一種燃料電池電堆裝配裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種質子交換膜燃料電池金屬雙極板裝配裝置，具體地，涉及一種質子交換膜燃料電池電堆裝配裝置。
【背景技術】
[0002]質子交換膜燃料電池(PEMFC)是一種把燃料中的化學能通過化學反應轉化為電能的發電裝置，具有高功率密度、低環境污染等優點，在固定電源、電動車、軍用特種電源盒可以動電源方面具有廣闊的應用前景，引起越來越多國家和企業的重視。目前，國內外均已成功地將PEMFC應用到載人的公共汽車和轎車上。
[0003]雙極板具有隔離并均勻分配反應氣體、收集并導出電流、串聯各個單電池等功能。其材料主要包括金屬材料、石墨材料和復合材料。雙極板由于材料的不同，其設計裝配的方式也不盡相同。燃料電池電堆是由雙極板和電極以及其他輔助部件，通過定位銷等方法固定后一層一層羅列起來，然后以一定的壓力壓緊后用螺桿或其他緊固方式組裝電堆。石墨雙極板通常定位銷定位裝配，金屬雙極板也常采用該方式裝配。但多單體電堆采用雙極板和電極一層一層羅列疊加在一起，因此在壓緊過程中電堆極易發生扭曲變形的情況。變形扭曲的電堆會由于電堆內部的進出口業發生扭曲變形，引起電堆內部介質進出反應區域分布不均，電池性能均以性受到嚴重影響。這種現象特別容易在金屬板電堆裝配過程中出現，主要是因為薄型金屬雙極板只有0.1mm-0.2_厚，比石墨板薄，易變形，在裝配過程中電堆也極易發生扭曲變形，對電堆的裝配提出更高的要求。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種用于能源領域中燃料電池電堆裝配和定位裝置，可適用于各種形狀的燃料電池電堆，操作簡單，也更加可靠。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供了一種燃料電池電堆裝配裝置，其中，該裝置由限位部件、固定框以及底板固定板組合而成；所述底板固定板設置在燃料電池下方，底板固定板的大小與燃料電池端板相同；所述限位部件包含垂直于底板固定板的若干垂直限位板或若干弧形限位條，垂直限位板或弧形限位條的底端分別與底板固定板的側邊固定；所述的固定框套置在垂直限位板或弧形限位條的上部，使垂直限位板或弧形限位條的上部固定，防止垂直限位板或弧形限位條上部偏移。在垂直限位板或弧形限位條的上方可以等距離設置若干個固定框，根據垂直限位板或弧形限位條的高度，選擇裝配固定框的數量，以垂直限位板或弧形限位條不發生偏移為準。
[0006]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的底板固定板采用鋁合金、不銹鋼或不變形的塑料材料中的任意一種；所述的固定框、垂直限位板或弧形限位條采用的材料為鋁合金、不銹鋼或鋁型材中的任意一種。
[0007]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的固定框的形狀與底板固定板，以及垂直限位板或弧形限位條組成的形狀相適配；所述的固定框包含若干固定條，每根固定條上在靠端點處分別設有第一螺紋孔，并通過螺栓和第一螺紋孔將固定條相互連接固定，在垂直限位板或弧形限位條的外圍裝配構成所述的固定框。每根固定條上還設有第一通孔，通過螺栓和第一通孔將固定條形成的固定框與垂直限位板或弧形限位條固定。固定條可以為長直條或弧形條，分別與垂直限位板或弧形限位條對應使用。
[0008]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的底板固定板上放置燃料電池，底板固定板的側邊與燃料電池端板的外沿重合，或將燃料電池端板作為底板固定板。
[0009]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的底板固定板形狀與燃料電池端板相適配，設置為多邊形或圓形，分別與垂直限位板或弧形限位條配合。
[0010]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的底板固定板的側面設有若干第二螺紋孔，在垂直限位板或弧形限位條的平面靠底邊處均設有若干第二通孔，其位置分別與底板固定板側面的第二螺紋孔對應，垂直限位板或弧形限位條通過螺栓、第二螺紋孔和第二通孔與底板固定板固定，使垂直限位板或弧形限位條盡可能靠近燃料電池的極板、盡量與極板外沿接觸，以保證電堆裝配過程中電堆的整齊性。
[0011]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的弧形限位條為垂直于圓形底板固定板的長條，弧形限位條的底端分別與圓形底板固定板的邊緣固定，并將圓形底板固定板的圓周等分。
[0012]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的垂直限位板，每個分別包含兩塊高度相同的平板，兩塊所述的平板通過各自的一個側邊連接固定，兩塊平板之間的夾角與多邊形底板固定板的一個頂角相同。
[0013]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的垂直限位板，在一塊平板的平面上靠側邊處設有若干等距離的第三通孔，在另一塊平板的一個側面上設有若干等距離的第三螺紋孔，其位置分別與靠側邊處設置的第三通孔對應，兩塊平板通過螺栓、第三螺紋孔和第三通孔固定成所述的垂直限位板。
[0014]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的多邊形底板固定板，其每個頂角外側分別與一個垂直限位板的底端固定。
[0015]上述的燃料電池電堆裝配裝置，其中，所述的裝置在使用中首先將垂直限位板或弧形限位條固定在底板固定板上，并根據電堆極板的形狀和垂直限位板或弧形限位條與極板的接觸面大小確定垂直限位板或弧形限位條的數量。然后根據所要裝配電堆的長度確定是否安裝幾個固定框。如果所裝配電堆較長，就需要安裝多個固定框防止垂直限位板或弧形限位條上部變形。
[0016]本發明提供的燃料電池電堆裝配裝置具有以下優點:
該裝置的垂直限位板或弧形限位條盡可能靠近燃料電池的極板、盡量與極板外沿接觸，同時固定框限定了垂直限位板或弧形限位條的偏移，使得電堆上下均在垂直范圍內，避免裝配過程中發生變形、扭曲，能夠保證電堆裝配過程中電堆的整齊性。該裝置適用于各種形狀的燃料電池電堆，包括少單體和多單體電堆裝配，結構簡單、可靠，使用方便，提高了電堆裝配效率，裝配電堆更美觀、整齊。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的燃料電池電堆裝配裝置的垂直限位板中的一塊平板示意圖。
[0018]圖2為本發明的燃料電池電堆裝配裝置的垂直限位板中的另一塊平板示意圖。
[0019]圖3為本發明的燃料電池電堆裝配裝置的垂直限位板示意圖。
[0020]圖4為本發明的燃料電池電堆裝配裝置的固定框示意圖。
[0021]圖5為本發明的燃料電池電堆裝配裝置的底板固定板示意圖。
[0022]圖6為本發明的燃料電池電堆裝配裝置的矩形端板燃料電池裝配裝置結構示意圖。
[0023]圖7為本發明的燃料電池電堆裝配裝置的圓形端板燃料電池裝配裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步地說明。
[0025]本發明提供的燃料電池電堆裝配裝置，由限位部件1、固定框2以及底板固定板3組合而成。
[0026]底板固定板3設置在燃料電池下方，底板固定板3的大小與燃料電池端板相同。
[0027]限位部件I包含垂直于底板固定板3的若干垂直限位板11或若干弧形限位條12，垂直限位板11或弧形限位條12的底端分別與底板固定板3的側邊固定。
[0028]固定框2套置在垂直限位板11或弧形限位條12的上部，使垂直限位板11或弧形限位條12的上部固定，防止垂直限位板11或弧形限位條12上部偏移。在垂直限位板11或弧形限位條12的上方可以等距離設置若干個固定框2，根據垂直限位板11或弧形限位條12的高度，選擇裝配固定框2的數量，以垂直限位板11或弧形限位條12不發生偏移為準。
[0029]固定框2的形狀與底板固定板3，以及垂直限位板11或弧形限位條12組成的形狀相適配；固定框2包含若干固定條21，每根固定條21上在靠端點處分別設有第一螺紋孔8，并通過螺栓和第一螺紋孔8將固定條21相互連接固定，在垂直限位板11或弧形限位條12的外圍裝配構成固定框2。固定條21可以為長直條或弧形條，分別與垂直限位板11或弧形限位條12對應使用。每根固定條21上還設有第一通孔9，通過螺栓和第一通孔9將固定條21形成的固定框2與垂直限位板11或弧形限位條12固定。
[0030]底板固定板3采用鋁合金、不銹鋼或不變形的塑料材料中的任意一種；固定框2、垂直限位板11或弧形限位條12采用的材料為鋁合金、不銹鋼或鋁型材中的任意一種。
[0031]底板固定板3上放置燃料電池，底板固定板3的側邊與燃料電池端板的外沿重合，或將燃料電池端板作為底板固定板3。底板固定板3形狀與燃料電池端板相適配，設置為多邊形或圓形，分別與垂直限位板11或弧形限位條12配合。
[0032]底板固定板3的側面設有若干第二螺紋孔7，在垂直限位板11或弧形限位條12的平面靠底邊處均設有若干第二通孔6，其位置分別與底板