專利名稱：一種燃料電池裝配架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃料電池裝配架。
技術(shù)背景燃料電池是一個(gè)能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。燃料電池尤其是 質(zhì)子交換膜燃料電池除了在發(fā)電時(shí)無污染、噪音低外，還具有無腐蝕，啟動(dòng)快， 制備容易，功率密度大，發(fā)電效率高，使用壽命長等許多優(yōu)點(diǎn)，因此，在交通 工具、發(fā)電設(shè)備、軍事、航天等領(lǐng)域內(nèi)均有著廣闊的應(yīng)用前景。質(zhì)子交換膜燃料電池由多個(gè)單電池組成，單電池是由兩塊氣體流場板和一 片膜電極組成，膜電極被夾在兩塊氣體流場板的中間。膜電極兩邊可用導(dǎo)電物 體將發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)過程中生成的電子，通過外電路引出，構(gòu)成電流回路。在釆用氫氣為燃料，含有氧氣的空氣為氧化劑的質(zhì)子交換膜燃料電池中， 燃料氫氣在陽極區(qū)的催化電化學(xué)反應(yīng)就產(chǎn)生了氫正離子(或叫質(zhì)子)。質(zhì)子交換 膜幫助氫正離子從陽極區(qū)遷移到陰極區(qū)。除此之外，質(zhì)子交換膜將含氫氣燃料 的氣流與含氧的氣流分隔開來，使他們不會(huì)相互混合而產(chǎn)生爆炸式反應(yīng)。.在陰極區(qū)，氧氣在催化劑表面上得到電子，形成負(fù)離子，并與陽極區(qū)遷移 過來的正離子反應(yīng)，生成反應(yīng)產(chǎn)物水。在釆用氫氣、空氣的質(zhì)子交換膜燃料電池中，陽極反應(yīng)與陰極反應(yīng)可以用以下方程式表達(dá) 陽極反應(yīng)H2= 2H++ 2e—陰極反應(yīng)02+ 4H++ e—= H20在典型的質(zhì)子交換膜燃料電池中，是將多個(gè)燃料電池單元串連在一起構(gòu)成 一個(gè)燃料電池堆。目前一般釆用壓濾機(jī)方式對(duì)各單元進(jìn)行串連固定，首先放置 一塊端板，在該端板上依次放置絕緣板、集電板、各單元電池、集電板、絕緣 板，最后再放置另一塊端板，然后用多根螺栓將兩塊端板緊固在一起，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)各單元電池的串連緊固。這種結(jié)構(gòu)方式存在以下缺點(diǎn)1、為保證燃料電池受力均勻，必須在端板周圍設(shè)置很多螺栓，如果燃料電池堆中的單元電池個(gè)數(shù)較多，則螺栓長度會(huì)很長，這樣，螺栓的重量會(huì)在燃料 電池堆自身重量中占一個(gè)很大的比重。2、 如果將螺栓設(shè)置于燃料電池堆外側(cè)，則端板尺寸必須大于單元電池的尺 寸，而這會(huì)造成端板由于四周邊緣受力而出現(xiàn)變形，端板中間部分與絕緣板和 集電板等無法接觸。3、 如果將螺栓設(shè)置于燃料電池內(nèi)側(cè)，則一方面會(huì)增加密封的難度，另一方面會(huì)增加絕緣板、集流板、流場板等的尺寸，造成成本上的增加。4、 在燃料電池工作過程中，外界振動(dòng)等因素會(huì)造成螺栓拉力變化并導(dǎo)致單 元電池間緊固力發(fā)生變化，從而造成單元電池間發(fā)生錯(cuò)位，對(duì)燃料電池堆性能 造成嚴(yán)重影響。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種燃料電池裝配架，它能有效緊固燃料電池，保證電池 的性能，并能減輕燃料電池的重量和體積。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種燃料電池裝配架，它包括頂板、底板、 置于燃料電池兩端的側(cè)板和緊固件，頂板、底板和兩側(cè)板組成固定框架，所述 固定框架至少一側(cè)板與電池之間設(shè)有緊固元件，所述緊固元件將燃料電池與兩 側(cè)板固緊。本實(shí)用新型中，所述頂板與底板對(duì)應(yīng)位置設(shè)有定位槽，所述定位槽使燃料 電池單元卡裝在其中不發(fā)生位移；所述兩側(cè)板與電池之間均設(shè)有緊固元件。所述固定框架可以為模壓成型結(jié)構(gòu)；或者所述固定框架的頂板、底板和側(cè) 板為焊接成型結(jié)構(gòu)；或者所述固定框架的頂板、底板和側(cè)板為組裝成型結(jié)構(gòu)。釆用如上技術(shù)方案后，將燃料電池置于兩側(cè)板之間，緊固元件在擰緊過程 中，使燃料電池單元受到擠壓，從而達(dá)到緊固效果。頂板和底板對(duì)應(yīng)位置設(shè)置 有定位槽，燃料電池單元卡在定位槽內(nèi)，能夠保證燃料電池單元不會(huì)相對(duì)于頂 板移位，實(shí)現(xiàn)燃料電池單元的定位。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)比較簡單，能有效緊固和 定位燃料電池，并能減輕燃料電池的重量和體積，保證了電池的性能。

圖l為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為頂板、底板上定位槽示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖l所示，在現(xiàn)有技術(shù)方案中，燃料電池單元1被兩塊側(cè)板3夾在中間， 兩塊側(cè)板3之間用多根螺栓2相連，通過緊固螺栓，使兩塊側(cè)板3相向移動(dòng)， 從而擠壓燃料電池單元l,最終使燃料電池單元1達(dá)到被緊固的目的。對(duì)于較 長和較大的燃料電池，必須釆用多根螺栓2緊固，此時(shí)螺栓2上承受拉應(yīng)力， 為避免螺栓2由于應(yīng)力疲勞導(dǎo)致斷裂，螺栓2直徑一般在6mm以上，因此，在 整個(gè)結(jié)構(gòu)中，螺栓2和螺絲的重量比重較大，可以達(dá)到10-20%。如圖2、圖3所示，是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，頂板4、底板 5和兩塊側(cè)板3組成固定框架。側(cè)板3、頂板4、底板5可以通過螺紋連接或焊 接組成固定框架，也可通過分次模壓再組裝成固定框架。在側(cè)板3上設(shè)置有多 個(gè)緊固元件6 (比如螺絲等)，緊固元件6與側(cè)板3之間釆用螺紋連接，緊固元 件6在檸緊過程中向燃料電池單元1移動(dòng)，緊固元件6的持續(xù)移動(dòng)，可以使燃 料電池單元l受到擠壓，從而達(dá)到緊固效果。在圖3中，頂板4、底板5上對(duì) 應(yīng)位置分別設(shè)有定位槽7，燃料電池單元4卡在定位槽7內(nèi)，能夠保證燃料電 池單元4不會(huì)發(fā)生相對(duì)于頂板4、底板5的位移。
權(quán)利要求1、一種燃料電池裝配架，其特征在于它包括頂板(4)、底板(5)、置于燃料電池兩端的側(cè)板(3)和緊固元件(6)，頂板(4)、底板(5)和兩側(cè)板(3)組成固定框架，所述固定框架至少一側(cè)板(3)與電池之間設(shè)有緊固元件(6)，所述緊固元件(6)將燃料電池與兩側(cè)板固緊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池裝配架，其特征在于所述頂板(4)與 底板(5)對(duì)應(yīng)位置設(shè)有定位槽(7)，所述定位槽(7)使燃料電池單元卡裝在 其中不發(fā)生位移。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池裝配架，其特征在于所述兩側(cè)板(3) 與電池之間均設(shè)有緊固元件(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或者3所述的燃料電池裝配架，其特征在于所述固 定框架為模壓成型結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或者3所述的燃料電池裝配架，其特征在于所述固 定框架的頂板(4)、底板(5)和側(cè)板(3)為焊接成型結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或者3所述的燃料電池裝配架，其特征在于所述固 定框架的頂板(4)、底板(5)和側(cè)板(3)為組裝成型結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種燃料電池裝配架，它包括頂板(4)、底板(5)、置于燃料電池兩端的側(cè)板(3)和緊固元件(6)，頂板(4)、底板(5)和兩側(cè)板(3)組成固定框架，所述固定框架至少一側(cè)板與電池之間設(shè)有緊固元件(6)，所述緊固元件(6)將燃料電池與兩側(cè)板(3)固緊。它能有效緊固燃料電池，保證電池的性能，并能減輕燃料電池的重量和體積。
文檔編號(hào)H01M8/24GK201117718SQ200720043680
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者岳江寧, 李相哲, 邢志勇 申請(qǐng)人:春蘭(集團(tuán))公司