一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法

摘要

本发明公开了一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法，组装设备包括：捆扎装置，用于可释放地收纳多个捆扎元件，并在多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体后同步进行拉紧；固接装置，用于固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在捆扎空间内；所述捆扎装置包括多个卷盘以及与多个卷盘驱动连接的驱动装置，每个卷盘可释放地收纳一个捆扎元件，每个卷盘在外力作用下正向旋转以释放对应捆扎元件，在驱动装置的驱动作用下反向旋转以拉紧对应捆扎元件。本方案可牢靠快速地缠绕住多个燃料电池单体，使得燃料电池堆的各部分受力均匀，大幅提高组装效率、降低组装成本。

权利要求

1.一种燃料电池堆的组装设备，其特征在于，组装设备包括：捆扎装置，用于可释放地收纳多个捆扎元件，并在所述多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体后同步进行拉紧；

固接装置，用于固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在所述捆扎空间内；

所述捆扎装置包括多个卷盘以及与所述多个卷盘驱动连接的驱动装置，每个卷盘可释放地收纳一个捆扎元件；其中，每个卷盘分别在外力的作用下正向旋转以释放对应的捆扎元件，并在所述驱动装置的驱动作用下共同反向旋转以拉紧对应的捆扎元件；

每个卷盘包括同轴心由外向内依次设置的外圈、内圈、垫片和套筒组件，每个卷盘的套筒组件可转动地套装于一转轴上，且所述转轴与所述驱动装置相连接；当所述驱动装置驱动所述转轴反向旋转时，所述转轴带动每个卷盘的套筒组件反向旋转，并通过所述垫片与所述套筒组件和所述内圈之间的摩擦力，控制所述内圈反向旋转；当所述捆扎元件受到的拉力达到预设拉力时，所述转轴相对于所述内圈空转。

2.如权利要求1所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述捆扎元件包括第一端、第二端以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的延伸主体，所述延伸主体用于缠绕被压紧的所述多个燃料电池单体，以便捆扎所述多个燃料电池单体而形成燃料电池堆；

其中，当拉拽所述捆扎元件的第一端时带动对应卷盘正向旋转，以释放所述捆扎元件，使所述捆扎元件的延伸主体缠绕在所述多个燃料电池单体的外周；当所述驱动装置驱动对应卷盘反向旋转时卷动所述捆扎元件的延伸主体并拉紧，以束缚住所述多个燃料电池单体。

3.如权利要求2所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述组装设备还包括压紧装置，用于对所述多个燃料电池单体进行施压并压紧；

所述压紧装置包括支撑杆、托台、动力装置和压板组件；其中，所述托台设置于所述支撑杆上，所述动力装置设置于所述托台上，所述压板组件可驱动地设置于所述动力装置，用于在所述动力装置的驱动下向下施压以压紧所述多个燃料电池单体，并在所述动力装置的驱动下向上提升以悬空。

4.如权利要求3所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述固接装置包括焊接机和切割机；

所述焊接机用于将每个捆扎元件的第一端焊接至该捆扎元件的延伸主体，形成所述捆扎空间；所述切割机用于割断该捆扎元件的延伸主体，使得所述延伸主体的切割处形成该捆扎元件新的第一端。

5.如权利要求4所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述捆扎装置还包括偏压组件，所述偏压组件设置于所述压板组件的侧面，用于偏压各捆扎元件的延伸主体，使延伸主体抵靠于对应捆扎元件的第一端，以便利用所述焊接机将对应捆扎元件的第一端焊接至延伸主体。

6.如权利要求5所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述偏压组件包括多个偏压件，分别与所述多个捆扎元件相对应；

每个偏压件均与所述压板组件间隔地设置，以在每个偏压件和所述压板组件的侧面之间形成一间隙，且每个偏压件自所述压板组件向下延伸，用于偏压经由对应间隙穿过的对应捆扎元件的延伸主体，使得该捆扎元件的第一端被夹压在所述多个燃料电池单体和该延伸主体之间。

7.如权利要求6所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，每个偏压件具有一个窗口，用于在所述偏压件偏压对应捆扎元件的延伸主体时，所述焊接机通过所述窗口对准该延伸主体，以将该延伸主体与对应捆扎元件的第一端焊接在一起，同时所述切割机在所述窗口处切割对应捆扎元件的延伸主体。

8.如权利要求6所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述捆扎装置中的多个卷盘以及所述固接装置均位于所述托台的下方，且所述固接装置位于所述多个卷盘的上方。

9.如权利要求8所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述捆扎装置还包括引导组件，用于引导来自各卷盘的捆扎元件的延伸主体绕过所述固接装置，最终到达所述偏压组件处。

10.如权利要求9所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述引导组件包括引导臂组和多个引导件，所述多个引导件分别与所述多个捆扎元件相对应；

所述引导臂组包括位于所述固接装置上方的至少两个引导臂，每个引导件包括至少两个转轮，分别可转动地套装在至少两个引导臂上；其中，来自每个卷盘的捆绑元件依次由各引导臂上的各转轮进行引导，以绕过所述固接装置最终到达对应的偏压件处。

11.如权利要求10所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述引导臂组包括第一引导臂、第二引导臂和第三引导臂，所述第一引导臂位于所述固接装置上方且临近所述多个卷盘的位置，所述第二引导臂位于所述固接装置上方且临近所述偏压组件的位置，所述第三引导臂位于所述第二引导臂正上方；

每个引导件包括三个转轮，分别可转动地套装在三个引导臂上；其中，来自每个卷盘的捆绑元件经所述第一引导臂上的对应转轮引导后，耦合在所述第二引导臂上与所述第三引导臂上的对应转轮之间，以绕过所述固接装置最终到达对应的偏压件处。

12.如权利要求1‑11任一所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述捆扎装置还包括多个拉力检测组件，分别与所述多个卷盘相对应；其中，每个拉力检测组件被对应地设置于一个卷盘处，用于检测该卷盘对对应捆扎元件所施加的拉力。

13.如权利要求4所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述固接装置还包括可前后、左右、上下移动的移动组件，所述焊接机和所述切割机分别安装于所述移动组件上，以便将所述焊接机移动至对应的焊接位置，将所述切割机移动至对应的切割位置。

14.如权利要求13所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述移动组件包括第一滑轨结构、第二滑轨结构和升降结构，分别用于实现所述焊接机和所述切割机的前后、左右和上下移动；

其中，所述第一滑轨结构包括两个，所述焊接机和所述切割机分别设置在两个第一滑轨结构上；所述两个第一滑轨结构均设置在所述第二滑轨结构上，所述第二滑轨结构设置在所述升降结构上。

15.如权利要求14所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述升降结构包括升降平台和升降控制装置；

所述升降平台垂直于所述支撑杆设置，并活动连接在所述支撑杆上；所述升降控制装置与所述升降平台相连接，用于控制所述升降平台上升和下降。

16.如权利要求15所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，所述升降控制装置包括驱动模块、带螺纹的驱动杆、带螺纹的从动件和带螺纹的升降杆；

其中，所述驱动模块与所述驱动杆连接，所述驱动杆与所述从动件连接，所述从动件与所述升降杆的底端连接，所述升降杆的顶端与所述升降平台连接；所述驱动模块驱动所述驱动杆旋转，带动所述从动件旋转，进而带动所述升降杆上升和下降，最终实现所述升降平台的上升和下降。

17.如权利要求1所述的燃料电池堆的组装设备，其特征在于，对于每个卷盘，所述外圈与所述内圈之间设有一个或多个锁件，所述内圈的外周设有一个或多个自锁槽，每个锁件对应放置于一个自锁槽中，且每个自锁槽具有一个自由位置和一个自锁位置；

当所述转轴未被驱动以保持相对静止时，每个锁件处于对应自锁槽的自由位置，使得所述外圈可绕所述内圈正向旋转；当所述转轴被驱动以反向旋转时，每个锁件被所述内圈带动以产生离心力，并在离心力作用下从对应自由位置移动至自锁位置，以抵靠在所述内圈和所述外圈之间，使所述外圈可随所述内圈反向旋转。

18.一种燃料电池堆的组装设备的使用方法，其特征在于，对于权利要求1‑17任一所述的燃料电池堆的组装设备，使用方法包括：利用捆扎装置使多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体，并在缠绕完成后将所述多个捆扎元件同步进行拉紧；

利用固接装置固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在所述捆扎空间内。

19.如权利要求18所述的燃料电池堆的组装设备的使用方法，其特征在于，所述利用捆扎装置使多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体，并在缠绕完成后将所述多个捆扎元件同步进行拉紧，包括：

分别拉拽收纳于每个卷盘上的捆扎元件，使每个卷盘正向旋转以释放对应的捆扎元件，并使捆扎元件缠绕住被压紧的多个燃料电池单体；

当每个捆扎元件均缠绕住所述多个燃料电池单体后，通过驱动装置驱动每个卷盘同步进行反向旋转，以分别拉紧每个卷盘上的捆扎元件；

其中，当任一卷盘对捆扎元件所施加的拉力达到预设拉力时，该卷盘停止转动，且所述转轴相对于所述卷盘空转。

说明书

一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明属于燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法。

背景技术

[0002] 燃料电池是一种通过电化学反应，将燃料中的化学能直接转变成电能的发电装置。然而，单个燃料电池（或燃料电池单体）能够提供的电压和输出功率较低。在实际应用
中，一般将多个燃料电池单体叠放在一起，形成一个能够实现高电压和大功率输出的燃料
电池堆。相应地，燃料电池的燃料电池堆由多个燃料电池单体堆叠在一起形成。

[0003] 燃料电池的燃料电池堆在使用过程中需保持结构稳定，以确保燃料电池保持稳定的持续性的电力输出。现有燃料电池的燃料电池堆多通过紧固手段，如螺杆固定的方式，将
堆叠在一起的燃料电池堆的燃料电池单体固定在一起。然而，简单堆叠在一起的燃料电池
单体被直接固定在一起时，容易导致燃料电池堆的各个部分受力不匀。燃料电池堆的各部
分受力不匀，有可能影响到燃料电池堆的密封性能和电力传输性能，最终影响到燃料电池
堆的功率输出。此外，燃料电池堆的各部分受力不匀，还可能导致燃料电池堆的流场板因局
部受力过大而发生变形，甚至导致质子交换膜损坏导致燃料电池堆无法使用。因此，现有燃
料电池堆在被固定前，往往还需要通过压紧机的压装，使燃料电池堆的燃料电池单体被紧
紧堆叠在一起，以确保燃料电池堆的密封性能。

[0004] 现有的一种燃料电池自动化装堆装置通常包括装堆结构、移出结构、机械手和控制结构，该燃料电池自动化装堆装置通过该装堆结构的压堆架可通过设置在工作台的导轨
移动，以使该装堆结构的压堆架的收紧架能够与设置在该装堆结构的安装台的燃料电池堆
相对齐和压紧被设置在该装堆结构的安装台的燃料电池堆，进而通过螺杆固定的方式将被
压紧的燃料电池堆固定在一起。然而，该燃料电池自动化装堆装置在用螺杆固定时，不仅需
要使用专业工具（如扳手等）通过人工操作的方式将被压紧的燃料电池堆固定在一起，造成
燃料电池堆的组装效率低下、成本提高；而且为了确保燃料电池堆的结构稳定，往往需要使
用多对螺杆来实现紧固的目的，但这却会因多个螺杆的紧固力大小难以一致而加剧受力不
均的问题，特别是一旦同对螺杆的紧固力大小不一，极易造成燃料电池单体发生起翘或变
形，无法确保燃料电池堆的密封性能。

发明内容

[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种燃料电池堆的组装设备及其使用方法，其目的在于实现燃料电池堆的自动化组装，以提高组装效率、降低组装成
本，并实现燃料电池堆的各部分受力均匀。

[0006] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种燃料电池堆的组装设备，包括：

[0007] 捆扎装置，用于可释放地收纳多个捆扎元件，并在所述多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体后同步进行拉紧；

[0008] 固接装置，用于固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在所述捆扎空间内；

[0009] 所述捆扎装置包括多个卷盘以及与所述多个卷盘驱动连接的驱动装置，每个卷盘可释放地收纳一个捆扎元件；其中，每个卷盘在外力的作用下正向旋转以释放对应的捆扎
元件，在所述驱动装置的驱动作用下反向旋转以拉紧对应的捆扎元件。

[0010] 优选地，所述捆扎元件包括第一端、第二端以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的延伸主体，所述延伸主体用于缠绕被压紧的所述多个燃料电池单体，以便捆扎所述
多个燃料电池单体而形成燃料电池堆；

[0011] 其中，当拉拽所述捆扎元件的第一端时带动对应卷盘正向旋转，以释放所述捆扎元件，使所述捆扎元件的延伸主体缠绕在所述多个燃料电池单体的外周；当所述驱动装置
驱动对应卷盘反向旋转时卷动所述捆扎元件的延伸主体并拉紧，以束缚住所述多个燃料电
池单体。

[0012] 优选地，所述组装设备还包括压紧装置，用于对所述多个燃料电池单体进行施压并压紧；

[0013] 所述压紧装置包括支撑杆、托台、动力装置和压板组件；其中，所述托台设置于所述支撑杆上，所述动力装置设置于所述托台上，所述压板组件可驱动地设置于所述动力装
置，用于在所述动力装置的驱动下向下施压以压紧所述多个燃料电池单体，并在所述动力
装置的驱动下向上提升以悬空。

[0014] 优选地，所述固接装置包括焊接机和切割机；

[0015] 所述焊接机用于将每个捆扎元件的第一端焊接至该捆扎元件的延伸主体，形成所述捆扎空间；所述切割机用于割断该捆扎元件的延伸主体，使得所述延伸主体的切割处形
成该捆扎元件新的第一端。

[0016] 优选地，所述捆扎装置还包括偏压组件，所述偏压组件设置于所述压板组件的侧面，用于偏压各捆扎元件的延伸主体，使延伸主体抵靠于对应捆扎元件的第一端，以便利用
所述焊接机将对应捆扎元件的第一端焊接至延伸主体。

[0017] 优选地，所述偏压组件包括多个偏压件，分别与所述多个捆扎元件相对应；

[0018] 每个偏压件均与所述压板组件间隔地设置，以在每个偏压件和所述压板组件的侧面之间形成一间隙，且每个偏压件自所述压板组件向下延伸，用于偏压经由对应间隙穿过
的对应捆扎元件的延伸主体，使得该捆扎元件的第一端被夹压在所述多个燃料电池单体和
该延伸主体之间。

[0019] 优选地，每个偏压件具有一个窗口，用于在所述偏压件偏压对应捆扎元件的延伸主体时，所述焊接机通过所述窗口对准该延伸主体，以将该延伸主体与对应捆扎元件的第
一端焊接在一起，同时所述切割机在所述窗口处切割对应捆扎元件的延伸主体。

[0020] 优选地，所述捆扎装置中的多个卷盘以及所述固接装置均位于所述托台的下方，且所述固接装置位于所述多个卷盘的上方。

[0021] 优选地，所述捆扎装置还包括引导组件，用于引导来自各卷盘的捆扎元件的延伸主体绕过所述固接装置，最终到达所述偏压组件处。

[0022] 优选地，所述引导组件包括引导臂组和多个引导件，所述多个引导件分别与所述多个捆扎元件相对应；

[0023] 所述引导臂组包括位于所述固接装置上方的至少两个引导臂，每个引导件包括至少两个转轮，分别可转动地套装在至少两个引导臂上；其中，来自每个卷盘的捆绑元件依次
由各引导臂上的各转轮进行引导，以绕过所述固接装置最终到达对应的偏压件处。

[0024] 优选地，所述引导臂组包括第一引导臂、第二引导臂和第三引导臂，所述第一引导臂位于所述固接装置上方且临近所述多个卷盘的位置，所述第二引导臂位于所述固接装置
上方且临近所述偏压组件的位置，所述第三引导臂位于所述第二引导臂正上方；

[0025] 每个引导件包括三个转轮，分别可转动地套装在三个引导臂上；其中，来自每个卷盘的捆绑元件经所述第一引导臂上的对应转轮引导后，耦合在所述第二引导臂上与所述第
三引导臂上的对应转轮之间，以绕过所述固接装置最终到达对应的偏压件处。

[0026] 优选地，所述捆扎装置还包括多个拉力检测组件，分别与所述多个卷盘相对应；其中，每个拉力检测组件被对应地设置于一个卷盘处，用于检测该卷盘对对应捆扎元件所施
加的拉力。

[0027] 优选地，所述固接装置还包括可前后、左右、上下移动的移动组件，所述焊接机和所述切割机分别安装于所述移动组件上，以便将所述焊接机移动至对应的焊接位置，将所
述切割机移动至对应的切割位置。

[0028] 优选地，所述移动组件包括第一滑轨结构、第二滑轨结构和升降结构，分别用于实现所述焊接机和所述切割机的前后、左右和上下移动；

[0029] 其中，所述第一滑轨结构包括两个，所述焊接机和所述切割机分别设置在两个第一滑轨结构上；所述两个第一滑轨结构均设置在所述第二滑轨结构上，所述第二滑轨结构
设置在所述升降结构上。

[0030] 优选地，所述升降结构包括升降平台和升降控制装置；

[0031] 所述升降平台垂直于所述支撑杆设置，并活动连接在所述支撑杆上；所述升降控制装置与所述升降平台相连接，用于控制所述升降平台上升和下降。

[0032] 优选地，所述升降控制装置包括驱动模块、带螺纹的驱动杆、带螺纹的从动件和带螺纹的升降杆；

[0033] 其中，所述驱动模块与所述驱动杆连接，所述驱动杆与所述从动件连接，所述从动件与所述升降杆的底端连接，所述升降杆的顶端与所述升降平台连接；所述驱动模块驱动
所述驱动杆旋转，带动所述从动件旋转，进而带动所述升降杆上升和下降，最终实现所述升
降平台的上升和下降。

[0034] 优选地，每个卷盘包括同轴心由外向内依次设置的外圈、内圈、垫片和套筒组件，每个卷盘的套筒组件统一可转动地套装于一转轴上，且所述转轴与所述驱动装置相连接；

[0035] 当所述驱动装置驱动所述转轴反向旋转时，所述转轴带动每个卷盘的套筒组件反向旋转，并通过所述垫片与所述套筒组件和所述内圈之间的摩擦力，控制所述内圈反向旋
转；当所述捆扎元件受到的拉力达到预设拉力时，所述转轴相对于所述内圈空转。

[0036] 优选地，对于每个卷盘，所述外圈与所述内圈之间设有一个或多个锁件，所述内圈的外周设有一个或多个自锁槽，每个锁件对应放置于一个自锁槽中，且每个自锁槽具有一
个自由位置和一个自锁位置；

[0037] 当所述转轴未被驱动以保持相对静止时，每个锁件处于对应自锁槽的自由位置，使得所述外圈可绕所述内圈正向旋转；当所述转轴被驱动以反向旋转时，每个锁件被所述
内圈带动以产生离心力，并在离心力作用下从对应自由位置移动至自锁位置，以抵靠在所
述内圈和所述外圈之间，使所述外圈可随所述内圈反向旋转。

[0038] 按照本发明的另一方面，提供了一种燃料电池堆的组装设备的使用方法，对于第一方面所述的燃料电池堆的组装设备，使用方法包括：

[0039] 利用捆扎装置使多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体，并在缠绕完成后将所述多个捆扎元件同步进行拉紧；

[0040] 利用固接装置固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在所述捆扎空间内。

[0041] 优选地，所述利用捆扎装置使多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体，并在缠绕完成后将所述多个捆扎元件同步进行拉紧，包括：

[0042] 分别拉拽收纳于每个卷盘上的捆扎元件，使每个卷盘正向旋转以释放对应的捆扎元件，并使捆扎元件缠绕住被压紧的多个燃料电池单体；

[0043] 当每个捆扎元件均缠绕住所述多个燃料电池单体后，通过驱动装置驱动每个卷盘同步进行反向旋转，以分别拉紧每个卷盘上的捆扎元件；

[0044] 其中，当任一卷盘对捆扎元件所施加的拉力达到预设拉力时，该卷盘停止转动，且所述转轴相对于所述卷盘空转。

[0045] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供的燃料电池堆的组装设备及其使用方法中，捆扎装置包括多个卷盘，可同时
可释放地收纳多个捆扎元件，通过控制多个捆扎元件的释放和拉紧，可以更牢靠、更快速地
缠绕住被压紧的多个燃料电池单体，再由固接装置实现各捆扎元件的固定连接，将被压紧
的多个燃料电池单体束缚在捆扎空间内，使得燃料电池堆的各部分受力均匀，并能大幅度
提高燃料电池堆的组装效率、降低组装成本，提高整个设备的实用性和可靠性。

附图说明

[0046] 图1是本发明实施例提供的一种燃料电池堆的组装设备立体图；

[0047] 图2是本发明实施例提供的一种燃料电池堆的组装设备侧视图；

[0048] 图3是本发明实施例提供的另一种燃料电池堆的组装设备立体图；

[0049] 图4是本发明实施例提供的一种燃料电池堆的组装设备的部分结构立体图；

[0050] 图5是本发明实施例提供的另一种燃料电池堆的组装设备的部分结构立体图；

[0051] 图6是本发明实施例提供的一种燃料电池堆的组装设备的局部放大立体图；

[0052] 图7是本发明实施例提供的另一种燃料电池堆的组装设备的局部放大立体图；

[0053] 图8是本发明实施例提供的还一种燃料电池堆的组装设备的局部放大立体图；

[0054] 图9是本发明实施例提供的一种燃料电池堆的组装设备中转盘组件的立体图；

[0055] 图10是本发明实施例提供的一种燃料电池堆的组装设备中卷盘的剖视图；

[0056] 图11是本发明实施例提供的一种燃料电池堆的组装设备的使用方法流程图；

[0057] 图12是本发明实施例提供的一种利用多个捆扎元件缠绕住多个燃料电池单体的方法流程图；

[0058] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

[0059] 输送装置1：捆扎工位10；

[0060] 压紧装置2：支撑杆21、托台22、动力装置23、压板组件24、基座25；

[0061] 捆扎装置3：转盘组件31、偏压组件32、引导组件33、拉力检测组件34；

[0062] 转盘组件31：卷盘311、驱动装置312；外圈3111、内圈3112、垫片3113、套筒组件3114、转轴3120、锁件313、自锁槽314、凸块31201；

[0063] 偏压组件32：偏压件321、窗口3210；

[0064] 引导组件33：引导臂331、转轮332；

[0065] 固接装置4：焊接机41、切割机42、第一滑轨结构43、第二滑轨结构44、升降结构45、升降平台451、驱动模块452、驱动杆453、从动件454、升降杆455；

[0066] 燃料电池堆5；

[0067] 捆扎元件6：第一端61、第二端62、延伸主体63。

具体实施方式

[0068] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并
不用于限定本发明。

[0069] 本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置
关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述
术语不能理解为对本发明的限制。

[0070] 在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限
定，属于“相连”、“连接”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者一
体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连
结。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发明中的具体
含义。

[0071] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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
点包含于本发明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。

[0072] 实施例1

[0073] 为实现燃料电池堆的自动化组装，提高组装效率、降低组装成本，并实现燃料电池堆的各部分受力均匀，本发明实施例提供了一种燃料电池堆的组装设备。如图1所示，该设
备主要包括输送装置1、压紧装置2、捆扎装置3和固接装置4。所述输送装置1用于将堆放好
的多个燃料电池单体输送至捆扎工位10，所述压紧装置2用于对所述捆扎工位10上的所述
多个燃料电池单体进行施压并压紧，所述捆扎装置3和所述固接装置4共同作用对被压紧的
所述多个燃料电池单体进行捆扎，以组装成燃料电池堆5。

[0074] 值得注意的是，由于本申请的所述组装设备能够通过所述输送装置1直接将堆放好的多个燃料电池单体输送至捆扎工位10，并在所述捆扎工位10处利用所述捆扎装置3和
所述固接装置4对所述多个燃料电池单体进行捆装；因此本申请的所述组装设备不仅能够
实现燃料电池堆的自动化组装，提高组装效率，而且还能够减少组装过程中的人工劳动量，
降低组装成本。

[0075] 根据本申请的上述实施例，如图2‑图4所示，所述压紧装置2包括支撑杆21、托台22、动力装置23和压板组件24。其中，所述支撑杆21的数量为多个（图中以四个为例），并围
绕所述捆扎工位10设置；所述托台22被所述多个支撑杆21支撑于所述捆扎工位10的上方；
所述动力装置23设置于所述托台22上，所述压板组件24可驱动地与所述动力装置23连接，
用于在所述动力装置23的驱动下向下施压，以压紧所述捆扎工位10上的所述多个燃料电池
单体，并在所述动力装置23的驱动下向上提升以悬空。优选地，所述压紧装置2还可进一步
包括基座25，所述多个支撑杆21被垂直地固定于所述基座25，便于经由所述动力装置23提
供的向下压力被平稳传递给所述压板组件24。

[0076] 值得注意的是，所述压板组件24在所述动力装置23的驱动下，前进移动以致抵压在所述多个燃料电池单体时，所述动力装置23提供的压力可通过所述压板组件24被施加在
所述多个燃料电池单体。可以理解，为便于所述压板组件24施加在所述多个燃料电池单体
的压力分布均匀，所述多个燃料电池单体与所述压板组件24之间应相互匹配。

[0077] 进一步地，如图2‑图4所示，为方便压力通过所述压板组件24均匀地施加在所述多个燃料电池单体，所述压板组件24的压平面被设置朝向所述捆扎工位10或所述多个燃料电
池单体（图中即朝下），以使压力能够通过所述压平面被施加在所述多个燃料电池单体。此
外，所述压平面优选地与所述捆扎工位10的上表面或所述多个燃料电池单体的上端面平
行，以确保所述压板组件24施加的压力沿该堆叠方向施加在所述多个燃料电池单体上。

[0078] 根据本申请的上述实施例，结合图1‑图4，所述捆扎装置3设置于所述托台22的下方，主要用于可释放地收纳多个捆扎元件6，并在所述多个捆扎元件6共同缠绕住被压紧的
多个燃料电池单体后同步进行拉紧；所述固接装置4可以设置于所述托台22的下方，用于固
定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体
被束缚在所述捆扎空间内，以组装成所述燃料电池堆5。

[0079] 可以理解的是，由于本申请的所述组装设备能够将被压紧的所述多个燃料电池单体束缚在经由多个捆扎元件6形成的所述捆扎空间内，因此当所述压紧装置2撤去对所述多
个燃料电池单体施加的压力时，所述多个燃料电池单体仍能够被稳定地束缚在经由多个捆
扎元件6形成的所述捆扎空间内，从而很好地完成所述燃料电池堆5的组装作业。

[0080] 值得注意的是，本申请的所述捆扎元件6优选地由金属或合金材料制成，例如，所述捆扎元件6可以但不限于被实施为束带、钢丝绳或钢丝带等等。可以理解的是，如图2所
示，所述捆扎元件6包括第一端61、第二端62以及在所述第一端61和所述第二端62之间延伸
的延伸主体63，所述延伸主体63用于缠绕被压紧的所述多个燃料电池单体，以便捆扎所述
多个燃料电池单体而形成燃料电池堆5。

[0081] 如图2‑图4所示，所述捆扎装置3包括转盘组件31，所述转盘组件31包括同轴设置的多个卷盘311以及与所述多个卷盘311共同驱动连接的驱动装置312，每个卷盘311被可转
动地设置于所述托台22下方，用于可释放地收纳一个捆扎元件6。其中，每个卷盘311在外力
的作用下正向旋转以释放对应的捆扎元件6，在所述驱动装置312的驱动作用下反向旋转以
拉紧对应的捆扎元件6。具体地，当拉拽所述捆扎元件6的第一端61时带动对应卷盘311正向
旋转，以释放所述捆扎元件6，以便使所述捆扎元件6的延伸主体63缠绕在所述多个燃料电
池单体的外周；当所述驱动装置312驱动对应卷盘311反向旋转时卷动所述捆扎元件6的延
伸主体63并拉紧，以束缚住所述多个燃料电池单体。优选地，所述多个卷盘311为等间隔排
列，则对应释放出的多个捆扎元件6也可等间隔排列，从而均匀地缠绕在所述多个燃料电池
单体的外周。

[0082] 可以理解的是，本申请所提及的正向旋转中的“正向”指的是能够释放所述捆扎元件6的方向；相应地，本申请所提及的反向旋转中的“反向”指的是能够卷动拉紧所述捆扎元
件6的方向。

[0083] 考虑到所述转盘组件31如果设置在较高高度时不利于更换各卷盘311上的捆扎元件6，因此本申请将所述转盘组件31设置在较低的位置进行固定，即所述托台22下方，具体
可固定在所述基座25一侧。由于所述输送装置1占据了所述基座25的一侧区域，所以可将所
述转盘组件31设置在与所述输送装置1相对应的、所述基座25的另一侧区域，如图2所示，所
述捆扎装置3中的多个卷盘311以及所述固接装置4均位于所述托台22的下方，且所述固接
装置4位于所述多个卷盘311的上方。

[0084] 值得注意的是，所述捆扎元件6的所述第二端62可以被缠绕在所述卷盘311上，以确保在拉拽所述捆扎元件6的第一端61时，所述捆扎元件6将带动所述卷盘311稳定地正向
旋转以释放所述捆扎元件6。此外，所述驱动装置312可以但不限于被实施为一电动马达或
一电机，用于在通电作业时带动所述卷盘311反向旋转，进而使得所述卷盘311卷动所述捆
扎元件6以拉紧被缠绕在所述多个燃料电池单体的所述捆扎元件6的延伸主体63。由于所述
卷盘311上的所述捆扎元件6的长度远远大于所述多个燃料电池单体的外周长，因此所述固
接装置4将各捆扎元件6的第一端61固定地连接至其延伸主体63，以形成所述捆扎空间。

[0085] 优选地，如图3和图5所示，所述固接装置4包括焊接机41和切割机42。所述焊接机41用于将每个捆扎元件6的第一端61焊接至该捆扎元件6的延伸主体63，形成稳定的所述捆
扎空间；所述切割机42用于割断该捆扎元件6的延伸主体63，使得所述延伸主体63的切割处
形成该捆扎元件6新的第一端，以便继续利用该捆扎元件6对下一个燃料电池堆进行捆扎。
可以理解的是，所述焊接机41和所述切割机42可以但不限于分别被实施为一激光焊机和一
激光切割机。

[0086] 需要说明的是，为了确保所述多个燃料电池单体被受力均匀且牢靠地捆扎在一起，通常需要通过捆扎元件6在所述多个燃料电池单体上不同的捆扎位置进行捆扎。如果所
述捆扎装置3中仅设置一个卷盘，则一次只能在一个位置捆扎所述捆扎元件6，待焊接、切割
完成后，再将该卷盘和对应捆扎元件移动至下一个位置进行捆扎，以此类推分别移动卷盘
对应不同的捆扎位置，完成捆扎作业，操作效率低。因此，本申请在所述转盘组件31中设置
同轴排列的多个卷盘311，可一次性释放多个捆扎元件6，同时在所述多个燃料电池单体的
多个位置进行捆扎，无需来回移动卷盘311，操作效率有效提升。组装过程中只需要将所述
焊接机41和所述切割机42分别移动至不同的位置完成各捆扎元件6的焊接和切割即可。

[0087] 相应地，所述固接装置4还包括可前后、左右、上下移动的移动组件，所述焊接机41和所述切割机42分别安装于所述移动组件上，以便将所述焊接机41移动至对应的焊接位
置，将所述切割机42移动至对应的切割位置，即在多个自由度方向上分别移动所述焊接机
41和所述切割机42。

[0088] 示例性地，结合图3和图5，所述移动组件包括第一滑轨结构43、第二滑轨结构44和升降结构45，分别用于实现所述焊接机41和所述切割机42的前后、左右和上下移动。其中，
所述第一滑轨结构43的设置数量为两个，所述焊接机41和所述切割机42分别设置在两个第
一滑轨结构43上，并可沿对应第一滑轨结构43实现前后移动；所述两个第一滑轨结构43均
设置在所述第二滑轨结构44上，并可沿所述第二滑轨结构44左右移动，进而带动所述焊接
机41和所述切割机42左右移动；所述第二滑轨结构设置在所述升降结构45上，并可随所述
升降结构45上升和下降，进而带动所述焊接机41和所述切割机42上下移动。

[0089] 进一步结合图6，所述升降结构45包括升降平台451和升降控制装置；所述升降平台451垂直于所述支撑杆21设置，并通过滑块活动连接在所述支撑杆21上，以便所述升降平
台451利用所述支撑杆21作为引导，沿所述支撑杆21上下滑动。优选地，所述升降平台451在
两个所述支撑杆21的导向作用下，在上下滑动过程中始终保持水平，以确保所述焊接机41
和所述切割机42在左右移动过程中能够分别对准对应的焊接位置和切割位置。可以理解的
是，在现有的一些设备中，切割机和焊接机通过额外设置的垂直滑轨结构来控制升降，占用
了较大的空间，而本发明中利用所述压紧装置2中原本设有的所述支撑杆21来引导所述升
降平台451上下滑动，使整体结构更加紧凑，且仅需要在所述压紧装置2上作出较小的改动
即可实现功能。

[0090] 所述升降控制装置与所述升降平台451相连接，用于控制所述升降平台451上升和下降。具体地，所述升降控制装置包括驱动模块452、带螺纹的驱动杆453、带螺纹的从动件
454和底端带螺纹的升降杆455。如图6所示，所述驱动模块452与所述驱动杆453连接，所述
驱动杆453与所述从动件454连接，所述从动件454与所述升降杆455的底端连接，所述升降
杆455的顶端与所述升降平台451连接。其中，所述从动件454可以是一个分别具有外周螺纹
和内周螺纹的独立部件，也可以是由一个带外螺纹的主体和一个固定于该主体上的带内螺
纹的套件组装而成。在实际控制时，所述驱动模块452驱动所述驱动杆453旋转，带动所述从
动件454旋转，进而带动所述升降杆455上升和下降，最终实现所述升降平台451的上升和下
降。

[0091] 这样一来，在所述捆扎工位10上进行捆扎作业时，首先分别拉拽每个捆扎元件6的第一端来带动每个卷盘311正向旋转以释放对应捆扎元件6，从而利用释放的多个捆扎元件
6在所述多个燃料电池单体的不同捆扎位置分别进行捆扎。每个捆扎元件6被拉紧后，可通
过所述移动组件分别将所述焊接机41和所述切割机42移动至相应焊接和切割位置，先通过
所述焊接机41将对应捆扎元件6的第一端61焊接至其延伸主体63，再通过所述切割机42将
对应捆扎元件6的延伸主体63割断，使得所述延伸主体63的切割处形成新的第一端。以此类
推，可分别将所述焊接机41和所述切割机42移动至不同的位置，完成所有捆扎元件6的焊接
和切割，进而完成全部的捆扎作业以组装成所述燃料电池堆5。

[0092] 根据本申请的上述实施例，结合图2‑图5，所述捆扎装置3还可以进一步包括偏压组件32，所述偏压组件32设置于所述压板组件24的侧面，用于偏压各捆扎元件6的延伸主体
63，使延伸主体63抵靠于对应捆扎元件6的第一端61，以便利用所述焊接机41将对应捆扎元
件6的第一端61焊接至延伸主体63。

[0093] 示例性地，如图7和图8所示，所述偏压组件32可以包括多个偏压件321，分别与所述多个捆扎元件6相对应。其中，每个偏压件321均与所述压板组件24间隔地设置，以在每个
偏压件321和所述压板组件24的侧面之间形成一间隙，且每个偏压件321自所述压板组件24
向下延伸，用于偏压经由对应间隙穿过的对应捆扎元件6的延伸主体63，使得每个捆扎元件
6的第一端61被夹压在所述多个燃料电池单体和该延伸主体63之间，便于通过所述焊接机
41将各捆扎元件6的第一端61焊接至延伸主体63，以形成所述捆扎空间。

[0094] 优选地，如图7和图8所示，每个偏压件321具有一个窗口3210，用于在所述偏压件321偏压对应捆扎元件6的延伸主体63时，所述焊接机41通过所述窗口3210对准该延伸主体
63，以将该延伸主体63与对应捆扎元件6的第一端61焊接在一起，同时所述切割机42在所述
窗口3210处切割对应捆扎元件6的延伸主体63。更优选地，每个偏压件321均包括上压臂、下
压臂以及连接臂，所述上压臂和所述下压臂被间隔地布置，且所述连接臂的两端部分别连
接所述上压臂和所述下压臂，以在所述上压臂和所述下压臂之间形成所述窗口3210，便于
通过所述上压臂和所述下压臂同时偏压对应捆扎元件6的延伸主体63，使得所述捆扎元件6
的延伸主体63在所述窗口3210对应的区域内紧密地贴合于所述捆扎元件6的第一端61，便
于所述焊接机41在所述窗口3210区域进行稳定地焊接。

[0095] 其中，所述窗口3210的宽度不小于所述捆扎元件6的宽度，以确保所述焊接机41能够在所述捆扎元件6的宽度方向上进行充分焊接，并且所述切割机42能够在所述捆扎元件6
的宽度方向上进行充分切割。

[0096] 结合图2，由于所述多个燃料电池单体处于所述托台22的正下方，而所述转盘组件31被安装于所述基座25一侧，所述转盘组件31与所述多个燃料电池单体之间还设有所述固
接装置4的一系列复杂结构。因此当各卷盘311释放捆扎元件6时，捆扎元件6需要绕过所述
固接装置4才能到达所述偏压组件32处。否则将容易出现卡滞，进而导致所述捆扎元件6难
以很好地捆扎所述多个燃料电池单体。

[0097] 为解决上述问题，结合图2‑图4，所述捆扎装置3还可以进一步包括引导组件33，用于引导来自各卷盘311的捆扎元件6的延伸主体63绕过所述固接装置4，最终到达所述偏压
组件32处，有助于减小所述捆扎元件6所受的摩擦力。示例性地，如图2和图4所示，所述引导
组件33包括引导臂组和多个引导件，所述多个引导件分别与所述多个捆扎元件6相对应。所
述引导臂组包括位于所述固接装置4上方的至少两个引导臂331；每个引导件包括至少两个
转轮332，分别可转动地套装在至少两个引导臂331上；其中，来自每个卷盘311的捆绑元件6
依次由各引导臂上的各转轮332进行引导，以绕过所述固接装置4最终到达对应的偏压件
321处。

[0098] 在一个具体的实施例中，所述引导臂组包括第一引导臂、第二引导臂和第三引导臂，所述第一引导臂位于所述固接装置4上方且临近所述多个卷盘311（或所述转盘组件31）
的位置，所述第二引导臂位于所述固接装置4上方且临近所述偏压组件32的位置，所述第三
引导臂位于所述第二引导臂正上方。每个引导件包括三个转轮332，分别可转动地套装在三
个引导臂331上；其中，来自每个卷盘311的捆绑元件6经所述第一引导臂上的对应转轮332
引导后，耦合在所述第二引导臂上与所述第三引导臂上的对应转轮332之间，以绕过所述固
接装置4最终到达对应的偏压件321处。需要说明的是，在所述第二引导臂上方设置第三引
导臂并配置相应的转轮332，可以使捆扎元件6很好地耦合在所述第二引导臂的转轮332上
继续向下延伸，有效避免在所述第二引导臂的转轮332处出现捆扎元件6脱离的问题。

[0099] 值得注意的是，当所述转盘组件31的各卷盘311反向旋转以卷动对应捆扎元件6时，所述捆扎元件6的延伸主体63将被拉紧以束缚住所述多个燃料电池单体，而在对所述捆
扎元件6的延伸主体63施加足够大的拉力以可靠地紧固所述多个燃料电池单体的同时，还
需要避免对所述捆扎元件6的延伸主体63施加的拉力过大而导致所述燃料电池堆单体发生
异常变形，甚至破损的情况。

[0100] 为解决上述问题，如图3和图4所示，所述捆扎装置3还可以进一步包括多个拉力检测组件34，分别与所述多个卷盘311相对应。其中，每个拉力检测组件34被对应地设置于一
个卷盘311处，用于检测该卷盘311对对应捆扎元件6所施加的拉力，便于根据拉力检测结果
来控制所述驱动装置312对卷盘311施加的驱动力大小，进而确保对应捆扎元件6的延伸主
体63受到合适大小的拉力。例如，每个拉力检测组件34可以包括拉压转换机构和压力传感
器，所述拉压转换机构可设置于对应卷盘311，用于将对应捆扎元件6的延伸主体63所受的
拉力转换为压力，所述压力传感器则用于检测经由所述拉压转换机构转换的压力，进而求
得该捆扎元件6的延伸主体63所受到的拉力。

[0101] 需要说明的是，在本发明实施例提供的各附图中，以设置四个卷盘311为例，则所述偏压件321、所述引导件、所述拉力检测组件34均相应地设置四个。当然，具体数量可根据
实际需求灵活设定，在此不做限定。

[0102] 值得注意的是，本申请的所述捆扎装置3中设置多个卷盘311，需要实现以下功能：1）每个卷盘311在释放对应捆扎元件6的方向上可独立转动，即通过拉拽各捆扎元件6的第
一端61，各卷盘311可独立地正向旋转；2）当每个卷盘311释放出的捆扎元件6均缠绕在对应
捆扎位置后，所有的卷盘311能在所述驱动装置312的驱动作用下同时反向旋转，将各自的
捆扎元件6拉紧；3）由于每个卷盘311上释放的捆扎元件6长度无法确保完全相同，因此所述
捆扎元件6被拉紧所需要的时间也不同，当某个捆扎元件6达到预设拉力被拉紧时，对应的
卷盘311停止转动，即所述驱动装置312无法继续驱动所述卷盘311转动；4）当所有捆扎元件
6均达到预设拉力被拉紧和焊接后，所述驱动装置312停止驱动。

[0103] 根据本申请的上述实施例，为满足以上各项功能，如图9所示，每个卷盘311包括同轴心由外向内依次设置的外圈3111、内圈3112、垫片3113和套筒组件3114；优选地，所述垫
片3113被压夹在所述内圈3112的侧面与所述套筒组件3114的侧面之间，以通过摩擦力实现
转动驱动；其中，所述套筒组件3114可以是一个独立部件，也可以是由外侧的套筒锁和内侧
的套筒件锁紧组装而成。每个卷盘311的套筒组件3114统一可转动地套装于一转轴3120上，
且所述转轴3120与所述驱动装置312相连接。其中，所述转轴3120的外侧对应每个卷盘311
的位置上设有凸块31201，每个卷盘311的套筒组件3114内侧相应地设有槽位，所述凸块
31201与所述槽位相互卡合，以便实现所述转轴3120带动所述套筒组件3114转动。当所述驱
动装置312驱动所述转轴3120反向旋转时，所述转轴3120带动每个卷盘311的套筒组件3114
反向旋转，并通过所述垫片3113与所述套筒组件3114和所述内圈3112之间的摩擦力，控制
所述内圈3112反向旋转，进而带动所述外圈3111反向旋转；当某个捆扎元件6受到的拉力达
到预设拉力被拉紧时，相应的所述卷盘311的所述垫片3113与所述套筒组件3114和所述内
圈3112之间的摩擦力不足以带动所述内圈3112继续反向旋转，此时所述内圈3112停止旋
转，所述外圈3111停止旋转，此时所述转轴3120相对于该卷盘311的所述内圈3112空转。

[0104] 需要说明的是，为了增大对所述捆扎元件6的拉紧力，本申请将各卷盘311与所述驱动装置312驱动连接，以通过所述驱动装置312的驱动来反向旋转所述卷盘311以卷动所
述捆扎元件6，从而拉紧所述捆扎元件6以满足所述燃料电池堆5的捆扎需求。但由于所述驱
动装置312往往会限制所述卷盘311正向旋转，导致所述卷盘311难以正向旋转而无法释放
所述捆扎元件6，这给捆扎所述燃料电池堆5带来了极大的麻烦和困扰。

[0105] 为解决上述问题，本申请对于每个卷盘，在所述外圈3111与所述内圈3112之间设有一个或多个锁件313，所述内圈3112的外周设有一个或多个自锁槽314，每个锁件313对应
放置于一个自锁槽314中，且每个自锁槽314具有一个自由位置（即自锁槽内较宽的区域）和
一个自锁位置（即自锁槽内较窄的区域），如图10所示。当所述转轴3120未被驱动以保持相
对静止时，每个锁件313处于对应自锁槽314的自由位置，使得所述外圈3111可绕所述内圈
3112正向旋转；当所述转轴3120被驱动以反向旋转时，每个锁件313被所述内圈3112带动以
产生离心力，并在离心力作用下从对应自由位置移动至自锁位置，以抵靠在所述内圈3112
和所述外圈3111之间，使所述外圈3111可随所述内圈3112反向旋转。

[0106] 可以理解的是，在本发明中，每当有一个所述捆扎元件6达到预设拉力被拉紧时，相应的所述卷盘311的所述内圈3112不再被所述转轴3120驱动而转动，此时所述转轴3120
相对于该卷盘311的所述内圈3112和所述外圈3111空转。

[0107] 值得注意的是，当所述转轴3120停止转动时，每个锁件313将不再因离心力作用而保持在相应的所述自锁位置，每个锁件313能够自动或者在外力作用下移动至相应的所述
自由位置，以使所述外圈3111能够绕所述内圈3112自由地正向旋转，从而使得所述卷盘311
在整体上视为能够相对于所述卷盘311的轴线自由地正向旋转，以释放所述捆扎元件6的延
伸主体63。

[0108] 本发明实施例提供的上述设备中，捆扎装置包括多个卷盘，可同时可释放地收纳多个捆扎元件，通过控制多个捆扎元件的释放和拉紧，可以更牢靠、更快速地缠绕住被压紧
的多个燃料电池单体，再由固接装置实现各捆扎元件的固定连接，将被压紧的多个燃料电
池单体束缚在捆扎空间内，使得燃料电池堆的各部分受力均匀。由于设置多个卷盘，可一次
性释放多个捆扎元件分别在不同捆扎位置进行捆扎，可大幅度提高燃料电池堆的组装效
率、降低组装成本，提高整个设备的实用性和可靠性。

[0109] 实施例2

[0110] 在上述实施例1的基础上，本发明实施例进一步提供了一种燃料电池堆的组装方法，也可以说是实施例1中所述的一种燃料电池堆的组装设备的使用方法。如图11所示，所
述使用方法主要包括：

[0111] S10，利用输送装置将堆放好的多个燃料电池单体输送至捆扎工位。

[0112] 在进行堆放时，可直接人工手动将多个燃料电池单体堆放好，也可以采用机械臂方式自动抓取多个燃料电池单体进行堆放，在此不做具体限定。堆放完成后，利用所述输送
装置1自动将堆放好的多个燃料电池单体输送至所述捆扎工位10上。

[0113] S20，利用压紧装置对所述捆扎工位上的所述多个燃料电池单体进行施压，以压紧所述多个燃料电池单体。

[0114] 在所述压紧装置2中的所述动力装置23的驱动作用下，所述压板组件24向下运动施压，以压紧所述捆扎工位10上的所述多个燃料电池单体；完成压紧后，再在所述动力装置
23的驱动下向上提升以悬空。

[0115] S30，利用捆扎装置使多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体，并在缠绕完成后将所述多个捆扎元件同步进行拉紧。

[0116] 所述捆扎装置3的转盘组件31中设置多个卷盘311，可一次性释放多个捆扎元件6，以便将多个捆扎元件6分别缠绕在所述多个燃料电池单体的不同捆扎位置，然后在所述驱
动装置312的驱动作用下进行拉紧。

[0117] S40，利用固接装置固定地连接被拉紧的多个捆扎元件以形成环形的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料电池单体被束缚在所述捆扎空间内。

[0118] 所述固接装置4包括焊接机41、切割机42和移动组件，在所述移动组件的带动下，所述焊接机41可移动至不同的焊接位置，所述切割机42可移动至不同的切割位置。当任一
捆扎元件6被拉紧后，所述焊接机41可在所述移动组件的带动下移动至对应的焊接位置，将
对应捆扎元件6的第一端61焊接至该捆扎元件6的延伸主体63，形成稳定的捆扎空间；所述
切割机42再在所述移动组件的带动下移动至对应的切割位置，割断该捆扎元件6的延伸主
体63，使得所述延伸主体63的切割处形成该捆扎元件6新的第一端61，以便继续利用该捆扎
元件6对所述燃料电池堆5进行捆扎。

[0119] 通过上述方法，所述焊接机41和所述切割机42可分别实现每个捆扎元件6的固定连接，进而在不同的捆扎位置完成捆扎作业，形成稳定的捆扎空间，使得被压紧的多个燃料
电池单体组装成燃料电池堆5并被束缚在所述捆扎空间内。

[0120] 进一步参考图12，所述S30（即所述利用捆扎装置使多个捆扎元件共同缠绕住被压紧的多个燃料电池单体，并在缠绕完成后将所述多个捆扎元件同步进行拉紧）主要包括：

[0121] S301，分别拉拽收纳于每个卷盘上的捆扎元件，使每个卷盘正向旋转以释放对应的捆扎元件，并使捆扎元件缠绕住被压紧的多个燃料电池单体。

[0122] 每个卷盘311在释放所述捆扎元件6的方向上可独立转动，此处可通过手动方式或机械手的方式分别拉拽收纳于每个卷盘311上的捆扎元件6的第一端61，使对应卷盘311正
向旋转，从而将对应的捆扎元件6释放。对于每个释放的捆扎元件6，将该捆扎元件6的第一
端61依次穿过所述多个燃料电池单体的下端和上端，使该捆扎元件6的延伸主体缠绕住被
压紧的多个燃料电池单体；然后利用对应的偏压件321偏压该捆扎元件6的延伸主体63以抵
靠于该捆扎元件6的第一端61。其中，多个捆扎元件6可分别缠绕在所述多个燃料电池单体
的不同捆扎位置，从而保证所述燃料电池堆5的各部分受力均匀。

[0123] S302，当每个捆扎元件均缠绕住所述多个燃料电池单体后，通过驱动装置驱动每个卷盘同步进行反向旋转，以分别拉紧每个卷盘上的捆扎元件。

[0124] 所述驱动装置312是与所述多个卷盘311同轴驱动连接的，因此所述驱动装置312可同时驱动所述多个卷盘311转动。当所有的捆扎元件6分别缠绕在所述多个燃料电池单体
的不同捆扎位置后，通过所述驱动装置312驱动所有的卷盘311反向旋转，以拉紧每个捆扎
元件6的延伸主体63而缠绕住所述多个燃料电池单体。具体地，对于每个卷盘311，所述驱动
装置312首先驱动所述转轴3120反向旋转，则所述转轴3120带动该卷盘311的套筒组件3114
反向旋转，并通过所述垫片3113与所述套筒组件3114和所述内圈3112之间的摩擦力，控制
所述内圈3112反向旋转，进而带动所述外圈3111反向旋转。

[0125] 由于每个卷盘311上释放的捆扎元件6长度可能各不相同，拉紧各捆扎元件6所需要的时间也就不同，即各捆扎元件6对应的拉紧时间不同，必然存在某些捆扎元件6先被拉
紧。其中，所述捆扎元件6是否被拉紧可通过所述卷盘311对所述捆扎元件6施加的拉力来判
断，拉力值可通过所述拉力检测组件34获取。

[0126] 当任一卷盘311对捆扎元件6所施加的拉力达到预设拉力时，证明该捆扎元件6已被拉紧，此时所述垫片3113与所述套筒组件3114和所述内圈3112之间的摩擦力已经不足以
带动所述内圈3112反向旋转，因此该卷盘311的所述内圈3112停止转动，此时所述转轴3120
相对于所述卷盘311的所述内圈3112空转。当每个卷盘311均停止转动时，即所述转轴3120
相对于每个卷盘311均空转时，证明每个捆扎元件6都被拉紧，当所有捆扎元件6全部被焊接
后，所述驱动装置312停止驱动。

[0127] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明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
在本发明的保护范围之内。