燃料电池组装结构的制作方法

本发明是有关于一种燃料电池组装结构，特别是关于一种三角支撑的燃料电池组装结构。

背景技术：

1、燃料电池电堆由多个双极板与膜电及依序堆栈组成，在组装时若发生受力不均或对位不准等问题，可能会导致电堆元件破裂、气体泄漏或窜气，尤其是当阳极燃料泄漏时，可能会发生爆炸，而当双极板发生对位不准、错位的问题时，则可能会导致电堆内阻太大，电性性能变差，燃料电池内部的阴极气体与阳极气体必须完全彼此隔离，不能互窜，以免发生爆炸危险。另外，在燃料电池实际使用的状态下，尤其是在移动式的应用上，持续且频繁的震动、摇晃，甚至碰撞，良好的电堆组装结构可提供更高安全性的燃料电池。

2、而众所周知的，目前常见的燃料电池的组装手法与结构，均以垂直方式依序堆栈电芯并在施予适当的压力后，再进行固定，举例来说，以常见的石墨电堆为例，多采用压滤机的组装方式，在将电芯堆栈后通过螺栓将垫片(盘形弹簧)与端板绑在一起，在施以适当的夹持力将电堆固定以保持紧密密封的结构，而上述的方法由于主要通过金属弹簧束带以对电堆施加恒定的夹持力，因此也称为恒压紧固；而以金属电堆为例，除了上述的恒压紧固的组装方式外，由于相较于石墨电堆的结构应力，金属电堆本身稍具有弹性，因此可将金属电堆置于一固定尺寸的箱体内，利用金属电堆本身的弹性以紧固于箱体内，再以卡榫锁固箱体，而相对应于恒压紧固，此种组装则称为恒容紧固。

3、在公知的技术中，如申请案cn108110297a中公开一种燃料电池组装用固定部件及组装装置，其中用以固定电堆的两固定柱是位于电堆的对角位置，且电堆固定于固定柱及固定底座后，仍需再透过封装箱体中的定位柱、压块、供压部件等等以提供电堆足够的紧固力，以达到固定电堆的效果。然而，上述的组装结构不但复杂，且因为直接用以固定电堆的固定柱是位于电堆的对角位置而无法全方位地固定住电堆，因此在实际应用上，在搬运、安装的过程中若稍有不慎，或使用中遭遇持续性的震动，或突然的碰撞，仍都可能使得电堆发生歪斜或位移的情况。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于提供一种燃料电池组装结构，通过在电堆上方两边角处以四角形柱来限制电堆在水平方向上的位移，也提供一个下压的拘束力，使电堆不会向上移动或旋转；同时在电堆下方中心处以圆柱来提供一上顶的拘束力，使电堆不会向下移动或旋转，以达到全方位的限位功能。

2、本发明的目的在于提供一种燃料电池组装结构，由于在电堆下方中心处以圆柱的结构做为支撑件，因此可有效地承受来自各方向上的应力或作用力，且不易导致支撑处因尖锐的边角而损坏电堆。

3、本发明的目的在于提供一种燃料电池组装结构，其中的四角形柱为箱体的结构梁，圆柱则直接锁固于电堆的二端板，整个组装结构整合了箱体与电堆，而无其他多余的部件，显著地简化了燃料电池的组装结构，也减轻了整体燃料电池的重量。

4、于是，本发明公开的一种燃料电池组装结构，用以固定一电堆于一箱体的两侧板，电堆实质上为矩形且具有一第一长边、一第二长边及四凹陷边角，燃料电池组装结构包含一第一四角形柱、一第二四角形柱及一第一圆柱。

5、所述的第一四角形柱及所述的第二四角形柱沿电堆的第一长边分别设置于第一长边的二凹陷边角，且第一四角形柱的两端分别固定于箱体的二侧板，第二四角形柱的两端分别固定于箱体的二侧板。

6、所述的第一圆柱设置于第二长边的一类圆形凹孔，类圆形凹孔实质地位于第二长边的中点，第一圆柱的两端分别固定于箱体的二侧板。

7、其中，自第一圆柱的圆心分别至第一四角形柱的中心、第二四角形柱的中心实质为等距。

8、本发明的功效在于：通过在电堆上方二边角处以四角形柱来限制电堆在水平方向上的位移，也提供一个下压的拘束力，使电堆不会向上移动或旋转；同时在电堆下方中心处以圆柱来提供一上顶的拘束力，使电堆不会向下移动或旋转，以达到全方位的限位功能。且由于在电堆下方中心处以圆柱的结构做为支撑件，因此可有效地承受来自各方向上的应力或作用力，且不易导致支撑处因尖锐的边角而损坏电堆。另外，在燃料电池组装结构中的四角形柱为箱体的结构梁，圆柱则直接锁固于电堆的二端板，整个组装结构整合了箱体与电堆，而无其他多余的部件，显著地简化了燃料电池的组装结构，也减轻了整体燃料电池的重量

技术特征：

1.一种燃料电池组装结构，用以固定一电堆于一箱体的二侧板，其特征在于，该电堆为矩形且具有一第一长边、一第二长边及四凹陷边角，包含：

2.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该第一四角形柱、该第二四角形柱、该第一圆柱与该箱体、该电堆之间均为可拆卸的。

3.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该电堆的周缘环设有一胶框，该第一四角形柱、该第二四角形柱及该第一圆柱紧邻靠于该胶框，且该胶框与该电堆为一体结构。

4.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该第一四角形柱及该第二四角形柱位于同一水平高度。

5.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该第一四角形柱及该第二四角形柱为相同尺寸及形状。

6.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该第一四角形柱及该第二四角形柱更为该箱体的二结构梁。

7.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该第二长边的一该凹陷边角设置一第二圆柱，另一该凹陷边角连结一电压检测件。

8.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，沿重力方向，该第一长边高于该第二长边。

9.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该箱体的两侧板连结于该电堆的两侧。

10.根据权利要求1所述的燃料电池组装结构，其特征在于，该第一圆柱更锁固于该电堆的二端板，且该第一圆柱为m10螺杆。

技术总结
本发明公开一种燃料电池组装结构，通过三点支撑的结构以使电堆可避免因震动或碰撞，而造成电堆与端板或堆栈的电芯产生错位的情况。另外，在燃料电池组装结构中的角柱也同时为为箱体的结构梁，圆柱则直接锁固于电堆的二端板，整个组装结构整合了箱体与电堆，而无其他多余的部件，显著地简化了燃料电池的组装结构，也减轻了整体燃料电池的重量。

技术研发人员：黄镇江,张峥
受保护的技术使用者：常熟联华新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13