[发明专利]一种高度可调节燃料电池电堆集成结构

说明书

本发明提供了一种高度可调节燃料电池电堆集成结构，包括进气端板、膜电极双极板、封装本体和压板，其中膜电极双极板固定在封装本体内；进气端板设置在封装本体侧面；压板设置在膜电极双极板上，与封装本体连接；封装本体与压板为斜面接触连接。本发明压板可上下高度调节，即使在膜电极双极板整体堆叠后与理论高度有偏差也可实现压板与膜电极双极板完全接触，消除装配误差对膜电极双极板振动冲击的影响。

技术领域

本发明涉及电池电堆结构技术领域，具体而言，涉及一种高度可调节燃料电池电堆集成结构。

背景技术

燃料电池是一种将化学能直接转化成电能的清洁能源技术，具有高能量转换效率、结构简单、低排放、低噪音等优点，在燃料电池主要包括膜电极双极板和封装本体，膜电极双极板设置固定在封装本体内部，其中膜电极双极板是燃料电池中最重要的部件之一。现有技术中，燃料电池电堆结构多采用螺杆、拉板、绑带等的方式进行固定，如CN206585016U，一种质子交换膜燃料电堆结构披露了一种拉板结构；CN207800769U，一种燃料电池电堆披露了一种绑带结构；CN111384423A，加压组件、燃料电池堆及其第一端板组件、加压框架、组装方法和车辆披露了一种拉杆结构，但是所披露的拉板结构、绑带结构以及拉杆结构，不仅固定或定位结构复杂、成本高，而且在与封装本体组装力的作用下，造成膜电极双极板的阳极端板和阴极端板由于受力不均而出现弯曲的现象，从而影响燃料电池电堆的性能和可靠性；且现有技术中膜电极双极板与封装本体的接触面积大、发生电安全的风险增加。同时，现有技术中提出了带外定位功能电堆紧固结构，如CN206322788U，一种带有外定位功能的电堆紧固结构，但是带外定位功能电堆都是定位机构固定的，其对零部件的精度、装配精度等要求都很高，会导致装配困难、一致性不好、可靠性差等问题。

因此如何提供一种燃料电池电堆集成结构，消除装配误差对膜电极双极板振动冲击的影响，确保燃料电池电堆的性能和可靠性是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提出了一种高度可调节燃料电池电堆集成结构，压板可上下高度调节，即使在膜电极双极板整体堆叠后与理论高度有偏差也可实现压板与膜电极双极板完全接触，消除装配误差对膜电极双极板振动冲击的影响。

有鉴于此，本发明提出了一种高度可调节燃料电池电堆集成结构，包括进气端板、膜电极双极板、封装本体、压板和支撑板，其中膜电极双极板固定在封装本体内；进气端板设置在封装本体侧面；压板设置在膜电极双极板上，与封装本体连接，封装本体与压板为斜面接触连接；其中支撑板设置在封装本体上；膜电极双极板设置在支撑板上；

封装本体内侧两端分别固定设置斜面固定架；压板为与斜面固定架相适配的倒直角梯形结构；压板设置在斜面固定架上，与斜面固定架斜面接触连接；膜电极双极板固定在两侧的斜面固定架内部；膜电极双极板与斜面固定架之间有间隙；

斜面固定架由第一竖直板、第二竖直板和连接在第一竖直板和第二竖直板之间斜向下的斜板和固定座组成；其中第二竖直板下方一体成型设置固定座；压板与斜板斜面接触连接，螺栓连接在固定座上。

优选的，封装本体由金属材料构成，可以承受燃料电池电堆的组装力。

优选的，支撑板由树脂或金属复合树脂材料构成，对膜电极双极板起到支撑作用、在膜电极双极板装配过程中起到定位和导向的作用。

本发明膜电极双极板与斜面固定架之间有间隙，此间隙是为了确保燃料电池电堆的电安全，因为膜电极双极板是高压带电体、要与封装本体保持安全的电气间隙和爬电距离。且本发明中的设置将燃料电池电堆几百节膜电极双极板组装累积公差的容差化；且膜电极双极板的上方没有任何遮挡、可以增加电堆零部件的布置空间。