燃料电池电堆压堆工装制造技术

燃料电池电堆压堆工装，属于燃料电池电堆装配领域，为了解决内限位柱导致电堆受力均匀性变差，外限位柱导致装堆精度难以保证的问题，要点是外部可伸缩限位柱，设置在由各层装堆物料堆叠的电堆的外侧，随所述电池电堆的上端板逐渐下压而缩短；内部可伸缩限位柱，设置在由各层装堆物料堆叠的电堆的内部，贯穿堆叠电堆的各层装堆物料，随所述电池电堆的上端板逐渐下压而缩短，效果是采用本实用新型专利技术的工装压堆，可以保证较好的兼容性和较好的装堆效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池电堆压堆工装


[0001]本技术属于燃料电池电堆装配领域，涉及一种质子交换膜燃料电池电堆的压堆装置、压堆设备以及压堆方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将反应物的化学能转化成电能的装置，具有发电效率高、环境污染小、比能量高、可靠性高等特点。燃料电池电堆(简称电堆)由端板(上端板、下端板)、绝缘板、集流板、双极板、膜电极等电堆核心部件通过一片片堆叠的方式堆叠形成，这些电堆核心部件称为装堆物料。电堆堆叠组装通常在装堆机上完成，为保证堆叠精度，减小装堆过程中双极板和膜电极的偏移，在组装电堆时需要使用限位。
[0003]目前最常用内限位和外限位同时作用的限位工装，内限位最常用的方式是采用内限位柱，限位工装将内限位柱在空间固定不动，可以理解为限位工装包括一个重量装置，该装置具有连接件，通过连接件将所述内限位柱固定，使内限位柱处于空间中的某一位置。在所有装堆物料的边角处开圆孔，然后用装堆物料通过圆孔穿过内限位柱，内限位柱通常使用金属直杆，从而减小物料在装堆过程中发生的偏移。然而内限位柱的高度要求大于电堆在松散状态下的高度，即内限位柱要从电堆的上端板的上表面穿出。因此在压堆过程中，压堆机的压头容易与内限位柱发生干涉。为了避免干涉发生，要求压头的面积小于电堆上端板的面积，这就会导致电堆受力均匀性变差。
[0004]外限位最常用的方式是采用外限位柱，限位工装将外限位柱在空间固定不动，被固定的外限位柱固定分布在确定的装堆位置的四周，在装堆物料时，各层物料层层装堆在装堆位置时，各层物料的边沿与所述外限位柱具有接触，而上述已经说明，限位工装将外限位柱在空间固定不动，可以理解为限位工装包括一个重量装置，该装置具有连接件，通过连接件将所述外限位柱固定，使外限位柱处于空间中的某一位置，使得外限位柱形成了对装堆物料在外侧的限位，外限位柱的固定位置可由电堆的膜电极和双极板形状决定，如将外限位柱设置在装堆位置上未来装堆后膜电极、双极板的四周的凹槽所处位置处固定不动，当电堆受力挤压时，通过外部结构限制堆芯横向偏移。通过外限位柱减小装堆过程中双极板和膜电极的偏移。然而由于电堆的端板面积通常比膜电极和双极板的面积更大，在装堆过程中外限位柱会与电堆上端板发生干涉，为了避免干涉发生，电堆的外限位柱必须比压紧状态下的电堆高度更小一些。这将导致电堆超出外限位柱高度的部分只有内限位柱定位，装堆精度难以保证。

技术实现思路

[0005]为了解决内限位柱导致电堆受力均匀性变差，外限位柱导致装堆精度难以保证的问题，在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，包括
[0006]外部可伸缩限位柱，设置在由各层装堆物料堆叠的电堆的外侧，随所述电池电堆的上端板逐渐下压而缩短；
[0007]内部可伸缩限位柱，设置在由各层装堆物料堆叠的电堆的内部，贯穿堆叠电堆的各层装堆物料，随所述电池电堆的上端板逐渐下压而缩短。
[0008]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述外部可伸缩限位柱靠近电堆的上端板的可伸缩端部与逐渐下压的所述上端板之间在上端板逐渐下压过程中维持恒定间隙。
[0009]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述恒定间隙为4～7mm。
[0010]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述恒定间隙为5mm。
[0011]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述外部可伸缩限位柱靠近电堆的下端板的端部与所述下端板之间的下部间隙为1～3mm。
[0012]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述下部间隙为2mm。
[0013]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述内部可伸缩限位柱的所述伸缩端部与所述外部可伸缩限位柱的所述伸缩端部之间的距离在上端板逐渐下压过程中维持恒定，所述内部可伸缩限位柱的可伸缩端部在上端板逐渐下压过程中处于逐渐下压的所述上端板中且不伸出所述上端板的上表面。
[0014]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述内部可伸缩限位柱的所述可伸缩端部处于所述上端板中的深度是所述上端板厚度的70～80％。
[0015]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，还包括
[0016]距离传感器，用于采集所述外部可伸缩限位柱的所述端部与所述上端板之间的距离的数据。
[0017]控制器，用于控制所述外部可伸缩限位柱及所述内部可伸缩限位柱随所述上端板逐渐下压而逐渐缩短。
[0018]在本技术的一些实施例中的燃料电池电堆压堆工装，所述燃料电池电堆是质子交换膜燃料电池电堆。
[0019]本技术的有益效果：在第一方面上，本技术在压堆过程中，内、外部可伸缩限位柱始终随着装堆机压头的下降而下降。因为内部可伸缩限位柱的设置，使得它始终插装了全部的装堆物料，内部可伸缩限位柱可以全程对整体电堆物料进行限位。因为外部可伸缩限位柱的设置，它与电堆的上端板间仅仅具有微小间隙，用于设置传感器以及形测量间隙，因此外部可伸缩限位柱可以全程对绝大多数电堆物料进行限位。由此，本技术保证了电堆较高的定位精度。
[0020]在第二方面上，电堆内部可伸缩限位柱不会超出上端板平面，装堆机压头可以接触整个上端板，保证了本技术较高的受力均匀性，且当电堆压头比端板面积更大时，压头不会与限位杆发生干涉，也可以完成压堆，使得压头和端板形状不受限。
[0021]在第三方面上，由于外部可伸缩限位柱高度可调，并且由于内部可伸缩限位柱和外部可伸缩限位柱为伸缩结构，长度可时时调节，可以兼容多种过度不同的电堆装堆需求。因此，采用本技术的工装压堆，可以保证较好的兼容性和较好的装堆效果。
[0022]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0023]图1是电堆压堆装置的结构示意图；
[0024]图2是图1的俯视图；
[0025]图3是控制器的示意图。
[0026]附图标记：1.下端板，2.外部可伸缩限位柱，3.堆芯，4.上端板，5.内部可伸缩限位柱，6.控制器，7.数据传输线，8.距离传感器。
具体实施方式
[0027]下面通过参考附图详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
[0028]燃料电池电堆(简称电堆)是由端板(上端板4、下端板1)、绝缘板、集流板、双极板、膜电极等电堆核心部件通过一片片堆叠的方式堆叠形成，这些电堆核心部件称为装堆物料。电堆堆叠组装通常在装堆机上完成，为保证堆叠精度，减小装堆过程中双极板和膜电极的偏移，在组装电堆时需要使用限位。
[0029]目前最常用内限位和外限位同时作用的限位工装，内限位最常用的方式是采用内限位柱，限位工装将内限位柱在空间固定不动，可以理解为限位工装包括一个重量装置，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆压堆工装，其特征在于，包括外部可伸缩限位柱，设置在由各层装堆物料堆叠的电堆的外侧，随所述电池电堆的上端板逐渐下压而缩短；内部可伸缩限位柱，设置在由各层装堆物料堆叠的电堆的内部，贯穿堆叠电堆的各层装堆物料，随所述电池电堆的上端板逐渐下压而缩短。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆压堆工装，其特征在于，所述外部可伸缩限位柱靠近电堆的上端板的可伸缩端部与逐渐下压的所述上端板之间在上端板逐渐下压过程中维持恒定间隙。3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆压堆工装，其特征在于，所述恒定间隙为4～7mm。4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆压堆工装，其特征在于，所述恒定间隙为5mm。5.根据权利要求2所述的燃料电池电堆压堆工装，其特征在于，所述外部可伸缩限位柱靠近电堆的下端板的端部与所述下端板之间的下部间隙为1～3mm。6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆压堆工装，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爽，姚荣华，韩雪松，王朋豪，韩福江，
申请(专利权)人：国创氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：