[发明专利]燃料电池堆组件及组装方法

说明书

技术领域

本公开涉及燃料电池堆组件，以及组装燃料电池堆组件的方法。

背景技术

常规的电化学燃料电池将燃料和氧化剂，通常都是以气体流的形式，转换为电能和反应产物。用于使氢和氧发生反应的常见电化学燃料电池类型包含高分子离子(质子)渗透膜，燃料和空气越过所述膜的相应面。质子(也就是说氢离子)传导穿过所述膜，由传导穿过连接燃料电池的阳极和阴极的电路的电子平衡。为了提升可用电压，可能形成一个堆，其包括数个布置有单独的阳极和阴极流体流道的此类膜。这样一个堆通常呈区块的形式，其包括大量在堆的两个末端通过端板固持在一起的个别燃料电池板。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种燃料电池堆组件，其包括：

第一封装构件，其包括第一端板和两个从第一端板横向延伸的侧壁；

第二封装构件，其包括第二端板；

一个或多个燃料电池，其位于第一端板和第二端板之间；以及

两个锁定构件，其被配置来与第一封装构件和第二封装构件的相应侧壁啮合，以将第一端板和第二端板保持在固定的相对位置，

其中第一封装构件的侧壁各自被配置来：

与第二封装构件啮合，以对一个或多个燃料电池提供压缩力，以及

在平行于一个或多个燃料电池的平面的方向上接纳相应锁定构件。

锁定构件可各自包括多个啮合区。所述多个啮合区可被配置来以不同量隔开第一封装构件和第二封装构件的相应端板。这样能够允许对照所需尺寸将一个或多个燃料电池组装到所需负载。

啮合区可包括具有不同厚度的锁定构件的区。锁定构件可包括台阶式轮廓。啮合区可能包括台阶式轮廓中的不同台阶。

第一封装构件的侧壁可被配置来在与第二封装构件在相应的锁定构建上施加的第二力相反的方向上，在相应锁定构件上施加第一力。

第一力和第二力的方向可横向/正交于一个或多个燃料电池的平面。

可在锁定构件上的第一位置处将第一力施加在每个锁定构件上，第一位置可不同于第二力被施加的第二位置。第一位置可在平行于一个或多个燃料电池的平面的方向上从第二位置隔开。因此，剪切力可被称为施加在锁定构件上。

锁定构件可各自包括啮合部分和处理部分。啮合部分可横向于处理部分。

第一封装构件的侧壁可被配置来在正交于侧壁平面的方向上接纳锁定构件。

锁定构件可各自包括一个或多个销，其被配置来与第一封装构件和第二封装构件的相应侧壁中的一个或多个开口啮合。

锁定构件可各自包括C形夹。

第一封装构件的侧壁可被配置来在平行于侧壁平面的方向上接纳锁定构件。锁定构件可各自包括，其被配置来与和第一封装构件和第二封装构件的相应侧壁相关联的保持构件啮合。

第二封装构件可包括两个侧壁，其从第二端板横向延伸。两个锁定构件可被配置来与第二封装构件的相应侧壁啮合。第二封装构件侧壁中的一个或者两个都可在第一封装构件的侧壁内，在第一封装构件的侧壁外或者与第一封装构件的侧壁共面。第一封装构件的侧壁可平行于第二封装构件的侧壁。

第一端板和第二端板可各自限定邻近一个或多个燃料电池并与之有压缩关系的压缩表面。第一端板和/或第二端板可包括限定所述压缩表面的预制部件。所述预制部件可配置有预定曲率，使得当预制部件不在负载下时，压缩表面为凸表面，而在施加所述负载以维持燃料电池处于压缩下之后，预制部件的弯曲可导致压缩表面变为大致平坦的表面。

第一端板和/或第二端板可包括用于将流体(其可能为液体或气体)传送到燃料电池或从燃料电池传送流体的口。

燃料电池堆组件可还包括外壳，其内部成形为用于为以下各项中的至少一个提供组装引导：第一封装构件；第二封装构件；以及一个或多个燃料电池。

所述外壳可包括两个用来接纳相应锁定构件的孔口。

根据本发明的进一步方面，提供一种组装燃料电池堆组件的方法，所述燃料电池堆组件包括：

第一封装构件，其包括第一端板和两个从第一端板横向延伸的侧壁；

第二封装构件，其包括第二端板；

一个或多个燃料电池；和

两个锁定构件，

所述方法包括：

将一个或多个燃料电池定位在第一端板和第二端板之间；

施加外部负载，以使第一封装构件的第一端板和第二封装构件的第二端板朝彼此偏置，从而压缩一个或多个燃料电池；

使两个锁定构件在平行于一个或多个燃料电池的平面的方向上与第一封装构件和第二封装构件的相应侧壁啮合；以及