[发明专利]一种一体式燃料电池电堆的封装结构及其装配方法

说明书

本发明提供了一种一体式燃料电池电堆的封装结构及其装配方法，所述燃料电池电堆的封装结构包括：前端板，上壳体，下壳体，堆芯结构和后盖板。所述上端板设有公共管路与电堆堆芯联通，形成提供反应气体及冷却液流道。所述上壳体，下壳体设有与堆芯贴紧的防塌腰结构部件。本发明所述的一体式燃料电池电堆的封装结构大大提高了燃料电池电堆的性能，有效降低了燃料电池电堆的体积和重量，使燃料电池的堆整体的集成度大大提高，同时，进一步地提升了燃料电池电堆的抗振动性能以及绝缘性。同时这种一体化的封装结构能够实现快速装配，实现流水线作业。

技术领域

本发明涉及燃料电池封装技术领域，特别涉及一种一体式燃料电池电堆的封装结构及其装配方法。

背景技术

燃料电池电堆是由两侧起保持及压缩作用的端板、绝缘隔离体、电流导出体、一系列沿单电池反应面法向层层堆叠的单电池及封装结构形成的。电堆使用氢燃料与空气作为反应气体，通过电化学作用生成电能通过电流导出体导出对负载供电。当电堆的使用中，其结构稳定性一方面会受到振动与冲击的影响，另一方面也受到自身的影响，并且由于燃料电池受限于燃料装载，体积一般较大。

中国专利(公开号为CN106450372A)公开了一种带有外定位功能的电堆紧固结构：将外定位块紧固在侧面封装板背面，然后再与电堆上紧固，其不足在于：1.分体式的封装无法实现密封，无法达到车用燃料电池的的防护等级标准；2.封装板与电堆端板的紧固方向为电堆的法向，紧固之后，定位块与电堆本体侧面之间的装配公差难以保证，从而无法实现对电堆的定位作用

中国专利(公开号为CN103633358A)公开了一种高集成度金属板燃料电池电堆：公开了一种分体式的电堆封装结构，侧面封装板起紧固电堆的作用，其不足在于，分体式的封装无法实现密封，无法达到车用燃料电池的的防护等级标准，而且装配尺寸偏差无法保证；另一方面，封装结构上没有电堆的定位结构，在车用或振动条件下，电堆极易因振动塌腰而发生泄漏失效。

中国专利(公开号为CN110098414A)公开了一种一种燃料电池双极板及燃料电池电堆的封装结构，解决了现有封装结构零部件数量多、电堆受振动变形失效、密封面较多或密封面交叉密封效果差的技术问题，但是结构较为复杂，体积和重量较大，不能适配不同堆叠方式的堆芯结构，同时不容易实现快速安装。

故，缺少一种抗震性能强，绝缘性好，体积和重量精简，能够对不同堆叠方式的堆芯结构实现封装的燃料电池堆的封装结构以及一种较为简单快速的装配的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种一体式燃料电池电堆的封装结构及其装配方法，本发明的技术方案是这样实施的：

一种一体式燃料电池电堆的封装结构，包括上壳体、下壳体、前端板、后盖板和堆芯结构；所述前端板设有气口和流道结构；所述前端板位于所述堆芯结构正前方，固定连接所述上壳体和所述下壳体；所述上壳体位于所述堆芯结构正上方，固定连接所述下壳体、所述前端板和所述后盖板；所述下壳体位于所述堆芯结构正下方；所述后盖板位于所述堆芯结构的正后方，固定连接所述上壳体和所述下壳体；所述堆芯结构包裹有绝缘护板；所述上壳体和/或所述下壳体和/或所述前端板和/或所述后盖板上设置有防塌腰结构部件；所述防塌腰结构部件和所述堆芯结构紧密贴合；所述上壳体、所述下壳体、所述前端板和所述后盖板封装所述堆芯结构。

优选地，所述防塌腰结构部件为吸水率低的高强度绝缘塑料。

优选地，所述防塌腰结构部件上设置有橡胶垫，所述橡胶垫直接和所述堆芯结构接触。

优选地，所述上壳体和/或所述下壳体和/或所述前端板和/或所述后盖板上设置有巡检部。

优选地，所述巡检部设置有用于容纳巡检连接器模块的巡检连接器模块罩壳。

优选地，所述上壳体和/或所述下壳体和/或所述前端板和/或所述后盖板上设置有维修口。