一种燃料电池用等强度结构及燃料电池结构的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池领域，具体而言，尤其涉及一种燃料电池用等强度结构及燃料电池结构。


背景技术：

2.燃料电池在装车使用的过程中，经常出现塌腰的现象。为了避免这种现象，利用拉杆直接作为塌腰的支撑零件，结果导致电堆堆芯直接作用在拉杆上，在冲动冲击的作用下，燃料电池堆芯容易发生形变。
3.专利(cn111786000b)公开了一种压力均衡的防塌腰燃料电池结构，通过两个承托组件和两个压力调节组件以及两个挤压组件的配合，既能够防止电池单元出现塌腰的情况。
4.专利(cn210723242u)公开了一种抗塌腰的燃料电池结构，连接体和支撑体的配合提高整个电池的抗冲击能力，避免电池发生塌腰。
5.专利(cn 212380450u)公开了一种一体式燃料电池电堆的封装结构，燃料电池的堆整体的集成度大大提高，提升了燃料电池电堆的抗振动性能以及绝缘性。
6.专利(cn111786000b)结构复杂，结构空间要求高，降低电堆功率体积比；专利(cn210723242u)易造成燃料电池使用时散热不佳，影响燃料电池的使用；专利(cn 212380450u)这种抗塌腰的结构复杂，质量较大，严重影响电堆功率体积比。因此，缺少一种抗冲击性能好，绝缘性好，质量较轻的防塌腰结构。


技术实现要素：

7.根据上述提出现有燃料电池抗塌腰的结构普遍存在结构复杂，会影响电堆功率体积比等技术问题，本实用新型提供一种燃料电池用等强度结构及燃料电池结构，提供的所述燃料电池用等强度结构可降低燃料电池燃料电池电堆的质量，同时让燃料电池燃料电池电堆具有防塌腰、抗冲击特性和良好的绝缘性。
8.本实用新型采用的技术手段如下：
9.一种燃料电池用等强度结构，包括绝缘垫片和等强度支撑板；所述等强度支撑板为等强度梁，所述等强度支撑板两条侧边为弧形；所述等强度支撑板两端分别设置2个通孔；所述绝缘垫片粘接固定于所述等强度支撑板。
10.进一步地，所述等强度支撑板采用不锈钢制成。
11.进一步地，所述绝缘垫片采用橡胶制成。
12.本实用新型还提供了一种燃料电池结构，包括由若干个双极板、膜电极和集流板组成的堆芯以及安装于所述堆芯两端的盲端板和气口端板，采用了上述的燃料电池用等强度结构，还包括若干拉杆以及至少两个所述等强度结构；所述拉杆两端分别连接至所述盲端板和所述气口端板；所述等强度支撑板采用螺栓通过两端的通孔分别连接至所述盲端板和所述气口端板，所述绝缘垫片朝向所述堆芯。
13.进一步地，包括4个所述燃料电池用等强度结构。
14.进一步地，包括6个所述燃料电池用等强度结构。
15.较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
16.本实用新型提供的燃料电池用等强度结构及燃料电池结构，通过等强度理论设计的燃料电池用结构，具有结构简单，质量较小的特点；可实现良好的抗塌腰、抗冲击特性，有良好绝缘性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型所述燃料电池用等强度结构示意图。
19.图2为实施例1所述燃料电池结构示意图。
20.图3为实施例2所述燃料电池结构示意图。
21.图4为实施例3所述燃料电池结构示意图。
22.图中：1、等强度支撑板；2、绝缘垫片；3、盲端板；4、堆芯；5、气口端板；6、拉杆；7、螺栓。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
26.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随
后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
28.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
29.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
30.实施例1
31.如图1所示，本实用新型提供了一种燃料电池用等强度结构，包括绝缘垫片2和等强度支撑板1；所述等强度支撑板1为等强度梁，所述等强度支撑板1两条侧边为弧形；所述等强度支撑板1两端分别设置2个通孔；所述绝缘垫片2粘接固定于所述等强度支撑板1。
32.本技术所采用的等强度梁能够最大限度降低梁材料的使用，间接降低电堆的整体质量。若使梁各横截面上的最大正应力都相等，并均达到材料的许用应力，则称为等强度梁，即各横截面上的最大正应力都等于许用应力的梁。等强度梁一般是变截面梁，其截面变化规律为w(x)＝m(x)/[σ]，其中w(x)为距梁端x处的抗弯截面模量，m(x)为该处的弯矩，[σ]为许用正应力。为了制造方便，常用直线形或阶梯形变截面梁代替理论上的等强度梁。等强度梁的最大特点：节省材料，最大限度的提高材料的利用率；提高结构的承载力，使结构更加安全；节省空间，降低自重，提高结构的使用性。
[0033]
进一步地，本技术所述等强度支撑板1采用的是具有矩形变截面和弧形侧边的等强度梁，除了具有等强度梁具有的优点，同时兼顾了结构的合理性。
[0034]
进一步地，所述等强度支撑板1采用不锈钢制成，可以选用304不锈钢或316不锈钢。
[0035]
进一步地，所述绝缘垫片2选用吸水率低，耐温性能好，寿命高，弹性好的橡胶制成，可通过胶水粘接固定于所述等强度支撑板1内侧。
[0036]
优选地，所述绝缘垫片2采用硅橡胶制成。
[0037]
如图2所示，本实用新型还提供了一种燃料电池结构，包括由若干个双极板、膜电极和集流板组成的堆芯4以及安装于所述堆芯4两端的盲端板3和气口端板5，采用了上述的燃料电池用等强度结构，还包括若干拉杆6以及至少两个所述等强度结构；所述拉杆6两端
分别连接至所述盲端板3和所述气口端板5，通过所述拉杆6能够将所述盲端板3、所述堆芯4和所述气口端板5压紧在一起；所述等强度支撑板1采用螺栓7通过两端的通孔分别连接至所述盲端板3和所述气口端板5，所述绝缘垫片2朝向所述堆芯4。
[0038]
采用本实用新型所述的等强度结构，能够使燃料电池在重力方向上具有防塌腰和抗冲击特性。
[0039]
进一步地，所述燃料电池结构采用的所述等强度结构不小于2个，在燃料电池电堆结构允许的情况，可多个同时使用，能够增加燃料电池电堆在各个方向的防塌腰和抗冲击特性。
[0040]
实施例2
[0041]
如图3所示，本实施例提供的燃料电池结构与实施例1的区别在于，包括4个所述燃料电池用等强度结构，分别设置于所述堆芯4的四个侧面，使得燃料电池能够在重力方向具有防塌腰特性，在各个方向都有抗冲击特性。
[0042]
实施例3
[0043]
如图4所示，本实施例提供的燃料电池结构与实施例1的区别在于，包括6个所述燃料电池用等强度结构，在所述堆芯4的两个较宽侧面分别设置2个所述燃料电池用等强度结构，在两个较窄侧面分别设置1个所述燃料电池用等强度结构使得燃料电池能够在重力方向具有防塌腰特性，在各个方向都有抗冲击特性。
[0044]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。