具有压紧装置的燃料电池组制造方法及图纸

燃料电池包括若干组装好的电池，其中端板位于电池的顶部和底部处，这些电池使用外部保持套件压紧。位于组件的顶部或底部处的端板将压紧力分离在活性区域上和包围电池的密封剂上。端板赋予了精确地调节组件中的特定区域上的压紧力的自由和灵活性，而不干涉其它部件和活性区域。活性区域。活性区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有压紧装置的燃料电池组
[0001]对应申请
[0002]本申请要求以EH集团工程公司的名义于2019年2月7日提交的在先瑞士申请N℃H00146/19的优先权，该在先申请的内容通过引用整体并入本申请中。

技术介绍

[0003]本专利技术涉及燃料电池模块及其制造和组装方法。
[0004]本专利技术的现有技术和概述
[0005]有若干公布的专利申请，这些专利申请介绍了一种结构或方法，通过该结构或方法将多层电池组压紧并保持在负载下。例如，专利申请US2017025701A1提出了一些金属框架，这些金属框架将电池组封装在侧面上，以便在操作期间保持电池组被压紧。专利申请US2018316039A1设计了新的压紧机构，其中导线缠绕在电池组周围。存在若干其他申请，诸如US2006093890A1、US2008145713A1、US2008311457A1、US2008305380A1、US2002086199、JP2010198861A、JP2012028194A、GB2509152A、US2006046127A1、W02017131569A1，其中出于相同目标提出了各种概念。
[0006]在所有上述申请中，在电池组的顶部和底部存在两个端板，若干压缩弹簧被集成在端板和最后一个电池组电池之间，这利用外部压紧套件来压紧。施加在端板上的力分布在电池的活性区域以及周围的歧管上，以便最小化电池之间的接触电阻，并且还使组件没有泄漏。
[0007]在所提出的设计中，存在一组压紧机构，该压紧机构被施加在组装好的电池组上并且同时分布在活性区域上以及歧管区域上。然而，关键的挑战是可以在活性区域和歧管上独立地施加压紧并且能够准确地调整所施加的力。基于所使用的材料和设计，可能需要在活性区域周围的密封部上施加与电池本身不同的压紧力。例如，存在通过注射成型、丝网印刷或分配而制备的密封材料，并且所需的压紧力基于设计而变化。
[0008]本专利技术提出了一种新的解决方案，该解决方案克服了该问题，而不管外部压紧套件的设计如何。本专利技术的主要优点之一是其提供了一种在组装中具有完全灵活性的方法，该方法允许在组装之前精确调节施加在活性区域上或围绕电池的密封部上的压力。
[0009]另一个优点是可在组装之后微调施加在活性区域上的负载。
[0010]另一个优点是它有助于优化密封材料的厚度，这可以简化组件中的板的设计。
[0011]另一个优点在于，它保证了活性区域上的均匀压力分布，尤其是在更靠近气体歧管的电池边缘周围。
[0012]此外，所提出的解决方案不仅可用于诸如PEM之类的低温燃料电池，而且还可用于任何其他类型的低/高温燃料电池(包括SOFC)，其中施加在密封剂上的压力至关重要。
[0013]在实施例中，本专利技术涉及一种燃料电池，该燃料电池包括至少一个具有活性区域和歧管区域的电池(优选包括几个这样的电池)、顶部端板、底部端板、顶盖、压紧装置，其中所述顶部端板包括第一顶部端板和第二顶部端板。
[0014]在实施例中，第一顶部端板和/或第二端板可各自包括压紧装置。
[0015]在实施例中，第一顶部端板可以覆盖燃料电池的歧管区域。
[0016]在实施例中，第二顶部端板可以覆盖燃料电池的活性区域。
[0017]在实施例中，压紧装置可包括弹簧。其他等同手段当然也是可能的。
[0018]在实施例中，第一顶部端板和第二顶部端板的弹簧可以是相同的弹簧或不同的弹簧。
[0019]在实施例中，燃料电池还可以包括压紧螺栓或其它等同装置。
[0020]在实施例中，密封剂(歧管区域)上和周围区域周围的压紧力可以通过第一顶部端板上的专用弹簧来实现。在实施例中，第二顶部端板可以被留出而没有任何压紧。
[0021]在实施例中，燃料电池还可以包括外部压紧装置。
[0022]在实施例中，外部压紧装置可包括带或杆或其它等同装置。
[0023]在实施例中，本专利技术涉及具有本文描述的压紧系统和装置的燃料电池组。
[0024]在实施例中，本专利技术涉及一种燃料电池组，其中活性区域上的压紧力和具有密封剂的歧管上的压紧力可以不同。
[0025]在实施例中，本专利技术涉及一种燃料电池组，其中施加在密封剂上的压紧力可以独立于施加在活性区域上的力。
[0026]在实施例中，本专利技术涉及一种燃料电池组，其中可以在组装之前或之后调节活性区域上的压紧力。
[0027]在实施例中，本专利技术涉及一种燃料电池组，其中压紧系统可用于在电池组组装之前或之后固化各种密封材料。
[0028]在实施例中，本专利技术涉及一种压紧系统，其中热量或压力可仅集中在电池周围的密封剂上。
[0029]在实施例中，本专利技术涉及如本文所提出的压紧系统，该压紧系统可被集成在由形成燃料电池的电池构成的电池组中，所电池组被带、杆、侧面板或任何其它构造或等同装置压紧。
[0030]在实施例中，具有所提出的压紧系统的燃料电池组组件还至少包括气体入口和出口歧管，所述气体入口和出口歧管可定位在组件/燃料电池的底部、侧部或顶部处。
[0031]在实施例中，可以在组装燃料电池之前或之后调整活性区域上的压紧力。
[0032]在实施例中，压紧系统可用于在电池组组装之前或之后固化(各种)密封材料，例如歧管区域中的密封材料。
[0033]在实施例中，本专利技术涉及如在本申请中限定的压紧系统，该压紧系统可用于不同类型的燃料电池；例如，高温或低温操作的燃料电池，诸如PEM：质子交换膜燃料电池；SOFC：固体氧化物燃料电池；DMFC：直接甲醇燃料电池，等等。
[0034]在实施例中，本专利技术涉及包括至少一个如在本申请中描述的燃料电池的产品、装置和系统。
附图说明
[0035]图1示出了具有各种压紧系统的电池组组件的示例：
[0036]图1A用外部带进行压紧；
[0037]图1B用外部杆进行压紧；
[0038]图1C用侧面板进行压紧；
[0039]图2示出了电池组组件中的压紧概念的实施例。
[0040]图3示出了根据本专利技术的实施例的电池组组件。
[0041]图4示出了用于活性区域和密封剂/歧管区域的单独压缩弹簧的示例。
[0042]图5示出了活性区域的压紧的实施例。
[0043]图6示出了活性区域上的压缩弹簧和歧管/密封剂区域上的压缩弹簧的实施例。
[0044]图7A和图7B示出了根据本专利技术的实施例的燃料电池的完整组件的实施例。
[0045]图8示出了用于高温燃料电池的压紧装置的实施例。
[0046]图9A和9B示出了用于组装好的燃料电池的气体供应和歧管的实施例。
具体实施方式
[0047]图1表示具有压紧装置的常规现有技术的电池组组件1。形成燃料电池的组件包括组装在彼此之上的若干电池2，这些电池2利用位于顶部(端板3)和底部(端板4)处的两个端板3、4并利用盖5封装。如上所述，有几种技术将组件保持在压紧形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池(1)，该燃料电池(1)至少包括具有活性区域(21)和歧管(12)区域的电池(2)、顶部端板(3)、底部端板(4)、顶盖(5)和压紧装置(9)，其中，所述顶部端板包括第一顶部端板(20)和第二顶部端板(21)。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述第一顶部端板和/或所述第二端板包括压紧装置(23，24)。3.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池，其中，所述第一顶部端板(23)覆盖所述电池(1)的所述歧管(12)区域。4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池，其中，所述第二顶部端板(24)覆盖所述电池(1)的所述活性区域(21)。5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池，其中，所述压紧装置包括弹簧(23，24)。6.根据权利要求5所述的燃料电池，其中，所述第一顶部端板(20)和第二顶部端板(21)的所述弹簧(23、24)是相同的弹簧或不同的弹簧。7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：EH集团工程公司，
类型：发明
国别省市：