[发明专利]燃料电池电堆的封装结构

说明书

技术领域

    本发明涉及一种质子交换膜燃料电池，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池电堆的封装结构。

背景技术

当今全球能源紧张，油价高涨，寻找新能源作为化石燃料的替代品是当务之急。燃料电池被认为是继水力、火力和原子能发电后的第四代发电技术，它通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能，是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术。其中的质子交换膜燃料电池因其具有效率高、能量密度大、反应温度低、无噪音、无污染等显著优点而在地面发电站、电动车和便携式电源等方面具有广泛的应用前景。

当燃料电池发电系统用作车、船等运载工具的动力系统时，燃料电池发电系统又叫做燃料电池发动机。当燃料电池发电系统用作燃料电池发动机时，对周围的使用环境要求比较高，燃料电池在工作过程中，尤其是在室外工作环境，会有大量的灰尘或水侵蚀电堆，这些灰尘或水一旦进入电堆，则将导致电堆漏电、漏氢，甚至使电堆遭到致命性的破坏，另外在汽车使用环境下，震动也会对电堆本身造成极大的影响。为此燃料电池堆需要进行模块化集成封装，达到作为一种符合特定场合用途的一体化设计的防水防尘、抗震、绝缘、隔热、氢气泄露保护以及美观的产品要求。

中国专利号为99219220.X的实用新型专利提到现有的两种燃料电池压装方式——内穿螺栓压装方式和外置螺栓压装方式，这两种压装方式存在明显的缺陷，如内穿螺栓压装由于需在导流板、碳纸及膜上打孔而减少了材料的有效电化学面积，使电池的体积比功率降低，而外置螺栓压装容易引起单电池在压装螺栓的垂直方向上发生位移。针对上述两种燃料电池压装方式缺点设计了一种整体封装的外壳，增加了结构的稳定性，可在各种强震动、冲击环境下工作。但是没有考虑到封装外壳的防水防尘以及电绝缘设计。

中国专利号为200520047310.5的实用新型专利针对普通燃料电池堆发电系统零部件集成度不够，太杂、太多，缺少人性化考虑，直接将去点插座，操作开关，安全指示灯等直接设计在壳体上，人性化、产品化、便携式的设计。空气过滤网直接封贴于侧板内侧，起到一定的散热，防水防尘作用。但是忽略了电堆封装外壳的电绝缘问题，并且没有考虑到车用情况下的抗震问题。

中国专利号为200710172354.4的发明专利和专利号为200420019588.7的实用新型专利都提到了一种大型集成式燃料电池堆的封装与固定，主要为承受较重的燃料电池堆，具有结构牢固、不易变形、维修及拆卸方便等优点。但是没有专门在防水防尘和电绝缘方面进行设计封装。

中国专利号为200510026006.7的发明专利和专利号为200510026005.2的发明专利提到一种燃料电池发动机的封装装置，可有效的防尘防水防漏电，并能够及时检测氢气浓度并作出排氢处理，从而有效防止因氢气管路破裂而溢出氢气造成的爆炸。该装置在装置架上设排风口、通风口，排风口向外延伸一排风管，在该排风管上设有排风扇，通风口向外延伸一通风管，在该通风管上设有鼓风机。这种封装装置虽然能起到防水防尘、漏氢安全保护等功能，但是排风扇、鼓风机的运作需要额外的消耗功率，通风管上设有过滤设备，雨水极易损坏。

中国专利号为201010153563.6的发明专利和专利号为201020168188.8的实用新型专利虽然达到了“一体化设计的防水防尘、抗震、绝缘、隔热、氢气泄露保护等所有的特定要求”，但是零部件较多，重量较重，装配步骤也较繁琐，电堆封装完，体积也偏大。

对于上述各种燃料电池电堆模块封装方式在“美观、装配方便性，零部件精简程度，空间节省程度、成本、重量、不方便搬运等方面还缺乏优化”。

发明内容

本发明是要提供一种燃料电池电堆的封装结构，该封装结构零部件少、装配方便、体积小、重量轻、成本低，并且能够实现电堆的防水、防尘、一体化的电堆封装。

本发明的技术方案是：一种燃料电池电堆的封装结构，包括电堆，左、右半式外壳，电堆前、后端板，左、右半式外壳上、下接插处分别设有对插接触槽，左、右半式外壳封装在电堆的左、右两侧，并通过其上的对插接触槽对插连接成一体，左、右半式外壳与电堆前、后端板分别通过螺钉固定连接。

左、右半式外壳上、下对插接触槽内放置密封条。电堆前、后端板与电堆之间分别放置端板密封条。电堆前后安装有方便搬运的手柄，且手柄直接安装在电堆螺杆上。电堆下面装有方便安装于其他设备上的固定脚。每个电堆螺杆上装有防水防尘密封片。

本发明的有益效果是：

1．采用两半式外壳对插的封装方式 

a)    美观性增强：