專利名稱：一種燃料電池組的組裝外定位裝置及外定位方法
技術領域：
本發明涉及燃料電池領域，具體為一種燃料電池組的組裝外定位裝置及外定位方法。
背景技術：
燃料電池是一種將燃料與氧化劑中的化學能通過電極上的電催化反應直接轉化為電能的發電裝置。其中質子交換膜型燃料電池(PEMFC)以全氟磺酸型固體聚合物為電解質，鉑/炭電催化劑，氫或凈化重整氣為燃料，空氣或純氧為氧化劑，帶有氣體流動通道的石墨或表面改性的金屬板為雙極板。電池組的主體為MEA、雙極板及相應的密封元件的重復，一端為氧集流板，另一端為氫集流板，與這兩塊導流板相臨的是電池組的端板。電池組的組裝主要是將多節單電池羅列在一起，利用螺桿將端板(夾板)和多節電池固定在一起形成電池組。電池組的組裝的好壞，電池組的定位起到關鍵的作用。如果定位不好，電池組組裝不齊，各單元部件容易錯位，導致密封不嚴，電池組出現串氣、漏氣現象，電池組無法正常工作。電池組的定位主要有兩種，內定位和外定位。如果組裝少數節電池組，電池組只進行內定位即可；組裝完后將內定位桿取出。如果組裝節數較多的電池組，電池組只進行內定位無法保證電池組組裝過程中不發生變形、扭曲現象發生，而且組裝完后內定位桿很難取出。因此組裝多數節電池組時進行外定位是非常必要的。電池組的外定位方式有很多種，有的利用具有一定強度的金屬桿固定在電池組(雙極板)的兩側，將電池組夾緊定位。由于電池組在組裝過程中電池組的高度尺寸在不斷變化(由高變低)，此種定位無法進行全程定位，定位效果并不十分理想。還有一種定位方式為將定位桿放置在端板上的螺孔中進行定位，達到電池組全程定位的目的，但由于電池組在組裝過程中會出現微小變形，導致定位桿不易取出。定位桿要具有很好的強度，否則定位桿在電池緊固時發生變形，引起電池組變形。
發明內容
本發明的目的在于提供一種燃料電池組的組裝外定位裝置及外定位方法，利用廉價的型鋼為基材設計成結構新穎、強度較高的燃料電池外定位裝置，進行然料電池組的組裝；該方法為用于燃料電池組組裝時的一種外定位方法，采用本發明方法可以保證電池組組裝質量，且方便快捷。
本發明的技術方案是一種燃料電池組的組裝外定位裝置，包括兩端帶孔的定位桿和連接定位桿的螺桿，二定位桿平行放置，其上的孔相對，二定位桿一端的孔通過螺桿相連，二定位桿另一端的孔通過螺釘與燃料電池組的端板相連。
所述定位桿的形式采用槽鋼、角鋼、方鋼、管狀、板狀或棍狀。
所述定位桿的材質采用鋼材、硬質鋁或硬質木材。
一種燃料電池組的組裝外定位方法，利用上述定位裝置進行電池組的組裝，具體步驟如下1)將電池組一側端板放置在電池組裝車上，將定位裝置的定位桿分別利用螺釘與端板連接固定；2)將集流板及單電池組裝在一起，再將另一側端板放上；3)將定位桿上端利用螺桿進行連接拉緊定位；4)通過緊固螺桿對電池組進行緊固，當電池組緊固到要求高度時，停止對電池組的緊固，將固定定位桿的螺釘及螺桿松開，將定位裝置從電池組上取下，電池組組裝完畢。
所述定位裝置為至少兩組。
本發明的優點及有益效果是1、本發明提出一種新型的燃料電池組的組裝外定位方法，操作簡單、使用方便快捷。本發明定位方法是利用螺桿將定位桿固定到電池組雙極板兩側對電池組進行定位，組裝完畢后，定位桿可以容易地和電池組分離，避免以前定位桿穿到端板內部，電池緊固后定位桿無法取出。
2、采用本發明定位方法進行電池組的組裝，可以保證電池組在組裝時不會發生扭曲、變形現象，組裝的電池組外觀整齊、美觀。
3、本發明利用廉價的型鋼為基材設計成結構新穎、強度較高的燃料電池組組裝外定位裝置，其結構簡單、使用方便、效果明顯，提高電池組的組裝效率。
圖1為燃料電池組組裝外定位結構示意圖。
圖2為燃料電池組外定位組裝示意圖。
具體實施例方式
本發明是利用廉價的型鋼為基材設計成結構新穎、強度較高的燃料電池外定位裝置，本外定位裝置(如圖1)有兩部分組成，主要包括(1)兩端帶孔的定位桿2；(2)定位桿2之間連接螺桿1一套；定位桿2的形式可以多種多樣，可以采用槽鋼、角鋼、方鋼、管狀、板狀或棍狀等多種形式，定位桿2的材質也多種多樣，可以用鋼材、硬質鋁或硬質木材等材料。此種定位桿結構簡單、使用方便快捷。現以方鋼基材設計加工燃料電池組的外定位裝置進行說明，將定位桿2底端利用螺釘固定在燃料電池組下端板6(下端板6在此部位留有放夾具空隙和與定位桿2連接的螺絲孔3)，以此定位桿2為燃料電池的外定位桿進行電池組的各節單電池5的組裝，各單電池5組裝完畢后，加蓋燃料電池上端板4，將兩根定位桿2的上端利用螺桿1進行拉緊(防止定位桿在電池緊固過程中移位)(圖2)，然后通過緊固螺桿7對電池組進行緩慢緊固。電池組緊固到要求高度后，將定位桿2上的螺釘松開，從電池組上將外定位裝置取下，電池組組裝完畢。本發明裝置結構簡單、使用方便、效果明顯；利用此該裝置可以保證電池組在緊固過程中不會扭曲變形。
實施例1由于每臺燃料電池組結構和節數有所不同，進行燃料電池組的組裝時所要求的外定位裝置也有所不同，主要為定位桿的長度和定位桿的強度有所不同。利用上述定位方法設計出一套可供20kW(120節)燃料電池組使用的外定位裝置(采用方鋼(型號為30×30mm)為定位桿2的基材，長度為500mm，兩端帶φ8.5mm的孔3)，利用此定位裝置進行電池組的組裝，首先將陽極一側端板(下端板6)放置在電池組裝車上，將四根定位桿2分別利用M8的螺栓與端板連接固定，然后將集流板及120節單電池組裝在一起，再將陰極一側端板(上端板4)放上，將定位桿上端利用M8的螺桿進行連接拉緊，然后開始對電池組進行緩慢緊固，當電池組緊固到要求高度時，停止對電池組的緊固，將固定定位桿的螺釘及螺桿松開，將定位裝置從電池組上取下，電池組組裝完畢。利用此種定位方法組裝的電池組外觀整齊、美觀。
實施例2
利用上述定位方法設計出一套可供50kW(180節)燃料電池組使用的外定位裝置(采用63#槽鋼為定位桿的基材，長度為700mm，兩端帶φ10.5mm的孔)，進行電池組的組裝，首先將陽極一側端板(下端板6)放置在電池組裝車上，將四根定位桿分別利用M10的螺栓與端板連接固定，然后將集流板及180節單電池組裝在一起，再將陰極一側端板(上端板4)放上，再將端板上的緊固螺桿7加上，將定位桿2上端利用M10的螺桿進行連接緊固，然后開始對電池組進行緊固，當電池組緊固到要求高度時，停止對電池組的緊固，將固定定位桿的螺釘及螺桿松開，將定位裝置從電池組上取下，電池組組裝完畢。利用此種定位方法組裝的電池組外觀整齊、美觀。此種定位方法使用方便、效果明顯，可以提高電池組的組裝效率。
權利要求
1.一種燃料電池組的組裝外定位裝置，其特征在于包括兩端帶孔(3)的定位桿(2)和連接定位桿的螺桿(1)，二定位桿(2)平行放置，其上的孔(3)相對，二定位桿(2)一端的孔通過螺桿(1)相連，二定位桿(2)另一端的孔通過螺釘與燃料電池組的端板相連。
2.按照權利要求1所述燃料電池組的組裝外定位裝置，其特征在于所述定位桿(2)的形式采用槽鋼、角鋼、方鋼、管狀、板狀或棍狀。
3.按照權利要求1所述燃料電池組的組裝外定位裝置，其特征在于所述定位桿(2)的材質采用鋼材、硬質鋁或硬質木材。
4.一種燃料電池組的組裝外定位方法，其特征在于利用權利要求1所述定位裝置進行電池組的組裝，具體步驟如下1)將電池組一側端板放置在電池組裝車上，將定位裝置的定位桿分別利用螺釘與端板連接固定；2)電池組的組裝，將集流板及單電池組裝在一起，再將另一側端板放上；3)將定位桿上端的固定螺桿加上，將定位桿上端利用螺桿進行連接拉緊；4)對電池組進行緊固，當電池組緊固到要求高度時，停止對電池組的緊固，將固定定位桿的螺釘及螺桿松開，將定位裝置從電池組上取下，電池組組裝完畢。
5.按照權利要求4所述燃料電池組的組裝外定位方法，其特征在于所述定位裝置為至少兩組。
全文摘要
本發明涉及一種燃料電池組的組裝外定位裝置及外定位方法。該裝置包括兩端帶孔的定位桿和連接定位桿的螺桿，二定位桿平行放置，其上的孔相對，二定位桿一端的孔通過螺桿相連，二定位桿另一端的孔通過螺釘與燃料電池組的端板相連。該方法為1)將定位裝置的定位桿分別利用螺釘與端板連接固定；2)組裝；3)電池組定位，將定位桿上端利用螺桿進行連接拉緊進行電池組定位；4)對電池組進行緊固，當電池組緊固到要求高度時為止，將固定定位桿的螺釘及螺桿松開，將定位裝置從電池組上取下，電池組組裝完畢。該裝置結構簡單、使用方便，提高電池組的組裝效率，該方法可以保證電池組在組裝時不會發生扭曲、變形現象，組裝的電池組外觀整齊、美觀。
文檔編號H01M8/00GK1787263SQ200410082918
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月10日 優先權日2004年12月10日
發明者燕希強, 洪有陸, 羅曉寬, 張海峰, 侯明, 明平文, 衣寶廉 申請人:中國科學院大連化學物理研究所