一种燃料电池电堆的封装装置以及燃料电池电堆的制作方法

本发明涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池电堆的封装装置以及燃料电池电堆。

背景技术：

1、质子交换膜燃料电池(pemfc，以下简称燃料电池)依靠电芯场所进行电化学反应，将氢氧气中的化学能直接转变为电能。燃料电池结合了内燃机和电池的许多特点，即只要有燃料就可以发电，又可以依靠电化学原理而工作，具有原电池的一些共同的特性。

2、燃料电池电堆是燃料电池系统核心零件，是产生电能的中心场所。燃料电池电堆包括电芯组块和封装两大组成部分。电芯组块是由双极板和膜电极两大核心件按次序堆叠组成，而封装则是电芯组块外部保护和支撑的装置。电芯组块中单片膜电极所能产生的电能功率非常小，需要多片膜电极按次堆叠后才能产生实际负载所需要的电能功率。因此，电堆封装需要提供多片膜电极按序堆叠压装后的支撑空间以及位置保持结构，即封装需要实现电芯组块的结构支撑功能。

3、燃料电池系统使用的燃料是氢气，氢气因分子量小而具有较强的逃逸性和扩散性，在电堆运行过程中特别是低温运行过程中，氢气会从电芯组块的密封条逸出，积累在电芯外部、封装的内部，当积累到一定浓度水平后，会产生氢安全的风险。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种燃料电池电堆的封装装置以及燃料电池电堆，可以降低封装装置内部的氢气浓度，提升安全性。

2、本申请提供一种燃料电池电堆的封装装置，用于封装燃料电池电堆的电芯，所述封装装置包括封装壳体，所述封装壳体设置有进气口和排气口；所述封装壳体的内壁还设置有导向所述电芯插入所述封装壳体的导轨，所述导轨和所述内壁之间形成有连通所述导轨的横向两侧的过孔，所述横向垂直于所述导轨的延伸方向。

3、在一种具体实施方式中，所述封装壳体的内壁设置有凸块，所述导轨对应一排所述凸块，一排所述凸块沿所述导轨的延伸方向分布，所述导轨贴合所述凸块，一排所述凸块中相邻的两个所述凸块之间形成所述过孔；

4、或，所述导轨设置有横向贯通的通孔，所述通孔为所述过孔；

5、或，所述导轨、所述封装壳体的内壁中至少一者设置有凹槽，所述凹槽形成所述过孔。

6、在一种具体实施方式中，所述封装壳体包括第一侧板，所述第一侧板的第一侧相接有第二侧板，所述第一侧板的第二侧相接有第三侧板，且所述第二侧板和所述第三侧板相对设置；所述第二侧板和所述第三侧板均设置有所述进气口。

7、在一种具体实施方式中，所述第一侧板的第三侧相接有第四侧板，所述排气口设置在所述第四侧板。

8、在一种具体实施方式中，所述进气口设置有进气阀，和/或，所述排气口设置有防爆透气阀。

9、在一种具体实施方式中，所述导轨包括金属芯和非金属外罩，所述非金属外罩至少包覆所述导轨朝向所述电芯的一侧。

10、在一种具体实施方式中，所述金属芯横向的两侧分别设置有卡槽，所述非金属外罩设置有与所述卡槽对应的卡台；或，所述非金属外罩横向的两侧分别设置有卡槽，所述金属芯设置有与所述卡槽对应的卡台。

11、在一种具体实施方式中，所述导轨与所述封装壳体的所述内壁之间设置有绝缘膜片。

12、在一种具体实施方式中，所述封装壳体的外壁以及内壁均覆盖有绝缘层。

13、本申请还提供一种燃料电池电堆，包括电芯和上述任一项所述的燃料电池电堆的封装装置，所述电芯封装在所述封装壳体内。

14、本申请中封装壳体设置有进气口和排气口，气体进入到封装壳体内，可以对氢气进行吹扫，以稀释氢气，提高氢气安全性。而且，导轨和封装壳体的内壁之间形成有过孔，则导轨不会构成阻碍，进入的气体可以在封装壳体的内部形成流畅的气流通道，便于形成气体环流，从而全面充分地吹扫封装壳体内的残留氢气，更为有效地降低氢浓度水平。

技术特征：

1.一种燃料电池电堆的封装装置，用于封装燃料电池电堆的电芯，其特征在于，所述封装装置包括封装壳体，所述封装壳体设置有进气口和排气口；所述封装壳体的内壁还设置有导向所述电芯插入所述封装壳体的导轨，所述导轨和所述内壁之间形成有连通所述导轨的横向两侧的过孔，所述横向垂直于所述导轨的延伸方向。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述封装壳体的内壁设置有凸块，所述导轨对应一排所述凸块，一排所述凸块沿所述导轨的延伸方向分布，所述导轨贴合所述凸块，一排所述凸块中相邻的两个所述凸块之间形成所述过孔；

3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述封装壳体包括第一侧板，所述第一侧板的第一侧相接有第二侧板，所述第一侧板的第二侧相接有第三侧板，且所述第二侧板和所述第三侧板相对设置；所述第二侧板和所述第三侧板均设置有所述进气口。

4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述第一侧板的第三侧相接有第四侧板，所述排气口设置在所述第四侧板。

5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述进气口设置有进气阀，和/或，所述排气口设置有防爆透气阀。

6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述导轨包括金属芯和非金属外罩，所述非金属外罩至少包覆所述导轨朝向所述电芯的一侧。

7.根据权利要求6所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述金属芯横向的两侧分别设置有卡槽，所述非金属外罩设置有与所述卡槽对应的卡台；或，所述非金属外罩横向的两侧分别设置有卡槽，所述金属芯设置有与所述卡槽对应的卡台。

8.根据权利要求6所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述导轨与所述封装壳体的所述内壁之间设置有绝缘膜片。

9.根据权利要求1-6任一项所述的燃料电池电堆的封装装置，其特征在于，所述封装壳体的外壁以及内壁均覆盖有绝缘层。

10.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括电芯和权利要求1-9任一项所述的燃料电池电堆的封装装置，所述电芯封装在所述封装壳体内。

技术总结
本申请公开一种燃料电池电堆的封装装置以及燃料电池电堆，所述封装装置包括封装壳体，所述封装壳体设置有进气口和排气口；所述封装壳体的内壁还设置有导向所述电芯插入所述封装壳体的导轨，所述导轨和所述内壁之间形成有连通所述导轨的横向两侧的过孔，所述横向垂直于所述导轨的延伸方向。该封装装置可以降低封装装置内部的氢气浓度，提升安全性。

技术研发人员：程红卫,董作见,孟维志,石伟玉
受保护的技术使用者：上海捷氢科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13