CN110676478A - 一种用于氢燃料电池电堆的集流板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于氢燃料电池电堆的集流板，包括集流板本体，集流板本体为金属板状，集流板本体由集流面和接线端两部分构成，集流面用于与电堆的石墨极板接触以收集电堆的电流，接线端用于与测试导线连接，集流面采用非平面结构，并通过非平面结构的凸起部分与石墨极板接触，接线端设置有螺丝孔和快插结构，快插结构与测试导线上的快插接头配合，以实现测试时快速插拔；本发明同现有技术相比，可以在很大程度上避免缺陷或者杂物周围造成的大面积悬空，增加了有效接触面积，且该结构对材料、加工精度、组装车间的清洁度的要求大大降低，节省了生产成本，同时实现了测试时快速插拔，增加了测试效率。
Description
[技术领域]
本发明涉及燃料电池技术领域，具体地说是一种用于氢燃料电池电堆的集流板。
[背景技术]
氢燃料电池电堆(简称电堆)中，集流板一般采用金属铜板，加工成所需形状，集流板的结构分为集流面和接线端两部分，集流面用于与电堆的石墨极板接触，收集电堆的电流，接线端用于与外部导线连接，为负载供电。为减小接触电阻，目前现有的集流板与石墨极板接触的集流部分一般对石墨极板和集流板都要求有很高的平整度，如果石墨极板或者集流板加工时有表面缺陷，或者组装时有灰尘等杂物混入，则会导致缺陷处或者杂物处周围很大面积悬空，造成接触面减小，接触电阻增大。为减小此种情况发生，对材料、加工精度、组装车间的清洁度都有非常高的要求。
此外，与导线连接的接线端，常规做法是打一个或者几个通孔，与导线连接使用螺丝连接。此种方式接线可靠，但是由于电堆生产过程中会经过多次测试，需要多次装卸螺丝，操作复杂，不利于测试过程，特别是在小功率电堆中，电流不大，装卸螺丝的必要性不大，显得有些繁琐。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种用于氢燃料电池电堆的集流板，能够在很大程度上避免缺陷或者杂物周围造成的大面积悬空，增加了有效接触面积，且实现了测试时快速插拔，增加了测试效率。
为实现上述目的设计一种用于氢燃料电池电堆的集流板，包括集流板本体，所述集流板本体为金属板状，所述集流板本体由集流面1和接线端2两部分构成，所述集流面1用于与电堆的石墨极板接触以收集电堆的电流，所述接线端2用于与测试导线连接，所述集流面1采用非平面结构，并通过非平面结构的凸起部分与石墨极板接触，所述接线端2设置有螺丝孔3和快插结构4，所述快插结构4与测试导线上的快插接头配合，以实现测试时快速插拔。
进一步地，所述集流面1的表面设计有凹凸结构，所述凹凸结构的凸起部分与石墨极板接触以收集电流。
进一步地，所述凹凸结构呈阵列分布于集流面1的表面，所述凹凸结构为若干个横截面呈圆形的圆锥台凸起5或横截面呈椭圆形的椭圆锥台凸起6。
进一步地，所述凹凸结构呈阵列分布于集流面1的表面，所述凹凸结构采用若干个小梯形方块、圆凸点、麻点，或采用喷砂表现形式。
本发明同现有技术相比，与电堆石墨极板接触的集流面不使用平面结构，而是采用非平面结构，即在表面加工成凹凸结构，该结构使得在有表面缺陷或者杂物情况下，可以在很大程度上避免缺陷或者杂物周围造成的大面积悬空，增加了有效接触面积；且该结构对材料、加工精度、组装车间的清洁度的要求大大降低，节省了生产成本，同时也增加了集流板的韧性和抗振动时的抗冲击能力。此外，本发明与导线连接部分，除螺丝孔外，增加了快插结构，只需在测试导线上增加快插接头，即可在测试时快速插拔，增加了测试效率，具有组装简单，生产效率高的优点，值得推广应用。
[附图说明]
图1是本发明的结构示意图一；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是本发明的结构示意图二；
图4是图3的俯视结构示意图；
图中：1、集流面 2、接线端 3、螺丝孔 4、快插结构 5、圆锥台凸起 6、椭圆锥台凸起。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
如附图所示，本发明提供了一种用于氢燃料电池电堆的集流板，包括集流板本体，集流板本体为金属板状，集流板本体由集流面1和接线端2两部分构成，集流面1用于与电堆的石墨极板接触以收集电堆的电流，接线端2用于与测试导线连接，集流面1采用非平面结构，并通过非平面结构的凸起部分与石墨极板接触，接线端2设置有螺丝孔3和快插结构4，快插结构4与测试导线上的快插接头配合，以实现测试时快速插拔。其中，集流面1的表面设计有凹凸结构，凹凸结构的凸起部分与石墨极板接触以收集电流。该凹凸结构呈阵列分布于集流面1的表面，可以为若干个横截面呈圆形的圆锥台凸起5(如附图1和附图2所示)或横截面呈椭圆形的椭圆锥台凸起6(如附图3和附图4所示)，也可以采用若干个小梯形方块、圆凸点、麻点，或采用喷砂表现形式。
本发明所述的用于氢燃料电池电堆的集流板，包括集流面，集流面采用非平面结构，其中一种方案是表面设计凹凸结构。集流面的凹凸结构的凸起部分与石墨极板接触，用于收集电流。该凹凸结构在理想情况下，虽然减小了接触面积，但是在实际应用中，在有表面缺陷或者杂物情况下，这种结构可以在很大程度上避免缺陷或者杂物周围造成的大面积悬空，增加了有效接触面积，从而对材料、加工精度、组装车间的清洁度的要求大大降低，节省了生产成本。接线端为与导线连接部分，接线端除螺丝孔外，增加了一个快插结构；螺丝孔用于产品生产时的接线，稳定可靠；只需在测试导线上增加快插接头，即可在测试时快速插拔，增加了测试效率，即快插结构主要用于测试时快速连接，增加测试的便捷性和测试效率，在一些振动不大的场合，也可以用于生产的连接。
本发明与传统集流板的不同点在于：(1)集流面不同，传统集流面采用平面结构，而本发明采用非平面结构。通常集流板上总压力是固定的，虽然理想情况下非平面结构的接触面积小，但接触面上的压强增大，而经验值中接触电阻与压力成反比，接触部分接触电阻减小，抵消了因接触面减小后带来的电阻增大，总接触电阻不变。非平面结构有多种形式，本方案是采用圆锥台凸起或椭圆锥台凸起，但是本发明并不局限于这种结构，还可以采用若干个小梯形方块、圆凸点、麻点，或采用喷砂表现形式。该处理方式的好处是，不但理想情况下未增加接触电阻，还在非理想情况下避免了因材料缺陷或者杂物周围造成的大面积悬空造成的接触电阻增大，对材料、加工精度、组装车间的清洁度的要求大大降低，节省了生产成本；另外也增加了集流板的韧性和抗振动时的抗冲击能力。(2)接线端不同，传统接线端开孔，使用螺丝与外部导线连接，本发明保留了螺丝孔，增加了快插结构，测试设备的导线可增加对应的接插件，测试时快速连接，增加测试效率。在一部分小功率且振动不大的场合的应用中，快插结构也可以直接用在产品中，具有组装简单，生产效率高的优点。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于氢燃料电池电堆的集流板，包括集流板本体，所述集流板本体为金属板状，其特征在于：所述集流板本体由集流面(1)和接线端(2)两部分构成，所述集流面(1)用于与电堆的石墨极板接触以收集电堆的电流，所述接线端(2)用于与测试导线连接，所述集流面(1)采用非平面结构，并通过非平面结构的凸起部分与石墨极板接触，所述接线端(2)设置有螺丝孔(3)和快插结构(4)，所述快插结构(4)与测试导线上的快插接头配合，以实现测试时快速插拔。
2.如权利要求1所述的用于氢燃料电池电堆的集流板，其特征在于：所述集流面(1)的表面设计有凹凸结构，所述凹凸结构的凸起部分与石墨极板接触以收集电流。
3.如权利要求2所述的用于氢燃料电池电堆的集流板，其特征在于：所述凹凸结构呈阵列分布于集流面(1)的表面，所述凹凸结构为若干个横截面呈圆形的圆锥台凸起(5)或横截面呈椭圆形的椭圆锥台凸起(6)。
4.如权利要求2所述的用于氢燃料电池电堆的集流板，其特征在于：所述凹凸结构呈阵列分布于集流面(1)的表面，所述凹凸结构采用若干个小梯形方块、圆凸点、麻点，或采用喷砂表现形式。
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Effective date of registration: 20230829 Address after: 201401201, 2 / F, building 1, 1515 Far East North Road, Fengxian District, Shanghai Patentee after: Shanghai yihydrogen Technology Co.,Ltd. Address before: 200240 building 41, 398 Heqing Road, Minhang District, Shanghai Patentee before: Shanghai hydrogen run new energy technology Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: A collector plate for hydrogen fuel cell stacks Granted publication date: 20210119 Pledgee: Shanghai Bank Co.,Ltd. Fengxian Branch Pledgor: Shanghai yihydrogen Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980014943 |