一种氢燃料电池电堆集成管理系统的制作方法

1.本发明属于电池电堆相关技术领域，具体涉及一种氢燃料电池电堆集成管理系统。


背景技术：

2.燃料电池电堆的组装技术是通过人工将将多个单电池通过层叠的方式连在一起，组成燃料电池电堆，组装方式消耗人力，且组装速度慢，无法满足燃料电池批量化生产需求。
3.为此，申请号为cn202110060814.4公开了一种燃料电池电堆的组装设备，包括工作台、引导装置、运送装置和两个限位治具，所述两个限位治具间隔放置于工作台顶部，所述引导装置位于两个限位治具的旁侧，引导装置包括焊接组件和引导组件，所述工作台的旁侧分别设有第一传送带和第二传送带，所述运送装置架设于工作台、第一传送带和第二传送带上，所述第二传送带的旁侧设有送料组件。本发明通过两个限位治具将电堆的两端限位后，依次将下托板和上托板安装到电堆的底部和顶部，通过上托板、下托板、两个接触块和四个抵触块对电堆进行限位防护，增大了电堆在受力时的受力面积，从而避免局部压力过高导致电堆损坏。
4.上述文件提出的技术方案虽具有一定的有益性但仍存在以下问题：电堆四周的限位防护面积较小，使得防护效果有限，在当外界撞击或因道路颠簸极易使得电堆局部压力过高使电堆损坏发生气体泄漏，另外由于受力面积较小，撞击的力度传递到电堆上时，使得局部压力过高导致电堆过热而出现爆炸的风险。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种氢燃料电池电堆集成管理系统，以解决上述背景技术中提出的防护面积小局部压力过高易损坏电堆的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢燃料电池电堆集成管理系统，包括底座以及放置在底座上的电堆，所述电堆的两侧设置有防护板，所述底座上设置有用于夹固电堆与两侧防护板的夹固机构，所述底座的一侧平行设置有第一输送带与第二输送带，所述底座的的外侧设置有支撑架，所述支撑架的上端设置有电动滑轨，所述电动滑轨上滑动连接有电动滑块，所述电动滑块的下端固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的下端固定连接有运送机构，所述底座上放置有用于箍紧电堆与两侧防护板的箍紧机构，所述箍紧机构的内侧设置有四个矩形分布的固定条，所述第一输送带的上方设置有第一u形防护壳，所述第二输送带的上方设置有第二u形防护壳；
7.通过所述运送机构夹紧箍紧机构后转动，使得四个固定条向内侧收缩紧贴在夹固电堆与两侧防护板的外壁上，经过再加工后形成捆绑体，通过所述电动滑块在电动滑轨上左右滑动，由运送机构夹紧捆绑体放置在第一u形防护壳上，再将第二u形防护壳夹取经旋转后与第一u形防护壳卡固，通过所述第一u形防护壳与第二u形防护壳包裹捆绑体形成一
个封闭的正方体。
8.优选的，所述夹固机构包括固定夹板与可动夹板，所述固定夹板固定在底座的上表面，所述可动夹板设置在固定夹板的对称，所述可动夹板与底座滑动连接，所述可动夹板的一侧外壁上转动连接有螺纹杆，所述可动夹板外侧的底座上固定连接有第一固定板，所述螺纹杆与第一固定板螺纹连接，所述第一固定板的外侧设置有连接板，所述连接板与底座滑动连接，所述连接板上固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端与螺纹杆固定连接，所述底座的两侧上表面对称开设有两个限位槽。
9.优选的，所述运送机构包括第二固定板，所述第二固定板固定在电动伸缩杆的下端，所述第二固定板的底部固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有机械爪。
10.优选的，所述箍紧机构包括圆形板，所述圆形板的底部转动连接有环形板，所述环形板的两侧底面固定连接有能够与限位槽相卡合的限位块，四个所述固定条均设置在环形板的内侧，且每个固定条的一端均固定连接有连接环，所述连接环的一侧固定连接有筒套，每个所述固定条的一端穿过相邻固定条上的连接环后与环形板的内壁固定连接。
11.优选的，所述圆形板的底面开设有四个环形分布的滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有滑块，所述滑块的下端固定连接有传动杆，所述传动杆的下端竖向穿过筒套并通过与传动杆螺纹连接的螺母进行限位，所述圆形板上开设有四个环形分布的通孔，所述圆形板的上表面中心位置固定连接有矩形块。
12.优选的，所述第一u形防护壳的底部内侧面开设有卡槽，所述第二u形防护壳的底部固定连接有能够与卡槽相卡合的卡块。
13.与现有电池电堆组装技术相比，本发明提供了一种氢燃料电池电堆集成管理系统，具备以下有益效果：
14.1、本发明通过圆形板带动四个传动杆旋转时，由传动杆通过筒套带动连接环运动，在固定条逐渐贴紧电堆和防护板时，四个连接环所形成的矩形会逐渐变小，并且传动杆会通过滑块向滑槽的内侧移动，进而使固定条逐渐箍紧在电堆和两个防护板的外部，通过固定条对电堆和两个防护板箍紧限位后形成捆绑体，从而达到对电堆的两端进行保护，以防止外界撞击或因道路颠簸使电堆局部压力过高使电堆损坏发生气体泄漏；
15.2、本发明通过电动滑块在电动滑轨上左右滑动，由运送机构夹紧捆绑体放置在第一u形防护壳上，再将第二u形防护壳夹取经旋转后与第一u形防护壳卡固，通过第一u形防护壳与第二u形防护壳包裹捆绑体形成一个封闭的正方体，进而包裹住电堆和防护板的捆绑体，起到保护作用，减小物体传递到电堆上的冲击力，增大了电堆在受力时的受力面积，避免局部压力过高导致电堆损坏。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
17.图1为本发明提出的氢燃料电池电堆组装三维结构示意图；
18.图2为本发明提出的底座与箍紧机构三维结构示意图；
19.图3为本发明提出的底座三维结构示意图；
20.图4为本发明提出的箍紧机构俯视三维结构示意图；
21.图5为本发明提出的箍紧机构三维剖面结构示意图；
22.图6为本发明提出的固定条三维结构示意图；
23.图7为本发明提出的底座与箍紧机构剖面三维结构示意图；
24.图8为本发明提出的运送机构三维剖面结构示意图；
25.图9为本发明提出的第一u形防护壳三维结构示意图；
26.图10为本发明提出的第二u形防护壳三维结构示意图；
27.图11为本发明提出的固定条箍紧前状态结构示意图；
28.图12为本发明提出的固定条箍紧后状态结构示意图；
29.图中：1、底座；2、固定夹板；3、可动夹板；4、第一电机；5、螺纹杆；6、第一固定板；7、连接板；8、电堆；9、防护板；10、限位槽；11、箍紧机构；12、环形板；13、限位块；14、固定条；15、连接环；16、筒套；17、传动杆；18、滑块；19、圆形板；20、滑槽；21、通孔；22、矩形块；23、运送机构；24、电动伸缩杆；25、第二固定板；26、第二电机；27、机械爪；28、电动滑块；29、电动滑轨；30、支撑架；31、第一输送带；32、第一u形防护壳；33、卡槽；34、第二输送带；35、第二u形防护壳；36、卡块。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1-图12，本发明提供一种技术方案：一种氢燃料电池电堆集成管理系统，包括底座1以及放置在底座1上的电堆8，电堆8的两侧设置有防护板9，底座1上设置有用于夹固电堆8与两侧防护板9的夹固机构，夹固机构包括固定夹板2与可动夹板3，固定夹板2固定在底座1的上表面，可动夹板3设置在固定夹板2的对称，可动夹板3与底座1滑动连接，可动夹板3的一侧外壁上转动连接有螺纹杆5，可动夹板3外侧的底座1上固定连接有第一固定板6，螺纹杆5与第一固定板6螺纹连接，第一固定板6的外侧设置有连接板7，连接板7与底座1滑动连接，连接板7上固定安装有第一电机4，第一电机4的输出端与螺纹杆5固定连接，可通过第一电机4开启时带动输出轴转动，通过螺纹杆5与第一固定板6的螺纹关系，同时又在连接板7与底座1滑动限位下，使得可动夹板3向内侧移动，同时第一电机4也向内侧移动。
32.需要注意的是，底座1的一侧平行设置有第一输送带31与第二输送带34，底座1的的外侧设置有支撑架30，支撑架30的上端设置有电动滑轨29，电动滑轨29上滑动连接有电动滑块28，电动滑块28的下端固定连接有电动伸缩杆24，电动伸缩杆24的下端固定连接有运送机构23，运送机构23包括第二固定板25，第二固定板25固定在电动伸缩杆24的下端，第二固定板25的底部固定安装有第二电机26，第二电机26的输出端固定连接有机械爪27，通过电动滑块28在电动滑轨29上自由移动，使得机械爪27抓取物件后可左右运动，而配合电动伸缩杆24完成物件的拿取与释放。
33.值得了解的是，底座1上放置有用于箍紧电堆8与两侧防护板9的箍紧机构11，箍紧机构11的内侧设置有四个矩形分布的固定条14，箍紧机构11包括圆形板19，圆形板19的底
部转动连接有环形板12，底座1的两侧上表面对称开设有两个限位槽10，环形板12的两侧底面固定连接有能够与限位槽10相卡合的限位块13，四个固定条14均设置在环形板12的内侧，且每个固定条14的一端均固定连接有连接环15，连接环15的一侧固定连接有筒套16，每个固定条14的一端穿过相邻固定条14上的连接环15后与环形板12的内壁固定连接。
34.需要留意的是，圆形板19的底面开设有四个环形分布的滑槽20，滑槽20的内部滑动连接有滑块18，滑块18的下端固定连接有传动杆17，传动杆17的下端竖向穿过筒套16并通过与传动杆17螺纹连接的螺母进行限位(螺母图中未示出)，可防止筒套16从传动杆17上滑脱，圆形板19上开设有四个环形分布的通孔21，圆形板19的上表面中心位置固定连接有矩形块22。
35.值得关注的是，第一输送带31的上方设置有第一u形防护壳32，第二输送带34的上方设置有第二u形防护壳35，第一u形防护壳32的底部内侧面开设有卡槽33，第二u形防护壳35的底部固定连接有能够与卡槽33相卡合的卡块36，可使第二u形防护壳35通过卡块36扣合在第一u形防护壳32的卡槽33内，由第一u形防护壳32和第二u形防护壳35形成一个封闭的正方体，包裹住电堆8和防护板9的捆绑体，起到保护作用。
36.进一步来说，通过运送机构23夹紧箍紧机构11后转动，使得四个固定条14向内侧收缩紧贴在夹固电堆8与两侧防护板9的外壁上，经过再加工后形成捆绑体，通过电动滑块28在电动滑轨29上左右滑动，由运送机构23夹紧捆绑体放置在第一u形防护壳32上，再将第二u形防护壳35夹取经旋转后与第一u形防护壳32卡固，通过第一u形防护壳32与第二u形防护壳35包裹捆绑体形成一个封闭的正方体。
37.本发明的工作原理及使用流程如下：在使用时，将电堆8放置在固定夹板2的内侧，并在电堆8的两侧放置防护板9，启动第一电机4，第一电机4通过输出轴带动螺纹杆5旋转，通过螺纹杆5与第一固定板6的螺纹连接，同时在连接板7与底座1滑动限位下，进而使可动夹板3向内侧移动，同时第一电机4也向内侧移动，可动夹板3向内侧移动并在固定夹板2配合下，对电堆8和两个防护板9进行限位固定(如图2所示)，可动夹板3向内侧移动一定距离后，关闭第一电机4；
38.然后将箍紧机构11放置到底座1上，并使环形板12通过限位块13卡接在限位槽10内(如图1所示)，此时四个固定条14位于电堆8的外侧(如图7所示)，然后启动电动伸缩杆24带动机械爪27向下移动，在机械爪27移动到可夹住矩形块22的位置时关闭电动伸缩杆24，然后启动机械爪27使两个夹爪向内移动并夹住矩形块22的两侧，之后启动第二电机26带动机械爪27旋转，机械爪27通过矩形块22带动圆形板19旋转，圆形板19带动底部的四个传动杆17旋转；
39.之后固定条14的运动过程请参照图11与图12理解：图11与图12为固定条14和电堆8的俯视简略图，其中圆心处的矩形代表电堆8和防护板9，四条直线代表固定条14，四个小圆圈代表连接环15。图11代表固定条14的箍紧前的状态示意图，图12代表固定条14箍紧后的状态的示意图。在圆形板19带动四个传动杆17旋转时，传动杆17通过筒套16带动连接环15运动，在固定条14逐渐贴紧电堆8和防护板9时，四个连接环15所形成的矩形会逐渐变小，并且传动杆17会通过滑块18向滑槽20的内侧移动，在圆形板19旋转一定后角度关闭第二电机26，此时固定条14从箍紧前状态最终转变为箍紧后状态。然后将外部的焊接装置通过通孔21进入环形板12的内部，将连接环15以及固定条14与连接环15的滑动连接处焊接在电堆
8或防护板9的外侧。然后通过外部的裁剪装置将连接环15外侧多余的固定条14和筒套16裁剪掉。最后将整个箍紧机构11从底座1上取下。滑槽20内也可设置弹簧用于推动传动杆17向圆形板19的边缘运动。
40.启动第一电机4反转使可动夹板3向外侧移动。启动电动伸缩杆24带动机械爪27向下移动并通过机械爪27将电堆8和防护板9的捆绑体夹住，通过电动滑块28带动电堆8和防护板9的捆绑体向右移动，最终放在第一u形防护壳32的内侧底端。然后再使机械爪27向右移动，夹取第二u形防护壳35后，通过第二电机26带动第二u形防护壳35旋转90度，再向左移动，最终使第二u形防护壳35通过卡块36扣合在第一u形防护壳32的卡槽33内。第一u形防护壳32和第二u形防护壳35形成一个封闭的正方体，包裹住电堆8和防护板9的捆绑体，起到保护作用。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。