燃料电池电堆支撑装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体地，涉及一种燃料电池电堆支撑装置。


背景技术：

2.燃料电池单片电池的电压低，无法满足实际工作的需求，因此需要将一定数量的单电池串联组装在一起构成电堆，来满足燃料电池大功率的使用需求。电堆装配时，需要通过端板配合紧固件将各节单电池组装堆叠成紧密封装的多级电堆结构，再利用绑带或者螺杆将使各电池组件压紧。相关技术中的电堆装配时在同一平台上将电堆组装堆叠和压紧，电堆组装堆叠和压紧不能同时进行，工作效率低。


技术实现要素：

3.本实用新型是基于实用新型人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本实用新型的实施例提出一种燃料电池电堆支撑装置，该燃料电池电堆支撑装置，可以使电堆组装堆叠和压紧同时进行，进而可以提高工作效率。
6.本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置包括：工作台；支撑平台，所述支撑平台设在所述工作台的上表面上；堆叠平台，所述堆叠平台设在所述工作台的上表面上，所述堆叠平台和所述支撑平台在第一水平方向上间隔布置；和转运轨道，所述转运轨道沿所述第一水平方向延伸，所述转运轨道设在所述工作台的上表面上且位于所述堆叠平台和所述支撑平台之间。
7.本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置利用堆叠平台进行电堆组装堆叠，堆叠好的电堆可以通过后转运轨道移动到支撑平台，再利用支撑平台进行电堆压紧，因此，本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置在利用支撑平台压紧电堆的同时可以利用堆叠平台进行电堆组装堆叠，从而可以提高工作效率。
8.由此，本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置可以使电堆组装堆叠和压紧同时进行，进而可以提高工作效率。
9.在一些实施例中，所述支撑平台的上表面设有供绑带穿过且沿所述第一水平方向延伸的多个第一避让槽，多个所述第一避让槽沿第二水平方向间隔布置，所述支撑平台包括在第一水平方向上相对的第一侧面和第二侧面，所述第一避让槽贯穿所述第一侧面和所述第二侧面；所述堆叠平台包括在所述第一水平方向上相对的第七侧面和第八侧面，所述堆叠平台的上表面设有多个第三避让槽，所述第三避让槽沿所述第一水平方向延伸且贯穿所述第七侧面和所述第八侧面，多个所述第三避让槽沿所述第二水平方向间隔布置，多个所述第一避让槽与多个所述第三避让槽在所述第一水平方向上一一对应，所述第一水平方向垂直于所述第二水平方向；所述转运轨道为多个，多个所述转运轨道沿所述第二水平方向间隔布置，多个所述转运轨道与多个所述第一避让槽在所述第一水平方向上一一对应。
10.在一些实施例中，所述燃料电池电堆支撑装置还包括第一直线驱动组件，所述第
一直线驱动组件包括第一直线驱动部和移动件，所述第一直线驱动部设在所述工作台上，所述第一直线驱动部与连接件相连，以便驱动所述连接件在所述第一水平方向上移动，所述连接件适于与所述电堆相连或者接触。
11.在一些实施例中，所述第一直线驱动部包括第二驱动器、第一滑轨和第一滑块，所述第一滑块沿所述第一水平方向可移动地设在所述第一滑轨上，所述第二驱动器与所述第一滑块相连以便驱动所述第一滑块沿所述第一水平方向移动，所述连接件与所述第一滑块相连。
12.在一些实施例中，所述连接件包括驱动本体、第一卡爪和第二卡爪，所述第一卡爪绕其转动轴线在第一位置和第二位置之间可转动地设在所述驱动本体上，所述第二卡爪绕其转动轴线在第三位置和第四位置之间可转动地设在所述驱动本体上，所述第一卡爪的转动轴线以及所述第二卡爪的转动轴线沿上下方向延伸，其中，所述第一卡爪位于所述第一位置且所述第二卡爪位于所述第三位置时，所述第一卡爪和所述第二卡爪卡紧所述电堆，所述第一卡爪位于所述第二位置且所述第二卡爪位于所述第四位置时，所述第一卡爪和所述第二卡爪释放所述电堆。
13.在一些实施例中，所述转运轨道包括轨道本体和多个滚珠，多个所述滚珠沿所述第一水平方向间隔布置，所述滚珠绕其转动轴线可转动地设在所述轨道本体上，所述滚珠的转动轴线沿第二水平方向延伸，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向。
14.在一些实施例中，所述支撑平台的上表面设有第一凸出部和第二凸出部，所述第一凸出部和所述第二凸出部在所述第二水平方向上间隔布置，所述第一凸出部和所述第二凸出部沿所述第一水平方向延伸，所述第一避让槽的至少部分形成在所述第一凸出部和所述第二凸出部之间。
15.在一些实施例中，所述支撑平台包括进气腔和出气腔，所述支撑平台的上表面设有与所述进气腔连通的第一进气孔以及与所述出气腔连通的第一出气孔，所述支撑平台设有与所述进气腔连通的第二进气孔以及与所述出气腔连通的第二出气孔。
16.在一些实施例中，所述支撑平台的上表面设有第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第一环形凹槽环绕所述第一进气孔，所述第二环形凹槽环绕所述第一出气孔，所述第一环形凹槽内设有第一环形密封件，所述第二环形凹槽内设有第二环形密封件
17.在一些实施例中，所述燃料电池电堆支撑装置还包括测距组件，所述测距组件包括检测架和距离检测器，所述检测架设在所述工作台的上表面上且邻近所述支撑平台设置，所述距离检测器沿上下方向可移动地设在所述检测架上。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置的结构示意图。
19.图2是本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置的支撑平台的结构示意图。
20.图3是本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置的电堆组件的结构示意图。
21.图4是本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置的电堆组件的结构示意图。
22.图5是本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置的测距组件的结构示意图
23.附图标记：
24.工作台1；
25.支撑平台2；第一侧面21；第二侧面22；进气腔23；第一进气孔231；出气腔24；第一出气孔241；第三侧面25；第二进气孔251；第四侧面26；第二出气孔261；第一环形凹槽27；第二环形凹槽28；第一避让槽29；第一凸出部291；第二凸出部292；第二通孔 201；第三通孔202；第四通孔203；
26.电堆3；定位槽31；
27.堆叠组件4；堆叠平台41；第五侧面411；第六侧面412；第二避让槽413；第一定位组件42；定位块421；第一定位面4211；第二定位面4212；第三定位面4213；第四定位面4214；第二定位组件43；定位杆431；避让缺口432；夹具44；顶板441；第一侧板442；
28.运转轨道5；滚珠51；
29.第一直线驱动部6；第二驱动器61；第一滑轨62；第一滑块63；移动件64；驱动本体 641；第一卡爪642；第二卡爪643；
30.测距组件7；检测架41；距离检测器72。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
32.如图1-5所示，本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置包括：工作台1、支撑平台 2、堆叠平台4和转运轨道5。
33.支撑平台2设在工作台1的上表面上，堆叠平台2设在工作台的上表面上，堆叠平台4 和支撑平台2在第一水平方向(如图1中的前后方向)上间隔布置，转运轨道5沿第一水平方向延伸，转运轨道5设在工作台1的上表面上且位于堆叠平台4和支撑平台2之间。
34.具体地，如图1所示，堆叠平台位于支撑平台的前方，转运轨道用于将电堆移动的支撑平台上。
35.也就是说，本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置利用堆叠平台进行电堆组装堆叠，堆叠好的电堆可以通过后转运轨道移动到支撑平台，再利用支撑平台进行电堆压紧，因此，本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置在利用支撑平台压紧电堆的同时可以利用堆叠平台进行电堆组装堆叠，从而可以提高工作效率。
36.由此，本实用新型实施例的燃料电池电堆支撑装置可以使电堆组装堆叠和压紧同时进行，进而可以提高工作效率。
37.在一些实施例中，如图2所示，支撑平台2的上表面设有供绑带穿过且沿第一水平方向延伸的多个第一避让槽29，多个第一避让槽29沿第二水平方向(如图1中的左右方向) 间隔布置，支撑平台2包括在第一水平方向上相对的第一侧面21和第二侧面22，第一避让槽29贯穿第一侧面21和第二侧面22。
38.可以理解的是，支撑平台2的前侧面为第一侧面21，支撑平台2的后侧面为第二侧面 22，第一避让槽29的延伸方向与前后方向一致，第一避让槽29贯穿第一侧面21和第二侧面22便于将绑带穿过第一避让槽29，支撑平台2设有多个第一避让槽29以实现放置多条绑带。
39.如图3和图4所示，堆叠平台4包括在第一水平方向上相对的第五侧面411和第六侧
面412，堆叠平台4的上表面设有多个第二避让槽，第二避让槽沿第一水平方向延伸且贯穿第五侧面和第六侧面，多个第二避让槽沿第二水平方向间隔布置，多个第一避让槽与多个第二避让槽在第一水平方向上一一对应，第一水平方向垂直于第二水平方向。
40.具体地，堆叠平台4的前端面为第五侧面411，堆叠平台4的后端面为第六侧面412，第二避让槽413的延伸方向与前后方向平行，多个第二避让槽沿左右方向间隔布置。
41.运转轨道5为多个，多个运转轨道5沿第二水平方向间隔布置，多个运转轨道5与多个第一避让槽29在第一水平方向上一一对应。可以理解的是，多个运转轨道5的设置有利于在移动电堆3时，保证电堆3平稳。
42.在一些实施例中，如图1和图3所示，本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置还包括第一直线驱动组件，第一直线驱动组件包括第一直线驱动部6和移动件64，第一直线驱动部6设在工作台1上，第一直线驱动部6与移动件64相连，以便驱动移动件64在第一水平方向上移动，移动件64适于与电堆3相连或者接触。
43.具体地，如图1和图3所示，第一直线驱动部6有两个，两个第一直线驱动部6沿左右方向间隔布置，两个第一直线驱动部6中至少有一个为驱动件，则另一个第一直线驱动部6为从动件，该驱动件驱动移动件64移动时，带动该从动件移动，以保证移动件64移动的稳定性，当然，两个第一直线驱动部6可以均为驱动件，保证驱动件的移动速度一致即可。
44.例如，第一直线驱动部6包括第二驱动器61、第一滑轨62和第一滑块63，第一滑块 63沿第一水平方向可移动地设在第一滑轨62上，第二驱动器61与第一滑块63相连以便驱动第一滑块63沿第一水平方向移动，移动件64与第一滑块63相连。也就是说，第一直线驱动部6为直线模组。
45.当然，第一直线驱动部6还可以为电缸或者气缸，或者其它可以驱动移动件64沿前后方向移动传动机构。
46.在一些实施例中，如图3所示，移动件64包括驱动本体641、第一卡爪642和第二卡爪643，第一卡爪642绕其转动轴线在第一位置和第二位置之间可转动地设在驱动本体641 上，第二卡爪643绕其转动轴线在第三位置和第四位置之间可转动地设在驱动本体641上，第一卡爪642的转动轴线以及第二卡爪643的转动轴线沿上下方向延伸，其中，第一卡爪 642位于第一位置且第二卡爪643位于第三位置时，第一卡爪642和第二卡爪643卡紧电堆3，第一卡爪642位于第二位置且第二卡爪643位于第四位置时，第一卡爪642和第二卡爪643释放电堆3。
47.具体地，如图3所示，第一卡爪642的转轴与第二卡爪643的转轴可以固定设在驱动本体641上，则第一卡爪642和第二卡爪643绕其转轴可转动，通过驱动卡爪转动以实现卡爪卡紧或释放电堆3。或者，第一卡爪642的转轴与第二卡爪643的转轴可转动地设在驱动本体641上，则第一卡爪642和第二卡爪643分别固定在其转轴上，通过驱动转轴转动以实现卡爪卡紧或释放电堆3。
48.可以理解的是，第一卡爪642和第二卡爪643卡紧电堆3时，通过运转轨道5转运堆叠平台41，保证电堆3在堆叠平台41上的稳定。当堆叠平台41移动至支撑平台2上时，驱动第一卡爪642和第二卡爪643卡转动并使其释放电堆3。
49.在一些实施例中，如图3所示，运转轨道5包括轨道本体和多个滚珠51，多个滚珠51 沿第一水平方向间隔布置，滚珠51绕其转动轴线可转动地设在轨道本体上，滚珠51的转动
轴线沿第二水平方向延伸，第二水平方向垂直于第一水平方向。
50.具体地，如图3所示，轨道本体包括滚珠51槽，滚珠51槽的延伸方向与轨道本体的延伸方向一致，滚珠51槽用于放置滚珠51。
51.在一些实施例中，如图2所示，支撑平台2的上表面设有第一凸出部291和第二凸出部292，第一凸出部291和第二凸出部292在第二水平方向上间隔布置，第一凸出部291 和第二凸出部292沿第一水平方向延伸，第一避让槽29的至少部分形成在第一凸出部291 和第二凸出部292之间。
52.可以理解的是，支撑平台2的上表面设有第一凸出部291和第二凸出部292，其中第一凸出部291和第二凸出部292之间可以形成第一避让槽29，或者，如图3所示，支撑平台 2的上表面开设第一避让槽29，第一凸出部291和第二凸出部292设在第一避让槽29的两侧。
53.也就是说，第一避让槽29用于避让捆绑电堆3的夹具44，当支撑平台2的上表面设有第一凸出部291和第二凸出部292时，将带有夹具44的电堆运送至支撑平台2上，此时，夹具44置于第一避让槽29内，以实现避让夹具44的功能。
54.或者，当支撑平台2的上表面开设第一避让槽29，第一凸出部291和第二凸出部292 设在支撑平台2的上表面，则第一凸出部291和第二凸出部292之间的距离大于第一避让槽29的宽度距离，以便实现避让不同宽度的夹具44。当然，在支撑平台2上放置不同宽度的绑带时，即，绑带较宽时，可以将绑带置于第一凸出部291和第二凸出部292之间；绑带较窄时，可以将绑带置于第一避让槽29内。
55.在一些实施例中，如图2所示，支撑平台2包括进气腔23和出气腔24，支撑平台2 的上表面设有与进气腔23连通的第一进气孔231以及与出气腔24连通的第一出气孔241，支撑平台2设有与进气腔23连通的第二进气孔251以及与出气腔24连通的第二出气孔261。
56.可以理解的是，如图2所示，支撑平台2还包括第三侧面25和第四侧面26，第三侧面 25和第四侧面26在左右方向上相对设置，支撑平台2的左侧面为第三侧面25，支撑平台 2的右侧面为第四侧面26，第二进气孔251设在第三侧面25上，第二出气孔261设在第四侧面26上。电堆3包括进口和出口，第一进气口用于连通进口与进气腔，第一出气孔用于连通出口与出气腔，以便可利用本实用新型实施例的支撑平台对电堆3进行气密性检测，从而可以提高电堆3的安全性。
57.在一些实施例中，如图2所示，支撑平台2的上表面设有第一环形凹槽27和第二环形凹槽28，第一环形凹槽27环绕第一进气孔231，第二环形凹槽28环绕第一出气孔241，第一环形凹槽27内设有第一环形密封件，第二环形凹槽28内设有第二环形密封件。
58.可以理解的是，第一环形凹槽27有三个，三个第一环形凹槽27与三个第一进气孔231 一一对应，第二环形凹槽28有三个，三个第二环形凹槽28与三个第一出气孔241一一对应。第一环形凹槽27的轮廓与第一进气口的轮廓大体一致，每个第一环形凹槽27内均设有第一环形密封件(图中未示出)，第二环形凹槽28的轮廓与第一出气口的轮廓大体一致，每个第二环形凹槽28内均设有第二环形密封件(图中未示出)。
59.优选地，第一环形密封件的部分置于第一环形凹槽27内，即第一环形密封件的上表面高于支撑平台2的上表面。第二环形密封件的部分置于第二环形凹槽28内，即第二环形密封件的上表面高于支撑平台2的上表面。也就是说，当进行电堆气密性检测时，利用下压装置使电堆3的下表面挤压支撑平台2的上表面，由于，第一环形密封件的上表面和第二密
封件的上表面均高于支撑平台2的上表面，因此，第一环形密封件和第二环形密封件也会被挤压，从而提高了进气腔23、电堆3以及出气腔24连接的密封性，有利于进行电堆3 的气密性检测。
60.在一些实施例中，如图1和图5所示，本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置还包括测距组件7，测距组件7包括检测架71和距离检测器72，检测架71设在工作台1的上表面上且邻近支撑平台2设置，距离检测器72沿上下方向可移动地设在检测架71上。
61.具体地，距离检测器72包括红外探头，距离检测器72沿上下方向移动可以检测电堆3 中不同高度的膜电极和双极板等组件与红外探头之间的距离，以测量电堆3各组件的堆叠位置精度。
62.可以理解的是，距离检测器72可以由垂直驱动器驱动，即垂直驱动器包括驱动部，驱动部与距离检测器72相连，垂直驱动器启动可以控制驱动部沿上下方向移动，从而带动距离检测器72沿上下方向移动。
63.需要说明的是，垂直驱动器可以为电缸、气缸或者直线模组等。
64.在一些实施例中，如图3和图4所示，本实用新型实施例的燃料电池电堆装配装置的堆叠组件4还包括第一定位组件42，第一定位组件42可拆卸地设在堆叠平台41的上表面上，第一定位组件42的内侧设有与电堆3的外周面接触的定位面。
65.具体地，如图3和图4所示，第一定位组件42的下端可以通过卡接或者螺钉等连接件可拆卸地设在堆叠平台41的上表面上，第一定位组件42的延伸方向与上下方向一致。
66.可以理解的是，第一定位组件42的内侧设有定位面，即，在组装电堆3时，可以将电堆3放在堆叠平台41上且使第一端面的外周面与第一定位组件42的内侧接触，从而实现对电堆3定位功能。
67.在一些实施例中，如图3和图4所示，第一定位组件42包括多个定位块421，多个定位块421沿电堆3的周向间隔布置，多个定位块421中的至少一者设有第一定位面4211，多个定位块421中的至少一者设有第二定位面4212，多个定位块421中的至少一者设有第三定位面4213，多个定位块421中的至少一者设有第四定位面4214。
68.具体地，如图3和图4所示，第一定位块421、第二定位块421、第三定位块421和第四定位块421大致呈矩形设置，第一定位块421的内侧面(即临近电堆3的侧面)形成第一定位面4211和第二定位面4212，同理，第二定位块421的内侧面形成第三定位面4213 和第二定位面4212；第三定位块421的内侧面形成第四定位面4214和第二定位面4212；第四定位块421的内侧面形成第四定位面4214和第一定位面4211。
69.在一些实施例中，如图4所示，堆叠组件4还包括第二定位组件43，第二定位组件43 可拆卸地设在堆叠平台41的上表面上，第二定位组件43包括多个定位杆431，多个定位杆431沿电堆3的周向间隔布置，定位杆431邻近电堆3的一侧与电堆3的外周面接触，电堆3的外周面设有多个沿电堆3的周向间隔布置的定位槽31，多个定位杆431一一对应地配合在定位槽31内。
70.具体地，如图4所示，第二定位组件43的下端可以通过卡接或者螺钉等连接件可拆卸地与堆叠平台41的上表面相连，第二定位组件43的延伸方向与上下方向一致，定位杆431 邻近电堆3的一侧与电堆3的外周面接触，便于组装电堆3时对电堆3的电堆3进行定位，多个定位杆431一一对应地配合在定位槽31内，可以对电堆3进行定位。
71.也就是说，当电堆3堆叠完成后，可以将第一定位组件42和第二定位组件43拆除，以便通过运转轨道5将电堆3转运至支撑平台2上。
72.需要说明的是，支撑平台为可更换工装，即，当绑带的宽度、间距和数量调整时，或者，当电堆的尺寸、进气腔和出气腔的尺寸、形状及位置等调整时，可通过更换支撑平台以匹配不同规格的绑带或者电堆。
73.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
74.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
75.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
76.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
77.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
78.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。