燃料电池堆组件的制作方法_2

文档序号:8417725阅读:来源:国知局
[0039]图2b示出根据本发明的连杆的视图;
[0040]图3示出根据本发明的在连杆、第一端板和第二端板之间的交互作用;
[0041]图4示出用在本发明的实施方案上的端板的一部分的示意图;
[0042]图5a示出用在本发明的实施方案上的端板的一部分的顶视图的示意图;
[0043]图5b示出用在本发明的实施方案上的端板的一部分的透视图的示意图;
[0044]图6示出用在本发明的实施方案上的端板的一部分的顶视图的示意图;以及
[0045]图7示出根据本发明的实施方案的组装燃料电池堆的方法。
【具体实施方式】
[0046]本发明的一个或多个实施方案涉及包括整体连杆的燃料电池堆,与通过其它工具例如螺母固定的连杆相反。连杆通过在压缩下的燃料电池组件和在整体连杆上在其末端附近设置的啮合表面之间的交互作用保持在燃料电池堆中的适当位置上。整体连杆可被考虑为自身固定的。
[0047]在下面的描述中,相应的参考构件用于在图2到5中的相应特征。不一定关于每个附图描述多于一个附图所共有的特征。
[0048]图2a示出包括多个燃料电池组件102、第一端板104、第二端板108和多个连杆112的燃料电池堆组件100。
[0049]燃料电池组件102设置成以堆的形式相邻于彼此。第一端板104位于多个燃料电池组件102的第一端处,使得第一端板104的内表面106相邻于燃料电池组件102。第二端板108位于多个燃料电池组件102的相对第二端110处,使得第二端板108的内表面110相邻于燃料电池组件102。
[0050]在连杆112通过外力插入之前,燃料电池堆的多个燃料电池组件102在垂直于燃料电池组件102的平面的方向上压缩。在图2a中以参考数字180示意性示出外力。外力180在第一和第二端板104、108之间施加压力。连杆112配置成当外力被移除时啮合第一和第二端板104、108。多个燃料电池组件102可被考虑为使力施加到连杆112的啮合表面以将它保持在适当的地方,如下面更详细描述的。
[0051]可在图2b中更清楚地看到连杆212的特征。连杆212包括延伸部分213、第一啮合部分214和第二啮合部分216。延伸部分213在轴向方向上延伸。第一和第二啮合部分214,216沿着连杆212的延伸部分213的轴向长度设置在相对的末端处或附近。啮合部分214,216在垂直于轴线的尺寸上比延伸部分213宽。在本例中,延伸部分213及第一和第二啮合部分214、216都是具有圆形横截面的圆柱体,虽然这不需要是这种情况。实际上,延伸部分213及第一和第二啮合部分214、216中的一个或多个根本不需要是圆柱形的。在一些实施方案中,延伸部分213及第一和第二啮合部分214、216可每个具有任何形状的横截面。
[0052]连杆212是整体部件。这样的整体部件可以不需要任何单独的固定工具例如螺母来将它保持在适当的位置上。整体部件可被设置为单片材料。铸造、注射成型或机器加工可能是用于制造这样的整体部件的适当方法。将认识到,各种各样的制造技术可用于形成整体连杆。
[0053]在本例中,连杆212的延伸部分213包括内部区段213a、213b和外部区段214a、216a。外部区段214a、216a通过相应的啮合部分214、216与内部区段213a、213b分离。外部区段214a、216a可用于抓住或保持连杆212,当它位于燃料电池堆组件100中时。
[0054]仅为了例证性目的,在图2b中以不连续性示出内部区段213a、213b。内部区段213a,213b包括在轴向方向上布置在延伸部分213的内部区段213a、213b的相对末端处的第一部分213a和第二部分213b。
[0055]图3示出第一端板304、第二端板308和连杆312。下面提供了连杆312如何与第一和第二端板304、308啮合的描述。
[0056]连杆312的延伸部分具有相邻于第一啮合部分314并在第一啮合部分314内部的第一部分313a。延伸部分的第一部分313a与第一端板304中的凹槽340a嗤合。第一嗤合部分314具有当燃料电池堆组件被组装且不在外部压缩下时与第一端板304的外表面307啮合的第一啮合表面315。
[0057]类似地,连杆312的延伸部分具有相邻于第二啮合部分316并在第二啮合部分316内部的第二部分313b。延伸部分的第二部分313b与第二端板308中的凹槽340b啮合。第二啮合部分316具有当燃料电池堆组件被组装且不在外部压缩下时与第二端板308的外表面311啮合的第二啮合表面317。
[0058]在第一和第二端板304、308中的凹槽340a、340b可被称为侧凹槽。
[0059]可通过在连杆的第一和第二啮合部分314、316上在连杆312的轴线上由相应的端板304、308施加的力将连杆312保持在燃料电池组件内的适当位置上。力从多个燃料电池组件从在堆的组装期间由外部压力形成的其压缩状态的弹性膨胀产生。
[0060]图4不出端板404的一部分的可选实施方案。端板404具有内表面406和外表面407。当燃料电池堆被组装时,内表面406比外表面407更接近燃料电池组件。端板404还具有连接内表面406和外表面407的侧表面442。
[0061]将认识到,第二端板可具有实质上与第一端板相同的结构,以及在图4a中示出的端板404可代表第一或第二端板。
[0062]端板404包括位于侧表面442中的侧凹槽440a。侧凹槽440a在垂直于侧表面442的深度方向上延伸。在图4所示的例子中,侧凹槽贯穿端板404从内表面406延伸到外表面407。可选地,侧凹槽的厚度可从内表面406延伸并在端板404内终止。侧凹槽440a配置成容纳连杆的延伸部分的第一或第二部分。也就是说,连杆的延伸部分可在燃料电池堆的组装期间被接纳在侧凹槽440a内。
[0063]将认识到,侧凹槽也可设置在每个燃料电池组件中,燃料电池组件设置在第一和第二端板之间。在每个燃料电池组件中的侧凹槽可具有与设置在第一和第二端板中的侧凹槽类似的几何结构。特别是,所有侧凹槽可具有公共横截面,以便允许连杆插入它们内。公共横截面可具有比连杆的延伸部分更大的宽度或与系统的延伸部分相等的宽度。
[0064]图4的端板404还包括啮合凹槽444。啮合凹槽444位于端板404的外表面407上。啮合凹槽444在垂直于外表面407的深度方向上延伸。啮合凹槽444的底部为连杆提供啮合表面446。在本例中,啮合表面446与外表面407和内表面406都平行,虽然将认识到,这可能并不总是这种情况。
[0065]图5不出端板504的一部分的另一可选的实施方案。图5a不出端板504的顶视图。图5b示出类似于图4的视图的端板504的透视图。
[0066]端板504包括具有比连杆的直径更大的深度的细长侧凹槽540。侧凹槽540是具有进入部分548和啮合部分550的空隙。连杆的延伸部分可穿过进入部分548插入并放置成当在啮合部分550处的适当位置上时与端板接触。在啮合部分550处,端板504的啮合表面546可通过在燃料电池堆组件上的过压缩与连杆的啮合表面接触。过压缩是施加到燃料电池组件的力以将它压缩到小于它的预期工作尺寸的厚度。
[0067]在一些例子中,啮合凹槽544可具有保持构件以防止连杆远离在使用中的啮合部分550移动,从
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