[发明专利]一种燃料电池电堆装配装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种质子交换膜燃料电池金属双极板装配装置，具体地，涉及一种质子交换膜燃料电池电堆装配装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种把燃料中的化学能通过化学反应转化为电能的发电装置，具有高功率密度、低环境污染等优点，在固定电源、电动车、军用特种电源盒可以动电源方面具有广阔的应用前景，引起越来越多国家和企业的重视。目前，国内外均已成功地将PEMFC应用到载人的公共汽车和轿车上。

双极板具有隔离并均匀分配反应气体、收集并导出电流、串联各个单电池等功能。其材料主要包括金属材料、石墨材料和复合材料。双极板由于材料的不同，其设计装配的方式也不尽相同。燃料电池电堆是由双极板和电极以及其他辅助部件，通过定位销等方法固定后一层一层罗列起来，然后以一定的压力压紧后用螺杆或其他紧固方式组装电堆。石墨双极板通常定位销定位装配，金属双极板也常采用该方式装配。但多单体电堆采用双极板和电极一层一层罗列叠加在一起，因此在压紧过程中电堆极易发生扭曲变形的情况。变形扭曲的电堆会由于电堆内部的进出口业发生扭曲变形，引起电堆内部介质进出反应区域分布不均，电池性能均以性受到严重影响。这种现象特别容易在金属板电堆装配过程中出现，主要是因为薄型金属双极板只有0.1mm~0.2mm厚，比石墨板薄，易变形，在装配过程中电堆也极易发生扭曲变形，对电堆的装配提出更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于能源领域中燃料电池电堆装配和定位装置，可适用于各种形状的燃料电池电堆，操作简单，也更加可靠。

为了达到上述目的，本发明提供了一种燃料电池电堆装配装置，其中，该装置由限位部件、固定框以及底板固定板组合而成；所述底板固定板设置在燃料电池下方，底板固定板的大小与燃料电池端板相同；所述限位部件包含垂直于底板固定板的若干垂直限位板或若干弧形限位条，垂直限位板或弧形限位条的底端分别与底板固定板的侧边固定；所述的固定框套置在垂直限位板或弧形限位条的上部，使垂直限位板或弧形限位条的上部固定，防止垂直限位板或弧形限位条上部偏移。在垂直限位板或弧形限位条的上方可以等距离设置若干个固定框，根据垂直限位板或弧形限位条的高度，选择装配固定框的数量，以垂直限位板或弧形限位条不发生偏移为准。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的底板固定板采用铝合金、不锈钢或不变形的塑料材料中的任意一种；所述的固定框、垂直限位板或弧形限位条采用的材料为铝合金、不锈钢或铝型材中的任意一种。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的固定框的形状与底板固定板，以及垂直限位板或弧形限位条组成的形状相适配；所述的固定框包含若干固定条，每根固定条上在靠端点处分别设有第一螺纹孔，并通过螺栓和第一螺纹孔将固定条相互连接固定，在垂直限位板或弧形限位条的外围装配构成所述的固定框。每根固定条上还设有第一通孔，通过螺栓和第一通孔将固定条形成的固定框与垂直限位板或弧形限位条固定。固定条可以为长直条或弧形条，分别与垂直限位板或弧形限位条对应使用。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的底板固定板上放置燃料电池，底板固定板的侧边与燃料电池端板的外沿重合，或将燃料电池端板作为底板固定板。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的底板固定板形状与燃料电池端板相适配，设置为多边形或圆形，分别与垂直限位板或弧形限位条配合。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的底板固定板的侧面设有若干第二螺纹孔，在垂直限位板或弧形限位条的平面靠底边处均设有若干第二通孔，其位置分别与底板固定板侧面的第二螺纹孔对应，垂直限位板或弧形限位条通过螺栓、第二螺纹孔和第二通孔与底板固定板固定，使垂直限位板或弧形限位条尽可能靠近燃料电池的极板、尽量与极板外沿接触，以保证电堆装配过程中电堆的整齐性。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的弧形限位条为垂直于圆形底板固定板的长条，弧形限位条的底端分别与圆形底板固定板的边缘固定，并将圆形底板固定板的圆周等分。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的垂直限位板，每个分别包含两块高度相同的平板，两块所述的平板通过各自的一个侧边连接固定，两块平板之间的夹角与多边形底板固定板的一个顶角相同。

上述的燃料电池电堆装配装置，其中，所述的垂直限位板，在一块平板的平面上靠侧边处设有若干等距离的第三通孔，在另一块平板的一个侧面上设有若干等距离的第三螺纹孔，其位置分别与靠侧边处设置的第三通孔对应，两块平板通过螺栓、第三螺纹孔和第三通孔固定成所述的垂直限位板。