一种燃料电池长堆组装固定装置及组装方法与流程

本发明涉及燃料电池组装技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池长堆组装固定装置及组装方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(英文简写为pemfc)是一种直接利用氢能的发电装置，直接把氢燃料和氧化剂中的化学能转化为电能，因其具有功率密度高、结构简单、启动速度快、无腐蚀等优点，适用范围广，从而成为研究热点之一。

燃料电池堆在实际生产过程中，要想得到更大功率的电堆，就要增加组装电堆的节数，随着电堆节数的增加保证整体位置的一致性就成为组装的关键难题，在电堆组装后，双极板与膜电极产生错位将直接影响到电堆整体的输出效率。

技术实现要素：

本发明提供了一种燃料电池长堆组装固定装置，旨在改善双极板和膜电极在组装过程中容易错位的问题。

本发明提供一种燃料电池长堆组装方法，该组装方法能有效地避免双极板和膜电极组装错位。

本发明是这样实现的：

一种燃料电池长堆组装固定装置，包括：底座、多个限位柱、以及定位杆；

底座具有用于放置燃料电池极板的抵持平面；

多个限位柱均与底座连接，相邻的限位柱之间通过限位件连接，限位件与限位柱围合形成燃料电池极板的限位空间；限位柱面向限位空间的一侧设置有能够抵持燃料电池极板的限位凸块；定位杆与底座连接，且定位杆设置在限位空间的对角位置。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

限位凸块的表面为光滑平面。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

限位柱设置有4根，4根限位柱两两相对设置。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

燃料电池长堆组装固定装置还包括固定组件，固定组件包括连接杆、抵持件以及固定件，抵持件与连接杆连接，连接杆与限位件螺纹连接，定位杆能够嵌套于抵持件，固定件配置成能够将定位杆固定于限位件。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

限位件开设有螺纹孔，连接杆通过螺纹孔与限位件螺纹连接，连接杆与限位件对应设置有第一定位孔，第一定位孔的轴线与螺纹孔的轴线垂直设置，固定件能够穿过限位件与连接杆的第一定位孔并抵持于螺纹孔的孔壁。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

固定件为螺钉。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

抵持件具有限位孔，定位杆能够嵌套于限位孔，限位孔的表面为弧形。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

限位孔的孔壁设置有橡胶层。

进一步地，在本发明的一种实施例中：

底座与限位柱通过螺钉可拆卸连接。

一种燃料电池长堆组装方法，其主要利用上述的燃料电池长堆组装固定装置进行，包括：

将双极板以及膜电极按照预设顺序进行组装，组装时，将双极板的第二定位孔以及膜电极的第二定位孔穿入定位杆，双极板和膜电极在限位柱的抵持作用下在限位空间中从上往下滑动至底座的抵持平面。

将叠堆在一起的双极板和膜电极进行压制紧固。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的燃料电池长堆组装固定装置，在进行燃料电池极板组装时，将极板的第二定位孔对准定位杆，将定位杆套进第二定位孔中，然后将极板从限位空间的上方滑至下方并置于底座的抵持平面上。由于定位杆设置在限位空间的对角位置，则对角位置的定位杆即可对极板的长度方向及宽度方向的运动进行限制；限位柱面向限位空间的一侧设置有能够抵持燃料电池极板的限位凸块，由于限位凸块的抵持作用和定位杆的限制作用，能够有效地避免双极板和膜电极在组装过程中错位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的第一视角下的燃料电池长堆组装固定装置；

图2是本发明实施例提供的第二视角下的燃料电池长堆组装固定装置；

图3是本发明实施例提供的第三视角下的燃料电池长堆组装固定装置；

图4是本发明实施例提供的固定组件与限位件及定位杆的配合示意图。

图标：100-燃料电池长堆组装固定装置；110-底座；111-抵持平面；120-限位柱；121-限位件；121a-安装凸块；122-限位空间；123-限位凸块；124-安装部；130-定位杆；140-固定组件；141-连接杆；141a-螺纹孔；144-第一定位孔；142-抵持件；142a-限位孔；143-固定件；21-双极板；22-膜电极。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供一种燃料电池长堆组装固定装置100，其能够有效避免双极板21和膜电极22在组装过程中容易错位的问题。

请参照图1-3，图1-3示出了本实施例的燃料电池长堆组装固定装置100的不同视角的结构示意图。

其中，燃料电池长堆组装固定装置100包括底座110、多个限位柱120以及定位杆130。底座110具有用于放置燃料电池极板的抵持平面111。

多个限位柱120均与底座110连接，其中，限位柱120安装在底座110的边缘区域，限位柱120的底部具有安装部124，安装部124和底座110通过定位销和螺钉固定。在本实施例中，限位柱120设置有4根，4根限位柱120两两相对设置。

相邻的限位柱120之间通过限位件121连接，限位件121与限位柱120围合形成燃料电池极板的限位空间122，其中，限位空间122的横截面大体为矩形，其横截面与极板的形状相似，极板能够从限位空间122穿过。限位件121为条状，限位件121与底座110之间具有间隙。限位件121的两端具有安装凸块121a，将安装凸块121a与限位柱120的侧壁贴近，并利用螺钉锁紧可将限位件121与限位柱120固定。燃料电池极板可通过限位空间122然后被放置于底座110的抵持平面111上。

定位杆130与底座110可拆卸连接，且定位杆130设置在限位空间122的对角位置。也即是定位杆130设置在底座110的对角位置。具体地，底座110设置有安装孔，定位杆130插在安装孔中以使得定位杆130与底座110可拆卸连接。

在进行燃料电池极板组装时，将极板的第二定位孔对准定位杆130，将定位杆130套进第二定位孔中，然后将极板从限位空间122的上方滑至下方并置于底座110的抵持平面111上。由于定位杆130设置在限位空间122的对角位置，则对角位置的定位杆130即可对极板的长度方向及宽度方向的运动进行限制，从而有效地避免双极板21和膜电极22错位。

另外，限位柱120面向限位空间122的一侧设置有能够抵持燃料电池极板的限位凸块123，其中，限位凸块123与限位柱120为一体结构。极板在定位杆130的限制作用下向下滑动，在滑动过程中，由于限位凸块123的抵持作用，能够更好地限制极板在长度方向及宽度方向的运动，防止双极板21和膜电极22错位。

需要说明的是，双极板21和膜电极22均具有凹部，该凹部能够与限位凸块123配合以使得限位凸块123能够对双极板21和膜电极22进行限位。

由于双极板21和膜电极22均能够相对限位凸块123滑动，为了使得双极板21和膜电极22滑动顺畅，本实施例的限位凸块123的表面为光滑平面，避免限位凸块123阻挡双极板21和膜电极22的上下滑动。

进一步地，请参照图4，燃料电池长堆组装固定装置100还包括固定组件140，固定组件140包括连接杆141、抵持件142以及固定件143，抵持件142与连接杆141连接，连接杆141与限位件121螺纹连接，定位杆130能够嵌套于抵持件142，固定件143配置成能够将定位杆130固定于限位件121。其中，固定件143为螺钉。

具体地，抵持件142具有限位孔142a，定位杆130能够嵌套于限位孔142a，限位孔142a的孔壁设置有橡胶层。限位件121开设有螺纹孔141a，连接杆141穿过螺纹孔141a与限位件121螺纹连接，连接杆141与限位件121对应设置有第一定位孔144，第一定位孔144的轴线与螺纹孔141a的轴线垂直设置，固定件143能够穿过限位件121的第一定位孔144与连接杆141的第一定位孔144并抵持于螺纹孔141a的孔壁。在设计第一定位孔144和限位件121的第一定位孔144的位置时，应保证连接杆141的第一定位孔144和限位件121的第一定位孔144在对准时，定位杆130能够套进抵持件142的限位孔142a中。

使用时，旋动连接杆141使得连接杆141向上运动，抵持件142脱离定位杆130且背离限位空间122，然后将双极板21和膜电极22套进定位杆130，再旋动连接杆141使得连接杆141向下运动，抵持件142面向限位空间122并将定位杆130嵌套在限位孔142a中。连接杆141的第一定位孔144和限位件121的第一定位孔144对准，然后将固定件143穿过限位件121的第一定位孔144以及连接杆141的第一定位孔144并抵持在螺纹孔141a的孔壁，从而将连接杆141固定在限位件121的螺纹孔141a内。此时，抵持件142也被固定，抵持件142在上方对定位杆130进行固定，底座110在下方对定位杆130进行固定，则双极板21和膜电极22在上下滑动时，定位杆130不易晃动，能够更好的防止双极板21和膜电极22错位。

本实施例还提供一种燃料电池长堆组装方法，其主要利用上述的燃料电池长堆组装固定装置100进行，包括：

将底座110固定在拉伸试验机上，将限位柱120和限位件121通过定位销和螺钉固定起来，然后将限位柱120和底座110通过定位销和螺钉固定起来。将定位杆130从限位空间122上方插入底座110的安装孔中，以将定位杆130固定于底座110。

将双极板21以及膜电极22按照预设顺序进行组装，组装时，旋动连接杆141使得连接杆141向上运动，抵持件142脱离定位杆130且背离限位空间122，然后将双极板21的第一定位孔144以及膜电极22的第一定位孔144穿入定位杆130，再旋动连接杆141使得连接杆141向下运动，抵持件142面向限位空间122并将定位杆130嵌套在限位孔142a中。连接杆141的第一定位孔144和限位件121的第一定位孔144对准，然后将固定件143穿过限位件121的第一定位孔144以及连接杆141的第一定位孔144并抵持在螺纹孔141a的孔壁，从而将连接杆141固定在限位件121的螺纹孔141a内。双极板21和膜电极22在限位柱120的抵持作用下在限位空间122中从上往下滑动至底座110的抵持平面111。

将双极板21和膜电极22按预设顺序装配好后，然后利用拉伸试验机将叠堆在一起的双极板21和膜电极22进行压制紧固。释放拉伸试验机的压力后，拔出定位杆130，然后拆下限位件121和限位柱120，将压制得到的燃料电池堆取出。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。