[实用新型]燃料电池堆组装装置

说明书

一种燃料电池堆组装装置，包括基部以及大致垂直于所述基部延伸的堆对准特征，该堆对准特征用于将抵靠堆对准特征堆叠的铁素体燃料电池单元对准成燃料电池堆组件，其中，每个燃料电池单元包括形状与所述堆对准特征互补的、相应的第一对准特征。其他特征包括大致垂直于所述基部延伸的磁性邻接部，以将多个燃料电池单元朝着堆对准特征吸引，且包括能大致垂直于所述基部滑动的对准滑动部，以使抵靠堆对准特征堆叠的铁素体燃料电池单元对准。一种使用组装装置的方法，包括将燃料电池单元以其相应的第一对准特征、抵靠堆对准特征而彼此堆叠在基部上，并通过在磁性邻接部处的磁力，将燃料电池单元朝向堆对准特征吸引。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池堆组装装置以及使用该装置的燃料电池堆组装的方法。

背景技术

燃料电池、燃料电池堆、燃料电池堆组件以及热交换器系统、布置和方法的教导是众所周知的，并且包括WO02/35628、WO03/075382、 WO2004/089848、WO2005/078843、WO2006/079800、WO2006/106334、WO2007/085863、WO2007/110587、WO2008/001119、WO2008/003976、 WO2008/015461、WO2008/053213、WO2008/104760、WO2008/132493、 WO2009/090419、WO2010/020797、WO2010/061190、WO2015/004419、 WO2015/136295、WO2016/124929、WO2016/124928、WO2016/128721和 WO2016/083780。

在设计SOFC(固体氧化物燃料电池)堆时，在机械设计、电学设计和热学设计方面遇到了严峻挑战，因为这些堆需要进行压缩以进行电连接、气体密封以及结构完整性的维护以用于组装、移动和运行，它们经历明显的热循环，并且需要在运行的整个生命周期内维持完整性。

金属支持的固体氧化物燃料电池堆组件通常包括金属基板、安装在基板上的至少一个固体氧化物燃料电池堆、金属端板，至少一个燃料电池堆各自布置成安装在基板和端板之间，并且(至少一个燃料电池堆各自)包括至少一个燃料电池堆层，至少一个燃料电池堆层各自包括至少一个燃料电池和至少一个电绝缘压缩衬垫。各个燃料电池堆层也能称为“燃料电池单元”。

在现有技术中，金属支持的固体氧化物燃料电池(SOFC)堆组件的这种固体氧化物燃料电池部件通常通过使用多个拉杆保持压缩，该多个拉杆从基板延伸穿过至少一个燃料电池堆中的导孔，并穿过端板，在该端板处，用锁紧螺母固定该多个拉杆。

由于拉杆靠近导孔的边缘(即靠近限定至少一个燃料电池堆中的导孔的金属部件的边缘)，因此需要仔细的设计考虑，是因为当部件在潜在的混合大气(包括蒸汽、已反应和未反应的碳氢化合物和空气)中、在高温下膨胀时，拉杆和堆之间存在短路的风险。

在燃料电池堆组件的制造期间，将组装杆(具有比拉杆大的直径)穿过至少一个燃料电池堆中的导孔插入，以在首次组装堆时实现燃料电池的对准。然后将组装杆移除，并用直径比组装杆小的拉杆代替。然后将端板添加到至少一个燃料电池堆的顶部，并且使用压缩工具来压缩燃料电池堆组件。在已压缩燃料电池堆组件的情况下，则添加锁紧螺母。然后将压力负荷从燃料电池堆移除，留下拉杆以维持堆压缩。根据所需的压缩负载、燃料电池堆层的数量-由此的拉杆长度以及制造拉杆的合适材料，来维持燃料电池堆的运行温度范围内的压缩负荷可能是一个挑战。对于不同的堆设计，必须具有不同设计的拉杆会增加复杂性和成本。

拉杆还增加了燃料电池堆组件的热量，并占用了燃料电池单元中、原本可以使用的空间。

还非常希望通过例如使燃料电池堆组装工艺更加模块化、更简单、标准化和/或使其自动化来改善该工艺。