本实用新型涉及一种燃料电池电堆领域，特别是一种用于燃料电池电堆的密封结构。
背景技术：
燃料电池电堆主要由端板、绝缘板、集流板、双极板、密封件、膜电极组件、紧固螺栓组成；双极板的两端上设有燃料(氢气)通道、氧化剂(空气或氧气)通道和冷却介质通道，中间区域设有气体的流道。装配中，膜电极两侧分别与双极板接触，与膜电极阳极催化剂侧接触的称为阳极板，与膜电极阴极催化剂侧接触的称为阴极板；为了保证从双极板端面各通道进入中间流道的气体直接与膜电极组件的活性区域相接触，不发生泄漏，需要通过密封件进行密封。
在现有技术中，上侧双极板的密封结构的装配方式有两种，一种是在上侧极板上设置密封槽，将模具加工出的密封件放置在密封槽中再将上侧双极板倒扣在膜电极组件的上方。在这种装配方式里，模具加工出的密封件容易从上侧双极板的密封槽中滑出，不易于装配。另一种是采用点胶方式在上侧双极板上点胶形成密封线后再进行装配。在这种装配方式里，点胶方式解决了密封件从上侧双极板的密封槽中滑出的问题，但是点胶后需要进行固化，固化耗时长，且受密封胶的限制不能更好的利用耐腐蚀更强的密封材料；同时拆解后很难重复对上侧双极板进行利用。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的密封件装配时容易滑出或错位的问题，提供一种无需等待胶线固化、成本低且不影响拆解后双极板的重复利用的用于燃料电池电堆的密封结构。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种用于燃料电池电堆的密封结构，包括下侧双极板、膜电极组件和第一密封件，第一密封件位于下侧双极板和膜电极组件之间，还包括上侧双极板和第二密封件，
上侧双极板上设有定位孔；
第二密封件位于上侧双极板和膜电极组件之间，第二密封件上靠近上侧双极板的一侧设有至少两个定位销，定位孔与定位销相互配合。
通过本实用新型的上述结构，上侧双极板取消了密封槽并设置了定位孔，上侧双极板上设有的定位孔和第二密封件上设有的定位销在装配时相互配合，使第二密封件固定在上侧双极板与膜电极组件之间，在装配时，先将第二密封件放置在膜电极组件对应的密封位置上，再将上侧双极板放置在第二密封件上方并通过定位销定位，不需要将密封件安装在上侧双极板的密封槽中后再倒扣过来安装，能够有效的避免第二密封件在装配时滑出，实现了第二密封件、上侧双极板和膜电极组件之间的定位；
同时本实用新型的上述结构中采用模具加工的密封件件进行密封，能够有效避免装配时采用点胶方式密封带来的固化时间长、对密封材料有限制以及拆解后上侧双极板无法重复利用的问题，提供了一种更优良的密封结构。
作为本实用新型的优选方案，第一密封件包括密封圈，第二密封件包括密封垫，下侧双极板上靠近膜电极组件的一侧设有密封槽，密封圈位于密封槽中，密封圈与膜电极组件之间形成线密封，密封垫与膜电极组件之间形成面密封，密封垫的边缘与膜电极组件的边缘对齐。在现有技术中，燃料电池电堆的密封方式有双侧都是密封平垫，称为双侧面密封，由于接触面较大，密封平垫要实现密封所需要的压力也较大，因而密封效果差；双侧都是密封圈，截面为o型，称为双侧线密封，由于双侧密封圈的接触面积均较小，在使用时，容易发生两侧的密封圈错位的情况，两侧密封圈错位时，也将影响密封效果；一侧是密封平垫一侧是密封圈，称为线面结合密封，线面结合密封中，面密封的一侧是通过点胶方式形成的。通过上述结构，密封垫的边缘与膜电极组件的边缘对齐采用一整张密封垫通过定位销与上侧双极板进行装配，密封圈位于下侧双极板的密封槽内，密封圈通过密封槽与下侧双极板进行装配，与现有技术中的双侧面密封结构相比，由于线密封的接触面积小、压强大，上述方案实现密封所要求的压力更小；与现有技术中的双侧线密封结构相比，上述方案在密封时，不会发生密封圈错位的现象；与现有技术中的线面结合密封结构相比，上侧双极板采用模具加工的密封件进行定位，对材料的限制小，无需等待固化、也不影响对上策双极板的重复使用。
作为本实用新型的优选方案，密封垫包括通道区域和反应区域，通道区域包括燃料通道、冷却剂通道和氧化剂通道，反应区域位于密封垫的中部，反应区域用于为上侧双极板和膜电极组件之间发生反应提供通道。通过上述结构，燃料通道和氧化剂通道为燃料电池需要的反应原料的输送提供通道，冷却剂通道为燃料电池反应中需要进行温度控制的冷却剂的输送提供通道，反应区域给上侧双极板和膜电极组件之间发生反应提供通道使燃料电池发电。
作为本实用新型的优选方案，密封圈的横截面为弓形，弓形的圆弧部分与膜电极组件抵接，弓形的圆弧为优弧，优弧为大于180度的弧，弓形的弦部分与密封槽抵接。通过上述结构，弓形的圆弧为大于180度的优弧，弓形的圆弧部分和膜电极组件抵接，弓形的弦部分与密封槽抵接，使密封圈能够起到密封效果。
作为本实用新型的优选方案，弓形的弦部分的长度小于密封槽的宽度，密封圈的截面积大于密封槽的截面积。通过上述结构，确保密封圈压缩后能够全部容于密封槽中，同时有一定的弹性压缩量能够发挥更好的密封作用。
作为本实用新型的优选方案，至少两个定位销分别位于第二密封件的对角线两端上，定位销在下侧双极板上的投影位于所述第一密封件的外侧。通过上述结构，定位销位于第二密封件相对两边的对角线上且定位销在下侧双极板上的投影位于第一密封件的外侧能够尽可能的使第二密封件中部的反应区域的面积更大。
作为本实用新型的优选方案，定位销的高度小于定位孔的深度且大于上侧双极板厚度的一半。通过上述结构，由于上侧双极板本身厚度较薄，定位销的高度太矮在装配时不方便定位，定位销的高度太高会超出上侧双极板本身的厚度造成干扰，定位销的高度小于定位孔的深度且大于上侧双极板厚度的一半能够确保装配方便以及不会对密封效果造成干扰。
作为本实用新型的优选方案，定位销与定位孔之间为间隙配合。通过上述结构，定位销和定位孔间隙配合能够方便上侧双极板和第二密封件之间的装配。
作为本实用新型的优选方案，定位孔为通孔。
作为本实用新型的优选方案，定位孔为盲孔。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.在本实用新型的上述结构中，上侧双极板取消了密封槽并设置了定位孔，上侧双极板上设有的定位孔和第二密封件上设有的定位销在装配时相互配合，使第二密封件固定在上侧双极板与膜电极组件之间，在装配时，先将第二密封件放置在膜电极组件对应的密封位置上，再将上侧双极板放置在第二密封件上方并通过定位销定位，不需要将密封件安装在上侧双极板的密封槽中后再倒扣过来安装，能够有效的避免第二密封件在装配时滑出，实现了第二密封件、上侧双极板和膜电极组件之间的定位；
2.同时本实用新型的上述结构中采用模具加工的密封件进行密封，能够有效避免装配时采用点胶方式密封带来的点胶固化时间长、对密封材料有限制以及拆解后双极板无法重复利用的问题，提供了一种更优良的密封结构。
附图说明
图1是本实用新型所述的用于燃料电池电堆的密封结构的截面图。
图2是本实用新型的图1中a区域的放大视图。
图3是本实用新型所述的密封垫的轴向视图。
图4是本实用新型所述的定位销的放大视图。
图5是本实用新型的密封圈的截面视图。
图标：1-上侧双极板；2-密封垫；21-定位销；22-燃料通道；23-冷却剂通道；24-氧化剂通道；25-反应区域；3-膜电极组件；4-密封圈；41-弦部分；42-圆弧部分；5-下侧双极板。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1-4所示，本实用新型提供了一种用于燃料电池电堆的密封结构，包括上侧双极板1、密封垫2、膜电极组件3、密封圈4和下侧双极板5。
上侧双极板1上设有定位孔，密封垫2位于上侧双极板1和膜电极组件3之间，密封垫2上靠近上侧双极板的一侧设有两个定位销21，并且两个定位销21位于密封垫2相对两边的对角线上，定位销21与定位孔间隙配合，通过定位销21与定位孔的间隙配合将密封垫2固定在上侧双极板1与膜电极组件3之间，避免在装配时密封垫2滑出或者错位，实现了密封垫2、上侧双极板1和膜电极组件3之间的定位。
上侧双极板1上的定位孔是通孔，定位销21在下侧双极板5上的投影位于密封圈4的外侧，定位孔与定位销21为间隙配合，定位销21在下侧双极板5上的投影在密封圈4的外侧能够防止密封的气体通过定位销21与定位孔之间的缝隙漏出，防止出现漏气现象。
定位销21的高度小于定位孔的深度且大于上侧双极板1厚度的一半，由于上侧双极板1的厚度较薄，定位销21的高度太矮会导致装配时不方便定位，上侧双极板1的上方安装有另一组密封结构，定位销21太高会超出上侧双极板1的厚度，会对另一组密封结构的装配造成干扰，所以定位销21的高度小于定位孔的深度且大于上侧双极板1厚度的一半时能够方便在装配时定位且不会对密封效果造成干扰。
密封垫2包括通道区域和反应区域25，密封垫2的边缘与膜电极组件3的边缘对齐，通道区域位于反应区域25的两侧，通道区域包括燃料通道22、冷却剂通道23和氧化剂通道24，冷却剂通道23能够为燃料电池反应中需要进行温度控制的冷却剂的输送提供通道，燃料通道22和氧化剂通道24能够为燃料电池所需要的反应原料提供输送通道，反应区域25位于密封垫2的中部，反应区域25为长方形空心结构，反应区域25用于给上侧双极板1与膜电极组件3发生反应提供通道使燃料电池发电。
如图1-5所示，密封圈4位于下侧双极板5和膜电极组件3之间，下侧双极板5上靠近膜电极组件3的一侧设有密封槽，密封圈4位于密封槽中，密封圈4的横截面为弓形，弓形的圆弧部分42与膜电极组件3抵接，弓形的圆弧部分42为大于180度的优弧，弓形的弦部分41与密封槽抵接，弦部分41的长度小于密封槽的宽度，密封圈4的截面积大于密封槽的截面积，确保密封圈4压缩后能够全部容于密封槽中，并且有一定的弹性压缩量能够发挥更好的密封作用。
装配时，将密封圈4置于下侧双极板5的密封槽中，然后放置膜电极组件3，接着放置密封垫2，密封垫2的边缘和膜电极组件3的边缘对齐，接着放置上侧双极板1，上侧双极板1通过定位销21实现定位。装配过程中不需要将密封垫2和上侧双极板1倒扣过来，避免了在装配过程中发生滑出或错位的情况。
实施例中的密封垫2和密封圈4均为模具加工的密封件，采用模具加工的密封件进行密封，能够有效的避免装配时采用点胶方式带来的点胶固化时间长、对密封材料有限制以及拆解后双极板无法重复利用的问题，提供了一种更加优良的密封结构。
实施例2
本实施例提供了一种用于燃料电池电堆的密封结构，包括上侧双极板1、密封垫2、膜电极组件3、密封圈4和下侧双极板5。
上侧双极板1上设有定位孔，密封垫2位于上侧双极板1与膜电极组件3之间，密封垫2上靠近上侧双极板1的一侧设有两个定位销21，两个定位销21位于密封垫2两边的相对位置上，定位销21与定位孔间隙配合。
上侧双极板1上的定位孔是盲孔，定位销21与定位孔间隙配合时密封气体不会从定位销21与定位孔的缝隙中漏出，所以定位销21在下侧双极板5上的投影既可以在密封圈4的内侧，也可以在密封圈4的外侧。
同时，密封垫2包括通道区域和反应区域25，通道区域位于反应区域25的两侧，反应区域25位于密封垫2的中部，由于反应区域25用于给上侧双极板1和膜电极组件3发生反应提供通道，因此反应区域25的面积越大越好，考虑反应区域25的面积问题和上侧双极板1的利用率问题，在保证反应区域25面积最大的同时也要保证有足够的空间在密封垫2上设置定位销21，所以综合来看，定位销21的最佳位置是设置在密封垫2的两边且定位销21在下侧双极板5上的投影位于密封圈4的外侧。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种用于燃料电池电堆的密封结构，包括下侧双极板、膜电极组件和第一密封件，所述第一密封件位于所述下侧双极板和所述膜电极组件之间，其特征在于，还包括上侧双极板和第二密封件，
所述上侧双极板上设有定位孔；
所述第二密封件位于所述上侧双极板与所述膜电极组件之间，所述第二密封件上靠近所述上侧双极板的一侧设有至少两个定位销，所述定位孔与所述定位销相互配合。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述第一密封件包括密封圈，所述第二密封件包括密封垫，所述下侧双极板上靠近所述膜电极组件的一侧设有密封槽，所述密封圈位于所述密封槽中，所述密封圈与所述膜电极组件之间形成线密封，所述密封垫与所述膜电极组件之间形成面密封，所述密封垫的边缘与所述膜电极组件的边缘对齐。
3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述密封垫包括通道区域和反应区域，所述通道区域位于所述反应区域的两侧，所述通道区域包括燃料通道、冷却剂通道和氧化剂通道，所述反应区域位于所述密封垫的中部，所述反应区域用于为所述上侧双极板和所述膜电极组件之间发生反应提供通道。
4.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述密封圈的横截面为弓形，所述弓形的圆弧部分与所述膜电极组件抵接，所述弓形的圆弧为优弧，所述弓形的弦部分与所述密封槽抵接。
5.根据权利要求4所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述弓形的弦部分的长度小于所述密封槽的宽度，所述密封圈的截面积大于所述密封槽的截面积。
6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，至少两个所述定位销分别位于所述第二密封件的对角线两端上，所述定位销在所述下侧双极板上的投影位于所述第一密封件的外侧。
7.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述定位销的高度小于所述定位孔的深度且大于所述上侧双极板厚度的一半。
8.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述定位销与所述定位孔之间为间隙配合。
9.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述定位孔为通孔。
10.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电堆的密封结构，其特征在于，所述定位孔为盲孔。
技术总结