制造用于燃料電池堆的端板的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及制造用于燃料電池堆的端板的方法，并且更具體地，涉及通過使用注塑成型來制造用于燃料電池堆的端板的方法。
【背景技術】
[0002]一般地，電極膜被放置在燃料電池堆內，并且由可運送氫離子的固態聚合物電解質膜和涂覆在電解質膜的兩側的催化劑層，即，陰極和陽極組成，以允許氫和氧的反應。另夕卜，氣體擴散層和襯墊等被堆疊在電極膜的外側，即，陰極和陽極的外側，具有供應燃料的通道并排放由反應所產生的水的雙極板被布置在氣體擴散層的外側，并且支撐部件的端板附連到最外側。因此，在燃料電池的陽極發生氫的氧化反應，產生氫離子和電子，并且氫離子和電子通過電解質膜和雙極板移動到陰極。
[0003]此外，在陰極，由從陽極移動過來的氫離子與電子和空氣中的氧的電化學反應產生水，并且通過電子的流動生成電能。在具有上述配置和操作的燃料電池堆中，端板支撐著部件以維持在燃料電池堆中表面壓力大體一致。換句話說，支撐部件以維持在燃料電池堆中的表面壓力大體一致的端板的功能，與防止在燃料電池堆中的液體泄漏和防止在單元電池之間的電接觸電阻增加相結合，確定了燃料電池堆的功能。
[0004]如圖3所示，作為支撐電池堆的兩端的厚形件的端板由金屬嵌件10、塑料蓋11，和集電器12組成。此外，M6和M5螺紋孔13在端板的側面形成，以插入大體上長的螺栓，用于處理(例如，搬運)電池堆，或者用來固定其他部件，例如，當將電池堆安裝在車輛內時用于測量電壓的部件。端板通過金屬嵌件的成型、攻絲以及塑料蓋注塑成型的工藝制造。
[0005]例如，如圖4所示,用于制造端板的二次成型注塑模具(overmolding inject1nmold)由上型箱14、下型箱15，和四個滑動型芯16組成。端板通過以下工藝制造:將金屬嵌件10安裝到下型箱15中，將上型箱14、下型箱15和滑動型芯16組合(其中提前安裝在滑動型芯上的定位銷被裝配到金屬嵌件10的螺紋孔13中)，以及用塑料蓋11覆蓋金屬嵌件10的注塑成型。也就是，用于燃料電池堆的端板的制造由將金屬嵌件置于模具中和通過注塑聚合物施加絕緣功能組成。
[0006]然而，在現有技術中，由于固定金屬嵌件的銷被安裝在滑動型芯上，在許多情況下，在注塑成型中，聚合物的熔融金屬流入到端板的孔(例如，在金屬嵌件中的螺紋孔)中，因此在注塑之后需要重復攻絲。另外，當金屬嵌件未處在模具內的精確位置時，在組裝模具的過程中固定銷可能損壞端板的螺紋部分。也就是，如圖5所示，滑動型芯16和固定銷17被強制裝配或螺紋緊固，因此在模具的組裝過程中，固定銷17和金屬嵌件10的接合處可能會損壞。例如，在組裝用于注塑成型的模具過程中，除非金屬嵌件10處在精確的位置，否則固定銷17和螺紋孔13可能被損壞。另外，由于注塑成型的部件在注塑成型的過程中粘在固定銷17和螺紋孔13之間的間隙中，所以在注塑成型之后需要再次進行攻絲。
[0007]在本部分中公開的上述信息僅為了增加對發明背景的理解，因此其可能包含在該國對本領域的技術人員已知的不構成現有技術的信息。

【發明內容】

[0008]因此，本發明提供了一種制造用于燃料電池堆的端板的方法，其通過對端板實施注塑成型方法，可防止螺紋部在注塑成型過程中的損壞和在注塑成型之后的重新攻絲，所述注塑成型方法通過在每個固定銷的一側上形成外螺紋，并且通過預先將固定銷裝配到金屬嵌件的螺紋孔中，防止被注塑成型的部件流入螺紋孔中，其中，在端板的注塑成型過程中，固定銷被裝配到金屬嵌件中；并且所述注塑成型方法通過對固定銷的另一側形成錐形，即使當金屬嵌件未置于模具中的精確位置時，也能在組裝模具的時，將金屬嵌件對準在精確位置上。
[0009]制造燃料電池堆的端板的方法可包括：將金屬嵌件安裝到下型箱上；將上型箱、下型箱和四個滑動型芯組合；將聚合物熔融金屬注入到其中具有金屬嵌件的模具中；以及將模具分離并且排出具有覆蓋有塑料蓋的金屬嵌件的端板。具體地，在金屬嵌件的安裝過程中，金屬嵌件可安裝有具有外螺紋部的固定銷，其中，在安裝金屬嵌件之前固定銷被裝配到螺紋孔。因此，根據制造燃料電池堆的端板的方法，可防止被注塑成型的部件流入端板的螺紋部，并且將金屬嵌件自動保持在模具中的精確位置。
[0010]上型箱、下型箱和四個滑動型芯的組合可包括，當模具和芯組合時，即使在金屬嵌件未被設置在精確位置時，通過使用裝配到金屬嵌件的固定銷的錐形前端部，仍能夠將金屬嵌件保持在精確位置。在金屬嵌件的安裝過程中，裝配到金屬嵌件的螺紋孔的固定銷可位于下型箱上的固定銷導向件上，以自動保持金屬嵌件。本發明提供的制造燃料電池堆的端板的方法具有以下優點。
[0011]第一，金屬嵌件可由錐形固定銷自動保持在模具中。
[0012]第二，通過將金屬嵌件裝配到固定銷，可防止被注塑成型的部分流入金屬嵌件的螺紋部分。
[0013]第三，在滑動型芯和固定銷之間的間隙可被最小化，并且通過使固定銷成錐形可防止被注塑成型的部分流入間隙中。
【附圖說明】
[0014]現在，將參考由附圖例證的某些示例性實施例詳細描述本發明的上述和其他特征，其中附圖在下文中僅作為例證說明給出，因此并非限制本發明，其中：
[0015]圖I為示出在根據本發明的示例性實施例的制造燃料電池堆的端板的方法中，用于將固定銷裝配到金屬嵌件的結構的示意圖；
[0016]圖2為示出在根據本發明的示例性實施例的制造燃料電池堆的端板的方法中，金屬嵌件與固定銷、模具，和滑動型芯的布置關系的示意圖；
[0017]圖3為示出根據現有技術的常用端板的部件的示意圖和剖面圖；
[0018]圖4為示出在現有技術的常用端板的注塑成型過程中的金屬嵌件、滑動型芯與固定銷和模具的布置關系的示意圖；
[0019]圖5為示出在現有技術的端板的注塑成型過程中的滑動型芯、固定銷和金屬嵌件的連接結構的示意圖。
[0020]10:金屬嵌件11 :塑料蓋
[0021]12:集電器13:螺紋孔
[0022]14 :上型箱15 :下型箱
[0023]16:滑動型芯17:固定銷
[0024]18 :外螺紋部19 :錐形部
[0025]20:保持孔21:固定銷導向件
[0026]應當理解，附圖不必按比例繪制，而是呈現出說明本發明基本原理的各種特征的稍簡化表示。本文所公開的本發明的特定設計特征，包括例如特定尺寸、取向、位置和形狀，部分地由預期的特定應用和使用環境來確定。在附圖中，貫穿于附圖的幾個圖中，相同的附圖標記指代本發明的相同或等同部件。
【具體實施方式】
[0027]這里使用的術語只是用于說明特定的實施例，并不意圖限制本發明。這里使用的單數形式意圖還包括復數形式，除非上下文明確地另有說明。另外要明白當用在本說明書中時，術語“包括”指定陳述的特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件的存在，不過并不排除一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合的存在或增加。這里使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列術語的任何或全部的組合。
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