一种电堆弹簧安装结构及电堆的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电堆弹簧安装结构及电堆。

背景技术：

燃料电池是一种能量转换装置，它按电化学原理等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。为了达到一个较高的电压，通常将多节燃料电池集成在一起，串联形成燃料电池堆。

现有的燃料电池对由两个固定端板通过拉杆将多节单电池组装在一起构成，燃料电池堆拉杆用螺母紧固。由于双极板、密封胶条、膜电极等零部件均存在加工公差，为了使得多节单电池组的夹紧力均衡，通常设置有一浮动端板，浮动端板和其中一个固定端板夹紧多节电池，浮动端板和另一个固定端板之间设置有碟形弹簧，通过浮动端板和碟形弹簧使得夹紧力保持均衡，碟形弹簧一般选用多个碟形弹簧。但是由于在组装时，碟形弹簧与浮动端板和对应的固定端板的接触面积小，碟形弹簧容易产生移位，组装难度较大。并且电堆在过程中受到与碟形弹簧的中心轴线垂直的方向上的振动时，也容易导致碟形弹簧相对浮动端板和对应的固定端板产生移位，甚至从浮动端板和对应的固定端板之间脱出，使得整个燃料电池堆塌腰。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电堆弹簧安装结构及电堆，以实现便于碟形弹簧的安装，同时避免电堆在受到与碟形弹簧的中心轴线垂直的方向上的振动时，碟形弹簧相对浮动端板和对应的固定端板产生移位或从浮动端板和对应的固定端板之间脱出。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电堆弹簧安装结构，包括：

第一固定端板，其上开设有穿设孔，

浮动端板，其上设置有限位件，所述限位件一端伸入所述穿设孔内，且所述限位件能够相对所述穿设孔滑动；

碟形弹簧，套设于所述限位件，所述碟形弹簧位于所述第一固定端板和所述浮动端板之间。

进一步地，所述限位件与所述碟形弹簧间隙配合。

进一步地，所述限位件和所述穿设孔间隙配合。

进一步地，所述限位件可拆卸地连接于或固接于所述浮动端板。

进一步地，所述浮动端板上设置有安装孔，所述安装孔为螺纹孔，所述限位件螺纹安装于所述螺纹孔内。

进一步地，所述限位件和所述穿设孔均设置有多个，且一一对应，每个所述限位件上均套设有所述碟形弹簧。

进一步地，所述第一固定端板上开设有连通所述穿设孔的限位孔，所述限位孔与所述穿设孔之间形成有阶梯面，所述碟形弹簧抵接于所述阶梯面。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种电堆，包括上述任一方案中的电堆弹簧安装结构。

进一步地，所述电堆还包括本体和第二固定端板，所述本体位于所述浮动端板和所述第二固定端板之间，所述浮动端板位于所述本体和所述第一固定端板之间，所述第一固定端板连接于所述第二固定端板。

进一步地，所述电堆还包括拉杆，所述拉杆一端连接于所述第一固定端板，另一端连接于所述第二固定端板。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的电堆，具有电堆弹簧安装结构，通过在浮动端板上设置有限位件，在第一固定端板上开设穿设孔，能够通过限位件对碟形弹簧进行限位，避免在电堆组装过程中，碟形弹簧相对浮动端板和第一固定端板产生移位。同时能够在电堆工作过程中受到与碟形弹簧的中心轴线垂直的方向上的振动时，使得碟形弹簧能够稳定地位于浮动端板和第一固定端板之间，避免碟形弹簧相对浮动端板产生移位或者从浮动端板和第一固定端板之间脱出。此外，通过限位件及穿设孔，能够使得浮动端板能够相对第一固定端板移动，以通过碟形弹簧的伸缩，使得夹紧力保持均衡。

附图说明

图1是本实用新型提供的电堆的结构示意图；

图2是本实用新型提供的电堆的拆解示意图一；

图3是本实用新型提供的电堆的拆解示意图二。

图中：

1、第一固定端板；11、穿设孔；12、限位孔；13、第一固定孔；

2、浮动端板；21、限位件；22、安装孔；

3、碟形弹簧；

4、本体；

5、第二固定端板；

6、拉杆；

7、紧固件。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图3所示，本实施例提供一种电堆，该电堆包括本体4、第一固定端板1、第二固定端板5、浮动端板2、拉杆6及紧固件7，本体4位于第一固定端板1和浮动端板2之间，浮动端板2位于本体4和第一固定端板1之间，第一固定端板1和第二固定端板5通过上述拉杆6和紧固件7相连接。具体地，第一固定端板1上开设有第一固定孔13，第二固定端板5上开设有第二固定孔，拉杆6的一端设置有限位结构，另一端开设有外螺纹，拉杆6开设有外螺纹的一端穿过第二固定孔和第一固定孔13后螺纹连接于紧固件7，实现对第一固定端板1和第二端板5的固定。上述紧固件7优选为螺母。上述本体4包括双极板、密封胶条和膜电极等结构，为现有电堆中的常见结构，在此不再详细赘述。

此外，上述第一固定端板1和浮动端板2之间还设置有碟形弹簧3，以均衡夹紧力，并在本体4热胀冷缩、充气和排气时对本体4进行缓冲，通过弹性力的变化使得本体能4够被稳定夹紧，同时补偿电堆的各个零部件的公差，使得夹紧力保持均衡。上述碟形弹簧3优选为弹簧，进一步优选为碟簧。当然在其他实施例中，碟形弹簧3还可以为选用弹性套筒等结构。

本实施例还提供一种电堆弹簧安装结构，包括上述第一固定端板1、碟形弹簧3及浮动端板2，第一固定端板1上开设有穿设孔11。浮动端板2上设置有限位件21，限位件21一端伸入穿设孔11内，且限位件21能够相对穿设孔11滑动。碟形弹簧3套设于限位件21，且碟形弹簧21位于第一固定端板1和浮动端板2之间。

可以理解的是，通过在浮动端板2上设置有限位件21，在第一固定端板1上开设穿设孔11，能够通过限位件21对碟形弹簧3进行限位，避免在电堆组装过程中或者电堆在工作过程中受到碟形弹簧3的中心轴线垂直的方向上的振动时，碟形弹簧3相对浮动端板2和第一固定端板1产生移位，而且能够使得浮动端板2能够相对第一固定端板1移动，以使得碟形弹簧3能够充分发挥作用，也就是通过碟形弹簧3的伸缩来使得夹紧力保持均衡。

进一步地，碟形弹簧3和限位件21间隙配合。具体地，限位件21和碟形弹簧3之间的间隙小于1mm。通过将碟形弹簧3和限位件21设置为间隙配合，能够避免碟形弹簧3和限位件21之间产生摩擦而影响碟形弹簧21的伸缩。

进一步地，穿设孔11与限位件21间隙配合。具体地，上述限位件21为圆柱形结构，穿设孔11为圆形孔，圆形孔的内径大于圆柱形结构的外径。将穿设孔11设置为与限位件21间隙配合，从而能够避免限位件21相对穿设孔11滑动时，与穿设孔11的内壁之间产生摩擦，影响限位件21的移动。

进一步地，在本实施例中，限位件21可拆卸地连接于浮动端板2。具体地，浮动端板2上设置有安装孔22，安装孔22为螺纹孔，限位件21螺纹安装于螺纹孔内。为了避免安装孔22的内径较大而影响浮动端板2的结构强度，在本实施例中，限位件21包括相连接的第一轴和第二轴，第一轴的直径小于第二轴的直径，第一轴螺纹安装于螺纹孔内，第二轴远离第一轴的一端伸入穿设孔11内。当然在其他实施例中，限位件21还可以固接于浮动端板2，比如通过焊接连接于浮动端板2。

进一步地，第一固定端板1上开设有连通穿设孔11的限位孔12，限位孔12与穿设孔11之间形成有阶梯面，碟形弹簧3抵接于阶梯面。可以理解的是，限位孔21的内径大于穿设孔11的内径，且限位孔21相对穿设孔11靠近浮动端板2。通过设置限位孔12，能够进一步对碟形弹簧3进行限位，使得碟形弹簧3能够稳定的沿自身的轴线方向伸缩。

进一步地，限位件21和穿设孔11均设置有多个，且一一对应。每个限位件21上均套设有碟形弹簧3。本实施例示例性的给出了限位件21和穿设孔11均设置有四个的情况。如图2和图3所示，浮动端板2和第一固定端板1均为矩形板状结构，四个限位件21沿浮动端板2的长度方向等间隔设置，且每个限位件21均位于浮动端板2宽度方向的中心位置，对应地，四个穿设孔11沿第一固定端板1的长度方向等间隔设置，且每个穿设孔11的中心轴线均与第一固定端板1宽度方向的中心线相交且垂直。上述设置能够保证本体4在膨胀收缩时，每个碟形弹簧3均能够沿其中心轴线伸缩，保障电堆能够正常工作。

综上，本实施例提供的电堆弹簧安装结构，通过在浮动端板2上设置有限位件21，能够通过限位件21对碟形弹簧3进行限位，避免在电堆组装过程中，碟形弹簧3相对浮动端板2和第一固定端板1产生移位。同时能够在电堆工作过程中，当电堆受到与碟形弹簧3的中心轴线垂直的方向上的振动时，使得碟形弹簧3能够稳定地位于浮动端板2和第一固定端板1之间，避免碟形弹簧3相对浮动端板2产生移位或者从浮动端板2和第一固定端板1之间脱出。此外，通过限位件21及穿设孔11，能够使得浮动端板2能够相对第一固定端板1移动，以通过碟形弹簧3的伸缩，使得夹紧力保持均衡。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。