[发明专利]燃料电池电堆的固定方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池电堆的固定方法，属于燃料电池技术领域，包括预先在电堆端板上设置呈放射状分布的压紧槽；将电堆端板与单电池按照预设顺序整齐层叠，多个单电池构成电池堆体；利用压力机将层叠的电堆端板与单电池压紧；采用缠绕丝沿压紧槽缠绕，将电堆端板与单电池紧固在一起；将缠绕丝的首端和末端缠绕在紧固棒上，并利用紧固棒扭紧，使缠绕丝的预紧力达到预设值；使紧固棒与缠绕丝平行，将紧固棒的两端固定在缠绕丝上。本发明利用缠绕丝缠绕紧固的方式，燃料电池能够实现自平衡受力，有效解决利用螺栓固定所产生的内部受力不均匀的情况，减少泄漏发生，提高燃料电池的性能与使用寿命，降低燃料电池的重量和制作成本。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，更具体地说，是涉及一种燃料电池电堆的固定方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆，是一种以含氢燃料与空气作用产生电力与热力的燃料电池，用一定数量的单电池串联而成，而每个单电池是由双极板和膜电极(MEA)组成，膜电极是燃料电池的反应场所，双极板是反应流体通道，为了让燃料电池的反应稳定和高效，在串联每个单电池时需要在膜电极和双极板之间增加密封垫，并依靠压力完成密封，燃料电池密封性能的好坏直接影响了燃料电池的性能和寿命。

目前燃料电池主要的固定方式是依靠螺杆的紧固完成电堆组装，这种固定方式存在如下缺陷和不足：

(1)通过螺杆紧固的方式组装，电池内部受力不均，边缘受力明显大于中间受力，导致电池内部接触不良，容易泄露，影响电池的使用性能。

(2)通过螺杆紧固的方式组装，电池端板材料要求较高，厚度较大，增加电池重量和体积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆的固定方法，旨在解决螺栓紧固的方式电池受力不均，导致电池内部接触不良，影响电池性能的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种燃料电池电堆的固定方法，所述固定方法包括如下步骤：

预先在电堆端板上设置呈放射状分布的压紧槽；

将电堆端板与单电池按照预设顺序整齐层叠，多个所述单电池构成电池堆体；

利用压力机将层叠的所述电堆端板与所述单电池压紧；

采用缠绕丝沿所述压紧槽缠绕，将所述电堆端板与所述单电池紧固在一起；

将所述缠绕丝的首端和末端缠绕在紧固棒上，并利用所述紧固棒扭紧，使所述缠绕丝的预紧力达到预设值；

使所述紧固棒与所述缠绕丝平行，将所述紧固棒的两端固定在所述缠绕丝上。

作为本申请另一实施例，所述采用缠绕丝沿所述压紧槽缠绕，将所述电堆端板与所述单电池紧固在一起，包括：

所述缠绕丝按照同一个顺序缠绕多圈，每缠绕一圈，至缠绕丝的首端与缠绕端相遇时，利用所述紧固棒进行扭紧预紧，直至预紧力达到所述预设值。

作为本申请另一实施例，所述将所述缠绕丝的首端和末端缠绕在紧固棒上，并利用所述紧固棒扭紧，使所述缠绕丝的预紧力达到预设值，包括：

所述缠绕丝的首端沿一个方向缠绕在所述紧固棒上，所述缠绕丝的末端相向缠绕在所述紧固棒上，使所述缠绕丝的首端和所述缠绕丝的末端形成交叉。

作为本申请另一实施例，所述使所述紧固棒与所述缠绕丝平行，将所述紧固棒的两端固定在所述缠绕丝上，包括：

所述缠绕丝的首端和末端均预留绑扎段，所述绑扎段、所述紧固棒与所述缠绕丝同时固定在一起。

作为本申请另一实施例，所述缠绕丝为超强抗拉碳纤维丝或抗拉芳纶丝。