[发明专利]一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构

说明书

本发明涉及一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构，包括由壳体(1)，盖板(2)，可调端板(3)和缓冲端板(4)组成的箱体式装配壳体，待装配双极板和膜电极组(6)置于所述箱体式装配壳体内，其中，所述的壳体(1)内设有限位条(5)，通过限位条(5)与壳体(1)和盖板(2)的配合对双极板和膜电极组(6)进行定位，通过可调端板(3)对电池总体厚度进行微调，通过缓冲端板(4)提供装配压力。与现有技术相比，本发明实现了装配过程中电堆装配力的均匀，可以实时进行泄露检测，该装置操作简单，装配效率高，集成化程度高，可满足燃料电池的快速装配。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，涉及一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构，尤其是涉及一种利用装配结构本身进行外定位固定并将巡检集成在结构中，装配过程中可对电池总体厚度进行微调并可以随时进行泄漏检测的燃料电池装配结构。

背景技术

燃料电池是一种能量转换装置，将贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)是以全氟磺酸型固体聚合物为电解质，铂/炭或铂-钌/炭等为电催化剂，氢或净化重整气为氧化剂，带有流动通道的石墨或表面改性的金属板为双极板。其反应原理是阳极催化层中的氢气在催化剂作用下发生电极反应，电极反应产生的电子经外电路到达阴极，氢离子则经质子交换膜到达阴极，氧气与氢离子及电子在阴极发生反应生成水。一节典型的燃料电池的输出电压约为1伏，为了达到一个较高的电压通常将多节燃料电池集成在一起串联形成燃料电池堆。

现有的燃料电池由多个单电池串联而成，每块单电池由单极板和膜电极组成。目前的燃料电池堆装配技术将相邻单电池的上下单极板合并为双极板，双极板和膜电极交错堆叠，通过前端板、后端板和拉杆紧固在一起，形成燃料电池电堆。但是这种装配方式在存在很多问题：由于电极和双极板厚度存在一定的偏差，且受集中载荷夹紧，电堆的装配力分布会存在一定不均匀的情况；且单元电池电压信号通常采用巡检线检测，安装复杂，运行一段时间后又会由于组件老化等引起电堆压力不足的情况。因此，需要在电堆安装过程中实时监测泄露情况，同时要对老化造成的压力不足进行补充。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利CN105304925A通过四周增加垂直的限位条确保极板和膜电极安装位置正确，但未能解决装配力不均匀等问题。中国发明专利CN104538663A通过设计可调节长度的侧面杆件施加额外压力，以应对使用过程中密封组件的老化松动导致装配力不足的问题，但仍未解决螺杆装配受力点单一导致的分布不均匀问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构，其特征在于，包括由壳体(1)，盖板(2)，可调端板(3)和缓冲端板(4)组成的箱体式装配壳体，待装配双极板和膜电极组(6)置于所述箱体式装配壳体内，电池内部主体部分采用外定位的方式进行固定，即通过将限位条安装在壳体和盖板的沟槽中，与双极板和膜电极组中设计的沟槽相匹配实现定位。具体来说，所述的壳体(1)内设有限位条(5)，通过限位条(5)与壳体(1)和盖板(2)的配合对双极板和膜电极组(6)进行定位，通过可调端板(3)对电池总体厚度进行微调，通过缓冲端板(4)提供合适的装配压力；

所述的限位条(5)一侧呈方形状，嵌入壳体(1)的凹槽中，另一侧呈半圆柱状，与极板上预设的半圆形凹槽形成间隙配合实现固定，配合的最大间隙应小于预设的最大偏差；

所述的限位条(5)中集成了巡检线，并在其侧面设有多个导电触点(52)，电压采集由带弹性的导电触点(52)与每块极板分别接触实现，导电触点(52)间的间隙与极板间隙一致，装配完成后导电触点(52)自动与极板上的监测点一一对齐，通过限位条(5)内部集成的导线将收集到的电压信号传输到监测设备。