一種燃料電池端板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種燃料電池端板，適于配置于燃料電池組的兩端，其特征在于該端板包括外端板、壓力緩沖器和壓力分散均衡板三部分；所述壓力緩沖器為彈性部件，垂直設(shè)置在所述外端板和壓力分散均衡板之間。本發(fā)明通過自身內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)，來解決因電堆各零部件加工誤差所造成的電堆內(nèi)部受力不均局部壓力過大，電堆四周外觀尺寸差異較大的問題；可以減小對電堆內(nèi)部各器件加工公差的要求，有效的降低了電堆內(nèi)部各部件的加工成本，提高了生產(chǎn)效率。由于電堆內(nèi)部的壓力自調(diào)節(jié)，提高了電堆壽命與性能。在保證外觀尺寸不變的條件下，可以滿足電堆內(nèi)部由于熱脹冷縮空間需求。
【專利說明】一種燃料電池端板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及燃料電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種燃料電池端板。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池以其能量轉(zhuǎn)換效率高、噪音低、低碳、零排放、使用靈活方便、操作溫度低、能量密度高等優(yōu)點，越來越被人們喜愛和使用。燃料電池主要分為磷酸鹽燃料電池(PAFC )、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC )、堿性燃料電池(AFC )、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC )、固體氧化物燃料電池(SOFC)等五大類。燃料電池通常需要將多個單體電池通過串聯(lián)的方式組裝成電堆。電堆的內(nèi)部設(shè)計和裝配技術(shù)決定電堆的性能，決定電堆的輸出。
[0003]燃料電池電堆主要由膜電極(MEA)、雙極板、集電板、端板和緊固螺栓等組成。燃料電池固定領(lǐng)域，傳統(tǒng)的固定方式是利用兩個外端板多根固定螺桿進行連接固定，這種固定模式對MEA、雙極板和端板等加工公差要求較高，增大了電堆的生產(chǎn)成本。若電堆各部件的加工精度不夠，導(dǎo)致電堆內(nèi)部受壓力不均，會造成電堆四周的尺寸誤差較大，不便于電堆產(chǎn)品規(guī)格化生產(chǎn)；由于電堆內(nèi)部受壓力不均，會造成電堆內(nèi)部的部件接觸松緊度不一樣，導(dǎo)致電堆的內(nèi)阻增大，隨著電堆使用，性能會大幅下降。有時候，電堆內(nèi)部受壓力不均，會造成雙極板或MEA損壞。
[0004]發(fā)明名稱為《用于電池系統(tǒng)的端板及使用此端板的電池系統(tǒng)》(申請?zhí)?200810088784.2),公開了一種用于電池系統(tǒng)的端板,該端板為多個肋結(jié)構(gòu)以層疊的方式配制，以使端板具有較強的結(jié)構(gòu)剛性，壓力得到均勻分布在電池組上，但是該結(jié)構(gòu)在MEA和電池雙極板厚度的加工公差較大時，依然無法解決壓力均衡的問題。
[0005]發(fā)明名稱為《具有均布壓力裝置的燃料電池》(申請?zhí)?01124222.1)公開了一種具有均布壓力裝置的燃料電池，包括二端版，各端板具有一中央?yún)^(qū)域及一周緣區(qū)域，設(shè)于該二端板的中央?yún)^(qū)域間的燃料電池堆，設(shè)于該二端板上的一系結(jié)裝置，以及一均布壓力裝置，包括至少一壓力風(fēng)箱、固設(shè)于該電池堆與其中以端板間。通過均布壓力裝置調(diào)整因熱脹冷縮所引起的壓力變化，該結(jié)構(gòu)中壓力風(fēng)箱直接與電池堆接觸，需要壓力風(fēng)箱的面積幾乎接近電池堆的面積，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；否則壓力風(fēng)箱的位置變化就會導(dǎo)致壓力變化，無法達到均衡壓力的目的。
[0006]發(fā)明名稱為《燃料電池端板》(申請?zhí)枮?00480001636.2)，公開了一種燃料電池端板，包括第一、第二結(jié)構(gòu)部件，連接第一結(jié)構(gòu)部件和第二結(jié)構(gòu)部件的多個垂直部件，燃料電池端板構(gòu)造成貼合與燃料電池的表面以沿所述燃料電池的表面?zhèn)鬟f基本恒定壓力。在燃料電池端板變形或貼合于終端燃料電池的不平行表面的示例中，端板的第一和第二結(jié)構(gòu)部件基本平行以跨過終端燃料電池的表面?zhèn)鬟f基本恒定的壓力。該結(jié)構(gòu)不能有效解決結(jié)構(gòu)內(nèi)部壓力平衡的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠使燃料電池電堆內(nèi)部壓力均衡的燃料電池端板。
[0008]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種燃料電池端板，適于配置于燃料電池組的兩端，該端板包括外端板、壓力緩沖器和壓力分散均衡板三部分；所述壓力緩沖器為彈性部件，垂直設(shè)置在所述外端板和壓力分散均衡板之間。通過緊固部件把電池組兩端的端板緊密連接在一起，壓力緩沖器和壓力分散均衡板可以有效的調(diào)節(jié)由于MEA和電池雙極板厚度的加工公差，所造成的電堆四周高度不均一和內(nèi)部受力不均衡的現(xiàn)象。
[0009]為了防止壓力緩沖器滑動，所述外端板的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有壓力緩沖器固定柱，壓力緩沖器的一端套設(shè)在壓力緩沖器固定柱上。
[0010]優(yōu)選地，所述壓力緩沖器內(nèi)部為圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0011]為了方便電堆的固定，所述外端板的側(cè)邊上設(shè)置有與工型緊固件端部適配的T型卡槽；所述壓力分散均衡板的側(cè)邊對應(yīng)位置設(shè)置有工型緊固件中部適配的卡槽。
[0012]優(yōu)選地，所述壓力緩沖器為彈性性能的金屬材料或非金屬材料制成。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:本發(fā)明通過自身內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)，來解決因電堆各零部件加工誤差所造成的電堆內(nèi)部受力不均局部壓力過大，電堆四周外觀尺寸差異較大的問題；可以減小對電堆內(nèi)部各器件加工公差的要求，有效的降低了電堆內(nèi)部各部件的加工成本，提高了生產(chǎn)效率。由于電堆內(nèi)部的壓力自調(diào)節(jié)，提高了電堆壽命與性能。在保證外觀尺寸不變的條件下，可以滿足電堆內(nèi)部由于熱脹冷縮空間需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明端板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明工字型緊固件示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明燃料電池電堆內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0017]下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0018]實施例1:一種燃料電池端板，適于配置于燃料電池組的兩端，該端板包括外端板
1、壓力緩沖器3和壓力分散均衡板4三部分；所述壓力緩沖器3為彈性部件，垂直設(shè)置在所述外端板I和壓力分散均衡板4之間。
[0019]每個電堆內(nèi)部可以根據(jù)電堆的尺寸大小來合理的設(shè)置壓力緩沖器3，壓力緩沖器3分別套在壓力緩沖器固定柱2上，以便于防止壓力緩沖器3的滑動。所述壓力緩沖器3為圓柱形結(jié)構(gòu)，為彈性性能的金屬材料或非金屬材料制成。
[0020]所述外端板的側(cè)邊上設(shè)置有與工型緊固件6端部適配的T型卡槽5 ;所述壓力分散均衡板4的側(cè)邊對應(yīng)位置設(shè)置有工型緊固件6中部適配的卡槽。
[0021]工作原理:燃料電池在一定的裝堆壓力下，將電堆壓到所需要的高度，分別將工字型緊固件卡在端板四周側(cè)邊上的卡槽中，然后用螺釘將工字型緊固件與端板固定在一起，形成該發(fā)明獨有的“三維一體”電堆固定裝置，保證了電堆外觀尺寸的均一性。在一定的壓力下，壓力緩沖器會有一定的形變，通過壓力緩沖器的形變量來調(diào)整電堆的內(nèi)部受力，由彈性形變所產(chǎn)生的內(nèi)部自調(diào)節(jié)力，通過壓力分散均衡板傳導(dǎo)給電堆內(nèi)部各個電池單元，有效的降低了因雙極板和膜電極的加工公差所導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力，從而可以調(diào)整電堆的外部尺寸，使之達到均一。
[0022]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池端板，適于配置于燃料電池組的兩端，其特征在于該端板包括外端板、壓力緩沖器和壓力分散均衡板三部分；所述壓力緩沖器為彈性部件，垂直設(shè)置在所述外端板和壓力分散均衡板之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池端板，其特征在于:所述外端板的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有壓力緩沖器固定柱，壓力緩沖器的一端套設(shè)在壓力緩沖器固定柱上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池端板，其特征在于:所述壓力緩沖器內(nèi)部為圓柱形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池端板，其特征在于:所述外端板的側(cè)邊上設(shè)置有與工型緊固件端部適配的T型卡槽；所述壓力分散均衡板的側(cè)邊對應(yīng)位置設(shè)置有工型緊固件中部適配的卡槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池端板，其特征在于:所述壓力緩沖器為彈性性能的金屬材料或非金屬材料制成。
【文檔編號】H01M8/02GK103779586SQ201410013203
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】程立明, 魏廣科, 王習(xí)鵬 申請人:江蘇綠遙燃料電池系統(tǒng)制造有限公司