CN104584296A - 带有嵌入式电源连接器的燃料电池部件 - Google Patents

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Abstract

一种示例性燃料电池部件包括：包含导电材料的板。电连接器包括被嵌入在板中的第一部分。电连接器的第二部分从板延伸出来。第二部分被构造成与另一个设备形成导电连接。

Description

带有嵌入式电源连接器的燃料电池部件
背景技术
燃料电池由电化学反应来提供电力。典型的燃料电池装置包括由多个单独的燃料电池单元构成的电池堆组件。处于电池堆组件的端部的集电器收集由电化学反应产生的电流。端板典型地是抵靠集电器而放置。端板通常被用作压板，它是用于将电池堆组件保持在一起的结构的一部分。
从燃料电池获得电能典型地是通过将连接器附装到端板来实现。使用诸如螺栓的紧固件的机械连接在端板处建立导电连接。尽管这样的布置已被证明有效且有用，但它们并非没有缺点。机械连接点引进跨越该连接的潜在电压损失的可能性。此外，在机械连接处那里可能会有热量积聚。机械连接还引入额外的劳动时间并且易于遭受装配错误。
发明内容
一种示例性燃料电池部件包括：包含导电材料的板。电连接器包括被嵌入在板中的第一部分。电连接器的第二部分从板延伸出来。第二部分被构造成与另一个设备形成导电连接。
一种示例性燃料电池装置包括：包含多个燃料电池的电池堆组件。处于电池堆组件一端的端板包含导电材料。电连接器包括被嵌入在端板中的第一部分。电连接器的第二部分从端板延伸出来。第二部分被构造成与另一个设备形成导电连接。
一种制作燃料电池部件的示例性方法包括：形成包含导电材料的板。导电性连接器的第一部分被嵌入在板中，而连接器的第二部分从板延伸出来。
所公开示例实施例的各种特征和优点，对于本领域技术人员而言从下列详细说明将变得显而易见。伴随于该详细说明的附图可以简要地描述如下。
附图说明
图1示出根据本发明的一实施例而设计的示例燃料电池装置。
图2示出根据本发明的一实施例而设计的示例燃料电池部件。
图3示出示例导电性连接器。
图4A-4D示意性地示出制造诸如图2的示例的燃料电池部件的示例方法。
具体实施方式
图1示出可用于以电化学反应为基础来产生电力的燃料电池装置20。电池堆组件22包括以公知方式所布置的多个单独的燃料电池单元。结构24包括用于将电池堆组件22保持在一起的压板26。
端板30被接收在压板26和电池堆组件22之间。该端板30包含导电材料。在一个示例中，该导电材料是碳基的。一个示例端板30包含石墨。
端板30被构造为用于收集在电池堆组件22内所发生的电流的集电器。
图2示出端板30。该端板30包括嵌入在端板30内的导电性连接器32。导电性连接器32具有端部34，该端部34被构造成用于与另一装置(诸如由燃料电池装置20所供电的负载)形成导电连接。导电性连接器32包括被嵌入在端板30内的第一部分36。导电性连接器32的第二部分38从板30延伸出来。
在一个示例中，连接器32的第一部分36完全地由板30的材料包围。在另一示例中，该第一部分36至少部分地由板30的材料包住。
图3示出示例导电性连接器32。这个示例包含多个柔性丝线股。在这个示例中整个连接器32是柔性的。有些示例包括大致扁平的连接器，其长度大于该连接器的宽度。宽度大于该连接器的厚度。
图3的示例包含编织丝线构造。在连接器32的一些丝线股之间存在间隔。在一个示例中，当连接器32被嵌入在板30内时，板30的至少一些导电材料被容纳在连接器32的不同股之间的间隔内。在导电材料包围并且至少部分地渗透连接器32的主体的情况下，在板30的材料和连接器32之间建立更加可靠的机械连接。在连接器32的丝线股之间的间隔内所容纳的导电材料，增加了用于使板30的材料和连接器32之间的导电连接增强的表面接触量。
图4A-4D示意性地示出制造诸如示例板30的燃料电池部件的示例方法。模具40包括模具部分42和44。在所图示的示例中，模具部分42被构造为可模制形式的导电材料可存放到其中的托盘。在图4A的示例中，粉末形式的导电材料诸如石墨被放置在模具部分42内。如图4B中所示，至少连接器32的第一部分36位于模具部分42内。如图4C中所示，附加的导电材料42被加入到模具部分42。在这个示例中，附加的导电材料完全地覆盖在连接器32的第一部分36上。
一旦在模具40内有了所需量的可模制导电材料46，第二模具部分44和第一模具部分42就聚拢在一起用于形成板30。在一个示例中，施加热和压力以形成实心板30，其中连接器32的第一部分36被嵌入在该板的材料内。
所公开的示例消除了在导电性连接器和燃料电池装置之间形成机械连接的要求。因此，带有一体式电连接器32的板30消除了热量积聚、电压损失、装配错误或它们的组合的潜在来源。嵌入式连接器32减少了需要进行处理的部件数量以及在燃料电池装置组装过程中所需的时间量。利用所图示的示例就不再需要单独的集电器和端板，这进而提供节省成本。
不再需要单独的金属集电器板提供了另一个益处。在包括无孔的石墨端板30的示例中，就不用关心若使用金属集电器板则可能会出现的腐蚀问题。
前述说明在本质上是示例性而非限制性。对于本领域技术人员而言，针对所公开示例的变化和修改可能变得显而易见，却无需背离本发明的实质。因此，给予本发明的法律保护的范围只能通过研究以下权利要求来加以确定。

Claims (20)

1.一种燃料电池部件，包括：
包含导电材料的板；以及
包括被嵌入在所述板内的第一部分和从所述板延伸出来的第二部分的电连接器，所述第二部分被构造成与另一个设备形成导电连接。
2.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，所述连接器的所述第一部分完全地由所述板材料包围。
3.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，所述板包含端板，该端板被构造成位于燃料电池堆组件的端部。
4.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，所述板被构造为用于燃料电池堆组件的端部的集电器。
5.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，所述连接器包含在至少一些丝线股之间带有间隔的多个柔性丝线股；以及
一些所述板材料被容纳在所述间隔中。
6.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，所述连接器包含编织电缆。
7.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，
所述连接器具有长度、宽度和厚度；
所述厚度和所述宽度基本垂直于所述长度；并且
所述宽度大于所述厚度。
8.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，所述板包含碳。
9.如权利要求1所述的燃料电池部件，其特征在于，所述板包含石墨。
10.一种燃料电池装置，包括：
包含多个燃料电池的电池堆组件；
处于所述电池堆组件的一端的端板，所述端板包含导电材料；以及
包括被嵌入在所述端板中的第一部分和从所述端板延伸出来的第二部分的电连接器，所述第二部分被构造成与另一个设备形成导电连接。
11.如权利要求10所述的燃料电池，其特征在于，所述连接器的所述第一部分完全地由所述板材料包围。
12.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述端板被构造为处于所述电池堆组件的端部的集电器。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述连接器包括在至少一些丝线股之间带有间隔的多个柔性丝线股；以及
一些所述板材料被容纳在所述间隔中。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述连接器包含编织电缆。
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述端板包含碳。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述端板包含石墨。
17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述连接器具有长度、宽度和厚度；
所述厚度和所述宽度基本垂直于所述长度；并且
所述宽度大于所述厚度。
18.一种制作燃料电池部件的方法，包括如下步骤：
形成包含导电材料的板；以及
将导电性连接器的第一部分嵌入在所述板中，其中所述连接器的第二部分从所述板延伸出来。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述嵌入包括用所述板材料完全地包围所述连接器的所述第一部分。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，包括：
将包含导电材料的粉末引入到模具中；
使所述导体的所述第一部分位于所述模具中；以及
在所述第一部分处于所述模具中的时候对所述模具中的所述粉末施加热和压力。
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