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干貨丨燃料電池堆的封裝結構

   2024-05-15 氫能觀察特嗨氫能57490
核心提示:?燃料電池堆殼體一體化的優勢日漸顯現

燃料電池堆是質子交換膜燃料電池發電系統的核心部分,由層層堆疊的膜電極組件和雙極板壓合緊固封裝而成,根據其不同的封裝結構形式可劃分為螺桿、拉桿、綁帶、殼體一體化四種形式。

— 01 —

螺桿形式

螺桿緊固封裝一般在燃料電池堆的進氣端板與盲端承壓端板上設計螺桿安裝工藝孔,在燃料電池堆壓裝后采用螺母進行緊固。此形式雖然裝配難度低,但突出的螺桿造成了電堆與殼體的間隙增大,在殼體裝配過程中很難穩固堆芯;其次由于采用多根螺桿保持堆芯的壓裝力,這樣造成了各點的受力不均,在車輛行駛過程中遭遇顛簸、晃動的路況,容易造成螺桿緊固螺母松動,致使電堆壓裝力不足,電堆性能下降甚至產生泄漏。

— 02 —

拉桿形式

拉桿(也可稱拉帶)緊固封裝,將拉桿安裝于電堆進氣端板、盲端板上或殼體的上下框架梁等處,采用螺栓等固定,由拉桿承擔堆芯的壓裝力。此形式避免了螺桿緊固方式中各點受力不均的情況,但受制于拉桿尺寸,導致堆芯僅能定尺寸壓裝。由于多片單電池存在累計公差,將造成電堆壓裝力的不同,致使各電堆性能的不同。

— 03 —

綁帶形式

綁帶緊固封裝形式可以使燃料電池結構更加緊湊,從而提高其體積功率密度和質量功率密度。綁帶在封裝力的作用下會產生形變,尤其是在溫度沖擊、振動沖擊下存在蠕變問題,而且金屬綁帶式封裝需采用激光焊接等封裝工藝步驟,增加了封裝的難度及成本。

— 04 —

殼體一體化形式

殼體一體化封裝技術集拉緊、固定于一體,由殼體直接承擔堆芯的壓裝力,堆芯壓裝后套裝殼體固定堆芯,省略螺桿、拉桿、綁帶等配件及緊固等操作步驟。此形式結構簡易、成本低、可靠性高,提高了體積功率密度使其更方便整車布置,省去了堆芯螺桿、拉桿等組裝過程,提高了生產效率。

燃料電池堆殼體一體化的優勢日漸顯現,目前在豐田、寶馬和國內頭部燃料電池企業均有使用案例,想了解更多不同封裝方式的性能優劣及評價問題,歡迎行業內的伙伴到特嗨氫能檢測一起交流一起成長!

 
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