CN110690490A - 一种用于氢燃料电池电堆的cvm与双极板的接触器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，包括PCB板、位于左右两侧的电堆压板、位于电堆压板之间的双极板层，双极板层由多个双极板堆叠而成，PCB板固定在电堆压板上，PCB板与双极板之间设置有金属弹片，金属弹片一端焊接在PCB板底端，金属弹片另一端与双极板接触连接，PCB板上焊接有接插件，接插件与外部导线插拔连接，PCB板上印制有导线，金属弹片与接插件通过印制在PCB板上的导线连接；本发明使得工序大大简化，成本降低，且可靠性大幅提高，利于批量化生产，且PCB上的元件全部采用贴片结构，可用机器自动化焊接，从而生产效率高，避免了由人工操作造成的一致性差，可靠性低等缺点。

Description

一种用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器
[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CVM与双极板的接触器。
[背景技术]
在氢燃料电池电堆(简称电堆)中，电池电压监视器(CVM)用于测量电堆单片电池的电压，当电池电压异常时，需要尽快采取保护措施或者报警，以防对电堆造成不可挽回的后果。其结构为将每片双极板通过导线引出，然后接到信号调理电路，处理后，接入ADC，将模拟量转换为数字信号，传输到处理器进行处理。该双极板引出导线的方式有很多种，常用的主要为以下两种做法：第一种是在双极板上钻孔，然后插入导线，滴入银胶，待银胶固化后实现连接；第二种是在生产双极板时夹入金属片，电堆生产完成后，再用焊接的方法与导线连接。然而，上述双极板与导线连接的常规做法具有如下问题：
对于第一种方法，双极板上钻孔，插入导线，用银胶固化连接。这种方法操作麻烦且可靠性低，导线必须加锡预处理，防止导线铜丝氧化，也防止散开与其他双极板连接造成短路。而且，银胶点胶也需要严格控制工艺，太多会与其他双极板连接造成短路，太少又会导致连接可靠性降低。此外，银胶固化一般需要放置较长时间，或者进行加热处理来缩短固化时间，在固化后，其牢固程度不高，稍用力就会导致导线脱落，所以一般还要增加加固导线工序。
对于第二种方法，在制作双极板时夹入金属片，同样工序复杂，生产成本高。而且，最终还要焊接导线与金属片，一般需要人工焊接，生产效率低，且可靠性不高。
[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CVM与双极板的接触器，使得工序大大简化，成本降低，且可靠性大幅提高，利于批量化生产，避免了由人工操作造成的一致性差、可靠性低等缺点。
为实现上述目的设计一种用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，包括PCB板1、位于左右两侧的电堆压板2、位于电堆压板2之间的双极板层，所述双极板层由多个双极板3堆叠而成，所述PCB板1固定在电堆压板2上，所述PCB板1与双极板3之间设置有金属弹片4，所述金属弹片4一端焊接在PCB板1底端，所述金属弹片4另一端与双极板3接触连接，所述PCB板1上焊接有接插件5，所述接插件5与外部导线插拔连接，所述PCB板1上印制有导线，所述金属弹片4与接插件5通过印制在PCB板1上的导线连接。
进一步地，所述PCB板1倾斜式安装在电堆压板2上，位于一侧的电堆压板2上设置有固定孔6，位于另一侧的电堆压板2上设置有沿前后方向延伸的条形槽7，所述PCB板1一端固定在固定孔6处，所述PCB板1另一端固定在条形槽7处，并通过调整PCB板1另一端固定在条形槽7上的位置来调整PCB板1与电堆压板2之间的夹角，以使PCB板1的长度适应两个电堆压板2之间的长度。
进一步地，所述PCB板1倾斜式安装在电堆压板2上，位于左右两侧的电堆压板2上均设置有多个螺丝孔8，所述多个螺丝孔8沿前后方向均匀分布于电堆压板2上，所述PCB板1左右两端分别通过螺丝固定在电堆压板2的螺丝孔8处，并通过调整PCB板1两端固定在螺丝孔8的位置来调整PCB板1与电堆压板2之间的夹角，以使PCB板1的长度适应两个电堆压板2之间的长度。
进一步地，所述金属弹片4的数量与双极板3的数量相同，且一一对应设置。
进一步地，所述金属弹片4上端通过机器贴片焊接在PCB板1底端，所述金属弹片4另一端通过弹力与双极板3接触连接。
本发明同现有技术相比，提供了一种用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，采用金属弹片通过机器贴片焊接在PCB(印刷电路板)上，然后将PCB固定在电堆两边的电堆压板上，通过金属弹片的弹力使金属弹片与双极板连接，再通过PCB上的接插件与导线插拔连接，从而无需在双极板上打孔、插入导线、点胶、固化、加固导线等工艺，也无需在生产双极板时夹入金属片、与导线焊接等工序，该接触器使得工序大大简化，成本降低，且可靠性大幅提高，利于批量化生产；而且，通过使用PCB作为载体，PCB上的元件全部采用贴片结构，可用机器自动化焊接，从而生产效率高，避免了由人工操作造成的一致性差，可靠性低等缺点。此外，由于电堆由多个双极板堆叠而成，组装时如果压力不同，会导致堆的长度有差异，本发明为了防止电堆长度变化导致接触器安装有误差，设置了长度适应结构，将PCB不与电堆压板垂直安装，而是呈一定夹角倾斜安装，并通过条形槽结构或多个螺丝孔来适应电堆的长度变化。
[附图说明]
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图一；
图3是本发明的俯视结构示意图二；
图中：1、PCB板 2、电堆压板 3、双极板 4、金属弹片 5、接插件 6、固定孔 7、条形槽 8、螺丝孔。
[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CVM与双极板的接触器，包括PCB板1、位于左右两侧的电堆压板2、位于电堆压板2之间的双极板层，双极板层由多个双极板3堆叠而成，PCB板1固定在电堆压板2上，PCB板1与双极板3之间设置有金属弹片4，金属弹片4的数量与双极板3的数量相同，且一一对应设置，金属弹片4上端通过机器贴片焊接在PCB板1底端，金属弹片4另一端通过弹力与双极板3接触连接，PCB板1上焊接有接插件5，接插件5与外部导线插拔连接，PCB板1上印制有导线，金属弹片4与接插件5通过印制在PCB板1上的导线连接。
本发明所述的接触器使用PCB板作为载体，PCB板上的元件全部采用贴片结构，可用机器自动化焊接，从而生产效率高，避免了由人工操作造成的一致性差，可靠性低等缺点。该接触器主要包括PCB板、焊接在PCB板上的金属弹片、焊接在PCB板上的接插件、印制在PCB板上的导线，焊接在PCB板上的金属弹片用于通过弹力与双极板连接，焊接在PCB上的接插件用于与外部导线连接，印制在PCB板上的导线用于连接金属弹片与接插件。
本发明的安装方式简单，只需两颗螺丝固定在电堆两边的电堆压板上。由于电堆由多个双极板堆叠而成，组装时如果压力不同，会导致堆的长度有差异。为了防止堆长度变化导致接触器安装有误差，本发明设置了长度适应结构，PCB板不与两端的电堆压板垂直安装，而是呈一定夹角倾斜安装。其中一种做法如附图2所示，将PCB板倾斜式安装在电堆压板2上，位于一侧的电堆压板2上设置有固定孔6，位于另一侧的电堆压板2上设置有沿前后方向延伸的条形槽7，PCB板1一端固定在固定孔6处，PCB板1另一端固定在条形槽7处，并通过调整PCB板1另一端固定在条形槽7上的位置来调整PCB板1与电堆压板2之间的夹角，以使PCB板1的长度适应两个电堆压板2之间的长度；即，其中一个电堆压板设置一个螺丝用于固定PCB板的一侧，另一个电堆压板设有条形槽结构，用于固定PCB板的另一侧，在堆的长度变化时，通过调节PCB板另一固定孔在另一侧电堆压板条形槽的位置来适应长度变化。也可以用多个螺丝孔代替条形槽来实现同样的功能，如附图3所示，将PCB板倾斜式安装在电堆压板2上，位于左右两侧的电堆压板2上均设置有多个螺丝孔8，多个螺丝孔8沿前后方向均匀分布于电堆压板2上，PCB板1左右两端分别通过螺丝固定在电堆压板2的螺丝孔8处，并通过调整PCB板1两端固定在螺丝孔8的位置来调整PCB板1与电堆压板2之间的夹角，以使PCB板1的长度适应两个电堆压板2之间的长度。
由于电堆压紧程度和双极板的厚度在不同生产批次时会有误差，最终导致成品的电堆压板之间的长度会有所不同，而PCB板加工好之后的长度是固定的，因此，方案一的条形槽以及方案二的多个螺丝孔，都是为了调整PCB板与电堆压板之间的夹角，使PCB板的长度适应电堆压板之间的长度，这样可以使PCB板上弹片正好可以一一对应接触到双极板上。
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 (5)

1.一种用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，其特征在于：包括PCB板(1)、位于左右两侧的电堆压板(2)、位于电堆压板(2)之间的双极板层，所述双极板层由多个双极板(3)堆叠而成，所述PCB板(1)固定在电堆压板(2)上，所述PCB板(1)与双极板(3)之间设置有金属弹片(4)，所述金属弹片(4)一端焊接在PCB板(1)底端，所述金属弹片(4)另一端与双极板(3)接触连接，所述PCB板(1)上焊接有接插件(5)，所述接插件(5)与外部导线插拔连接，所述PCB板(1)上印制有导线，所述金属弹片(4)与接插件(5)通过印制在PCB板(1)上的导线连接。
2.如权利要求1所述的用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，其特征在于：所述PCB板(1)倾斜式安装在电堆压板(2)上，位于一侧的电堆压板(2)上设置有固定孔(6)，位于另一侧的电堆压板(2)上设置有沿前后方向延伸的条形槽(7)，所述PCB板(1)一端固定在固定孔(6)处，所述PCB板(1)另一端固定在条形槽(7)处，并通过调整PCB板(1)另一端固定在条形槽(7)上的位置来调整PCB板(1)与电堆压板(2)之间的夹角，以使PCB板(1)的长度适应两个电堆压板(2)之间的长度。
3.如权利要求1所述的用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，其特征在于：所述PCB板(1)倾斜式安装在电堆压板(2)上，位于左右两侧的电堆压板(2)上均设置有多个螺丝孔(8)，所述多个螺丝孔(8)沿前后方向均匀分布于电堆压板(2)上，所述PCB板(1)左右两端分别通过螺丝固定在电堆压板(2)的螺丝孔(8)处，并通过调整PCB板(1)两端固定在螺丝孔(8)的位置来调整PCB板(1)与电堆压板(2)之间的夹角，以使PCB板(1)的长度适应两个电堆压板(2)之间的长度。
4.如权利要求2或3所述的用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，其特征在于：所述金属弹片(4)的数量与双极板(3)的数量相同，且一一对应设置。
5.如权利要求4所述的用于氢燃料电池电堆的CVM与双极板的接触器，其特征在于：所述金属弹片(4)上端通过机器贴片焊接在PCB板(1)底端，所述金属弹片(4)另一端通过弹力与双极板(3)接触连接。
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