一种燃料电池电堆紧固装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种燃料电池电堆紧固装置，涉及燃料电池系统技术领域，包括通过若干个紧固拉杆相连的前端板和后端板，所述前端板

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆紧固装置


[0001]本专利技术属于燃料电池系统
，具体涉及一种燃料电池电堆紧固装置
。

技术介绍

[0002]燃料电池电堆是将化学能转换成电能的装置，被认为是解决能源危机和环境污染的最具前景的方案之一，其内部主要由双极板
(Bipolar Plate,BP)、
质子交换膜
(Proton Exchange Membrane,PEM)、
气体扩散层
(Gas Diffusion Layer,GDL)
以及催化层
(Catalytic Layer,CL)
等部件组成
。
然而在燃料电池电堆测试过程发现，由于双极板与质子交换膜接触不好，使得接触电阻变大，这也是导致电池性能不佳的重要原因
。
燃料电池双极板的加工工艺一般采用冲压和刻蚀两种方法，由于材质的问题，冲压后的双极板很难达到设计尺寸要求，金属板流场上部台面呈圆滑曲面，导致双极板与质子交换膜接触面积相对较小；燃料电池电堆四周用螺杆紧固，由于端板中心区域没有力的约束，发生较大变形，导致端板产生塑性变形；使得整个电堆芯部受力不均，电堆四周受力大，中心受力小，导致双极板的中心流场部位相较于周边流场与质子交换膜的接触较小，从而导致接触电阻变大，使得燃料电池电堆性能不好；而刻蚀金属双极板在流场的加工方面优于冲压金属双极板，但依旧解决不了整个燃料电池电堆中心部位受力不均的问题
。
[0003]针对以上所述的问题，现有设计采用在电堆后端板加入压紧调节机构，通过在端板中心部位设置调节螺栓，用于调节固定在后端板弹性压紧件，用于改善燃料电池电堆内部的接触电阻
。
此种设计由于碟形弹簧覆盖面积较小，不能根据受力情况平衡均匀双极板流场处与质子交换膜的接触，从而对电堆的接触电阻改善效果有限
。

技术实现思路

[0004]根据上述提出现有燃料电池电堆紧固装置使得双极板与质子交换膜接触不良，从而导致接触电阻变大的技术问题，而提供一种燃料电池电堆紧固装置
。
本专利技术主要利用弹簧钢反向作用力的叠加装配，防止端板发生塑性变形，使的双极板和质子交换膜受到均匀的垂直平面作用力，从而降低内部接触电阻
。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种燃料电池电堆紧固装置，包括通过若干个紧固拉杆相连的前端板和后端板，所述前端板
、
后端板和紧固拉杆之间设置有燃料电池电堆，所述后端板内部包覆有弹性片，所述弹性片的中部向燃料电池电堆的方向呈一定曲率凸起
。
[0007]进一步地，所述后端板和后端板包覆的弹性片上开设有若干个螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的深度不超过弹性片在后端板内的位置，所述螺纹盲孔与顶丝螺纹连接
。
[0008]进一步地，当紧固拉杆向后端板的四周施加紧固力时，后端板的中部产生向外的作用力，此时弹性片对后端板的中部产生反作用力以抵消后端板的中部的作用力，使后端板中部受力平衡，从而使燃料电池电堆内部的双极板和质子交换膜受到均匀的垂直平面作用力
。
[0009]进一步地，所述紧固拉杆通过紧固螺母固定于前端板和后端板的外表面
。
[0010]进一步地，所述弹性片的材质为弹簧钢，所述后端板的材质为铝
。
[0011]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0012]本专利技术通过对燃料电池电堆的紧固
、
密封方式以及端板
、
双极板
、
质子交换膜等部件的受力分析，在后端板采用铸铝包覆弹性片的方式，弹簧钢具有一定曲率，凸向电堆芯部
。
当电堆紧固拉杆将力作用于后端板时，力传导至端板内部的弹性片，会产生反向作用力得叠加装配，防止后端板发生塑性变形
。
使得双极板和质子交换膜受到均匀的垂直平面作用力，从而使双极板和质子交换膜接触面积变大，接触充分，从而降低接触电阻
。
[0013]本专利技术在后端板上设置了螺纹孔和相配合的顶丝，通过旋转顶丝，使顶丝对后端板内的弹性片有支撑力，来均衡后端板的受力情况，从而通过力传导最终作用于双极板流场中心及周边区域，进一步改善燃料电池电堆的接触电阻
。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0015]图1为本专利技术立体结构图
。
[0016]图2为本专利技术主视图
。
[0017]图3为本专利技术侧视图
。
[0018]图4为本专利技术俯视图
。
[0019]图5为本专利技术剖视图
。
[0020]图6为本专利技术后端板结构放大示意图
。
[0021]图中：
1、
紧固拉杆；
2、
前端板；
3、
后端板；
4、
燃料电池电堆；
5、
弹性片；
6、
顶丝；
7、
紧固螺母
。
具体实施方式
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术
。
[0023]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，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，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0024]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式
。
如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和
/
或“包括”时，其指明存在特征
、
步骤
、
操作
、
器件
、
组件和
/
或它们的组合
。
[0025]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置
、
数字表达式和数值不限制本专利技术的范围
。
同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池电堆紧固装置，其特征在于：包括通过若干个紧固拉杆
(1)
相连的前端板
(2)
和后端板
(3)
，所述前端板
(2)、
后端板
(3)
和紧固拉杆
(1)
之间设置有燃料电池电堆
(4)
，所述后端板
(3)
内部包覆有弹性片
(5)
，所述弹性片
(5)
的中部向燃料电池电堆
(4)
的方向呈一定曲率凸起
。2.
根据权利要求1所述的燃料电池电堆紧固装置，其特征在于，所述后端板
(3)
和后端板
(3)
包覆的弹性片
(5)
上开设有若干个螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的深度不超过弹性片
(5)
在后端板
(3)
内的位置，所述螺纹盲孔与顶丝
(6)
螺纹连接
。3.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：国洪东，邵志刚，侯明，艾军，郑利民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：