紧固拉杆、燃料电池电堆、燃料电池模块以及车辆的制作方法

1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种紧固拉杆、燃料电池电堆、燃料电池模块以及车辆。


背景技术：

2.质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，pemfc)是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的发电装置，其具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单和操作方便等优点，因此燃料电池被广泛地应用于汽车行业、能源发电、船舶工业、航空航天、家用电源等行业。
3.燃料电池发展日新月异，市场上对功率的需求各不相同。与此同时，高成本是制约燃料电池电堆推广的重要阻碍之一。为了满足市场化的需求，需要提供多种功率选择，且降低成本，但目前的燃料电池无法满足市场化的需求。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种紧固拉杆、燃料电池电堆、燃料电池模块以及车辆，可以提升零件的通用性，以匹配不同功率需求的电堆紧固高度。
5.实现本发明技术目的的方案为，一种紧固拉杆，用于连接燃料电池的盲端端板组件和进气端板，所述紧固拉杆为长度可调的结构，包括第一拉杆和第二拉杆，第一拉杆和第二拉杆至少部分重叠且可拆卸连接。
6.在某些实施例中，所述第一拉杆和所述第二拉杆通过定位结构定位连接，所述第一拉杆和/或所述第二拉杆设有用于安装所述定位结构的至少两个连接位；所述至少两个连接位沿所在的第一拉杆/第二拉杆的长度方向间隔设置。
7.在某些实施例中，所述第一拉杆和所述第二拉杆上均设有定位孔；和/或，所述第一拉杆和所述第二拉杆上设置有匹配的定位台和定位孔；
8.所述定位结构为定位销和/或所述定位台；所述定位孔构成所述连接位，所述定位台/所述定位销设置于所述定位孔中。
9.在某些实施例中，所述第一拉杆和第二拉杆均包括拉杆本体和连接于所述拉杆本体一端的连接部；所述连接部包括用于连接端板的端板连接部和用于连接拉杆本体的本体连接部，本体连接部与所述拉杆本体呈角度设置。
10.在某些实施例中，拉杆本体包括连接的限位部和对接部，所述本体连接部连接于所述限位部，所述连接位设于所述对接部。
11.在某些实施例中，所述第一拉杆的对接部为平板；所述第二拉杆的对接部为横截面呈l型的板件，所述第一拉杆的对接部设于l型的板件的l型槽中。
12.在某些实施例中，第一拉杆的限位部与第二拉杆的限位部结构相同；且所述限位部的宽度与所述第二拉杆的对接部的宽度相同；限位部的厚度与所述第二拉杆的对接部的厚度相同；
13.所述第一拉杆的对接部的横截面尺寸与所述第一拉杆的对接部的l型槽相匹配。
14.在某些实施例中，所述紧固拉杆还包括绝缘支撑件；所述紧固拉杆和/或所述绝缘支撑件上设置有限位结构。
15.在某些实施例中，所述绝缘支撑件具有容纳所述紧固拉杆的沉槽；所述沉槽的槽面上设有限位孔；
16.所述紧固拉杆的所述定位台/定位销与所述限位孔构成所述限位结构；和/或，所述第一拉杆和所述第二拉杆中更靠近所述绝缘支撑件的一个的下表面上设置有与所述限位孔匹配的限位台，所述限位台与所述限位孔构成所述限位结构。
17.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种燃料电池电堆，包括，
18.堆体，包括沿堆叠方向依次设置的盲端端板组件、盲端集流板、堆芯、进气端集流板和进气端板；
19.紧固组件，包括至少两个紧固拉杆，所述紧固拉杆的所述第一拉杆和所述第二拉杆分别连接所述盲端端板组件和所述进气端板；
20.堆芯等效体，夹设于所述堆体内、且位于所述堆芯沿所述堆叠方向的至少一侧，以配合所述紧固组件调节所述燃料电池电堆的高度。
21.在某些实施例中，所述堆芯等效体包括至少一个等效件。
22.在某些实施例中，所述等效件为导电件，且所述等效件与所述堆芯的双极板形状匹配，所述等效件设置于所述进气集流板和/或所述盲端集流板靠近所述堆芯的一侧。
23.在某些实施例中，所述等效件包括双极板等效体和/或膜电极等效体。
24.在某些实施例中，所述等效件为绝缘件，所述等效件设置于所述进气集流板和/或所述盲端集流板远离所述堆芯的一侧。
25.在某些实施例中，所述堆芯等效体包括至少两个等效件，相邻两个所述等效件之间、所述等效件与所述堆体之间设有密封圈。
26.在某些实施例中，在由所述紧固组件施加紧固力的条件下，所述堆芯等效体的厚度为所述堆芯的单电池的厚度的整数倍。
27.在某些实施例中，至少一个所述等效件上设有减重孔。
28.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种燃料电池模块，包括上述的燃料电池电堆。
29.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种车辆，包括上述的燃料电池电堆；或者，上述的燃料电池模块。
30.由上述技术方案可知，本发明提供的紧固拉杆，用于连接燃料电池的盲端端板组件和进气端板，紧固拉杆为长度可调的结构，包括第一拉杆和第二拉杆，第一拉杆和第二拉杆至少部分重叠且可拆卸连接，通过设置紧固拉杆的调节挡位，确定紧固拉杆的可选紧固长度，不同的挡位的紧固长度对应不同高度的电堆，也对应不同的堆芯单电池的片数，从而对应不同的电堆功率，可以实现紧固拉杆在不同功率设计的电堆模块的紧固通用，使得一套电堆零件可以满足不同的功率需求、匹配不同功率需求的电堆紧固高度，有利于电堆的成本控制，提升了低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
31.本发明提供的一种燃料电池电堆包括堆体、紧固组件和堆芯等效体，其中：堆体包括沿堆叠方向依次设置的盲端端板组件、盲端集流板、堆芯、进气端集流板和进气端板；紧
固组件包括至少两个上述的紧固拉杆，紧固拉杆的第一拉杆和第二拉杆相近端可拆卸连接、远离端分别连接盲端端板组件和进气端板，以适应不同功率需求的电堆高度需求，以满足不同功率需求电堆的紧固高度。由于紧固拉杆的长度调节的有限性，无法实现多档位的调节，堆芯等效体夹设于堆体内、且位于堆芯沿堆叠方向的至少一侧，以配合紧固组件调节燃料电池电堆的高度，堆芯等效体的厚度在压装过程中根据功率需求选用，可以极大地提高零件的通用化率，降低电堆的成本，有利于提升低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
附图说明
32.图1为本发明实施例1提供的紧固拉杆的主视图；
33.图2为图1中的紧固拉杆的俯视图；
34.图3为图1中的紧固拉杆的后视图；
35.图4为图1中紧固拉杆的第一拉杆的主视图；
36.图5为图4中的第一拉杆的俯视图；
37.图6为图4中的第一拉杆的后视图；
38.图7为图4中的第一拉杆的右视图；
39.图8为图1中紧固拉杆的第二拉杆的主视图；
40.图9为图8中的第二拉杆的俯视图；
41.图10为图8中的第二拉杆的后视图；
42.图11为图8中的第二拉杆的左视图；
43.图12为图1中的紧固拉杆的定位结构的结构示意图；
44.图13为图1中的第一拉杆和第二拉杆与绝缘支撑件的组装示意图；
45.图14为本发明实施例2提供的燃料电池电堆的结构示意图；
46.图15为图14中的燃料电池电堆的左视图；
47.图16为本发明实施例3提供的燃料电池模块的结构框图；
48.图17为本发明实施例4提供的车辆的结构框图。
49.附图说明：100-紧固拉杆，110-第一拉杆，120-第二拉杆，130-定位孔，140-定位销，150-拉杆本体，151-限位部，152-对接部，153-限位台，160-连接部，161-端板连接部，162-本体连接部，170-绝缘支撑件；
50.200-燃料电池电堆，210-盲端端板组件，220-盲端集流板，230-堆芯，240-进气端集流板，250-进气端板；260-堆芯等效体。
具体实施方式
51.为了使本技术所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本技术，下面结合附图，通过具体实施例对本技术技术方案作详细描述。
52.燃料电池发展日新月异，市场上对功率的需求各不相同。与此同时，高成本是制约燃料电池电堆推广的重要阻碍之一。为了满足市场化的需求，本发明提供了一种紧固拉杆、燃料电池电堆、燃料电池模块以及车辆，提高了零件的通用性，可满足多种功率需求的电堆高度紧固需求，提供了多种功率选择且降低了成本。下面提供四个具体实施例对本发明内容进行详细介绍：
53.实施例1
54.如图1-图13所示，本实施例提供了一种紧固拉杆100，用于连接燃料电池的盲端端板组件210和进气端板250，紧固拉杆100为长度可调的结构，包括第一拉杆110和第二拉杆120，第一拉杆110和第二拉杆120至少部分重叠且可拆卸连接，通过设置紧固拉杆100的调节挡位，确定紧固拉杆100的可选紧固长度，不同的挡位的紧固长度对应不同高度的电堆，也对应不同的堆芯230单电池的片数，从而对应不同的电堆功率，可以实现紧固拉杆100在不同功率设计的电堆模块的紧固通用，使得一套电堆零件可以满足不同的功率需求、匹配不同功率需求的电堆紧固高度，有利于电堆的成本控制，提升了低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
55.本实施例对第一拉杆110和第二拉杆120的可拆卸连接结构不做具体限定，在一些实施方式中，第一拉杆110和第二拉杆120可以通过螺纹连接，并通过改变螺纹旋合长度实现紧固拉杆100的长度可调。螺旋连接的方式可以实现更好的无级调整，可更适应不同高度需求和功率需求的电堆，但需要对紧固拉杆100进行长度测量，组装时相对复杂。且由于螺纹连接的调节方式需要进行相对转动，转动位置无法得到保证，可能会影响与盲端端板组件210和进气端板250的连接。在螺纹连接的方案中，可以选择将第一拉杆110和第二拉杆120用于连接电堆的端板的端部设计为圆柱端，并在端板上对应设置用于容纳圆柱端的安装位，且沿轴线在圆柱端的端面同心设置螺纹孔并通过螺栓连接端板。
56.由于燃料电池电堆200在设计时就初步确定了功率、单电池片数和电堆高度的设计数值，为了便于针对不同设计数值的燃料电池电堆200进行紧固拉杆100的通用设计，同时为了简化第一拉杆110和第二拉杆120的结构，在实现第一拉杆110和第二拉杆120的不同位置连接的同时，固定第一拉杆110和第二拉杆120的连接位置，以保证紧固拉杆100与对应的进气端板250和盲端端板组件210的连接，作为优选实施方式，第一拉杆110和第二拉杆120通过定位结构定位连接，第一拉杆110和/或第二拉杆120设有用于安装定位结构的至少两个连接位；至少两个连接位沿所在的第一拉杆110/第二拉杆120的长度方向间隔设置，以与定位结构共同调节紧固拉杆100的长度。
57.本实施例对定位结构和连接位均不做具体限定，定位结构可以是紧固拉杆100的一部分，也可以是独立的定位件；连接位可以是光孔，可以是螺纹孔，也可以是用于焊接的对接边。
58.在一些实施方式中，为了简化可拆卸连接的难度，第一拉杆110和第二拉杆120上均设有定位孔130，定位孔130为光孔且定位孔130构成连接位。此时定位结构可以为定位销140，定位销140可选择地设置于定位孔130中，则第一拉杆110和第二拉杆120上均需要设置至少一个定位孔130，且第一拉杆110和第二拉杆120上的定位孔130的总数量不少于三个，才能实现至少两个挡位的长度调节选择。定位结构还可以为一体成型于第一拉杆110和/或第二拉杆120上的定位台，同时另一个上对应设有与定位台匹配的定位孔130。即可以是在第一拉杆110/第二拉杆120上设置定位台，第二拉杆120/第一拉杆110上设置定位孔130，也可以在第一拉杆110和第二拉杆120上均设置定位台和定位孔130，且通过使间距匹配实现多挡位的长度调节。
59.在一些实施方式中，定位台和定位销140两种定位结构也可以同时存在，每个定位孔130可以选择性地容纳定位台和定位销140中的一种，比如第一拉杆110上间隔设置一个
定位台和一个定位孔130，在第二拉杆120上等间距地设置两个定位孔130，第一种较长的长度规格下，第一拉杆110和第二拉杆120仅通过定位台和定位孔130定位连接，在第二中较短的长度规格下，第一拉杆110和第二拉杆120的重叠部分增长，此时通过定位台和定位销140分别与对应的定位孔130连接。
60.需要说明的是，连接位为两个的情况为第一拉杆110和第二拉杆120其中一个上设置有一个或两个定位台，另一个上间隔设置两个定位孔130。
61.本实施例对定位孔130的设置结构也不做限定，定位孔130可以为通孔也可以为盲孔，可根据实际可做适应性调整。另外定位孔130可以直接开设在第一拉杆110/第二拉杆120上，也可以开设于第一拉杆110/第二拉杆120上一体成型的凸台上。
62.为了节约空间，保证紧固拉杆100的整体强度，优选地，第一拉杆110和第二拉杆120在燃料电池的侧面向外的方向堆叠。在一些实施方式中，为了保证拉杆与燃料电池堆芯230的爬电间隙，保证电安全，第一拉杆110和第二拉杆120均包括拉杆本体150和连接于拉杆本体150一端的连接部160；连接部160包括用于连接端板的端板连接部161和用于连接拉杆本体150的本体连接部162，本体连接部162与拉杆本体150呈角度设置。
63.由于第一拉杆110和第二拉杆120在定位结构未设于连接位内时可相对滑动，在一些实施方式中，为了对第一拉杆110和第二拉杆120的重叠部分进行限位，保证第一拉杆110和第二拉杆120不会超出设定位置，拉杆本体150包括连接的限位部151和对接部152，本体连接部162连接于限位部151，连接位设于对接部152。
64.本实施例对第一拉杆110和第二拉杆120的结构和形状不做具体限定，在一些实施方式中，为了进一步保证第一拉杆110和第二拉杆120的相对位置，便于调节同时便于定位结构与连接位的对位，第一拉杆110的对接部152可以为平板；第二拉杆120的对接部152可以为横截面呈l型的板件，第一拉杆110的对接部152设于l型的板件的l型槽中，以起到相对移动导向的作用。
65.在其他的实施方式中，第一拉杆110和第二拉杆120的对接部152也可以均为横截面呈l型的板件，第一拉杆110和第二拉杆120互设于相对的l型槽中。
66.在其他的实施方式中，第一拉杆110和第二拉杆120的对接部152也可以均为平板。
67.在一些实施方式中，为了保证连接强度的同时控制紧固拉杆100的体积，第一拉杆110的限位部151与第二拉杆120的限位部151结构相同；且限位部151的宽度与第二拉杆120的对接部152的宽度相同；限位部151的厚度与第二拉杆120的对接部152的厚度相同；第一拉杆110的对接部152的横截面尺寸与第一拉杆110的对接部152的l型槽相匹配。
68.在某些实施例中，为了控制电堆的体积功率比，使得紧固拉杆100具有更好的强度，优选地，第一拉杆110和第二拉杆120在重叠并连接的状态下，第一拉杆110的限位部151、第二拉杆120的限位部151和第二拉杆120的对接部152平行且共面。
69.在一些实施方式中，为了确保堆芯230和拉杆之间的绝缘，同时对堆芯230提供支撑，防止电堆使用时堆芯230塌腰，紧固拉杆100还包括绝缘支撑件170；紧固拉杆100和/或绝缘支撑件170上设置有用于限制紧固拉杆100与绝缘支撑件170相对移动的限位结构。
70.本实施例对限位结构不做具体限定，可以利用紧固拉杆100现有的定位结构和连接位，也可以另外设置限位结构。在一些实施方式中，绝缘支撑件170具有容纳紧固拉杆100的沉槽，紧固拉杆100整体置于沉槽中，沉槽的槽壁至少接触第一拉杆110和第二拉杆120中
的一个。
71.作为一种实施方式，可以在沉槽的槽面上设置限位孔，紧固拉杆100的定位台/定位销140同时设置于限位孔和紧固拉杆100的定位孔130中，定位台/定位销140与限位孔共同构成限位结构。
72.在一些实施方式中，还可以在第一拉杆110和第二拉杆120中更靠近绝缘支撑件170的一个的下表面上设置与限位孔匹配的限位台153，限位台153与限位孔构成限位结构。
73.本实施例提供的紧固拉杆100具有不同的长度调节挡位，不同的挡位的紧固长度对应不同高度的电堆，也对应不同的堆芯230单电池的片数，从而对应不同的电堆功率，可以实现紧固拉杆100在不同功率设计的电堆模块的紧固通用，使得一套电堆零件可以满足不同的功率需求、匹配不同功率需求的电堆紧固高度，有利于电堆的成本控制，提升了低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
74.实施例2
75.如图14-图15所示，基于同样的发明构思，本实施例提供了一种燃料电池电堆200包括堆体、紧固组件和堆芯等效体260，其中：堆体包括沿堆叠方向依次设置的盲端端板组件210、盲端集流板220、堆芯230、进气端集流板240和进气端板250；紧固组件包括至少两个上述的紧固拉杆100，紧固拉杆100的第一拉杆110和第二拉杆120相近端可拆卸连接、远离端分别连接盲端端板组件210和进气端板250，以适应不同功率需求的电堆高度需求，以满足不同功率需求电堆的紧固高度。由于紧固拉杆100的长度调节的有限性，无法实现多档位的调节，堆芯等效体260夹设于堆体内、且位于堆芯230沿堆叠方向的至少一侧，以配合紧固组件调节燃料电池电堆200的高度，堆芯等效体260的厚度在压装过程中根据功率需求选用，可以极大地提高零件的通用化率，降低电堆的成本，有利于提升低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
76.本实施例提供的燃料电池电堆200，在具有实施例1的紧固拉杆100的情况下，已经可以通过预设的可调的长度挡位应用于不同功率、不同单电池片数以及高度不同的燃料电池电堆200的组装生产。但在采用定位结构实现紧固拉杆100的长度调解时，紧固拉杆100的可调长度只有固定的几种预设长度，使得只能应用于与紧固拉杆100的预设长度匹配的高度的对应的某一功率堆体的组装。为了进一步满足各种高度要求、功率需求的燃料电池电堆200的生产，本技术在燃料电池电堆200中加入与紧固拉杆100共同作用配合的堆芯等效体260，使得某一预设长度下的紧固拉杆100可以紧固压装不同功率需求的堆体，极大地提高零件的通用化率，降低电堆的成本。
77.本实施例对堆芯等效体260的具体结构和设置位置均不做具体限定，堆芯等效体260可以为一体结构也可以为分体结构，只要使堆芯等效体260的总厚度满足不同功率的电堆的高度调整需求，以配合紧固拉杆100实现高度调整。
78.本实施例对紧固组件中的紧固拉杆100的数量以及紧固拉杆100的分布位置不做具体限定，紧固拉杆100的数量可根据不同功率的电堆的紧固需求进行选择，紧固拉杆100至少分布于燃料电池电堆200的至少两个相对的侧面上，优选地至少分布于电堆的两个长边侧面即可满足大部分的紧固和密封要求。
79.为了更好地保证紧固和燃料电池电堆200的压装密封，在一些实施方式中，紧固组件包括分布于堆体的长边侧的至少四个紧固单元。
80.在一些实施方式中，由于紧固拉杆100紧固性能好刚度好，能提供燃料电池电堆200所需的大部分紧固力，紧固组件还可以包括设置于堆体长边侧的两端的钢带，具体地，可根据实际紧固需求在进气端板250和盲端端板组件210的长边侧面和/或短边侧面选择地设置钢带以辅助紧固，通过不同紧固方案在电堆的中部和端板提供不同大小的紧固力，以适应不同位置的变形和受力，尽可能地均衡了反应区的受力情况、有效保证了堆芯230的最佳性能。
81.为了控制燃料电池电堆200的体积功率比，同时保证紧固组件的固定，在一些实施方式中，进气端板250和盲端端板组件210的侧面上均设置有容纳紧固组件的端部的安装位。
82.本实施例对安装位的成型设计不做具体限定，在一些实施方式中，安装位可以为与端板连接部161形状匹配的沉槽。在一些实施方式中，进气端板250/碟簧支撑板的端面为阶梯面，阶梯面的台阶面构成安装位，进气端板250/盲端端板组件210的侧面设置有供本体连接部162穿设的通孔。
83.本实施例对端板连接部161与对应的进气端板250/盲端端板组件210的连接方式不做限定，在一些实施方式中，端板连接部161可以通过具有堆叠方向投影分量的连接件连接于进气端板250或盲端端板组件210。在一些实施方式中，端板连接部161也可以通过垂直于电堆堆叠方向的连接件连接于进气端板250或盲端端板组件210。
84.本实施例对堆芯等效体260的具体结构不做限定，堆芯等效体260可以包括至少一个等效件，即在一些实施方式中，堆芯等效体260可以是一个整体的零件，在一些实施方式中，堆芯等效体260也可以由若干个单体零件组成，两个以上单体零件可以连续堆叠设置，也可以间隔设置，也可以部分连续堆叠、部分间隔堆叠设置。
85.本实施例对堆芯等效体260的设置位置以及性能不做具体限定，当堆芯等效体260包括两个及以上等效件时，等效件可以相同或不同，也可以进行组合使用，等效件可以连续设置也可以间隔设置，也可以分布在堆芯230的不同侧，具体可根据实际需求进行调整。
86.在一些实施方式中，为了可以尽可能的满足高功率和低功率的零件通用性，同时避免燃料电池电堆200的集流板组件的位置、铜排长度以及高低压输出端子位置发生变化，等效件为导电件，且等效件与堆芯230的双极板形状匹配，等效件设置于进气集流板和/或盲端集流板220靠近堆芯230的一侧，以在调整燃料电池电堆200的高度的同时，保证铜排长度和集流板位置以及高低压输出端子位置基本不变，以使用原有长度的高压铜排即可完成后续的装配。
87.本实施例对导电的等效件的结构不做具体限定，只要满足导电和电堆性能要求即可，在一些实施方式中，等效件包括双极板等效体和/或膜电极等效体，需要说明的是，此处的双极板等效体和膜电极等效体主要是模拟双极板和膜电极的形状结构，但不具有参与电池电化学反应的结构，比如双极板等效体的两个介质流道不连通，仅用于连通堆芯230和集流板组件，作为传递。导电件的材料可以是金属板也可以为石墨板纸。
88.当等效件为导电件时，例如金属双极板相同的材质、或者石墨等。优选地，等效件与双极板的外形一致、且单个等效件的厚度固定。
89.在一些实施方式中，等效件也可以为绝缘件，等效件设置于进气集流板和/或盲端集流板220远离堆芯230的一侧，绝缘材质的堆芯等效体260将会牺牲铜排的通用化，不同功
率下的电堆集流板位置不同，需要对应设计不同长度的铜排。但是绝缘材料的密度一般较导电材料小，减重效果更明显。
90.需要说明的是，本实施例提供的燃料电池电堆200，在一些实施方式中，可以与现有技术相同，还包括独立的绝缘板组件，在一些实施方式中，也可以考虑将进气端板和/或盲端端板组件设计为铝塑一体的结构，即进气端板和/或盲端端板组件集成了绝缘板的结构，另外在等效件为绝缘件的时候，等效件设置于堆芯至少一侧的端板与集流板之间，此时等效件也可作为绝缘板组件使用。
91.由于一般进行燃料电池电堆200的堆叠装配时采用进气端至盲端的顺序，为了兼顾装配的可操作性，便于后续调整等，优选地，堆芯等效体260设置于堆芯230的盲端侧。
92.为了保证燃料电池电堆200的整体密封性能，保证电化学反应的进行，在一些实施方式中，堆芯等效体260包括至少两个等效件，相邻两个等效件之间、等效件与堆体之间设有密封圈，比如当两个以上导电的等效体设置于集流板和堆芯230之间时，可以将密封件、双极板等效体、密封件、膜电极等效体、密封件、双极板等效体
……
的顺序组合堆叠。
93.在一些实施方式中，为了与紧固拉杆100共同实现与不同高度的电堆适配，在由紧固组件施加紧固力的条件下，堆芯等效体260的厚度理论上为堆芯230的单电池的厚度的整数倍。
94.在一些实施方式中，为了同时兼顾轻量设计要求，至少一个等效件上设有减重孔，即可以将等效件设置为与堆芯230形状匹配的框架结构。
95.本实施例提供的燃料电池电堆200，结合紧固拉杆100的挡位长度调节和堆芯等效体260厚度，可以对不同功率范围燃料电池电堆200的壳体进行适配设计。比如：50kw至70kw电堆的紧固拉杆100挡位为低档，添加不同厚度的堆芯等效体260，共用低功率壳体；70kw至100kw电堆的紧固拉杆100挡位为中档，添加不同厚度的堆芯等效体260，共用高功率壳体。低功率电堆壳体也可以沿用高功率电堆设计，但会带来低功率电堆的功率体积比和功率质量比的降低。
96.本实施例提供的燃料电池电堆200，通过堆芯等效体260在高度上等效替代部分堆芯230，配合一种两截组装式的长度可调的紧固拉杆100，适配不同功率需求的燃料电池电堆200，可以极大地提高零件的通用化率、降低电堆的成本，提升了低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
97.实施例3
98.基于同样的发明构思，本实施例提供了一种燃料电池模块，包括至少一个实施例2提供的燃料电池电堆200，如图16所示，即该燃料电池模块可以为单堆方案，也可以为多堆集成方案。
99.比如在一些实施方式中，为了封装燃料电池电堆200，该燃料电池模块包括具有安装腔的壳体，燃料电池电堆200封装于在壳体的安装腔内。比如在一些实施方式中还包括高压组件、低压组件(比如配气组件和电压巡检装置等)，以向外输出电流。本实施例未对该燃料电池模块除燃料电池电堆200以外的具体结构进行改进，故而本实施例中该燃料电池模块的未做改变之处的结构均可参照现有技术，具体内容此处不做展开说明。
100.实施例4
101.如图17所示，基于同样的发明构思，本实施例提供了一种车辆，包括实施例3中的
燃料电池模块，具体内容此处不再赘述。本发明对车辆的种类及类型不做具体限定，可以为现有技术中任一种车辆，比如家用小车、客车、货车等。
102.为了与燃料电池模块共同配合作用，该车辆还包括燃料电池辅助系统，燃料电池模块与燃料电池辅助系统共同构成燃料电池系统，燃料电池系统在外接燃料供应源的条件下可以正常工作。
103.燃料电池辅助系统包括空气供应子系统、燃料供应子系统、热管理子系统和自动控制系统，其中空气供应子系统用于向燃料电池模块的各个电堆提供空气，并可选择对空气进行过滤、增湿、压力调节等方面的处理，空气供应子系统与燃料电池模块的各个电堆的空气进口、空气排口连通；燃料供应子系统用于向燃料电池模块的各个电堆提供燃料，并可选择对燃料进行增湿、压力调节等方面的处理，从而转变成适于在燃料电池堆内运行的燃料气，以氢气作为燃料为例，燃料供应子系统与燃料电池模块的各个电堆的氢气进口、氢气排口连通；热管理子系统，与燃料电池模块的各个电堆连通，以提供冷却液从而对电堆进行冷却和/或加热，以及对电堆生成水的回收处理。
104.自动控制系统与燃料电池模块、空气供应子系统、燃料供应子系统和热管理子系统分别电连接，自动控制系统为包含传感器、执行器、阀，开关、控制逻辑部件的总成，保证燃料电池系统无需人工干涉就可以正常工作。在其他实施例中，该燃料电池辅助系统还可以包括通风系统，用于借助机械的方法，将燃料电池系统中机壳内的气体排到外部。本实施例中该燃料电池系统中的燃料电池辅助系统并未做改进，因此更为详细的内容均可参考现有技术的相关公开，此处不展开说明。
105.其次，该车辆还包括dc/dc变换器、驱动电机及其电机控制器以及车载储能装置，以与燃料电池系统共同构成燃料电池动力系统。
106.dc/dc变换器与燃料电池系统的各个电堆电连接，以实现电压变换，将各个电堆产生的电压调压后输出至驱动电机、汽车空调压缩机等高压器件，以及电池等储电器件。驱动电机与dc/dc变换器电连接，用于提供车辆行驶所需的扭矩；电机控制器与驱动电机电连接，控制驱动电机的启动、停止、扭矩输出等，电机控制器与整车控制连接，接收整车控制器发出的驾驶信号，并且也可选择将电机控制器与燃料电池系统的自动控制系统电连接。车载储能装置用于存储电能，以向车内其他电子设备供电，车载储能装置与dc/dc变换器电连接，例如车载储能装置为蓄电池。
107.本实施例中该燃料电池动力系统中的dc/dc变换器、驱动电机及其电机控制器以及车载储能装置并未做改进，因此更为详细的内容均可参考现有技术的相关公开，此处不展开说明。
108.此外，该车辆还需要包括传动系统和用于存储燃料的燃料存储装置，传动系统传递驱动电机的扭矩，驱动车轮转动，燃料存储装置作用类似与燃油车中的油箱，燃料存储装置通过管路与燃料电池系统的燃料供应子系统连通。
109.由此，该车辆可以是氢能源车辆或氢能 充电的混合动力电动车。由于本实施例未对该车辆的具体结构进行改进，故而本实施例中该车辆的未做改变之处的结构均可参照现有技术，具体内容此处不做展开说明。由此，该车辆具有前文针对燃料电池模块所描述的全部特征和优点，在此不再一一赘述。
110.通过上述实施例，本技术具有以下有益效果或者优点：
111.本发明提供的紧固拉杆100为长度可调的结构，通过设置紧固拉杆100的调节挡位，确定紧固拉杆100的可选紧固长度，不同的挡位的紧固长度对应不同高度的电堆，也对应不同的堆芯230单电池的片数，从而对应不同的电堆功率，可以实现紧固拉杆100在不同功率设计的电堆模块的紧固通用，使得一套电堆零件可以满足不同的功率需求、匹配不同功率需求的电堆紧固高度，有利于电堆的成本控制，提升了低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
112.本发明提供的燃料电池电堆200，通过相互作用配合的紧固拉杆100和堆芯等效体260，可以极大地提高零件的通用化率，降低电堆的成本，有利于提升低功率电堆的功率体积比和功率质量比。
113.本发明提供的燃料电池模块和车辆，均包括上述的燃料电池电堆200，为了尽可能满足零件的通用性，使一套电堆零件可以满足不同的功率需求，将紧固拉杆100设置为长度可调的拉杆结构，匹配不同功率需求的电堆紧固高度，并且配合堆芯等效体260实现电堆紧固高度调节挡位的增加，扩大了电堆功率的适应范围。
114.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
115.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。