[发明专利]一种用于燃料电池电堆的封装结构

说明书

本发明提供了一种用于燃料电池电堆的封装结构，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术未考虑封装力不稳定及封装结构易松动的问题。该封装结构包括锁紧螺母、封装壳体、封装力调节机构、弹性机构、绝缘板和电堆芯。封装壳体采用一侧开口的中空壳体结构，且该壳体结构的开口对侧为开设有定位安装孔的装配面。封装力调节机构的一侧设有与锁紧螺母连接的锁紧外螺纹，另一侧设有与弹性机构接触的水平承压面。电堆芯的一侧依次固定绝缘板、弹性机构、封装力调节机构后，整体沿着该侧方向伸入封装壳体内部，使得封装力调节机构的锁紧外螺纹从定位安装孔穿出后通过锁紧螺母压紧，其另一侧与封装壳体固定连接。该结构具有防松脱、外部调节压紧力功能。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池电堆的封装结构。

背景技术

目前，现有用于燃料电池电堆的封装结构一般包括电堆芯、封装箱体、浮动端板、封装盖板、弹簧及压紧螺栓等。电堆芯由几十到几百片单电池组成，单电池的气体扩散层及密封边框主要由弹性材料制备，它们在工作过程中受到周期变化的温度、气体压力、湿度等因素的影响会产生弹性膨胀或收缩，导致电堆芯长度发生动态位移变化，这种现象随着单电池片数的增加、操作温度和压力的增加而变化更明显。

电堆封装长度固定不变，上述电堆芯长度的变化会导致电堆封装力发生变化。压紧螺栓直接相对弹簧摩擦转动，不仅容易造成弹簧受力不稳定而发生倾斜，还会使弹簧产生的预紧力发生变化，最终导致电堆的压装力不稳定。而且，长时间使用后，弹簧易磨损，使用寿命缩短，不利于燃料电池的稳定运行。

现有封装结构未考虑产品在使用过程中结构松动问题，通过螺纹封装后，在振动、冷热等环境下，封装结构可能会出现松动，导致电堆芯性能下降，封装失效。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于燃料电池电堆的封装结构，用以解决现有技术未考虑封装力不稳定及封装结构易松动的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种用于燃料电池电堆的封装结构，包括锁紧螺母、封装壳体、封装力调节机构、弹性机构、绝缘板和电堆芯；其中，

封装壳体采用一侧开口的中空壳体结构，且该壳体结构的开口对侧为开设有定位安装孔的装配面；

封装力调节机构的一侧设有用于与锁紧螺母连接的锁紧外螺纹，另一侧设有与弹性机构接触的水平承压面；

电堆芯的一侧依次固定绝缘板、弹性机构、封装力调节机构后，整体沿着该侧方向伸入封装壳体的内部，使得封装力调节机构的锁紧外螺纹从该侧的定位安装孔穿出后通过锁紧螺母压紧，其另一侧与封装壳体固定连接。

上述技术方案的有益效果如下：通过调节封装力调节机构，可在封装壳体的外侧将电堆芯进行封装压紧(压紧限位设计)，压紧后封装力调节机构通过锁紧螺母将其锁紧(防松脱设计、外部调节压紧力设计)，能够有效避免整个封装结构的松动。同时，当封装力不稳定导致封装结构松动时，也能够随时从封装壳体的外侧将电堆芯再次进行封装压紧。

基于上述装置的进一步改进，该封装结构还包括封装前端板；其中，

电堆芯的另一侧通过封装前端板与封装壳体进行密封固定连接；

封装前端板、封装壳体二者采用一体式壳体结构。

进一步，所述弹性机构进一步包括弹性体、弹性体压板、卡簧和弹性体导向座；其中，

弹性体导向座的底部集成于绝缘板上，其外侧顶部设有部分置入卡簧的卡簧槽；

弹性体套设于弹性体导向座的外侧，其上方设有覆盖弹性体整个上表面的弹性体压板；卡簧从弹性体压板上方套设于弹性体导向座的卡簧槽中，其伸出卡簧槽的部分对弹性体压板限位固定。

进一步，所述弹性体导向座的顶部中心开设有与封装力调节机构配合使用以电堆芯限位的封装限位槽；并且，