一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构的制作方法

一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构
【技术领域】
1.本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构。


背景技术：

2.燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。近几年，燃料电池由于高效、无污染受到很多国家的重视，并在众多领域有着广泛的应用。其中，质子交换膜燃料电池(pemfc)结构简单、工作温度低、启动速度快，其利用氢气、氧气作为反应物，产生电、热、水，由于不受卡诺循环的限制，且反应排放物为水，质子交换膜燃料电池具有能量转化效率高、环境友好等特点，是目前市场上最受欢迎的燃料电池。pemfc由一组组的单体电池串联组装，便能得到所需的输出功率，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
3.燃料电池内设置碟簧的目的是为了保护燃料电池紧固力稳定，当燃料电池在汽车上长时间运行时，由于路况不平导致长时间震动，会引起燃料电池紧固堆芯的螺栓松动，设置碟簧后可有效避免螺栓松动。同时，在一冷一热工况下，燃料电池堆芯受热膨胀受冷收缩，会引起燃料电池内部膜电极受力不均，设置碟簧后，可有效避免因冷热膨胀带来的燃料电池膜电极受力不均匀现象。碟簧一般设置在负极端板与绝缘板之间，现有技术中负极端板上设置有导流柱，绝缘板为大平板，碟簧套设于导流柱上并与大平板的表面相抵接，负极端板上的导流柱可限制碟簧位移，该种结构的缺陷在于：1、一旦发生碰撞，由于碟簧与绝缘板之间没有限位结构，碟簧有产生位移的风险，从而导致燃料电池堆芯发生侧滑；2、该种结构使得整个燃料电池堆芯结构的体积增大，不利于燃料电池堆芯结构小型化。
4.因此，有必要提供一种解决上述技术问题的带有碟簧的燃料电池堆芯结构。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构稳定且利于小型化的带有碟簧的燃料电磁堆芯结构。
6.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，包括：负极端板、负极绝缘板、正极端板、正极绝缘板及堆芯，所述负极绝缘板设置于负极端板与堆芯之间，所述正极绝缘板设置于正极端板与堆芯之间，所述负极端板与正极端板之间通过若干个螺柱及螺母连接，所述负极端板与负极绝缘板之间设有若干个碟簧，所述负极端板设有与碟簧相配合的第一凹槽及设置于第一凹槽内的导柱，所述碟簧套设于导柱上，所述负极绝缘板设有与碟簧相配合的第二凹槽及与导柱相配合的第三凹槽。
7.优选地，本实用新型中的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构进一步设置为：所述第三凹槽的尺寸小于第二凹槽的尺寸。
8.优选地，本实用新型中的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构进一步设置为：所述第三凹槽与第二凹槽均呈圆形设置且两者的圆心相重合。
9.优选地，本实用新型中的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构进一步设置为：所述第一凹槽呈圆形设置，所述导柱为圆柱体，所述第一凹槽的圆心与导柱的圆心相重合。
10.优选地，本实用新型中的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构进一步设置为：所述负极绝缘板由环氧树脂制成。
11.优选地，本实用新型中的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构进一步设置为：所述正极绝缘板由环氧树脂制成
12.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过分别在负极端板及负极绝缘板上设置与碟簧相配合的凹槽，从而不仅对碟簧起到了限位作用，而且减小了燃料电池堆芯结构的整个体积，因此既可防止燃料电池堆芯发生侧滑，又能使得整个燃料电池堆芯结构小型化；另外本实用新型通过在负极端板上设有导柱，在负极绝缘板上设有与导柱相配合的第三凹槽，当碟簧压紧时，导柱可收容于第三凹槽内，从而可避免因导柱与负极绝缘板干涉而导致碟簧失效的情况发生。
【附图说明】
13.图1为本实用新型中燃料电池堆芯结构的结构示意图。
14.图2为本实用新型中负极绝缘板的主视结构示意图。
15.图3为沿图2所示a-a线的剖视结构示意图。
16.图4为本实用新型中负极端板的主视结构示意图。
17.图5为本实用新型中负极端板的侧视结构示意图。
18.图1至图5中：1、负极端板，10、第一凹槽，11、导柱，2、负极绝缘板，20、第二凹槽，21、第三凹槽，3、正极端板，4、正极绝缘板，5、堆芯，6、螺柱，7、螺母，8、碟簧。
【具体实施方式】
19.下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种带有碟簧的燃料电磁堆芯结构作进一步的详细描述。
20.参图1至图5所示，一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，包括：负极端板1、负极绝缘板2、正极端板3、正极绝缘板4及堆芯5，所述负极绝缘板2设置于负极端板1与堆芯5之间，所述正极绝缘板4设置于正极端板3与堆芯5之间，在本实施方式中，所述负极绝缘板2及正极绝缘板4均由环氧树脂制成。所述负极端板1与正极端板3之间通过若干个螺柱6及螺母7连接，所述负极端板1与负极绝缘板2之间设有若干个碟簧8，所述负极端板1设有与碟簧8相配合的第一凹槽10及设置于第一凹槽10内的导柱11，所述碟簧8套设于导柱11上，所述第一凹槽10呈圆形设置，所述导柱11为圆柱体，所述第一凹槽10的圆心与导柱11的圆心相重合。所述负极绝缘板2设有与碟簧8相配合的第二凹槽20及与导柱11相配合的第三凹槽21，所述第三凹槽21与第二凹槽20均呈圆形设置且两者的圆心相重合，所述第三凹槽21的尺寸小于第二凹槽20的尺寸。
21.综上所述，本实用新型通过分别在负极端板及负极绝缘板上设置与碟簧相配合的凹槽，从而不仅对碟簧起到了限位作用，而且减小了燃料电池堆芯结构的整个体积，因此既可防止燃料电池堆芯发生侧滑，又能使得整个燃料电池堆芯结构小型化；另外本实用新型通过在负极端板上设有导柱，在负极绝缘板上设有与导柱相配合的第三凹槽，当碟簧压紧
时，导柱可收容于第三凹槽内，从而可避免因导柱与负极绝缘板干涉而导致碟簧失效的情况发生，所述第三凹槽的槽深是经过计算得到的，当负极绝缘板向下运动一段距离后，就会限制负极绝缘板继续往下移动，从而可有效防止堆芯内部密封失效。
22.上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，包括：负极端板、负极绝缘板、正极端板、正极绝缘板及堆芯，所述负极绝缘板设置于负极端板与堆芯之间，所述正极绝缘板设置于正极端板与堆芯之间，所述负极端板与正极端板之间通过若干个螺柱及螺母连接，其特征在于：所述负极端板与负极绝缘板之间设有若干个碟簧，所述负极端板设有与碟簧相配合的第一凹槽及设置于第一凹槽内的导柱，所述碟簧套设于导柱上，所述负极绝缘板设有与碟簧相配合的第二凹槽及与导柱相配合的第三凹槽。2.如权利要求1所述的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，其特征在于：所述第三凹槽的尺寸小于第二凹槽的尺寸。3.如权利要求1所述的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，其特征在于：所述第三凹槽与第二凹槽均呈圆形设置且两者的圆心相重合。4.如权利要求1所述的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，其特征在于：所述第一凹槽呈圆形设置，所述导柱为圆柱体，所述第一凹槽的圆心与导柱的圆心相重合。5.如权利要求1所述的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，其特征在于：所述负极绝缘板由环氧树脂制成。6.如权利要求1所述的一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，其特征在于：所述正极绝缘板由环氧树脂制成。

技术总结
本实用新型涉及一种带有碟簧的燃料电池堆芯结构，包括：负极端板、负极绝缘板、正极端板、正极绝缘板及堆芯，所述负极绝缘板设置于负极端板与堆芯之间，所述正极绝缘板设置于正极端板与堆芯之间，所述负极端板与正极端板之间通过若干个螺柱及螺母连接，所述负极端板与负极绝缘板之间设有若干个碟簧，所述负极端板设有与碟簧相配合的第一凹槽及设置于第一凹槽内的导柱，所述碟簧套设于导柱上，所述负极绝缘板设有与碟簧相配合的第二凹槽及与导柱相配合的第三凹槽，从而既可防止燃料电池堆芯发生侧滑，又能使得整个燃料电池堆芯结构小型化，同时增加了集流板到碟簧之间的爬电距离，而且该方案还具有限制碟簧位移的作用。而且该方案还具有限制碟簧位移的作用。而且该方案还具有限制碟簧位移的作用。


技术研发人员：倪康富 彭海军 谢铭锋
受保护的技术使用者：苏州中车氢能动力技术有限公司
技术研发日：2022.05.16
技术公布日：2022/11/21