专利名称：一种燃料电池电堆的装堆压机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃料电池电堆的装堆压机，具体地讲是涉及一种质子交换膜燃料电 池电堆组装的换位式装堆压机。
技术背景燃料电池是由电池内发生燃料燃烧反应而将化学能转换为电能的装置，分为磷酸型( PAFC， phosphate fuel cell )、熔融碳酸盐型(MCFC， melt carbonate fuel cell )、 固态氧化物型(SOFC， solid oxide fuel cell )与质子交换膜型(PEMFC， proton exchange membrane fuelcell )等几个种类。其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)可在低温 的环境下操作，并使用固态电解质，能应用在需要可移动性能源的产业上，例如汽车产业与 电子3C产业，是目前所有燃料电池种类中最热门的一种。质子交换膜燃料电池的核心元件是 电堆， 一般来说，质子交换膜燃料电池电堆由前后压板、前后绝缘板、前后采电板、多片膜 电极以及多组双极板机械的堆叠并借助螺栓连接在一起。而质子交换膜燃料电池在电堆的组 装方面问题比较突出，首先，电堆组装时拉杆拉力的大小直接影响电堆内部接触电阻的值， 从而影响电池性能；另外，质子交换膜燃料电池双极板目前以石墨材料为主，石墨易碎，给 电堆组装增加了相当的困难。传统的组装技术，即在电池压板的四周穿有数条螺栓，直接用扭矩扳手将螺栓上紧，这 种方法仅适用于单电池数量少、体积小、功率小的燃料电池，而由几十片或上百片单电池组 成的、大体积、大功率的燃料电池则先使用压机直接施加一个垂直压力，而后上紧压板四周 的螺栓，这种方法极易使气体导流板或膜电极受力不匀而损坏，而且，每一片单电池及其密 封件厚度都存在加工公差，随着电池组功率的增加，单电池数量的增多，电池组高度不断增 加，这种公差不断累积，在对电池组施加垂直压力时，电池组会产生微小的扭曲，这种扭曲 影响电池组的装配和整个电池的性能。实用新型内容本实用新型提供了一种燃料电池电堆的装堆压机，具有操作简单、电堆内部受力均匀、 装堆平整规则、压力容易控制等优点，提高了电堆装配的效率和整个电池的性能。 本实用新型采用如下技术解决方案一种燃料电池电堆的装堆压机，包括压堆气缸、U型工作台、换位支撑系统，U型工作台 与换位支撑系统铰接连接；U型工作台由压堆工作台、装堆工作台、压堆气缸底座组成，压 堆气缸通过压堆气缸底座设置于U型工作台上。所述压堆气缸的活塞杆端部安装有万向接头，装堆工作台上有装堆垫块，电堆可置于万 向接头和装堆垫块之间。万向接头可自动调节与电堆的接触面，使电堆在装堆和压堆过程中 受力均匀，最终上下平行一致。电堆装入万向接头和装堆垫块之间后，预先给予电堆一定的 压力，以使U型工作台换位到水平位置时，电堆各片之间因该预压力及其内部摩擦力的作用 而不会产生相对位移。所述压堆气缸的顶部设置有限位器，可以预先设定极限压力，有效地避免电堆因受到过 大的压力而损坏。所述换位支撑系统包括支撑座、水平垫块、垂直垫块、换位气缸、压机底座，U型工作 台与支撑座铰接连接，通过换位气缸的伸縮垂直架设于垂直垫块上或水平架设于水平垫块上 。在垂直方向装堆后，通过换位气缸的收縮将U型工作台水平架设于水平垫块上，然后将压 堆气缸卸压，从而使每片单元结构受重力作用与压堆工作台接触后，排列整齐，然后压堆气 缸重新给予电堆压力，直至设定所需压力，解决了垂直压堆时因电堆结构的公差积累在受力 时电池组产生微小扭曲问题。本实用新型提供的燃料电池电堆的装堆压机，操作简单，通过设置换位支撑系统，先垂 直装堆，再水平整理装堆和压堆，使得因电堆结构的公差积累在受力时电池组产生微小扭曲 问题得到解决，装堆平整规则；通过设置万向接头使电堆在装堆和压堆过程中受力均匀，最 终上下平行一致；设置限位器能够有效地避免电堆因受到过大的压力而损坏，从而提高了电 堆装配的效率和整个电池的性能。
图l是本实用新型的垂直装堆工位的结构示意图； 图2是本实用新型的水平压堆工位的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。一种燃料电池电堆的装堆压机，如图1和图2所示，包括压堆气缸2、 U型工作台12、换位 支撑系统，U型工作台12与换位支撑系统铰接连接；U型工作台12由压堆工作台3、装堆工作 台7、压堆气缸底座13组成，压堆气缸2通过压堆气缸底座13设置于上U型工作台12。所述压堆气缸2的活塞杆端部安装有万向接头4，装堆工作台7上有装堆垫块6，电堆5可 置于万向接头4和装堆垫块6之间。当U型工作台12垂直架设于垂直垫块8b时，将电堆装入万 向接头4和装堆垫块6之间，预先给予电堆5—定的压力，以使U型工作台12换位到水平位置时 ，电堆5各片之间不会产生相对位移。所述压堆气缸2的顶部设置有限位器1，预先设定极限压力，以避免电堆5因受到过大的 压力而损坏。所述换位支撑系统包括支撑座ll、水平垫块8a、垂直垫块8b、换位气缸IO、压机底座9 ，U型工作台12与支撑座ll以铰接轴15连接，通过换位气缸10的收縮水平架设于水平垫块8a 上，如图2所示。此时将压堆气缸2卸压，从而使每片单元结构受重力作用与压堆工作台3接 触后，排列整齐，然后压堆气缸2重新给予电堆5压力，直至设定所需压力。最后，穿入螺栓 旋紧固定，完成装堆。
权利要求1. 一种燃料电池电堆的装堆压机，其特征在于所述装堆压机包括压堆气缸(2)、U型工作台(12)、换位支撑系统，U型工作台(12)与换位支撑系统铰接连接；U型工作台(12)由压堆工作台(3)、装堆工作台(7)、压堆气缸底座(13)组成，压堆气缸(2)通过压堆气缸底座(13)设置于U型工作台(12)上。
2.根据权利要求l所述的燃料电池电堆的装堆压机，其特征在于所述 压堆气缸(2)的活塞杆端部安装有万向接头(4)，装堆工作台(7)上有装堆垫块(6)， 电堆(5)可置于万向接头(4)和装堆垫块(6)之间。
3.根据权利要求l所述的燃料电池电堆的装堆压机，其特征在于所述 压堆气缸(2)的顶部设置有限位器(1)。
4.根据权利要求l所述的燃料电池电堆的装堆压机，其特征在于所述 换位支撑系统包括支撑座(11)、水平垫块(8a)、垂直垫块(8b)、换位气缸(10)、压 机底座(9) ， U型工作台(12)与支撑座(11)铰接连接，通过换位气缸(10)的伸縮垂直 架设于垂直垫块(8b)上或水平架设于水平垫块(8a)上。
专利摘要本实用新型公开了一种燃料电池电堆的装堆压机，具体地讲是一种质子交换膜燃料电池电堆组装的换位式装堆压机，属于燃料电池电堆组装的压机领域。所述燃料电池电堆的装堆压机包括压堆气缸、U型工作台、换位支撑系统，U型工作台与换位支撑系统铰接连接；U型工作台由压堆工作台、装堆工作台、压堆气缸底座组成，压堆气缸通过压堆气缸底座设置于U型工作台上。本实用新型具有操作简单、电堆内部受力均匀、装堆平整规则、压力容易控制等优点，提高了电堆装配的效率和整个电池的性能。
文档编号H01M8/10GK201122630SQ20072020132
公开日2008年9月24日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者汪达成, 雄 王, 邹贺祥 申请人:汉能科技有限公司