[发明专利]一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法，组装设备包括：捆扎装置，用于可释放地收纳多个捆扎元件，并在多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体后同步进行拉紧；固接装置，用于固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在捆扎空间内；所述捆扎装置包括多个卷盘以及与多个卷盘驱动连接的驱动装置，每个卷盘可释放地收纳一个捆扎元件，每个卷盘在外力作用下正向旋转以释放对应捆扎元件，在驱动装置的驱动作用下反向旋转以拉紧对应捆扎元件。本方案可牢靠快速地缠绕住多个燃料电池单体，使得燃料电池堆的各部分受力均匀，大幅提高组装效率、降低组装成本。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法。

背景技术

燃料电池是一种通过电化学反应，将燃料中的化学能直接转变成电能的发电装置。然而，单个燃料电池（或燃料电池单体）能够提供的电压和输出功率较低。在实际应用中，一般将多个燃料电池单体叠放在一起，形成一个能够实现高电压和大功率输出的燃料电池堆。相应地，燃料电池的燃料电池堆由多个燃料电池单体堆叠在一起形成。

燃料电池的燃料电池堆在使用过程中需保持结构稳定，以确保燃料电池保持稳定的持续性的电力输出。现有燃料电池的燃料电池堆多通过紧固手段，如螺杆固定的方式，将堆叠在一起的燃料电池堆的燃料电池单体固定在一起。然而，简单堆叠在一起的燃料电池单体被直接固定在一起时，容易导致燃料电池堆的各个部分受力不匀。燃料电池堆的各部分受力不匀，有可能影响到燃料电池堆的密封性能和电力传输性能，最终影响到燃料电池堆的功率输出。此外，燃料电池堆的各部分受力不匀，还可能导致燃料电池堆的流场板因局部受力过大而发生变形，甚至导致质子交换膜损坏导致燃料电池堆无法使用。因此，现有燃料电池堆在被固定前，往往还需要通过压紧机的压装，使燃料电池堆的燃料电池单体被紧紧堆叠在一起，以确保燃料电池堆的密封性能。

现有的一种燃料电池自动化装堆装置通常包括装堆结构、移出结构、机械手和控制结构，该燃料电池自动化装堆装置通过该装堆结构的压堆架可通过设置在工作台的导轨移动，以使该装堆结构的压堆架的收紧架能够与设置在该装堆结构的安装台的燃料电池堆相对齐和压紧被设置在该装堆结构的安装台的燃料电池堆，进而通过螺杆固定的方式将被压紧的燃料电池堆固定在一起。然而，该燃料电池自动化装堆装置在用螺杆固定时，不仅需要使用专业工具（如扳手等）通过人工操作的方式将被压紧的燃料电池堆固定在一起，造成燃料电池堆的组装效率低下、成本提高；而且为了确保燃料电池堆的结构稳定，往往需要使用多对螺杆来实现紧固的目的，但这却会因多个螺杆的紧固力大小难以一致而加剧受力不均的问题，特别是一旦同对螺杆的紧固力大小不一，极易造成燃料电池单体发生起翘或变形，无法确保燃料电池堆的密封性能。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法，其目的在于实现燃料电池堆的自动化组装，以提高组装效率、降低组装成本，并实现燃料电池堆的各部分受力均匀。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种燃料电池堆的组装设备，包括：

捆扎装置，用于可释放地收纳多个捆扎元件，并在所述多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体后同步进行拉紧；

固接装置，用于固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在所述捆扎空间内；

所述捆扎装置包括多个卷盘以及与所述多个卷盘驱动连接的驱动装置，每个卷盘可释放地收纳一个捆扎元件；其中，每个卷盘在外力的作用下正向旋转以释放对应的捆扎元件，在所述驱动装置的驱动作用下反向旋转以拉紧对应的捆扎元件。

优选地，所述捆扎元件包括第一端、第二端以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的延伸主体，所述延伸主体用于缠绕被压紧的所述多个燃料电池单体，以便捆扎所述多个燃料电池单体而形成燃料电池堆；