一种燃料电池电堆组装装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种燃料电池电堆组装的装置和方法，该装置包括电子万能试验机和电脑(含程序软件)。电子万能试验机主要由立柱、移动横梁、压力传感器、上压板、下压板和台面组成。电子万能试验机与电脑连接进行信号传输，移动横梁由程序软件控制上下移动。上压板沿立柱向下压板的相对运动施加组装力，压力传感器将信号传输到电脑上由程序软件进行采集。组装方法是将堆叠好的燃料电池电堆放置在下压板上，设置加载力的程序，开启程序即可对电堆进行施力，当达到要求的组装力时程序自动保载，用螺杆和螺帽将电堆紧固好。本实用新型专利技术优点是自动化程度高、组装力和速度控制精确，操作简单，装配效率高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池领域，具体涉及燃料电池电堆组装装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。组合是将双极板与膜电极三合一组件(MEA)交替叠合，各单体之间嵌入密封件，一端为氧集流板，另一端为氢集流板，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成质子交换膜燃料电池电堆。叠合压紧时应确保气体主通道对正，以便氢气和氧气能顺利通达每一单电池。燃料电池电堆组装质量对电池的性能有着非常重要影响。现有技术中组装体积大、单电池数量多的燃料电池堆，一般先使用压机施加一个垂直的压力，然后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，确保一定密封性能和电池内部电阻。现有技术的不足是1、在压紧的过程中，如果受力不均衡，会造成MEA和双极板之间的相互变形甚至是损坏，这会严重影响燃料电池堆的性能和寿命。2、每一片单电池及密封件在加工厚度上均存在一定公差，单电池节数和电池组厚度增加，公差会不断累积，对电池组施加的垂直力将会产生微小的扭曲，这种扭曲会使MEA组件和双极板之间发生相对位移，影响公用管道大小和形状，造成单池间流体分配不均，对电池组的性能影响较大。为解决上述技术问题，现有技术中的技术专利200720011904. X提出了一种用于燃料电池堆批量生产用组装装置，该装置是一种液压式压力机，实现了施力均勻和工作台面定位避免电池堆各组件微小变形的目的。该装置的不足是1、装置施力加载速度是不可控的，较大的加载速度容易造成各组件来不及变形而损坏，尤其对于变形量较小的双极板。2、装置上下移动工作台水平方向是固定不动的，结构上决定了其不具有自动找平的功能。技术200720201327. 0提到一种燃料电池电堆的装堆压机，通过设置了换位支撑系统，先垂直装堆再水平整理达到了装堆平整规则的目的。其不足是对于一般电池堆来说，端板四周预留穿入螺杆的位置，所以端板尺寸比电堆内部各组件大。对于单电池节数上百节，面积和体积较大的的电池堆，即使在垂直方向预先施加压力，换位到水平位置时由于自身重力大各部件间也容易发生相对滑移的现象。
技术实现思路
本技术目的是针对现有技术的不足，提供一种燃料电池电堆组装的装置。本技术的目的通过以下技术方案实现一种燃料电池电堆组装装置，包括电脑控制的电子万能试验机，电子万能试验机包括立柱、移动横梁和台面，电脑内置横梁移动控制软件，其特征在于所述燃料电池电堆组装装置还包括压力传感器、上压板和下压板，所述上压板固定在移动横梁上；所述压力传感器连接在上压板和移动横梁之间，压力传感与电脑连接，向电脑传输信号，电脑内置横梁移动控制软件采集处理信号；所述下压板固定在台面上，下压板的上面与上压板的下面平行相对；所述台面上设有燃料电池电堆定位孔。本技术所述一种燃料电池电堆组装装置，其特征在于所述上压板的上面设有与移动横梁相连接的连接轴，轴上开有插销孔，移动横梁上开有与上压板上的连接轴配合的轴孔和插销孔，上压板上的连接轴装入移动横梁上的轴孔内，插销插入移动横梁上的插销孔和上压板上的插销孔将上压板与移动横梁固定连接。本技术所述一种燃料电池电堆组装装置，其特征在于所述下压板下面与万向接头固定连接，万向接头底座固定连接在台面上，万向接头置于万向接头底座内。利用本技术的装置组装电堆的操作步骤如下1)将堆叠好的燃料电池电堆放置在下压板上，调整电堆与下压板的位置，使电堆中心位置与下压板中心位置重合，电堆内部定位杆与台面上定位孔重合；2)向电脑内置横梁移动控制软件输入组装速度、终止力及保压时间参数；3)将上压板向下移动至接近电堆的位置，开启电脑内置横梁移动控制软件对电堆加载，当达到要求的组装力时自动控制保持压力；4)在保压下用螺杆和螺帽将电堆紧固好；5)内置横梁移动控制软件控制上压板向上移动，将电堆取下，电池堆组装完毕。所述的方法也适用于采用其他紧固方式的燃料电池电堆，例如捆绑式紧固的燃料电池电堆。本技术具有如下优点1.自动化程度高，组装力的加载过程通过程序软件控制，可以分阶段设置加压速度、终止力和保压时间。组装力加载程序设置完成后可自动运行施压过程，操作简单，装配效率高。2.装堆过程数字化，可实时显示组装力加载过程相关参数及曲线。3.通过设置万向接头使电堆上、下表面在受力过程中始终保持平行。4.上、下压板尺寸根据电堆尺寸设计，拆装方便。5.台面上设置定位孔进行不同电堆的定位，解决了电堆在组装过程中发生扭曲的问题。附图说明本技术共有附图八幅，其中图1为本技术装置在电堆组装前示意图；图2为本技术装置在电堆组装后示意图；图3为上压板工作时俯视示意图；图4为上压板正视示意图图5为上压板侧示意视图；图6为下压板与万向接头示意图；图7为万向接头底座示意图；图8为台面上定位孔示意图。图中1、立柱，2、移动横梁，3、压力传感器，4、插销，5、上压板，6、螺栓，7、质子交换膜燃料电池堆，8、下压板，9、万向接头，10、万向接头底座，11、台面，12、电子万能试验机，13、电脑，14、定位孔。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明。图1 8给出了燃料电池电堆组装装置示意图，燃料电池电堆组装装置包括电脑 13控制的电子万能试验机12，电子万能试验机12包括立柱1、移动横梁2、台面11、压力传感器3、上压板5和下压板8，电脑内置横梁移动控制软件，上压板5的上面设有与移动横梁 2相连接的连接轴，轴上开有插销孔，移动横梁2上开有与上压板5上的连接轴配合的轴孔和插销孔，上压板5上的连接轴装入移动横梁2上的轴孔内，插销4插入移动横梁2上的插销孔和上压板5上的插销孔将上压板5与移动横梁2固定连接。压力传感器3连接在上压板5和移动横梁2之间，压力传感器3与电脑13连接，向电脑传输信号，电脑内置横梁移动控制软件采集处理信号；下压板8固定在台面11上，下压板8的上面与上压板5的下面平行相对；下压板8下面与万向接头固定连接，万向接头底座10固定连接在台面11上，万向接头9置于万向接头底座10内。台面11上设有燃料电池电堆定位孔14。用本技术的燃料电池电堆组装装置组装一台质子交换膜燃料电池堆，双极板尺寸400X100，节数120节，组装压力为20KN。将穿入螺栓6的质子交换膜燃料电池堆7 放到电子万能试验机12下压板8上，调整电池堆7与下压板8的位置，使电池中心与下压板8中心重合，电池堆内部定位杆插入到台面11的定位孔14内。将移动横梁2向下移动， 使上压板5移动到靠近质子交换膜燃料电池堆7的位置停止。对横梁移动控制软件设置组装加载参数初始力200N、加载速度8N/s、终止力20KN，保压时间30min。参数设定后即可启动横梁移动控制软件，对电堆按照设定的参数加载组装，在加载过程中电脑对数据进行实时采集、显示，当达到要求的组装力时自动保压，组装力保持在20KN。用螺栓6将质子交换膜燃料电池堆7紧固栓牢，栓牢后停止组装程序，横梁移动控制软件控制上压板5向上移动，将质子交换膜燃料电池堆7取下，电池组装完毕。权利要求1.一种燃料电池电堆组装装置，包括电脑(1 控制的电子万能试验机(1 ，电子万能试验机(1 包括立柱(1)、移动横梁( 和台面(11)，电脑内置横梁移动控制软件，其特征在于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王红梅，侯中军，付宇，窦永香，
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：