燃料电池堆批量生产用组装装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池堆批量生产用组装装置，其特征在于包括上移动工作台、下移动工作台、导向柱、光栅尺和控制台，所述上移动工作台由上液压缸控制运动，所述下移动工作台由下液压缸控制运动，其中移动工作台同液压缸之间通过活塞杆连接；进行组装时将燃料电池堆放在工作台之间通过定位孔进行定位，上移动工作台和下移动工作台沿导向柱相向运动同时对燃料电池堆施力组装；所述光栅尺和液压缸内的压力传感器将反馈信号传到控制台对组装进行监控。该组装装置具有自动化程度高、生产效率快和组装精度高等有点，适合在燃料电池堆批量生产中广泛应用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃料电池生产装置，尤其涉及一种用于燃料电池堆批 量生产的装配装置。
技术介绍
燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能通过电极上的电催化剂直接转化为电能的能量转换装置。其中质子交换膜型燃料电池(PEMFC)以全氟磺酸型 固体聚合物为电解质，铂/炭或铂-钌/炭为电催化剂，氢或净化重整气为燃料， 空气或纯氧为氧化剂，带有气体流动通道的石墨或表面改性的金属板为双极板。 电池堆的主体为膜电极(Membrane Electrode Assembly,简称MEA)、双极板及 相应的密封件单元部件的重复叠加， 一端为阳极集流板，另一端为阴极集流板， 与这两块导流板相临的是电池堆的端板。 一般来说，燃料电池堆必须用紧固螺 栓和螺母将两块端板充分压紧在一定压力范围内，确保一定的密封性能和电池 堆内部电阻，以保证其稳定、安全、高效运行。在典型的质子交换膜燃料电池中，MEA—般均放在两枚双极板之间，如图l 所示多枚双极板上流体孔11与MEA流体孔12叠加形成燃料电池堆公用通道， 公用通道的大小及形状会影响各单池间反应流体的分配，故在燃料电池堆装配 的过程中应尽量避免双极板和MEA位置的相对位移。绝大多数PEMFC的电池堆 是按压滤机方式组装的，而且大多数采用手工组装和水平组装的方式。目前比 较流行的是采用定位机构保证公用通道的形成，但在实际应用中此种单-方式 避免不了那些微小位移的发生。上海神力科技有限公司在技术专利(专利号ZL200420090002.6;授权 公告日2004. 9. 13)中提出适合燃料电池堆大规模快速装配与测试的装配架为横 向安装、单台运动。对于这种使用紧固螺栓和螺母水平装配的燃料电池堆，在 装配的过程中易于出现如下问题1、在装配过程中保证两端板受力一致难以实现，受力的不均匀性会对MEA、 双极板造成伤害，同时也会影响燃料电池堆的性能和寿命。2、 在装配过程中只靠内部定位导杆难以克服因重力而产生的各组件间的微 小位移，进而影响内部流体的分配和生成水的排出。3、 其压力可调装置无论是活塞式气缸还是液压千斤顶虽压力可调但无保压 功能，在装配测试过程中难以保证电池堆的组装压力的恒定和燃料电池堆的密 封性能。4、 该装置装配品种单一，装配时间较长重复性不高，实际应用中无法适应 批量生产
技术实现思路
本技术的目的是针对以上技术的不足，研制一种自动化程度高、组装 效果好、生产效率高的燃料电池堆批量生产用组装装置。本技术的技术解 决手段如下一种燃料电池堆批量生产用组装装置，其特征在于包括上移动工作台、下 移动工作台、导向柱、光栅尺和控制台，所述的上移动工作台由上液压缸控制 运动，所述的下移动工作台由下液压缸控制运动，其中移动工作台同液压缸之 间通过活塞杆连接；进行组装时将燃料电池堆放在工作台之间通过定位孔进行 定位，上移动工作台和下移动工作台沿导向柱相向运动同时对燃料电池堆施力 组装；所述的光栅尺和液压缸中的压力传感器将反馈信号传送到控制台对组装 进行监控。所述的上移动工作台和下移动工作台上设有多种规格的定位孔，可对不同 型号的燃料电池堆进行定位。所述的控制台采用PLC为主控器，对燃料电池堆的组装压力和组装高度进 行控制。本技术的以上技术方案为燃料电池堆的批量化、自动化装配生产提供 了保证。与现有技术相比，本技术具有以下特点1、 燃料电池堆的组装通过液压控制的上下移动工作台实现，保证两端板受 力一致，且组装过程压力均匀平稳。2、 上下移动工作台可单独控制进给，且工作台面预留有不同规格燃料电池 堆的定位孔，适合多种燃料电池堆的组装。3、 该装置含保压控制系统，可保证组装过程中燃料电池内部压力的一致性 和均匀性。4、 垂直组装克服因重力而产生的各组件间的微小位移，进而保证公用通道 的良好形成。5、 该装置可自行设定组装压力和电堆组装高度，自动化程度高。 综上所述本技术结构简单，便于生产，成本低廉适于广泛推广。附图说明图1为电池堆结构示意图2为本技术组装装置的工作前示意图3为本技术组装装置的工作时示意图4为本技术移动工作台不同类型燃料电池定位孔示意图5为本技术控制单元电器结构示意图2为本技术的说明书摘要附图。图中1、上移动工作台，2、导向柱，3、下移动工作台，4、液 压缸， 6、燃料电池堆， 7、光栅尺， 8、活塞杆， 9、控制台， 10、 定位孔， 11、流体孔l， 12、流体孔2， 14、上液压缸。具体实施方式如图2 图5所示一种燃料电池堆批量生产用组装装置，其特征在于包括上 移动工作台l、下移动工作台3、导向柱2、光栅尺7和控制台13，所述的上移 动工作台1由上液压缸14控制运动，所述的下移动工作台3由下液压缸4控制 运动，其中移动工作台同液压缸之间通过活塞杆8连接，液压缸4为压力执行 机构，用以推动上下移动工作台1和3的运行；进行组装时将燃料电池堆6放 在工作台之间通过定位孔10进行定位；在该装置中上移动工作台1和下移动工 作台3上设有多种规格的定位孔10，可对不同型号的燃料电池堆6进行定位。 上移动工作台1和下移动工作台3在机身的上下两端，可沿导向柱2向上或向 下单独运动，也可同时相向运动对燃料电池堆6的两端同时施力组装；光栅尺7 将反馈信号传到控制台9对组装进行监控。控制台9中包括油箱、液压泵、电 机、插装阀块、压力表、滤油器、空气滤清器和液位计等装置，光栅尺7和液 压缸4中的压力传感器，将燃料电池堆6的高度和组装时的压力传到控制台9 中。控制台9采用PLC为主控器，对燃料电池堆的组装压力和组装高度进行控 制，PLC工作站通过电路控制其执行装置例如继电器、接触器、信号灯、智能压力调节仪、电磁、压力变送器等的动作和反馈，进而对整个组装装置进行组 装压力或组装高度的调整和控制。实施例l:图2、图3所示，组装一台质子交换膜燃料电池堆，双极板尺寸 为200X200mm，电池节数为100节，根据实际要求组装压力为10kg/cm2;通过 控制台9进行组装压力设定，通过光栅尺7对上下移动工作台1和3的压力进 行监控，当达到设定压力值时光栅尺7将反馈信号传回控制台9，控制台9会发 出命令使上移动工作台1和下移动工作台3停止运行，此时通过紧固螺栓和紧 固螺母将燃料电池堆组装好，至此燃料电池堆组装完毕。实施例2:图2、图3所示，组装一台质子交换膜燃料电池堆，双极板尺寸 为400X100mm，电池节数为100节，根据实际要求高度为300腿；通过控制台9 进行组装压力设定，通过光栅尺7对上下移动工作台1和3的距离进行监控， 当达到设定距离值时光栅尺7将反馈信号传回控制台9，控制台9会发出命令使 上移动工作台1和下移动工作台3停止运行，此时通过紧固螺栓和紧固螺母将 燃料电池堆组装好，至此燃料电池堆组装完毕。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内， 根据本技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本 技术的保护范围之内。权利要求1、 一种燃料电池堆批量生产用组装装置，其特征在于包括上移动工作台(1)、下移动工作台(3)、导向柱(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池堆批量生产用组装装置，其特征在于包括上移动工作台（１）、下移动工作台（３）、导向柱（２）、光栅尺（７）和控制台（１３），所述的上移动工作台（１）由上液压缸（１４）控制运动，所述的下移动工作台（３）由下液压缸（４）控制运动，其中移动工作台同液压缸之间通过活塞杆（８）连接；进行组装时将燃料电池堆（６）放在工作台之间通过定位孔（１０）进行定位，上移动工作台（１）和下移动工作台（３）沿导向柱（２）相向运动同时对燃料电池堆（６）施力组装；所述的光栅尺（７）和液压缸（４）中的压力传感器将反馈信号传送到控制台（９）对组装进行监控。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇晨，明平文，侯中军，王德和，阳贻华，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]