电堆结构及燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种电堆结构及燃料电池系统，电堆结构包括：壳体，具有容纳腔，容纳腔的内壁具有多组定位凹槽，多组定位凹槽并排设置；堆芯，堆芯包括多个依次叠放在容纳腔内的单堆芯组，单堆芯组包括主体和设置在主体两端的正极耳和负极耳，主体具有至少一个定位凸起，一个主体的定位凸起与相邻的一个主体的定位凸起位于同一组定位凹槽中，定位凸起和定位凹槽限位配合；其中，主体包括外壳和设置在外壳内的至少一个单电池。采用该方案，至少一个单电池是指由几十片单电池组成，和现有技术中相比，在堆芯实际压制过程中，能够保证每个单电池受到外界压力处处一致，使得在堆芯装配过程中堆芯的两端外层不会受压变形，避免了泄漏的风险。的风险。的风险。

【技术实现步骤摘要】
电堆结构及燃料电池系统


[0001]本技术涉及燃料电池系统
，具体而言，涉及一种电堆结构及燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池系统由电堆、汇流板、氢气模块、冷却模块和空气模块等子零部件组成，其中电堆模块包括电堆壳体和堆芯两部分组成，同时堆芯分流设计有氢气路、冷却路和空气路三路，其中氢气模块，冷却模块，空气模块分别向电堆输入氢气、冷却液和空气。堆芯由端板、绝缘板、集流板、双极板和膜电极等零部件压制成，双极板和膜电极的数量由整车对燃料电池系统功率电压需求决定，但是在堆芯实际压制过程中，由于双极板和膜电极数量多，在压制过程中无法保证每片双极板和膜电极其受压面受到外界压力处处一致，导致在堆芯装配过程中极易导致堆芯两端外层双极板和膜电极受压变形，同时增加了密封泄露的风险。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种电堆结构及燃料电池系统，以解决现有技术中堆芯在装配过程中，堆芯容易受压变形，导致密封泄露的问题。
[0004]为了解决上述问题，根据本技术的一个方面，本技术提供了一种电堆结构，包括：壳体，具有容纳腔，容纳腔的内壁具有多组定位凹槽，多组定位凹槽并排设置；堆芯，堆芯包括多个依次叠放在容纳腔内的单堆芯组，单堆芯组包括主体和设置在主体两端的正极耳和负极耳，主体具有至少一个定位凸起，一个主体的定位凸起与相邻的一个主体的定位凸起位于同一组定位凹槽中，定位凸起和定位凹槽限位配合；其中，主体包括外壳和设置在外壳内的至少一个单电池。
[0005]进一步地，一组定位凹槽包括第一限位槽和第二限位槽，第一限位槽和第二限位槽分别位于容纳腔内壁的相对两侧，定位凸起包括第一限位凸起和第二限位凸起，第一限位凸起和第二限位凸起分别设置在主体的两端，第一限位凸起和第一限位槽的内壁限位配合，第二限位凸起和第二限位槽的内壁限位配合。
[0006]进一步地，容纳腔的内壁具有多组凸起部，凸起部和容纳腔的内壁连接，定位凹槽设置在凸起部上，多组定位凹槽和多组凸起部一一对应设置。
[0007]进一步地，凸起部包括凸起柱和设置在凸起柱两端的第一限位柱和第二限位柱，凸起柱和容纳腔的内壁连接，凸起柱的端面、第一限位柱的内壁和第二限位柱的内壁形成定位凹槽，定位凸起和外壳之间形成卡槽，第一限位柱或第二限位柱插入卡槽中。
[0008]进一步地，正极耳和负极耳均穿出容纳腔外，一个单堆芯组的正极耳和相邻的单堆芯组的负极耳位于壳体的同一侧。
[0009]进一步地，壳体具有多个第一通孔和多个第二通孔，多个第一通孔间隔设置在壳体的一个侧壁上，多个第二通孔间隔设置在壳体的另一个侧壁上，多个第一通孔和多个第
二通孔一一对应设置，且均和容纳腔连通，一个单堆芯组的正极耳和负极耳分别穿过对应的第一通孔和第二通孔。
[0010]进一步地，壳体具有进氢气口、出氢气口、进空气口、出空气口、进冷却口和出冷却口，主体具有氢气路、空气路和冷却路，多个主体的氢气路进口均和进氢气口连通，多个主体的氢气路出口均和出氢气口连通，多个主体的空气路进口均和进空气口连通，多个主体的空气路出口均和出空气口连通，多个主体的冷却路进口均和进冷却口连通，多个主体的冷却路出口均和出冷却口连通。
[0011]进一步地，壳体为一体化结构，壳体通过铸造制成。
[0012]进一步地，壳体由铝合金材料制成。
[0013]根据本技术的另一方面，提供了一种燃料电池系统，燃料电池系统包括上述的电堆结构。
[0014]应用本技术的技术方案，提供了一种电堆结构，包括：壳体，具有容纳腔，容纳腔的内壁具有多组定位凹槽，多组定位凹槽并排设置；堆芯，堆芯包括多个依次叠放在容纳腔内的单堆芯组，单堆芯组包括主体和设置在主体两端的正极耳和负极耳，主体具有至少一个定位凸起，一个主体的定位凸起与相邻的一个主体的定位凸起位于同一组定位凹槽中，定位凸起和定位凹槽限位配合；其中，主体包括外壳和设置在外壳内的至少一个单电池。采用该方案，在外壳内设置至少一个单电池，其中，至少一个单电池是指由几十片单电池组成，和现有技术中的堆芯由几百片单电池组成的方式相比，在堆芯实际压制过程中，能够保证每个单电池受到外界压力处处一致，使得在堆芯装配过程中堆芯的两端外层不会受压变形，从而避免了泄漏的风险；同时，采用多个单堆芯组装配的方式，这样当后期某个单堆芯组出现问题时，便于更换和维修。将定位凸起和定位凹槽限位配合，这样能够便于主体的安装和拆卸；并且将一个主体的定位凸起与相邻的一个主体的定位凸起位于同一组定位凹槽中，这样能够便于相邻主体不同通道之间的密封性。利用本方案的电堆结构，能够有效解决现有技术中堆芯在装配过程中，堆芯容易受压变形，导致密封泄露的问题。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0016]图1示出了本技术的实施例提供的电堆结构的结构示意图；
[0017]图2示出了图1中电堆结构的俯视图；
[0018]图3示出了图1中单堆芯组的结构示意图；
[0019]图4示出了图1中壳体的结构示意图；
[0020]图5示出了图1中电堆结构的仰视图；
[0021]图6示出了图5的局部剖视图。
[0022]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0023]10、壳体；11、容纳腔；111、定位凹槽；1111、第一限位槽；1112、第二限位槽；112、凸起部；1121、凸起柱；1122、第一限位柱；1123、第二限位柱；121、进氢气口；122、出氢气口；131、进空气口；132、出空气口；141、进冷却口；142、出冷却口；15、第一通孔；
[0024]20、堆芯；21、单堆芯组；211、主体；2111、定位凸起；21111、第一限位凸起；21112、第二限位凸起；2112、氢气路；2113、空气路；2114、冷却路；212、正极耳；213、负极耳；214、卡槽。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]如图1至图6所示，本技术的实施例提供了一种电堆结构，包括：
[0027]壳体10，具有容纳腔11，容纳腔11的内壁具有多组定位凹槽111，多组定位凹槽111并排设置；
[0028]堆芯20，堆芯20包括多个依次叠放在容纳腔11内的单堆芯组21，单堆芯组21包括主体211和设置在主体211两端的正极耳212和负极耳213，主体211具有至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电堆结构，其特征在于，包括：壳体(10)，具有容纳腔(11)，所述容纳腔(11)的内壁具有多组定位凹槽(111)，多组所述定位凹槽(111)并排设置；堆芯(20)，所述堆芯(20)包括多个依次叠放在所述容纳腔(11)内的单堆芯组(21)，所述单堆芯组(21)包括主体(211)和设置在所述主体(211)两端的正极耳(212)和负极耳(213)，所述主体(211)具有至少一个定位凸起(2111)，一个所述主体(211)的定位凸起与相邻的一个所述主体(211)的定位凸起位于同一组所述定位凹槽(111)中，所述定位凸起(2111)和所述定位凹槽(111)限位配合；其中，所述主体(211)包括外壳和设置在所述外壳内的至少一个单电池。2.根据权利要求1所述的电堆结构，其特征在于，一组所述定位凹槽(111)包括第一限位槽(1111)和第二限位槽(1112)，所述第一限位槽(1111)和所述第二限位槽(1112)分别位于所述容纳腔(11)内壁的相对两侧，所述定位凸起(2111)包括第一限位凸起(21111)和第二限位凸起(21112)，所述第一限位凸起(21111)和所述第二限位凸起(21112)分别设置在所述主体(211)的两端，所述第一限位凸起(21111)和所述第一限位槽(1111)的内壁限位配合，所述第二限位凸起(21112)和所述第二限位槽(1112)的内壁限位配合。3.根据权利要求2所述的电堆结构，其特征在于，所述容纳腔(11)的内壁具有多组凸起部(112)，所述凸起部(112)和所述容纳腔(11)的内壁连接，所述定位凹槽(111)设置在所述凸起部(112)上，多组所述定位凹槽(111)和多组所述凸起部(112)一一对应设置。4.根据权利要求3所述的电堆结构，其特征在于，所述凸起部(112)包括凸起柱(1121)和设置在所述凸起柱(1121)两端的第一限位柱(1122)和第二限位柱(1123)，所述凸起柱(1121)和所述容纳腔(11)的内壁连接，所述凸起柱(1121)的端面、所述第一限位柱(1122)的内壁和所述第二限位柱(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小兆，原强，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：