堆102施加均匀的压缩载荷。由于该应力，端板103具有比电池105更大的尺寸，如图2所示。与引导件106不同，拉力通过牵引件104传递。为此，如图1所示，牵引件104具有比引导件106更大的直径。上述燃料电池100存在缺点。实际上，需要多个引导件106和多个牵引件104来完成电池堆102中的电池105的精确安装和最佳密封，从而使上述安装变得复杂，并增加了燃料电池100的重量和整体尺寸。另外，多个引导件106和多个牵引件104的存在导致需要在电池105中设有多个开口150、151，这增加了它们的制造成本。因此，需要一种燃料电池来解决上述缺点中的至少若干缺点。从专利US200406267A1、DE19948086A1、DE69503648T2和US2002127453中可知，燃料电池已知包括一堆板，各块板通过拉杆被夹设于两个端板之间。拉杆通过端口穿过每块板，上述端口也允许流体在电池堆中循环。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及一种燃料电池，所述燃料电池包括：电池堆，包括沿堆叠轴线X堆叠的多个电池，每个电池包括多个流体循环开口，各电池的流体循环开口沿平行于堆叠轴线X的方向堆叠，以在电池堆中形成多个流体循环管道；两个端板，分别沿堆叠轴线X安装于电池堆的两端；以及至少一个牵引件，将两个端板彼此连接，以压缩电池堆。本专利技术的显著特点是，牵引件被安装在电池堆的流体循环管道中。借助本专利技术，燃料电池的整体尺寸减小了，因为牵引件被集成到电池堆中，而不像现有技术那样需要将牵引件放置在电池堆周围。由于牵引件更靠近电池堆，所以电池堆的压缩会更均匀。有利地，这减小了端板的尺寸。由于端板为实心，所以燃料电池的重量可显著降低。有利地，牵引件一方面实现引导功能，另一方面实现牵引功能。借助本专利技术，现有技术的引导件被有利地省去。有利地，牵引件的数量也减少了，这可以减小燃料电池的重量。有利地，在相同功率下，燃料电池的整体尺寸和重量都获得减小。一个直接的解决方案可为用牵引件替代现有的引导件，但是如此一来需要设置更大的引导开口，这将对每个电池中的流体循环开口的设置产生负面影响。借助本专利技术，引导件不仅被替代，并且被转移到循环开口中，这体现了创造性。优选地，所述燃料电池包括将端板彼此连接以压缩电池堆的多个牵引件，各牵引件分别安装在电池堆的多个流体循环管道中。因此，若干牵引件就可实现均匀压缩，同时减小燃料电池的整体尺寸。优选地，所述燃料电池包括至少一个内部牵引件和至少一个外部牵引件，所述内部牵引件安装在电池堆的流体循环管道中，所述外部牵引件安装在电池堆的外部，以在循环管道的位置改变时均可实现最佳压缩。优选地，流体循环管道的横截面积大于牵引件的横截面积，所述牵引件在流体循环管道延伸，以允许流体在流体循环管道中在所述牵引件的外部循环。根据本专利技术的一个方面，流体循环管道的每个流体循环开口具有两个狭窄侧部和一个加宽中部，牵引件在流体循环管道中延伸。有利地，加宽中部允许容置牵引件，而狭窄侧部则允许设置更大的流体循环横截面。优选地，每个电池仅有流体循环开口。换句话说，每个电池不包括引导开口，这减小了必须在电池中制造的开口数量，从而降低了制造电池的成本和时间。优选地，牵引件贯穿每个电池中的每个流体循环开口。从而在电池堆中均匀地实现了电池的压缩和引导。根据本专利技术的优选方面，牵引件安装在护套中。上述护套可保护牵引件的主体免受在流体循环管道中循环的流体的影响，牵引件安装在上述流体循环管道中。类似地，所述护套实现了通过与电池的流体循环开口配合来引导电池。此外，牵引件的横截面积可被定义为具有方便电池堆叠的防呆功能。优选地，所述护套被配置为在形状上与流体循环管道的流体循环开口相适配，牵引件安装在上述流体循环管道中。因此，循环开口也允许在堆叠电池时对电池进行引导，从而减小每个电池中的开口数量。牵引件因此实现引导功能。优选地，所述护套由相对于在流体循环管道中循环的流体呈中性的材料制成，牵引件安装在上述流体循环管道中。当流体为氢气或冷却剂时，这尤其有利。此特征避免了流体与护套之间以及流体与安装在护套中的牵引件之间的任何反应。优选地，所述护套包括至少一个流体循环凹槽。因此，在实现流体循环时，所述护套提供了引导和/或保护功能。本专利技术还涉及一种用于装配如上所述的燃料电池的方法，所述方法包括：-将至少一个牵引件安装在电池堆的流体循环管道中的步骤，-通过牵引件连接端板以压缩电池堆的步骤。本专利技术还涉及一种使用如上所述的燃料电池的方法，所述方法包括：使流体在装有牵引件的电池堆的流体循环管道中循环的步骤。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术的燃料电池示意图；图2是图1燃料电池的俯视示意图；图3是本专利技术的燃料电池的一个实施例的示意图；图4是本专利技术的燃料电池的一个实施例的分解示意图；图5是图4燃料电池的电池的俯视图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池(1)，包括：/n电池堆(2)，其包括沿堆叠轴线X堆叠的多个电池(5)，每个电池(5)包括多个流体循环开口(50)，各电池(5)的流体循环开口(50)沿平行于所述堆叠轴线X的方向堆叠，以在所述电池堆(2)中形成多个流体循环管道(20)；/n两个端板(3)，分别沿堆叠轴线X安装于电池堆(2)的两端，/n至少一个牵引件(4)，其将两个端板(3)彼此连接以压缩所述电池堆(2)，所述牵引件(4)安装在所述电池堆(2)的流体循环管道(20)中，其特征是，/n所述流体循环管道(20)的每个流体循环开口(50)具有两个狭窄侧部(50B)和一个加宽中部(50A)，所述牵引件(4)在所述流体循环管道(20)中延伸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181206 FR 18724631.一种燃料电池(1)，包括：
电池堆(2)，其包括沿堆叠轴线X堆叠的多个电池(5)，每个电池(5)包括多个流体循环开口(50)，各电池(5)的流体循环开口(50)沿平行于所述堆叠轴线X的方向堆叠，以在所述电池堆(2)中形成多个流体循环管道(20)；
两个端板(3)，分别沿堆叠轴线X安装于电池堆(2)的两端，
至少一个牵引件(4)，其将两个端板(3)彼此连接以压缩所述电池堆(2)，所述牵引件(4)安装在所述电池堆(2)的流体循环管道(20)中，其特征是，
所述流体循环管道(20)的每个流体循环开口(50)具有两个狭窄侧部(50B)和一个加宽中部(50A)，所述牵引件(4)在所述流体循环管道(20)中延伸。


2.根据权利要求1所述的燃料电池(1)，其特征是，所述燃料电池(1)包括将两个端板(3)彼此连接以压缩所述电池堆(2)的多个牵引件(4)，各牵引件(4)分别安装在所述电池堆(2)的多个流体循环管道(20)中。


3.根据权利要求1或2所述的燃料电池(1)，其特征是，所述牵引件(4)在所述流体循环管道(20)中延伸，所述流体循环管道(20)的横截面积大于所述牵引件(4)的横截面积，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼·昆顿，让巴布提斯·卓莉诗，西奥菲尔·霍德，
申请(专利权)人：赛峰动力设备公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR