专利名称：一种燃料电池组的组装外定位装置及外定位方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池领域，具体为一种燃料电池组的组装外定位装置及外定位方法。
背景技术：
燃料电池是一种将燃料与氧化剂中的化学能通过电极上的电催化反应直接转化为电能的发电装置。其中质子交换膜型燃料电池(PEMFC)以全氟磺酸型固体聚合物为电解质，铂/炭电催化剂，氢或净化重整气为燃料，空气或纯氧为氧化剂，带有气体流动通道的石墨或表面改性的金属板为双极板。电池组的主体为MEA、双极板及相应的密封元件的重复，一端为氧集流板，另一端为氢集流板，与这两块导流板相临的是电池组的端板。电池组的组装主要是将多节单电池罗列在一起，利用螺杆将端板(夹板)和多节电池固定在一起形成电池组。电池组的组装的好坏，电池组的定位起到关键的作用。如果定位不好，电池组组装不齐，各单元部件容易错位，导致密封不严，电池组出现串气、漏气现象，电池组无法正常工作。电池组的定位主要有两种，内定位和外定位。如果组装少数节电池组，电池组只进行内定位即可；组装完后将内定位杆取出。如果组装节数较多的电池组，电池组只进行内定位无法保证电池组组装过程中不发生变形、扭曲现象发生，而且组装完后内定位杆很难取出。因此组装多数节电池组时进行外定位是非常必要的。电池组的外定位方式有很多种，有的利用具有一定强度的金属杆固定在电池组(双极板)的两侧，将电池组夹紧定位。由于电池组在组装过程中电池组的高度尺寸在不断变化(由高变低)，此种定位无法进行全程定位，定位效果并不十分理想。还有一种定位方式为将定位杆放置在端板上的螺孔中进行定位，达到电池组全程定位的目的，但由于电池组在组装过程中会出现微小变形，导致定位杆不易取出。定位杆要具有很好的强度，否则定位杆在电池紧固时发生变形，引起电池组变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池组的组装外定位装置及外定位方法，利用廉价的型钢为基材设计成结构新颖、强度较高的燃料电池外定位装置，进行然料电池组的组装；该方法为用于燃料电池组组装时的一种外定位方法，采用本发明方法可以保证电池组组装质量，且方便快捷。
本发明的技术方案是一种燃料电池组的组装外定位装置，包括两端带孔的定位杆和连接定位杆的螺杆，二定位杆平行放置，其上的孔相对，二定位杆一端的孔通过螺杆相连，二定位杆另一端的孔通过螺钉与燃料电池组的端板相连。
所述定位杆的形式采用槽钢、角钢、方钢、管状、板状或棍状。
所述定位杆的材质采用钢材、硬质铝或硬质木材。
一种燃料电池组的组装外定位方法，利用上述定位装置进行电池组的组装，具体步骤如下1)将电池组一侧端板放置在电池组装车上，将定位装置的定位杆分别利用螺钉与端板连接固定；2)将集流板及单电池组装在一起，再将另一侧端板放上；3)将定位杆上端利用螺杆进行连接拉紧定位；4)通过紧固螺杆对电池组进行紧固，当电池组紧固到要求高度时，停止对电池组的紧固，将固定定位杆的螺钉及螺杆松开，将定位装置从电池组上取下，电池组组装完毕。
所述定位装置为至少两组。
本发明的优点及有益效果是1、本发明提出一种新型的燃料电池组的组装外定位方法，操作简单、使用方便快捷。本发明定位方法是利用螺杆将定位杆固定到电池组双极板两侧对电池组进行定位，组装完毕后，定位杆可以容易地和电池组分离，避免以前定位杆穿到端板内部，电池紧固后定位杆无法取出。
2、采用本发明定位方法进行电池组的组装，可以保证电池组在组装时不会发生扭曲、变形现象，组装的电池组外观整齐、美观。
3、本发明利用廉价的型钢为基材设计成结构新颖、强度较高的燃料电池组组装外定位装置，其结构简单、使用方便、效果明显，提高电池组的组装效率。
图1为燃料电池组组装外定位结构示意图。
图2为燃料电池组外定位组装示意图。
具体实施例方式
本发明是利用廉价的型钢为基材设计成结构新颖、强度较高的燃料电池外定位装置，本外定位装置(如图1)有两部分组成，主要包括(1)两端带孔的定位杆2；(2)定位杆2之间连接螺杆1一套；定位杆2的形式可以多种多样，可以采用槽钢、角钢、方钢、管状、板状或棍状等多种形式，定位杆2的材质也多种多样，可以用钢材、硬质铝或硬质木材等材料。此种定位杆结构简单、使用方便快捷。现以方钢基材设计加工燃料电池组的外定位装置进行说明，将定位杆2底端利用螺钉固定在燃料电池组下端板6(下端板6在此部位留有放夹具空隙和与定位杆2连接的螺丝孔3)，以此定位杆2为燃料电池的外定位杆进行电池组的各节单电池5的组装，各单电池5组装完毕后，加盖燃料电池上端板4，将两根定位杆2的上端利用螺杆1进行拉紧(防止定位杆在电池紧固过程中移位)(图2)，然后通过紧固螺杆7对电池组进行缓慢紧固。电池组紧固到要求高度后，将定位杆2上的螺钉松开，从电池组上将外定位装置取下，电池组组装完毕。本发明装置结构简单、使用方便、效果明显；利用此该装置可以保证电池组在紧固过程中不会扭曲变形。
实施例1由于每台燃料电池组结构和节数有所不同，进行燃料电池组的组装时所要求的外定位装置也有所不同，主要为定位杆的长度和定位杆的强度有所不同。利用上述定位方法设计出一套可供20kW(120节)燃料电池组使用的外定位装置(采用方钢(型号为30×30mm)为定位杆2的基材，长度为500mm，两端带φ8.5mm的孔3)，利用此定位装置进行电池组的组装，首先将阳极一侧端板(下端板6)放置在电池组装车上，将四根定位杆2分别利用M8的螺栓与端板连接固定，然后将集流板及120节单电池组装在一起，再将阴极一侧端板(上端板4)放上，将定位杆上端利用M8的螺杆进行连接拉紧，然后开始对电池组进行缓慢紧固，当电池组紧固到要求高度时，停止对电池组的紧固，将固定定位杆的螺钉及螺杆松开，将定位装置从电池组上取下，电池组组装完毕。利用此种定位方法组装的电池组外观整齐、美观。
实施例2
利用上述定位方法设计出一套可供50kW(180节)燃料电池组使用的外定位装置(采用63#槽钢为定位杆的基材，长度为700mm，两端带φ10.5mm的孔)，进行电池组的组装，首先将阳极一侧端板(下端板6)放置在电池组装车上，将四根定位杆分别利用M10的螺栓与端板连接固定，然后将集流板及180节单电池组装在一起，再将阴极一侧端板(上端板4)放上，再将端板上的紧固螺杆7加上，将定位杆2上端利用M10的螺杆进行连接紧固，然后开始对电池组进行紧固，当电池组紧固到要求高度时，停止对电池组的紧固，将固定定位杆的螺钉及螺杆松开，将定位装置从电池组上取下，电池组组装完毕。利用此种定位方法组装的电池组外观整齐、美观。此种定位方法使用方便、效果明显，可以提高电池组的组装效率。
权利要求
1.一种燃料电池组的组装外定位装置，其特征在于包括两端带孔(3)的定位杆(2)和连接定位杆的螺杆(1)，二定位杆(2)平行放置，其上的孔(3)相对，二定位杆(2)一端的孔通过螺杆(1)相连，二定位杆(2)另一端的孔通过螺钉与燃料电池组的端板相连。
2.按照权利要求1所述燃料电池组的组装外定位装置，其特征在于所述定位杆(2)的形式采用槽钢、角钢、方钢、管状、板状或棍状。
3.按照权利要求1所述燃料电池组的组装外定位装置，其特征在于所述定位杆(2)的材质采用钢材、硬质铝或硬质木材。
4.一种燃料电池组的组装外定位方法，其特征在于利用权利要求1所述定位装置进行电池组的组装，具体步骤如下1)将电池组一侧端板放置在电池组装车上，将定位装置的定位杆分别利用螺钉与端板连接固定；2)电池组的组装，将集流板及单电池组装在一起，再将另一侧端板放上；3)将定位杆上端的固定螺杆加上，将定位杆上端利用螺杆进行连接拉紧；4)对电池组进行紧固，当电池组紧固到要求高度时，停止对电池组的紧固，将固定定位杆的螺钉及螺杆松开，将定位装置从电池组上取下，电池组组装完毕。
5.按照权利要求4所述燃料电池组的组装外定位方法，其特征在于所述定位装置为至少两组。
全文摘要
本发明涉及一种燃料电池组的组装外定位装置及外定位方法。该装置包括两端带孔的定位杆和连接定位杆的螺杆，二定位杆平行放置，其上的孔相对，二定位杆一端的孔通过螺杆相连，二定位杆另一端的孔通过螺钉与燃料电池组的端板相连。该方法为1)将定位装置的定位杆分别利用螺钉与端板连接固定；2)组装；3)电池组定位，将定位杆上端利用螺杆进行连接拉紧进行电池组定位；4)对电池组进行紧固，当电池组紧固到要求高度时为止，将固定定位杆的螺钉及螺杆松开，将定位装置从电池组上取下，电池组组装完毕。该装置结构简单、使用方便，提高电池组的组装效率，该方法可以保证电池组在组装时不会发生扭曲、变形现象，组装的电池组外观整齐、美观。
文档编号H01M8/00GK1787263SQ200410082918
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月10日 优先权日2004年12月10日
发明者燕希强, 洪有陆, 罗晓宽, 张海峰, 侯明, 明平文, 衣宝廉 申请人:中国科学院大连化学物理研究所