一种燃料电池电堆装置及燃料电池系统的制作方法

本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池电堆装置及燃料电池系统。

背景技术：

1、使用绿色低碳、来源广泛的能源具有非常重要的意义，氢能作为二次能源，宇宙中氢元素占比75％，来源非常广泛，其热值是汽油的三倍，且燃烧或电化学反应后无碳生成，故其在国际国内受到越来越多的重视和推广。

2、燃料电池系统，作为使用氢能的重要工具，因其效率高(理论效率可达80％以上)，零排放无污染(产物仅为水)，低温适应性好(-10℃可正常使用)，能源补给速度快等优点，在长途重载公路交通、轨道交通、船舶、飞机、独立电源、热电联供、轻型载具(如两轮车、三轮车)等场景逐渐得到广泛应用。

3、随着燃料电池系统的应用越来越广泛，市场对燃料电池电堆的功率需求也在不断提高，现有大功率电堆因其体积较大，普遍存在着安装、维修不便的问题。而且随着大功率电堆体积和重量的增加，对电堆耐受大的振动和冲击提出了更加苛刻的要求。

4、因此，如何方便安装和维修，且能够满足耐振动和冲击要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆装置，以方便安装和维修，且能够满足耐振动和冲击要求；

2、本发明的另一目的在于提供一种具有上述燃料电池电堆装置的燃料电池系统。

3、为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

4、一种燃料电池电堆装置，包括：

5、封装壳体，所述封装壳体上设置有至少两个推拉槽；

6、电堆模块，一一对应的设置于所述推拉槽内，并与所述封装壳体可拆卸连接，所述封装壳体上设置有伸入所述推拉槽内，并抵接于所述电堆模块上的限位件。

7、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述限位件至少包括：

8、第一限位件，设置于所述封装壳体的第一侧面；

9、第二限位件，设置于所述封装壳体的第二侧面，所述封装壳体的第一侧面和第二侧面为相对布置的两个侧面；

10、第三限位件，设置于所述封装壳体的第三侧面，所述封装壳体的第三侧面为与所述推拉槽的开口侧相对的侧面，且所述封装壳体的第三侧面分别与所述封装壳体的第一侧面和第二侧面相连。

11、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述电堆模块上设置有与所述第一限位件、所述第二限位件和所述第三限位件配合的限位槽。

12、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述限位件还包括第四限位件，所述第四限位件设置于所述推拉槽内，且所述第四限位件的延伸方向分别与所述第一限位件和所述第三限位件的延伸方向垂直。

13、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述电堆模块包括：

14、电芯；

15、进气端板，设置于所述电芯的第一端，用于与所述封装壳体通过紧固件连接；

16、浮动端板，设置于所述电芯的第二端；

17、盲端端板，设置于所述浮动端板背对所述电芯的一侧，且与所述浮动端板之间设置有复位弹性件；

18、拉杆，一端连接于所述进气端板，另一端连接于所述盲端端板。

19、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述拉杆的一端通过转接板与所述进气端板连接；

20、所述转接板固定于所述进气端板上，所述进气端板通过所述转接板与所述封装壳体连接，所述拉杆和所述封装壳体均连接于所述转接板。

21、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述转接板焊接于所述进气端板上；或者，

22、所述进气端板的边缘通过紧固件连接于所述转接板上。

23、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述电堆模块还包括设置于所述电芯上下两侧支撑导轨，所述支撑导轨的一端连接于所述转接板，另一端连接于所述盲端端板。

24、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述支撑导轨与所述转接板通过双头螺柱连接，所述转接板上设置有与所述双头螺柱的第一端配合的第一螺纹孔，所述支撑导轨的端部设置有与所述双头螺柱的第二端配合的第二螺纹孔。

25、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述支撑导轨与所述盲端端板通过第一安装螺栓连接，所述盲端端板上设置有供所述第一安装螺栓插入的第一安装通孔，所述支撑导轨的端部设置有与所述第一安装螺栓配合的第三螺纹孔。

26、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述转接板上设置有与所述拉杆的第一端配合的第四螺纹孔，所述拉杆的第二端通过连接螺母和第二安装螺栓连接于所述盲端端板；

27、所述盲端端板上设置有供所述第二安装螺栓插入的第二安装通孔，所述连接螺母分别与所述拉杆的第二端和所述第二安装螺栓螺纹配合。

28、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述电堆模块还包括弹力调节组件，所述弹力调节组件包括调节螺钉和调节块，所述调节螺钉螺纹配合于所述盲端端板上，且一端连通于所述盲端端板的外侧，另一端抵接于所述调节块，所述复位弹性件的一端抵接于所述调节块，另一端抵接于所述浮动端板。

29、可选地，在上述燃料电池电堆装置中，所述封装壳体上设置有运维孔，所述运维孔通过封装盖板可拆卸封堵。

30、本发明提供的燃料电池电堆装置，在封装壳体内设置有多个电堆模块，以构成大功率电堆。根据所需功率，可以选择设置电堆模块的数量。而且各个电堆模块是相互独立的，可以与现有的电堆共线生产，无需为大功率电堆设置新产线，降低了设备采购和改造费用。电堆模块可通过推拉槽的开口直接推入推拉槽内完成安装，需要维修时，可将对应的电堆模块抽出推拉槽，在封装壳体外部进行维修，维修更加方便。封装壳体上设置有伸入推拉槽内，并抵接于电堆模块上的限位件，通过限位件抵接在电堆模块上，提高了电堆模块在封装壳体内的稳定性，能够满足耐振动和冲击要求。

31、一种燃料电池系统，包括如任一项所述的燃料电池电堆装置。

32、本发明公开的燃料电池系统，由于具有上述燃料电池电堆装置，因此兼具上述燃料电池电堆装置的所有技术效果，本文在此不再赘述。

技术特征：

1.一种燃料电池电堆装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述限位件至少包括：

3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述电堆模块(100)上设置有与所述第一限位件(201)、所述第二限位件(202)和所述第三限位件(203)配合的限位槽。

4.根据权利要求2所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述限位件还包括第四限位件(205)，所述第四限位件(205)设置于所述推拉槽(204)内，且所述第四限位件(205)的延伸方向分别与所述第一限位件(201)和所述第三限位件(203)的延伸方向垂直。

5.根据权利要求1-4任一项所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述电堆模块(100)包括：

6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述拉杆(106)的一端通过转接板(103)与所述进气端板(102)连接；

7.根据权利要求6所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述转接板(103)焊接于所述进气端板(102)上；或者，

8.根据权利要求6所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述电堆模块(100)还包括设置于所述电芯(101)上下两侧的支撑导轨(107)，所述支撑导轨(107)的一端连接于所述转接板(103)，另一端连接于所述盲端端板(104)。

9.根据权利要求8所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述支撑导轨(107)与所述转接板(103)通过双头螺柱(108)连接，所述转接板(103)上设置有与所述双头螺柱(108)的第一端配合的第一螺纹孔，所述支撑导轨(107)的端部设置有与所述双头螺柱(108)的第二端配合的第二螺纹孔。

10.根据权利要求8所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述支撑导轨(107)与所述盲端端板(104)通过第一安装螺栓(111)连接，所述盲端端板(104)上设置有供所述第一安装螺栓(111)插入的第一安装通孔，所述支撑导轨(107)的端部设置有与所述第一安装螺栓(111)配合的第三螺纹孔。

11.根据权利要求6所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述转接板(103)上设置有与所述拉杆(106)的第一端配合的第四螺纹孔，所述拉杆(106)的第二端通过连接螺母(112)和第二安装螺栓(109)连接于所述盲端端板(104)；

12.根据权利要求5所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述电堆模块(100)还包括弹力调节组件，所述弹力调节组件包括调节螺钉(113)和调节块(114)，所述调节螺钉(113)螺纹配合于所述盲端端板(104)上，且一端连通于所述盲端端板(104)的外侧，另一端抵接于所述调节块(114)，所述复位弹性件(110)的一端抵接于所述调节块(114)，另一端抵接于所述浮动端板(105)。

13.根据权利要求1-4任一项所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述封装壳体(200)上设置有运维孔，所述运维孔通过封装盖板(300)可拆卸封堵。

14.一种燃料电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的燃料电池电堆装置。

技术总结
本发明公开了一种燃料电池电堆装置及燃料电池系统，包括：封装壳体，封装壳体上设置有至少两个推拉槽；电堆模块，设置于推拉槽内，并与封装壳体可拆卸连接，封装壳体上设置有伸入推拉槽内，并抵接于电堆模块上的限位件。本发明在封装壳体内设置有多个电堆模块，以构成大功率电堆。而且各个电堆模块是相互独立的，可以与现有的电堆共线生产，无需为大功率电堆设置新产线，降低了设备采购和改造费用。电堆模块可通过推拉槽的开口直接推入推拉槽内完成安装，需要维修时，可将对应的电堆模块抽出推拉槽，在封装壳体外部进行维修，维修更加方便。通过限位件抵接在电堆模块上，提高了电堆模块在封装壳体内的稳定性，能够满足耐振动和冲击要求。

技术研发人员：孟维志,石伟玉,侯中军,卢兵兵,程红卫,周嘉珣,邱瑞斌
受保护的技术使用者：上海捷氢科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15