一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，包括：固定底座；電池堆模塊，所述電池堆模塊設置在所述固定底座上；加熱裝置，所述加熱裝置設置在所述電池堆模塊外部；加壓裝置，所述加壓裝置包括加壓柱，所述加壓柱設置在所述電池堆模塊上；壓力支撐裝置，所述壓力支撐裝置包括第一頂板和至少兩個第一加壓立柱，所述第一加壓立柱分別貫穿所述加熱裝置，其一端固定在所述固定底座上，另一端固定在所述第一頂板上；所述加壓柱穿過所述第一頂板，所述加壓柱位于所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的中心。本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，能夠使電池單元堆疊均勻，有效的避免電池單元堆疊側偏的問題。
【專利說明】一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置【技術領域】
[0001]本發明屬于燃料電池生產領域，具體涉及一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，簡稱S0FC)屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環境友好地轉化成電能的全固態化學發電裝置。固體氧化物燃料電池具有燃料適應性廣、能量轉換效率高、全固態、模塊化組裝、零污染等優點，可以直接使用氫氣、一氧化碳、天然氣、液化氣、煤氣及生物質氣等多種碳氫燃料。在大型集中供電、中型分電和小型家用熱電聯供等民用領域作為固定電站，以及作為船舶動力電源、交通車輛動力電源等移動電源，都有廣闊的應用前景。
[0003]固體氧化物燃料電池大致分為兩種:一種是圓柱型，其中電極和固態電解質均繞著圓柱面覆蓋，另一種是平面型，其中固態電解質和電極都做成平面形狀。
[0004]與圓柱型固體氧化物燃料電池相比，平面型固體氧化物燃料電池在單位體積內具有更高的功率密度，更加適用于在移動裝置如汽車上使用，因此具有更加廣泛的使用前景。平面型固體氧化物燃料電池系統的核心部件是電池堆，電池堆是由多個固體氧化物燃料電池單元形成的堆疊結構。因此，在電池堆的生產過程中，保持電池單元堆疊的穩定性是決定整個固體氧化物燃料電池系統能否正常運行的關鍵。通常影響電池堆穩定性的因素包括電池單元堆疊的均勻性、電池`堆的密封性等。
[0005]在現有的電池堆生產技術中，電池堆在生產和測試的過程中，堆的高度會發生變化，電池堆生產裝置需要根據溫度變化適時調整壓力大小，而電池堆生產裝置在生產和測試過程中經常會引起電池單元堆疊的側偏，從而造成電池單元堆疊不均勻，電池堆的密封性差等缺陷，最終導致電池堆燒制的成功率較低，電池堆性能下降，壽命縮短甚至報廢。
【發明內容】
[0006]有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，能夠使電池單元堆疊均勻，有效的避免電池單元堆疊側偏的問題。
[0007]本發明提供了一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，包括:
[0008]固定底座；
[0009]電池堆模塊，所述電池堆模塊設置在所述固定底座上；
[0010]加熱裝置，所述加熱裝置設置在所述電池堆模塊外部；
[0011]加壓裝置，所述加壓裝置包括加壓柱，所述加壓柱設置在所述電池堆模塊上；
[0012]壓力支撐裝置，所述壓力支撐裝置包括第一頂板和至少兩個第一加壓立柱，所述第一加壓立柱分別貫穿所述加熱裝置，其一端固定在所述固定底座上，另一端固定在所述第一頂板上；[0013]所述加壓柱穿過所述第一頂板，所述加壓柱位于所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的中心。
[0014]優選的，所述壓力支撐裝置還包括第二頂板和至少兩個第二加壓立柱，所述第二加壓立柱，其一端固定在所述第一頂板上，另一端固定在所述第二頂板上；
[0015]所述加壓裝置還包括與所述加壓柱相連接的彈簧套筒和與所述彈簧套筒相連接的加壓螺桿；
[0016]所述加壓螺桿穿過所述第二頂板，所述加壓螺桿位于所述第二加壓立柱形成的空間的中心；
[0017]所述第二加壓立柱形成的空間的橫截面的中心與所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的中心重合。
[0018]優選的，所述第二加壓立柱形成的空間的橫截面的面積小于所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的面積。
[0019]優選的，所述第一加壓立柱為兩個，分別設置在所述固定底座的相對的兩側；所述第二加壓立柱為兩個，分別設置在所述第一頂板的兩端，且位于上述兩個第一加壓立柱的內側。
[0020]優選的，所述彈簧套筒包括:彈簧套，設置在彈簧套內部的彈簧，設置在彈簧套頂部的彈簧上壓套和設置在彈簧上壓套上的壓力塊，所述彈簧與所述加壓柱相連接；所述壓力塊與加壓螺桿相連接。
[0021 ] 優選的，所述加壓裝置還包括驅動電機，所述驅動電機與所述加壓螺桿相連接。
[0022]優選的，在電池堆模塊和加壓柱之間還設置有上墊板，所述上墊板與加壓柱相連接。
[0023]優選的，所述第一頂板上設置有定位塊，所述定位塊設置在所述第一頂板與所述加壓柱接觸的位置。
[0024]優選的，所述加熱裝置包括加熱爐底座和加熱爐；所述加熱爐底座設置在所述固定底座上；所述加熱爐設置在所述加熱爐底座上；所述加熱爐底座設置有第一加壓立柱孔。
[0025]優選的，所述加熱爐包括至少兩個爐體，所述爐體的結合面上設置有電池堆空腔、加壓柱凹槽和第一加壓立柱凹槽。
[0026]本發明提供了一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，包括:固定底座；電池堆模塊，所述電池堆模塊設置在所述固定底座上；加熱裝置，所述加熱裝置設置在所述電池堆模塊外部；加壓裝置，所述加壓裝置包括加壓柱，所述加壓柱設置在所述電池堆模塊上；壓力支撐裝置，所述壓力支撐裝置包括第一頂板和至少兩個第一加壓立柱，所述第一加壓立柱分別貫穿所述加熱裝置，其一端固定在所述固定底座上，另一端固定在所述第一頂板上；所述加壓柱穿過所述第一頂板，所述加壓柱位于所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的中心。與現有技術相比，本發明通過壓力支撐裝置逐層遞進的設置，使得固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置能夠對固體氧化物燃料電池堆進行平穩加壓，同時，本發明通過加壓裝置各部件之間的連接，保證了加壓過程中壓力穩定，不存在徑向扭力，從而使堆疊的電池單元只在垂直方向受力并且電池單元平面上受力均勻，有效的避免電池單元堆疊側偏的問題。同時，還可以實現固體氧化物燃料電池堆生產和測試過程自動化。【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的結構示意圖；
[0028]圖2為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的固定底座的結構示意圖；
[0029]圖3為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加熱爐底座的結構示意圖；
[0030]圖4為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加熱爐的結構示意圖；
[0031]圖5為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第一加壓立柱的結構示意圖；
[0032]圖6為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第一頂板的結構示意圖；
[0033]圖7為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加壓柱的結構示意圖；
[0034]圖8為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的定位塊的結構示意圖；
[0035]圖9為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的定位筒的結構示意圖；
[0036]圖10為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的陶瓷墊環的結構示意圖；
[0037]圖11為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的上墊板和下墊板的結構不意圖；
[0038]圖12為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的彈簧套和加壓柱的結構不意圖；
[0039]圖13為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加壓螺桿的結構示意圖；
[0040]圖14為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的驅動電機定位板的結構不意圖；
[0041]圖15為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第二加壓立柱的結構示意圖；
[0042]圖16為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第二頂板的結構示意圖；
[0043]圖17為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的吃力螺母的結構示意圖；
[0044]圖18為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的驅動電機導位板的結構不意圖；
[0045]圖19為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的剖面結構示意圖。【具體實施方式】
[0046]為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。
[0047]本發明提供了一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，包括:固定底座；電池堆模塊，所述電池堆模塊設置在所述固定底座上；加熱裝置，所述加熱裝置設置在所述電池堆模塊外部；加壓裝置，所述加壓裝置包括加壓柱，所述加壓柱設置在所述電池堆模塊上；壓力支撐裝置，所述壓力支撐裝置包括第一頂板和至少兩個第一加壓立柱，所述第一加壓立柱分別貫穿所述加熱裝置，其一端固定在所述固定底座上，另一端固定在所述第一頂板上；所述加壓柱穿過所述第一頂板，所述加壓柱位于所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的中心。
[0048]參見圖1，圖1為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的結構示意圖，其中，I為固定底座，2為加熱爐底座，3為加熱爐，4為下墊板，5為電池堆模塊，6為第一加壓立柱，7為上墊板，8為陶瓷墊環,9為定位套筒,10為第一頂板,11為螺母，12為平墊，13為彈墊組件,14為第二加壓立柱,15為加壓柱,16為彈簧套，17為彈簧上壓套，18為第二頂板，19為加壓螺桿，20為聯軸器，21為驅動電機，22為驅動電機定位板，23為驅動電機導位板，24為螺釘，25為吃力螺母，26為壓力塊，27為彈簧，28為定位塊，29為壓力塊固定銷。
[0049]本發明所述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置包括固定底座1，其作用在于固定整個固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，支撐加熱裝置、電池堆模塊和其他加壓裝置部件。參見圖2，圖2為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的固定底座的結構示意圖，如圖2所示，在固定底座的四邊上設置有可將固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置固定的連接扣201 ;在固定底座相對的兩側預留有壓力支撐裝置的固定孔202。
[0050]本發明所述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置包括電池堆模塊5，電池堆模塊5設置在固定底座I上，電池堆模塊由多個電池單元組成，在生產和測試過程中堆疊的電池單元被加熱燒制和平穩加壓，最終燒制成電池堆。在其他實施例中，電池堆模塊5設置在固定底座的中心；在其他實施例中，電池堆模塊5與固定底座I之間設置有下墊板4，其作用在于調節電池堆模塊5的高度，實現對不同高度的電池堆模塊進行生產和測試。
[0051]本發明所述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置包括加熱裝置，加熱裝置設置在電池堆模塊的外部，其作用在于對電池堆模塊進行加熱，從而使電池單元燒結成電池堆。本實施例中，所述加熱裝置包括加熱爐3和加熱爐底座2。加熱爐底座2設置在固定底座I上，其作用在于能夠增強加熱裝置的保溫效果和穩定性。參見圖3，圖3為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加熱爐底座的結構示意圖，如圖3所示，加熱爐底座相對兩側預留有壓力支撐裝置的穿過孔301，且與固定底座I上的壓力支撐裝置的固定孔202相對應。
[0052]在其他實施例中，加熱爐底座2中心上設置有塊狀底座302，其作用在于加強加熱爐的密閉性，增強加熱爐的加熱和保溫效果。在本實施例中，電池堆模塊5設置在加熱爐底座2的塊狀底座上，電池堆模塊5與加熱爐底座2之間設置有下墊板4，其作用在于調節電池堆模塊5的高度，能夠對不同高度的電池堆模塊進行生產和測試。
[0053]上述加熱裝置中所述加熱爐3，設置在加熱底座2上，包括左爐體和右爐體，在左右爐體的結合面上分別設置有電池堆模塊空腔、加壓柱凹槽和第一加壓立柱凹槽，其作用在于當左爐體和右爐體閉合后，電池堆模塊能夠在密閉的空腔內燒制，同時，左右爐體的加壓柱凹槽和第一加壓立柱凹槽形成加壓柱空腔和第一加壓立柱空腔，使得左右爐體能夠完全閉合，并且將電池堆模塊與加壓柱、第一加壓立柱完全隔離，在對電池堆進行加熱和壓制時，加熱和保溫效果更好。參見圖4，圖4為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加熱爐的結構示意圖，如圖4所示，左右爐體結構一樣，在左右爐體的結合面上分別設置有第一加壓立柱凹槽401，所述第一加壓立柱凹槽設置在結合面的兩側，結合后形成第一加壓立柱空腔，其作用在于左右爐閉合時，能夠將第一加壓立柱與電池堆模塊相隔離，并且使得左右爐體能夠完全閉合，增強加熱爐的加熱和保溫的效果；在左右爐體的結合面中間分別設置有加壓柱凹槽402和電池堆模塊空腔403，所述加壓柱凹槽結合后形成第一加壓立柱空腔；所述電池堆模塊空腔結合后形成加壓柱空腔。其作用在于左右爐閉合時，能夠將加壓柱與電池堆模塊相隔離，并且使得左右爐體能夠完全閉合，增強加熱爐的加熱和保溫的效果。在其他實施例中，當加熱爐底座2上設置有塊狀底座時，左右爐體閉合后，力口熱爐底座2中心上的塊狀底座302位于電池堆模塊空腔403內，其作用在于能夠增強加熱爐的加熱和保溫效果。
[0054]本發明所述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置包括壓力支撐裝置，所述壓力支撐裝置包括第一頂板10和至少兩個第一加壓立柱6，此時，本發明所述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置包括加壓裝置，所述加壓裝置包括加壓柱15。
[0055]上述壓力支撐裝置中所述至少兩個第一加壓立柱6，設置在固定底座的相對的兩偵U，與固定底座I固定。第一加壓立柱6的作用在于支撐加壓裝置，保持燃料電池堆生產和測試裝置在加壓過程中的穩定性。參見圖5，圖5為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第一加壓立柱的結構示意圖，如圖5所示，第一加壓立柱兩端加工有可供固定的螺桿501，且第一加壓立柱上還加工有至少兩個可供卡固的方形面502。在本實施例中，第一加壓立柱6穿過加熱爐底座2固定在固定底座I上。在其他實施例中，第一加壓立柱6使用螺母U、平墊12和彈墊組件13固定在固定底座I上。
[0056]上述壓力支撐裝置中所述第一頂板10，設置在至少兩個第一加壓立柱6的一端，第一加壓立柱6分別位于第一頂板10相對的兩端。第一頂板10的作用在于可以穩定加壓裝置。參見圖6，圖6為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第一頂板的結構示意圖。如圖6所示，第一頂板10上在相對的兩端加工有用于固定第一加壓立柱6的固定孔601，用于固定第二加壓立柱14的固定孔602 ;在第一頂板10的中心加工有加壓柱15可以穿過的通過孔603,在所述通過孔603的一側加工有用于固定定位塊28的固定孔604。在其他實施例中，第一頂板10使用螺母11、平墊12和彈墊組件13固定在第一加壓立柱6上。
[0057]上述加壓裝置中所述加壓柱15，設置在電池堆模塊5的正上方，其作用在于作為加壓裝置對電池堆模塊5進行加壓，使得電池堆模塊能夠在一定的壓力下進行燒制。加壓柱15穿過上述第一頂板10，位于上述兩個第一加壓立柱6形成的空間的橫截面的中心。[0058]在其他實施例中，加壓柱15—端沿軸線方向上還可以設置有定位凹槽，此時，第一頂板10上設置有定位塊28，其作用在于穩定加壓柱15，當加壓柱15穿過第一頂板10時，定位凹槽與定位塊28相匹配，在加壓過程中可以防止加壓柱產生徑向轉動，徑向定位。分別參見圖7和圖8，圖7為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加壓柱的結構示意圖，如圖7所示，加壓柱一端沿軸線方向上設置有定位凹槽701 ;圖8為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的定位塊的結構示意圖，如圖8所示，定位塊上加工有與定位凹槽相接觸的凸起801，還加工有用于固定在第一頂板上的固定孔802。
[0059]在其他實施例中，第一頂板10上設置有定位筒9，定位筒9設置在第一頂板10與電池堆模塊5之間,其作用在于穩定加壓柱15,使加壓柱15在加壓過程中不發生橫向偏移。參見圖9，圖9為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的定位筒的結構示意圖，如圖9所示，定位筒圓筒的外徑與第一頂板10的通過孔603的直徑相匹配，定位筒圓筒的內徑與加壓柱15的直徑相匹配。
[0060]在其他實施例中，加壓柱15穿過第一頂板10的位置與定位導塊28相連接，同時，加壓柱15穿過第一頂板10時也穿過定位筒9，其作用在于既可以避免加壓柱15在加壓過程中出現徑向位移，還可以避免出現橫向偏移的問題。
[0061 ] 在其他實施例中，加壓柱15與電池堆模塊5之間設置有陶瓷墊環8，陶瓷墊環的作用在于在加壓過程中加壓柱15運行更平穩。參加圖10，圖10為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的陶瓷墊環的結構示意圖，如圖10所示，陶瓷墊環圓環內徑的大小與加壓柱圓形內徑大小相匹配，加壓柱一端置于陶瓷墊環的圓環內。
[0062]在其他實施例中，陶瓷墊環8與電池推模塊5之間設置有上墊板7，上墊板7的作用在于當加壓柱15對電池堆模塊5進行加壓的過程中，壓力可以均勻的傳導在電池堆模塊上，使電池單元堆疊均勻，避免出現電池單元堆疊側偏的問題。參見圖11，圖11為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的上墊板和下墊板的結構示意圖，如圖11所示，上下墊板可以根據實際生產情況，調整大小和厚度。
[0063]本發明所述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置中，加壓裝置還可以包括彈簧套筒、加壓螺桿19和驅動電機21。此時，本發明所述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置中，壓力支撐裝置還相應包括第二頂板18和至少兩個第二加壓立柱14。
[0064]上述加壓裝置中所述彈簧套筒，彈簧套筒包括彈簧套16、設置在彈簧套內部的彈簧27，設置在彈簧套頂部的彈簧上壓套17和設置在彈簧上壓套上的壓力塊26。所述彈簧27與所述加壓柱15相連接；所述彈簧套16與彈簧上壓套17焊接固定；所述壓力塊26通過壓力塊固定銷29與彈簧上壓套17相固定；所述壓力塊26與加壓螺桿19相連接。參見圖12，圖12為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的彈簧套和加壓柱的結構示意圖，如圖12所示，彈簧套筒由彈簧套、彈簧、彈簧上壓套和壓力塊組成，彈簧設置在彈簧套內部與加壓柱相連接，彈簧套與彈簧上壓套通過焊接固定，彈簧上壓塊使用固定銷與彈簧上壓套相固定。
[0065]上述加壓裝置中所述加壓螺桿19，加壓螺桿19穿過第二頂板18，位于第二加壓立柱形成的空間的中心，加壓螺桿19通過彈簧套筒與加壓柱15相連接，可以通過加壓螺桿進行加壓，彈簧套筒的存在使得在加壓過程中，加壓柱15不會隨著壓力的增減而發生徑向轉動，保持加壓柱15僅在垂直方向上運動。參見圖13，圖13為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的加壓螺桿的結構示意圖，如圖13所示，加壓螺桿一端加工有至少兩個可供卡固的方形面1301。
[0066]上述加壓裝置中所述驅動電機21，驅動電機21通過驅動電機定位板22與驅動電機導位板23相固定，其作用在于保證驅動電機21平穩運行，并可以根據實際生產情況，調節驅動電機21在垂直方向上的位置。參見圖14，圖14為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的驅動電機定位板的結構示意圖，如圖14所示，驅動電機定位板兩端加工有驅動電機導位條1401 ;在驅動電機定位板上還加工有驅動電機定位孔1402。
[0067]在其他實施例中，驅動電機21與加壓螺桿19相連接，且在連接的位置處設置有聯軸器20。驅動電機21的作用在于可以實現燃料電池堆生產和測試過程的自動化，提高工作效率的同時減少失誤率。聯軸器20的作用在于聯接驅動電機21的主軸和加壓螺桿19，從而使電機帶動加壓螺桿進行加壓，實現生產和測試過程的自動化。
[0068]在上述固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置中，壓力支撐裝置還相應包括第二頂板18和至少兩個第二加壓立柱14。
[0069]上述壓力支撐裝置中所述第二加壓立柱14，設置在第一頂板10的兩端，位于上述兩個第一加壓立柱6的內側，且兩個第二加壓立柱14形成的空間的橫截面的中心與上述兩個第一加壓立柱6形成的空間的橫截面的中心重合，兩個第二加壓立柱14形成的空間的橫截面的面積小于上述兩個第一加壓立柱6形成的空間的橫截面的面積。其作用在于支撐加壓裝置，進一步保持燃料電池堆生產和測試裝置在加壓過程中的穩定性。參見圖15，圖15為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第二加壓立柱的結構示意圖，如圖15所示，第二加壓立柱兩端加工有可供固定的螺桿1501，且第二加壓立柱上還加工有至少兩個可供卡固的方形面1502。
[0070]上述壓力支撐裝置中所述第二頂板18，設置在至少兩個第二加壓立柱14的一端，第二加壓立柱14分別位于第二頂板18相對的兩端。其作用在于與第二加壓立柱14共同作用，可以進一步穩定加壓裝置，同時還可以固定驅動電機。參見圖16，圖16為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的第二頂板的結構示意圖，如圖16所示，第二頂板18上在相對的兩端加工有用于固定第二加壓立柱14的固定孔1601 ;在第二頂板18的四個角上加工有用于固定驅動電機導位板23的固定孔1602 ;在第二頂板18的中心加工有加壓螺桿19可以穿過的通過孔1603。在其他實施例中，第二頂板18使用螺母11、平墊12和彈墊組件13固定在第二加壓立柱14上。
[0071]在其他實施例中，在第二頂板18上設置有吃力螺母25，設置在加壓螺桿19穿過第二頂板18的位置，其作用在于加壓螺桿19在加壓過程中，可以減少加壓螺桿19與第二頂板18之間的作用力，保持電池堆生產和測試裝置在加壓過程中的更穩定。參見圖17，圖17為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的吃力螺母的結構示意圖，如圖17所示，吃力螺母的外徑與第二頂板18的通過孔1603的直徑相匹配，吃力螺母的內徑與加壓螺桿19的直徑相匹配。
[0072]在其他實施例中，第二頂板18上設置有驅動電機導位板23，設置在第二頂板18的兩端，其作用在于可以在燃料電池堆生產和測試裝置上裝有驅動電機，從而實現加壓過程自動化。參見圖18，圖18為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的驅動電機導位板的結構示意圖，如圖18所示，驅動電機導位板上設置有與驅動電機導位條1401相匹配的驅動電機導位槽1801，并加工有用于固定的固定孔1802。
[0073]實施例1
[0074]本發明提供了一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，包括:固定底座、電池堆模塊、加熱裝置、加壓裝置以及壓力支撐裝置。參見圖1和圖19，圖1為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的結構示意圖，圖19為本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置的剖面結構示意圖。如圖1和圖19所示，本發明提供了一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，包括:
[0075]固定底座1，固定底座I的四邊上設置有用于固定的連接扣，并且在相對的兩側預留有壓力支撐裝置的固定孔。
[0076]加熱爐底座2，加熱爐底座2設置在固定底座I上，加熱爐底座相對兩側預留有壓力支撐裝置的穿過孔，并且與固定底座I上的壓力支撐裝置的固定孔相對應。加熱爐底座2中心上設置有塊狀底座。
[0077]加熱爐3，設置在加熱底座2上，包括左爐體和右爐體，在左右爐體的結合面上分別設置有電池堆模塊空腔、加壓柱凹槽和第一加壓立柱凹槽。當左右爐體閉合后，能夠形成密閉的電池堆模塊空腔和獨立的加壓柱空腔和第一加壓立柱空腔。
[0078]電池堆模塊5設置在加熱爐底座2的塊狀底座上，電池堆模塊5與加熱爐底座2之間還設置有下墊板4。當上述加熱爐左右爐體閉合后，電池堆模塊、下墊板4以及加熱爐底座中心的塊狀底座都處于加熱爐的電池堆模塊空腔內。
[0079]壓力支撐裝置，上述壓力支撐裝置包括至少兩個第一加壓立柱6，穿過加熱爐底座2的的穿過孔，設置在固定底座的相對的兩側，使用螺母、平墊和彈墊組件與固定底座I固定。第一加壓立柱6兩端加工有可供固定的螺桿，且還加工有至少兩個可供卡固的方形面。
[0080]上述壓力支撐裝置包括第一頂板10，設置在至少兩個第一加壓立柱6的一端，第一加壓立柱6分別位于第一頂板10相對的兩端，使用螺母、平墊和彈墊組件固定在第一加壓立柱6上。第一頂板10在相對的兩端加工有用于固定第一加壓立柱6的固定孔，用于固定第二加壓立柱14的固定孔；在第一頂板10的中心加工有加壓柱15可以穿過的通過孔，在所述通過孔的一側加工有用于固定定位塊28的固定孔，在所述通過孔位置設置有定位筒9，定位筒9設置在第一頂板10與電池堆模塊5之間。
[0081]加壓裝置，上述加壓裝置包括加壓柱15，設置在電池堆模塊5的正上方，穿過上述第一頂板10，位于上述兩個第一加壓立柱6形成的空間的橫截面的中心。加壓柱15 —端沿軸線方向上設置有定位凹槽，與第一頂板10上的定位塊28相匹配，同時，加壓柱15在穿過上述第一頂板時，也穿過定位筒9且與定位塊28相連接。加壓柱15與電池堆模塊5之間還設置有陶瓷墊環8和上墊板7，加壓柱一端置于陶瓷墊環8的圓環內，陶瓷墊環8置于上墊板7上，上墊板7與電池堆模塊5相接觸。
[0082]上述加壓裝置還包括彈簧套筒、加壓螺桿19和驅動電機21。上述彈簧套筒由包彈簧套16、設置在彈簧套內部的彈簧27，設置在彈簧套頂部的彈簧上壓套17和設置在彈簧上壓套上的壓力塊26組成。所述彈簧27與所述加壓柱15相連接；所述彈簧套16與彈簧上壓套17焊接固定；所述壓力塊26通過壓力塊固定銷與彈簧上壓套17相固定；所述壓力塊26與加壓螺桿19相連接，加壓螺桿19的另一端與驅動電機21通過聯軸器20相連接，加壓螺桿19與聯軸器相連接的這端還加工有可供卡固的方形面。驅動電機21還加裝有用于固定的驅動電機定位板22，驅動電機定位板22上還加工有驅動電機導位條。
[0083]在本實施例中，為更好的支撐上述加壓裝置，壓力支撐裝置還包括第二頂板18和至少兩個第二加壓立柱14。所述至少兩個第二加壓立柱14設置在第一頂板10的兩端，位于上述兩個第一加壓立柱6的內側，且兩個第二加壓立柱14形成的空間的橫截面的中心與上述兩個第一加壓立柱6形成的空間的橫截面的中心重合，兩個第二加壓立柱14形成的空間的橫截面的面積小于上述兩個第一加壓立柱6形成的空間的橫截面的面積。所述第二加壓立柱14的兩端加工有可供固定的螺桿，且還加工有至少兩個可供卡固的方形面。
[0084]上述第二頂板18設置在至少兩個第二加壓立柱14的一端，第二頂板18在相對的兩端加工有用于固定第二加壓立柱14的固定孔，第二加壓立柱14使用螺母、平墊和彈墊組件分別固定在第二頂板18兩端的固定孔上。
[0085]上述第二頂板18的中心加工有加壓螺桿19可以穿過的通過孔，通過孔設置在第二加壓立柱形成的空間的中心；還在通過孔處設置有吃力螺母25，加壓螺桿19穿過第二頂板18，同時也穿過吃力螺母25，吃力螺母的外徑與第二頂板18的通過孔的直徑相匹配，吃力螺母的內徑與加壓螺桿19的直徑相匹配。
[0086]上述第二頂板18的四個角上加工有用于固定驅動電機導位板23的固定孔，驅動電機導位板23通過螺釘24固定在第二頂板18的固定孔上，驅動電機導位板23還設置有驅動電機導位槽，該導位槽與驅動電機導位條相匹配。上述加壓裝置中的驅動電機21通過驅動電機定位板22和驅動電機導位板23固定在第二頂板18上。
[0087]本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，具體工作過程如下:
[0088]首先打開左右爐體，將下墊板放置在加熱爐底座中心的塊狀底座上面，再依次將電池堆模塊、上壓板、陶瓷墊環放在其上，然后將加壓柱放置在陶瓷墊環上，再將彈簧套筒和加壓螺桿依次連接在加壓柱上，最后直接用扳手旋轉加壓螺桿來給電池堆加壓，加到預定壓力后，將左爐體和右爐體放置在加熱底座上，閉合鎖緊后就可以開啟加熱爐進行加熱了，加熱試驗過程中可以隨時根據需要增減所加壓力的大小。
[0089]本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，具體工作過程還可以優選為:
[0090]首先打開左右爐體，將下墊板放置在加熱爐底座中心的塊狀底座上面，再依次將電池堆模塊、上壓板、陶瓷墊環放在其上，然后將加壓柱放置在陶瓷墊環上，再將彈簧套筒和加壓螺桿、聯軸器和驅動電機依次連接，并將驅動電機卡固在驅動電機導位板上，最后啟動驅動電機旋轉加壓螺桿給電池堆加壓，加到預定壓力后，將左爐體和右爐體放置在加熱底座上，閉合鎖緊后就可以開啟加熱爐進行加熱了，加熱試驗過程中可以隨時根據需要增減所加壓力的大小。
[0091]采用本發明提供的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，通過壓力支撐裝置逐層遞進的設置，使得固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置能夠對固體氧化物燃料電池堆進行平穩加壓，同時，本發明通過加壓裝置各部件之間的連接，保證了加壓過程中壓力穩定，不存在徑向扭力，從而使堆疊的電池單元只在垂直方向受力并且電池單元平面上受力均勻，有效的避免電池單元堆疊側偏的問題。同時，還可以實現固體氧化物燃料電池堆生產和測試過程自動化。
[0092]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，包括: 固定底座； 電池堆模塊，所述電池堆模塊設置在所述固定底座上； 加熱裝置，所述加熱裝置設置在所述電池堆模塊外部； 加壓裝置，所述加壓裝置包括加壓柱，所述加壓柱設置在所述電池堆模塊上； 壓力支撐裝置，所述壓力支撐裝置包括第一頂板和至少兩個第一加壓立柱，所述第一加壓立柱分別貫穿所述加熱裝置，其一端固定在所述固定底座上，另一端固定在所述第一頂板上； 所述加壓柱穿過所述第一頂板，所述加壓柱位于所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的中心。
2.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述壓力支撐裝置還包括第二頂板和至少兩個第二加壓立柱，所述第二加壓立柱，其一端固定在所述第一頂板上，另一端固定在所述第二頂板上； 所述加壓裝置還包括與所述加壓柱相連接的彈簧套筒和與所述彈簧套筒相連接的加壓螺桿； 所述加壓螺桿穿過所 述第二頂板，所述加壓螺桿位于所述第二加壓立柱形成的空間的中心； 所述第二加壓立柱形成的空間的橫截面的中心與所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的中心重合。
3.根據權利要求2所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述第二加壓立柱形成的空間的橫截面的面積小于所述第一加壓立柱形成的空間的橫截面的面積。
4.根據權利要求2所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述第一加壓立柱為兩個，分別設置在所述固定底座的相對的兩側；所述第二加壓立柱為兩個，分別設置在所述第一頂板的兩端，且位于上述兩個第一加壓立柱的內側。
5.根據權利要求2所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述彈簧套筒包括:彈簧套，設置在彈簧套內部的彈簧，設置在彈簧套頂部的彈簧上壓套和設置在彈簧上壓套上的壓力塊，所述彈簧與所述加壓柱相連接；所述壓力塊與加壓螺桿相連接。
6.根據權利要求2所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述加壓裝置還包括驅動電機，所述驅動電機與所述加壓螺桿相連接。
7.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，在電池堆模塊和加壓柱之間還設置有上墊板，所述上墊板與加壓柱相連接。
8.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述第一頂板上設置有定位塊，所述定位塊設置在所述第一頂板與所述加壓柱接觸的位置。
9.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括加熱爐底座和加熱爐；所述加熱爐底座設置在所述固定底座上；所述加熱爐設置在所述加熱爐底座上；所述加熱爐底座設置有第一加壓立柱孔。
10.根據權利要求9所述的固體氧化物燃料電池堆生產和測試裝置，其特征在于，所述加熱爐包括至少兩個爐體，所述爐體的結合面上設置有電池堆空腔、加壓柱凹槽和第一加壓立柱凹槽。 ·
【文檔編號】H01M8/24GK103441296SQ201310385899
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】王蔚國, 鄭益鋒, 覃朝暉, 官萬兵, 牛金奇, 呂新顏, 王成田, 翟惠娟, 劉武 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所