一种定尺寸安装的燃料电池电堆及安装方法与流程

本发明属于燃料电池，具体涉及一种定尺寸安装的燃料电池电堆及安装方法。

背景技术：

1、燃料电池电堆的定尺寸装配对于电堆的一致性以及批量生产有着非常重要的作用，但是目前行业上的燃料电池电堆在开发在开发中由于极板、膜电极以及密封件等尺寸不稳定导致在做定尺寸装配时，电堆经常会出现由于整体尺寸偏大或偏小导致堆芯的拉紧装置过短/过长而无法装配，一般情况下100kw的电堆需要大概250个单电池(cell，也就是燃料电池单电堆)，当一个单电池的尺寸偏离0.01mm，250个单电池下来的总偏差就会达到25mm，这也导致定装配工艺无法实施或只能寄期望于零部件尺寸稳定后实施。

2、现有技术中，也有对燃料电池单电堆的结构设计为可调节的，比如，授权公告号为cn221596503u的实用新型公开了一种可调节的燃料电池电堆封装结构，包括：第一金属板、第二金属板、多个连杆、多个固定螺栓、多个调节螺母和多个紧固螺栓；第一金属板与第二金属板之间以预设的第一间距相对设置，第一金属板与第二金属板之间垂直设有多个连杆，且第一金属板、第二金属板和多个连杆之间形成用于安装多组双极板与膜电极组成的电芯的安装腔，紧固螺栓依次穿过第二金属板、调节螺母和每个连杆上的第一螺纹孔进行紧固。

3、再比如，授权公告号为cn220021183u的实用新型公开了一种燃料电池电堆固定机构及燃料电池电堆，所述燃料电池电堆固定机构用于将燃料电池电堆固定在封装箱内，燃料电池电堆的一端设有盖板，其包括固定条，所述固定条的一端固定连接在所述盖板上，所述固定条的另一端可调节地连接在所述封装箱的内壁。本实用新型提供的燃料电池电堆固定机构及燃料电池电堆，既通过将固定条的一端固定连接在盖板上，将固定条的另一端可调节地连接在所述封装箱的内壁，当燃料电池电堆尺寸或封装箱内部空间尺寸出现误差时，只需调节固定条与封装箱的连接位置即可实现燃料电池电堆在封装箱内的有效固定，避免了生产误差对固定的影响。

4、然而，上述两个现有技术中，燃料电池电堆的尺寸可以在出现误差时进行调节，以确保堆叠压力或者用于与外部的封装箱的固定，但是调节后整个燃料电池单电堆的尺寸也发生了变化，也就是说，上述两个现有技术中均没有解决大量单电堆组装成电堆时，燃料电池电堆的定尺寸装配的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种定尺寸安装的燃料电池电堆及安装方法，在保持燃料电池单电堆装配尺寸保持一致的情况下，来解决电堆中部件尺寸不稳定所产生误差引起的在电堆装配压力一致的情况下，电堆整体尺寸偏差问题。

2、一种定尺寸安装的燃料电池电堆，包括前端板、后端板，以及夹持固定在前端板和后端板之间的若干电池单元，所述前端板与后端板之间通过长度固定的固定杆进行固定连接，所述后端板的内侧设有用于压紧电池单元的压板，

3、所述后端板与压板之间设有第一容纳槽，第一容纳槽内设有浮动圆盘，所述后端板上设有连通所述第一容纳槽的螺孔，所述螺孔内设有与所述螺孔螺纹配合、用于压紧所述浮动圆盘的螺柱；

4、安装时，通过调节所述螺柱的位置在不改变后端板与前端板间距的情况下调节各电池单元的装配压力。

5、优选的，所述压板在第一容纳槽正对的位置设有第二容纳槽，所述第二容纳槽中设有压簧，所述浮动圆盘通过挤压所述压簧间接向所述压板提供压力。

6、更优选的，所述压簧为碟簧。

7、更优选的，所述第一容纳槽设于所述后端板上。

8、进一步优选的，所述压板在所述第二容纳槽环绕的中间区域设有定位柱，所述浮动圆盘上对应设有供所述定位柱一端伸入的定位孔。

9、进一步优选的，所述压板在所述第二容纳槽环绕的中间区域设有螺纹安装孔，所述定位柱为一端与所述螺纹安装孔配合的平端紧定螺钉，所述平端紧定螺钉突出于所述螺纹安装孔的部分作为所述定位柱。

10、进一步优选的，所述压板在所述第二容纳槽环绕的中间区域向所述后端板一侧凸起形成凸台，所述定位柱设于所述凸台中间，所述浮动圆盘上设有与所述凸台配合的定位槽，所述定位孔设于所述定位槽内。

11、优选的，所述浮动圆盘朝向所述后端板的一侧设有伸入到所述螺孔中的定位部，所述螺柱挤压所述定位部。

12、更优选的，所述螺柱为具有轴向通孔的空心螺柱，

13、安装时，压机的压柱穿过所述空心螺柱的轴向通孔作用在所述定位部上。

14、本发明还提供了所述定尺寸安装的燃料电池电堆的安装方法，将各结构安装后，前端板和后端板之间的间距固定，通过调节所述螺柱的位置在不改变后端板与前端板间距的情况下调节各电池单元的装配压力。

15、优选装配压力为32～38kn。

16、本发明定尺寸安装的燃料电池电堆在安装时，通过调节所述螺柱的位置在不改变后端板与前端板间距的情况下调节各电池单元的装配压力，可以解决在极板、膜电极、密封胶线(极板、膜电极、密封胶线均为电池单元中的结构)尺寸不稳定的状态下，可实现电堆的定尺寸安装，且可调节的尺寸可以人为设计。这种可调节设计同时可以满足不同电池单元片数的电堆装配；也可以满足电堆批量化生产需求。可以减少设计人员因为尺寸不稳定导致的来回变更设计的设计次数，同时也可以规避多次变更导致的潜在设计风险。

技术特征：

1.一种定尺寸安装的燃料电池电堆，包括前端板、后端板，以及夹持固定在前端板和后端板之间的若干电池单元，其特征在于，所述前端板与后端板之间通过长度固定的固定杆进行固定连接，所述后端板的内侧设有用于压紧电池单元的压板，

2.根据权利要求1所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述压板在第一容纳槽正对的位置设有第二容纳槽，所述第二容纳槽中设有压簧，所述浮动圆盘通过挤压所述压簧间接向所述压板提供压力。

3.根据权利要求2所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述压簧为碟簧。

4.根据权利要求2所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一容纳槽设于所述后端板上。

5.根据权利要求4所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述压板在所述第二容纳槽环绕的中间区域设有定位柱，所述浮动圆盘上对应设有供所述定位柱一端伸入的定位孔。

6.根据权利要求5所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述压板在所述第二容纳槽环绕的中间区域设有螺纹安装孔，所述定位柱为一端与所述螺纹安装孔配合的平端紧定螺钉，所述平端紧定螺钉突出于所述螺纹安装孔的部分作为所述定位柱。

7.根据权利要求5所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述压板在所述第二容纳槽环绕的中间区域向所述后端板一侧凸起形成凸台，所述定位柱设于所述凸台中间，所述浮动圆盘上设有与所述凸台配合的定位槽，所述定位孔设于所述定位槽内。

8.根据权利要求1所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述浮动圆盘朝向所述后端板的一侧设有伸入到所述螺孔中的定位部，所述螺柱挤压所述定位部。

9.根据权利要求8所述定尺寸安装的燃料电池电堆，其特征在于，所述螺柱为具有轴向通孔的空心螺柱，

10.权利要求1～9任一项所述定尺寸安装的燃料电池电堆的安装方法，其特征在于，将各结构安装后，前端板和后端板之间的间距固定，通过调节所述螺柱的位置在不改变后端板与前端板间距的情况下调节各电池单元的装配压力。

技术总结
本发明公开了一种定尺寸安装的燃料电池电堆及安装方法。本发明燃料电池电堆在安装时，通过调节所述螺柱的位置在不改变后端板与前端板间距的情况下调节各电池单元的装配压力，可以解决在极板、膜电极、密封胶线(极板、膜电极、密封胶线均为电池单元中的结构)尺寸不稳定的状态下，可实现电堆的定尺寸安装，且可调节的尺寸可以人为设计。这种可调节设计同时可以满足不同电池单元片数的电堆装配；也可以满足电堆批量化生产需求。可以减少设计人员因为尺寸不稳定导致的来回变更设计的设计次数，同时也可以规避多次变更导致的潜在设计风险。

技术研发人员：李国全,尤聪,李方,葛超峰,倪淮生
受保护的技术使用者：浙江天能氢能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/6