专利名称：质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及质子交换膜燃料电池堆的制造领域，具体为质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置。
背景技术：
现有的质子交换膜燃料电池堆的装配装置，见授权公告日2008年6月4号专利号 为200410066321. 8，其包括工作台、压力可调压紧装置、定位导杆，工作台设有板式台面，用 于支撑压力可调压紧装置和需装配与测试的燃料电池堆，压力可调压紧装置设在台面的一 端，燃料电池堆设在台面的另一端，定位导杆至少设有两根，该定位导杆沿轴向垂直穿设于 燃料电池堆的前后端板上，压力可调压紧装置设有顶杆，该顶杆推动燃料电池堆的后端板 沿轴向向前端板方向做压紧动作，从汽缸中伸出的顶杆顶住质子交换膜燃料电池堆的后压 板，由于顶杆本身有一定的重量，当伸出汽缸后，水平顶杆在重力的作用下会微微向下掉， 因此，顶杆并不能完全垂直地作为在后压板上，这就造成了后压板上、下受力不均勻，从而 造成了整个电池堆各部件的上、下受力不均勻，使得电池堆的性能、稳定性降低。此外，现有的质子交换膜燃料电池堆的装配装置的测试装置为各自分开的两套独 立装置，质子交换膜燃料电池堆装配好之后需要将其从装配装置上取下，再在测试装置上 进行测试，其工作效率低下，人力成本高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其 使得后压上、下受力均勻，进而整个电池堆的各部件上、下受力均勻，确保了电池堆的性能、 稳定性，且该装置使得装配和测试的工作效率高、人力成本低。质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其技术方案是这样的其包括工 作台、压力可调压紧装置、定位导杆，所述工作台设有板式台面，压力可调压紧装置设在台 面的后端，燃料电池堆设在台面的前端，所述定位导杆沿轴向垂直贯穿质子交换膜燃料电 池堆的前端板、后端板，其中压力可调压紧装置设有顶杆，其特征在于所述顶杆连接推板， 所述推板下部配合安装有所述板式台面的直线导轨，且所述推板的底面支承于所述板式台 面，所述推板驱动所述后端板，所述定位导杆贯穿所述推板；所述板式台面的前端端部设置 有前端封板，所述定位导杆贯穿至所述前端封板，所述前端封板的后端面朝向所述前端板 的前端面，所述前端封板开有空气进气通孔、氢气进气通孔、进水通孔、空气排气通孔、氢气 排气通孔、出水通孔，所述空气进气通孔、氢气进气通孔、进水通孔、空气排气通孔、氢气排 气通孔、出水通孔对应连接所述前端板的各个通孔，所述前端封板的顶面分别开有空气传 感器通孔、氢气传感器通孔、进水传感器通孔，并各自对应连通所述前端封板的空气进气通 孔、氢气进气通孔、进水通孔。其进一步特征在于所述前端封板的下部开有导轨通槽，所述板式台面的直线导 轨外部包裹有防水盖，所述导轨通槽套于所述防水盖外壁；所述推板的下部开有导轨孔，所述导轨孔套装于所述防水盖外壁；
所述质子交换膜燃料电池堆的组件支承于所述防水盖的上端面，所述质子交换膜燃料 电池堆的组件位于所述定位导杆所形成的空腔内；
所述压力可调节装置具体为气缸，所述气缸的后部安装于后端封板，所述气缸的前部 安装于所述气缸支承板，所述后端封板、气缸支承板均支承于所述板式台面，所述气缸支承 板开有缸头通孔，所述顶杆穿过所述缸头通孔连接所述推板； 所述推板与所述后端板之间塞装有垫板；
所述前端封板与所述前端板间装有绝缘板，所述绝缘板上开有导通所述前端封板、前 端板的对应通孔的连接通孔，所述绝缘板的正、反面均开有密封槽，所述密封槽内装有密封 件；
所述后端封板、气缸支承板、推板、前端封板四角开有连接孔，连接杆依次贯穿所述后 端封板、气缸支承板、推板、前端封板的对应连接孔，所述连接杆的两端带有螺纹，螺帽分别 将所述连接杆的两端紧固于所述后端封板、前端封板；
螺丝依次穿过所述导轨、防水盖后紧固于所述推板的导轨孔上壁； 所述前端封板、气缸支承板、后端封板紧固连接于所述板式台面。采用本发明的结构后，顶杆通过推板将力作用于后端板，由于推板的下部配合安 装有板式台面的直线导轨，推板的底面支承于板式台面，推板不会发生倾斜或下掉，进而使 得推板施向后端板的力上、下均勻，进而整个电池堆的各部件上、下受力均勻，确保了电池 堆的性能、稳定性；此外，装配完成之后，不需取下已经装配好的质子交换膜燃料电池堆，对 其施加正常工作参数，然后通过前端封板上的空气传感器通孔、氢气传感器通孔、进水传感 器通孔所监测到的各项参数，即可完成对已经装配好的质子交换膜燃料电池堆的测试，从 而使得该装置使得装配和测试的工作效率高、人力成本低。
图1为本发明的立体图结构示意图(不包含质子交换膜燃料电池堆)； 图2为本发明的立体图结构示意图(包含质子交换膜燃料电池堆)；
图3为本发明的前端封板的立体图结构示意图； 图4为本发明直线导轨、防水盖、推板的连接结构示意图； 图5为本发明的绝缘板的主视图结构示意图。
具体实施例方式见图1、图2、图3、图4、图5，其包括工作台、压力可调压紧装置、定位导杆1，工作 台设有板式台面2，压力可调压紧装置设在板式台面2的后端，质子交换膜燃料电池堆3设 在板式台面2的前端，定位导杆1沿轴向垂直贯穿质子交换膜燃料电池堆3的前端板4、后 端板5，其中压力可调压紧装置设有顶杆6，顶杆6连接推板7，推板7下部配合安装有板式 台面2的直线导轨8，且推板7的底面支承于板式台面2，推板7驱动后端板5，定位导杆1 贯穿推板7 ；板式台面2的前端端部设置有前端封板9，定位导杆1贯穿至前端封板9，前端 封板9的后端面朝向前端板4的前端面，前端封板9开有氢气进气通孔10、空气进气通孔 11、进水通孔12、空气排气通孔13、氢气排气通孔14、出水通孔15，氢气进气通孔10、空气进气通孔11、进水通孔12、空气排气通孔13、氢气排气通孔14、出水通孔15对应连接前端板4 的各个通孔，前端封板9的顶面分别开有氢气传感器通孔16、空气传感器通孔17、进水传感 器通孔18，并各自对应连通前端封板9的氢气进气通孔10、空气进气通孔11、进水通孔12。 前端封板9的下部开有导轨通槽19，板式台面2的直线导轨8外部包裹有防水盖20，导轨 通槽19套于防水盖20外壁；推板7的下部开有导轨孔21，导轨孔21套装于防水盖20外 壁；质子交换膜燃料电池堆3的组件支承于防水盖20的上端面，质子交换膜燃料电池堆3 的组件位于定位导杆1所形成的空腔内；压力可调节装置具体为气缸21，气缸21的后部安 装于后端封板22，气缸21的前部安装于气缸支承板23，后端封板22、气缸支承板23均支承 于板式台面2，气缸支承板23开有缸头通孔24，顶杆6穿过缸头通孔24连接推板7 ；推板 7与后端板5之间塞装有垫板25 ；前端封板9与前端板4间装有绝缘板29，绝缘板29上开 有导通前端封板9、前端板4的对应通孔的连接通孔，具体为空气进气连接通孔30、氢气进 气连接通孔31、进水连接通孔32、空气排气连接通孔34、氢气排气连接通孔33、出水连接通 孔35，绝缘板29的正、反面均开有密封槽36，密封槽36内装有密封件(属于现有成熟结构， 图中未画出)；垫板25、绝缘板29均采用绝缘材料；后端封板22、气缸支承板23、推板7、前 端封板9四角均开有连接孔，连接杆26依次贯穿后端封板22、气缸支承板23、推板7、前端 封板9的对应连接孔，连接杆26的两端带有螺纹，螺帽27分别将连接杆26的两端紧固于 后端封板22、前端封板9 ；螺丝28依次穿过直线导轨8、防水盖20后紧固于推板7的导轨 孔21上壁；前端封板9、气缸支承板23、后端封板22紧固连接板式台面2。其工作原理如下
通过定位导杆1依次连接前端封板9、质子交换膜燃料电池堆3的前端板4、后端板5、 推板7。将质子交换膜燃料电池堆3的其他部件放入的定位导杆1的空腔内，两侧对应的定 位导杆1之间的距离比质子交换膜燃料电池堆的其他部件的宽度略大0. 02mnT0. 5mm,即， 两侧定位导杆1在装配时起到外部定位的作用。将垫板25插入推板7和后端板5之间。开启气缸21，从汽缸21伸出顶杆6推动推板7，从而依次推动垫板25、后端板5、 质子交换膜燃料电池堆3的其他部件、前端板4，最后压在绝缘板29上。由于防水盖20和 直线导轨8与推板7紧固连接，因此，当推板7向前移动时，置于推板7下面的防水盖20和 直线导轨8被一起带着滑动，从而可以整体向前推动垫板25和质子交换膜燃料电池堆3的 各组成部件，这样完全消除了装配时质子交换膜燃料电池堆3各组成部件的底面所受到的 静摩擦力，从而保证顶杆6压紧力在部件上下部分配的均勻性，避免了质子交换膜燃料电 池堆3上半部分压得较紧，而下半部分压得较松的缺陷。在压紧装配时，防水盖20和直线导轨8从前端封板9上的导轨通槽19中穿过; 待气缸21压力上升到目标值时，保持该压力；之后拔出两侧所有的定位导杆1，进行测试过 程从氢气进气管37、空气进气管38、进水管39来的氢气、空气和冷却水分别通过前端封板 9的氢气进气通孔10、空气进气通孔11、进水通孔12经由绝缘板29上的各对应通孔进入 质子交换膜燃料电池堆3的各组成部件中；反应后的空气尾气和氢气尾气、吸热后的冷却 水从质子交换膜燃料电池堆3中排出后经由绝缘板29、再通过前端封板9的空气排气通孔 13、氢气排气通孔14、出水通孔15分别排向空气排气管40、氢气排气管41、出水管42。前 端封板9顶面的氢气传感器通孔16、空气传感器通17、进水传感器通孔18中装有各自的传 感器，从而分别监测空气进气、氢气进气和进水的物理状态参数。
权利要求
1.质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其包括工作台、压力可调压紧装置、 定位导杆，所述工作台设有板式台面，压力可调压紧装置设在台面的后端，燃料电池堆设在 台面的前端，所述定位导杆沿轴向垂直贯穿质子交换膜燃料电池堆的前端板、后端板，其中 压力可调压紧装置设有顶杆，其特征在于所述顶杆连接推板，所述推板下部配合安装有所 述板式台面的直线导轨，且所述推板的底面支承于所述板式台面，所述推板驱动所述后端 板，所述定位导杆贯穿所述推板；所述板式台面的前端端部设置有前端封板，所述定位导杆 贯穿至所述前端封板，所述前端封板的后端面朝向所述前端板的前端面，所述前端封板开 有空气进气通孔、氢气进气通孔、进水通孔、空气排气通孔、氢气排气通孔、出水通孔，所述 空气进气通孔、氢气进气通孔、进水通孔、空气排气通孔、氢气排气通孔、出水通孔对应连接 所述前端板的各个通孔，所述前端封板的顶面分别开有空气传感器通孔、氢气传感器通孔、 进水传感器通孔，并各自对应连通所述前端封板的空气进气通孔、氢气进气通孔、进水通 孔。
2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征在 于所述前端封板的下部开有导轨通槽，所述板式台面的直线导轨外部包裹有防水盖，所述 导轨通槽套于所述防水盖外壁；所述推板的下部开有导轨孔，所述导轨孔套装于所述防水盖外壁。
3.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征 在于所述质子交换膜燃料电池堆的组件支承于所述防水盖的上端面，所述质子交换膜燃 料电池堆的组件位于所述定位导杆所形成的空腔内。
4.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征在 于所述压力可调节装置具体为气缸，所述气缸的后部安装于后端封板，所述气缸的前部安 装于所述气缸支承板，所述后端封板、气缸支承板均支承于所述板式台面，所述气缸支承板 开有缸头通孔，所述顶杆穿过所述缸头通孔连接所述推板。
5.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征在 于所述推板与所述后端板之间塞装有垫板。
6.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征在 于所述前端封板与所述前端板间装有绝缘板，所述绝缘板上开有导通所述前端封板、前 端板的对应通孔的连接通孔，所述绝缘板的正、反面均开有密封槽，所述密封槽内装有密封 件。
7.根据权利要求4所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征在 于所述后端封板、气缸支承板、推板、前端封板四角开有连接孔，连接杆依次贯穿所述后端 封板、气缸支承板、推板、前端封板的对应连接孔，所述连接杆的两端带有螺纹，螺帽分别将 所述连接杆的两端紧固于所述后端封板、前端封板。
8.根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征在 于螺丝依次穿过所述导轨、防水盖后紧固于所述推板的导轨孔上壁。
9.根据权利要求4所述的质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其特征在 于所述前端封板、气缸支承板、后端封板紧固连接于所述板式台面。
全文摘要
本发明提供了一种质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置，其使得后压上、下受力均匀，进而整个电池堆的各部件上、下受力均匀，确保了电池堆的性能、稳定性，且该装置使得装配和测试的工作效率高、人力成本低。其包括工作台、压力可调压紧装置、定位导杆，所述工作台设有板式台面，压力可调压紧装置设在台面的后端，燃料电池堆设在台面的前端，所述定位导杆沿轴向垂直贯穿质子交换膜燃料电池堆的前端板、后端板，其中压力可调压紧装置设有顶杆，其特征在于所述顶杆连接推板，所述推板下部配合安装有所述板式台面的直线导轨，且所述推板的底面支承于所述板式台面，所述推板驱动所述后端板，所述定位导杆贯穿所述推板。
文档编号H01M8/10GK102074720SQ20101061440
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者曹广益, 胡鸣若 申请人:无锡国赢科技有限公司