CN113013451A - 一种燃料电池单体电压检测用插接件及其安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃料电池单体电压检测用插接件及其安装结构，其中，燃料电池包括若干双极板，所述双极板包括相对的两个板部，两所述板部的对接处设置有插槽，所述插槽的槽口处设有阻挡部，插接件与两所述板部接合，所述插接件包括插入部，所述插入部在插入方向上包括第一弹片段和止挡弹片段，所述止挡弹片段与所述第一弹片段之间的夹角为θ，90°≤θ<180°，装配状态下，所述止挡弹片段用于和所述阻挡部在拔出方向上形成止挡。在正常使用状态下，止挡弹片段和阻挡部形成止挡，可以保证插接件与双极板的可靠连接；需要拔出时，止挡弹片段受阻挡部作用容易地进行翻转，以避让阻挡部，从而使得插接件可容易地拔出，维修作业的难度以及成本均可以降低。

Description

一种燃料电池单体电压检测用插接件及其安装结构

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池单体电压检测用插接件及其安装结构。

背景技术

燃料电池是一种将燃料的化学能转化为电能的装置，一般由几十节到几百节双极板和膜电极堆叠组成，其中，一片膜电极和位于其上下两侧的双极板可以组成一节单体电池，若干节单体电池串联在一起组成燃料电池的电堆。

电堆的运行状态主要反应在其单体电压上，电堆内部的过干、过湿、水淹、欠气等水热管理状态以及电堆内部串漏、机械损伤等，都会造成单体电压的变化，因此，对于燃料电池电堆中各节单体电池的单体电压的检测十分必要。

目前，单体电压检测用的插接件在装配完成后，不易拆卸，一旦插接件失效，就需要对电堆进行整体拆卸，并更换整节双极板，维修作业极为不便，且维修成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池单体电压检测用插接件及其安装结构，其中，该插接件的拆卸相对简单，维修作业的难度及成本均可以降低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种燃料电池单体电压检测用插接件，燃料电池包括若干双极板，所述双极板包括相对的两个板部，两所述板部的对接处设置有插槽，所述插槽的槽口处设有阻挡部，插接件与两所述板部接合，所述插接件包括插入部，所述插入部在插入方向上包括第一弹片段和止挡弹片段，所述止挡弹片段与所述第一弹片段之间的夹角为θ，90°≤θ<180°，装配状态下，所述止挡弹片段用于和所述阻挡部在拔出方向上形成止挡。

在正常使用状态下，止挡弹片段可以和阻挡部形成拔出方向上的止挡，从而可以保证插接件与双极板的可靠连接；同时，由于止挡弹片段与第一弹片段之间的夹角θ在[90°，180°)之间，在需要拔出时，止挡弹片段受阻挡部作用可容易地进行翻转，以避让阻挡部，从而使得插接件可以相对容易地自双极板内拔出。这样，当插接件失效时，操作人员可以容易地将插接件进行拔出，而无需对电堆进行整体拆卸、并更换整节双极板，维修作业的难度以及成本均可以降低。

可选地，所述插接件包括相对设置的两个弹片，两所述弹片的一端相连，且两所述弹片均具有能够插入所述插槽的插入部分，至少一个所述插入部分为所述插入部，两所述弹片一一对应地与两所述板部弹性接合。

可选地，所述插入部还包括第二弹片段，所述第二弹片段与所述止挡弹片段相连，所述第二弹片段的至少部分用于和所述插槽的内壁相贴合。

可选地，两所述弹片中的至少一者在远离两所述弹片的连接处的端部设有导向弹片段，沿远离两所述弹片的连接处的方向，所述导向弹片段逐渐向内倾斜。

可选地，两所述弹片为一体式结构。

可选地，装配状态下，所述插接件未插入所述插槽的部分设有凸台部，所述凸台部能够和所述双极板在插入方向上形成止挡。

可选地，所述止挡弹片段为平面板件、曲面板件或者平面板件与曲面板件的组合件。

本发明还提供一种燃料电池单体电压检测用插接件的安装结构，包括插接件和双极板，所述插接件为上述的燃料电池单体电压检测用插接件。

由于上述的燃料电池单体电压检测用插接件已经具备如上的技术效果，那么，适用于该插接件的安装结构亦当具备相类似的技术效果，在此不做赘述。

可选地，两所述板部均设有槽体，两所述槽体相对接形成所述插槽。

可选地，两所述板部中的至少一者设有所述阻挡部。

附图说明

图1为本发明所提供燃料电池单体电压检测用插接件的第一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中插接件的安装结构；

图3为本发明所提供燃料电池单体电压检测用插接件的第二种具体实施方式的结构示意图；

图4为图3中插接件的安装结构；

图5为本发明所提供燃料电池单体电压检测用插接件的第三种具体实施方式的结构示意图；

图6为图5中插接件的安装结构。

图1-图6中的附图标记说明如下：

1双极板、11板部、12插槽、121阻挡部；

2插接件、21弹片、211第一弹片段、212止挡弹片段、213第二弹片段、214导向弹片段、215凸台部。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构和/或功能相同或者相类似的两个以上的结构或者部件，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。

请参考图1-图6，图1为本发明所提供燃料电池单体电压检测用插接件的第一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中插接件的安装结构，图3为本发明所提供燃料电池单体电压检测用插接件的第二种具体实施方式的结构示意图，图4为图3中插接件的安装结构，图5为本发明所提供燃料电池单体电压检测用插接件的第三种具体实施方式的结构示意图，图6为图5中插接件的安装结构。

如图1-图6所示，本发明提供一种燃料电池单体电压检测用插接件，其中，燃料电池一般由几十节到几百节双极板1和膜电极堆叠组成，其中，一片膜电极和位于其上下两侧的双极板1可以组成一节单体电池，双极板1包括相对的两个板部11，两板部11的对接处设置有插槽12，且插槽12的槽口处设有阻挡部121，以使得该插槽12可以形成一种缩口槽(槽口小、槽内大)，以方便插接件的安装。

插接件2包括插入部，插入部在插入方向上包括第一弹片段211和止挡弹片段212，止挡弹片段212与第一弹片段211之间的夹角为θ，90°≤θ<180°，装配状态下，止挡弹片段212用于和阻挡部121在拔出方向上形成止挡。

如此设置，在正常使用状态下，止挡弹片段212可以和阻挡部121形成拔出方向上的止挡，从而可以保证插接件2与双极板1的可靠连接；同时，由于止挡弹片段212与第一弹片段211之间的夹角θ在[90°，180°)之间，在需要拔出时，止挡弹片段212受阻挡部121作用可容易地进行翻转，以避让阻挡部121，从而使得插接件2可以相对容易地自双极板1内拔出。这样，当插接件2失效时，操作人员可以容易地将插接件2进行拔出，而无需对电堆进行整体拆卸、并更换整节双极板1，维修作业的难度以及成本均可以降低。

需要说明的是，尽管在实际使用过程中，燃料电池也会存在振动力，但这种振动力的方向存在随机性、且振动幅度并不大，而插入部本身也具有一定的强度，因此，这种振动力并不会影响正常使用状态下插接件2与双极板1的连接可靠性。

第一弹片段211、止挡弹片段212均可以为平面板件。或者，第一弹片段211、止挡弹片段212中的至少一者可以为曲面板件，这种曲面板件可以是曲率一致的弧面板件、或者曲率不一致的多个弧面板件的组合件、或者多个呈角度连接的平面板件的组合件、或者平面板件与弧面板件的组合件，在这种情形下，第一弹片段211、止挡弹片段212之间的夹角为：第一弹片段211的两个端部直接相连所组成的第一等效平面和止挡弹片段212的两个端部直接相连所组成的止挡等效平面之间的夹角。

在具体的方案中，如图1、图3、图5所示，插接件2可以包括相对设置的两个弹片21，两弹片21的一端可以相连，且两弹片21均可以具有能够插入插槽12的插入部分，其中，至少一个插入部分可以为前述的插入部，两弹片21则可以一一对应地与两板部11弹性接合，也就是说，装配状态下的插接件2可以为压缩状态，以保证插接件2的两个弹片21能够与两个板部11进行可靠贴紧。

两弹片21可以为一体式结构，或者，两弹片21也可以分别制造，然后通过焊接等工艺进行连接。

可以理解，将插接件2设置为包括两个弹片21的方案仅为本发明实施例的一种示例性的方案，在实际应用中，也可以仅采用一个弹片21，此时，插接件2的结构可以较为简单。

进一步地，插入部还可以包括第二弹片段213，第二弹片段213可以与止挡弹片段212相连，第二弹片段213的至少部分可用于和插槽12的内壁相贴合，可增大导电接触的面积。

如图3、图5所示，两弹片21中的至少一者在远离两弹片21的连接处的端部可以设有导向弹片段214，沿远离两弹片21的连接处的方向，导向弹片段214可以逐渐向内倾斜。这里的内是指两弹片21之间的位置，如此设置，可以提高插接件2装配时的便捷性。

同样地，导向弹片段214也可以在平面板件和曲面板件之间进行选择，当为曲面板件时，其也可以是曲率一致的弧面板件、或者曲率不一致的多个弧面板件的组合件、或者多个呈角度连接的平面板件的组合件、或者平面板件与弧面板件的组合件

进一步地，装配状态下，插接件2未插入插槽12的部分还可以设有凸台部215，该凸台部215可以是由弹片21折弯形成，凸台部215能够和双极板1在插入方向上形成止挡，以避免插接件2插入过深、而对双极板1造成损伤。

对应于插接件2包括两个弹片21的方案，凸台部215可以仅设置于一个弹片21，也可以同时设置于两个弹片21，这在具体实施时都是可以采用的方案。

在图4和图6的方案中，凸台部215仅是和阻挡部121相抵接、形成止挡，实际上，凸台部215也可以与双极板1的其他位置形成止挡，以图6为视角，插槽12的底壁并未设置凸台部215，如果位于下方的弹片21也设有凸台部215，则该凸台部215同样可以通过与双极板1的端部相抵接、以形成止挡。

本发明还提供一种燃料电池单体电压检测用插接件的安装结构，包括插接件2和双极板1，其中，该插接件2为上述各实施方式所涉及的燃料电池单体电压检测用插接件。

由于上述的燃料电池单体电压检测用插接件已经具备如上的技术效果，那么，适用于该插接件的安装结构亦当具备相类似的技术效果，故在此不作赘述。

两板部11对接处的插槽12可以是由一个板部11开设槽体所形成，也可以是在两板部11均设置槽体，然后，两槽体可以相对接以形成前述的插槽12。

两板部11可以均设有阻挡部121，也可以仅一个板部11设有阻挡部121。

这里，本发明实施例并不限定插接件2以及双极板1的材质和尺寸等，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，只要能够满足使用要求即可。一般而言，双极板1可以为石墨材质，其可以为硬质石墨机加工雕刻成形、石墨-树脂复合粉料模压成形或柔性石墨模压浸渍成形；插接件2可以为金属材质，具体可以是采用0.07mm-0.5mm厚度的金属薄板通过冲压成形方式制备，所选用金属材质要求导电性良好，例如，可以为纯铜、铜合金、不锈钢、纯钛、钛合金等，并且，插接件2表面可以制备具有导电或耐蚀的涂层，当然，无涂层的结构也是可以采用的，成本较低，且易于批量制备。

以图4、图6为视角，插接件2在进行安装时，可以先手动给予两弹片21以相互靠近的力，从而使得两弹片21未连接端相互靠近，以方便插入插槽12内，在凸台部215与双极板1端部相抵时，插接件2安装到位，而在操作者的手对于两弹片21的力消失时，在自身弹性的作用下，两弹片21可以向原始形状恢复，进而与两个板部11可靠贴紧；在拆卸时，直接拔出即可，极为便捷，在进行拔出时，也可以先按压两弹片21，使得两弹片21相互靠近，以进一步地降低拔出的难度。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池单体电压检测用插接件，燃料电池包括若干双极板(1)，所述双极板(1)包括相对的两个板部(11)，两所述板部(11)的对接处设置有插槽(12)，所述插槽(12)的槽口处设有阻挡部(121)，插接件(2)与两所述板部(11)接合，其特征在于，所述插接件(2)包括插入部，所述插入部在插入方向上包括第一弹片段(211)和止挡弹片段(212)，所述止挡弹片段(212)与所述第一弹片段(211)之间的夹角为θ，90°≤θ<180°，装配状态下，所述止挡弹片段(212)用于和所述阻挡部(121)在拔出方向上形成止挡。

2.根据权利要求1所述燃料电池单体电压检测用插接件，其特征在于，所述插接件(2)包括相对设置的两个弹片(21)，两所述弹片(21)的一端相连，且两所述弹片(21)均具有能够插入所述插槽(12)的插入部分，至少一个所述插入部分为所述插入部，两所述弹片(21)一一对应地与两所述板部(11)弹性接合。

3.根据权利要求2所述燃料电池单体电压检测用插接件，其特征在于，所述插入部还包括第二弹片段(213)，所述第二弹片段(213)与所述止挡弹片段(212)相连，所述第二弹片段(213)的至少部分用于和所述插槽(12)的内壁相贴合。

4.根据权利要求2所述燃料电池单体电压检测用插接件，其特征在于，两所述弹片(21)中的至少一者在远离两所述弹片(21)的连接处的端部设有导向弹片段(214)，沿远离两所述弹片(21)的连接处的方向，所述导向弹片段(214)逐渐向内倾斜。

5.根据权利要求2所述燃料电池单体电压检测用插接件，其特征在于，两所述弹片(21)为一体式结构。

6.根据权利要求1-5中任一项所述燃料电池单体电压检测用插接件，其特征在于，装配状态下，所述插接件(2)未插入所述插槽(12)的部分设有凸台部(215)，所述凸台部(215)能够和所述双极板(1)在插入方向上形成止挡。

7.根据权利要求1-5中任一项所述燃料电池单体电压检测用插接件，其特征在于，所述止挡弹片段(212)为平面板件、曲面板件或者平面板件与曲面板件的组合件。

8.一种燃料电池单体电压检测用插接件的安装结构，包括插接件(2)和双极板(1)，其特征在于，所述插接件(2)为权利要求1-7中任一项所述燃料电池单体电压检测用插接件。

9.根据权利要求8所述燃料电池单体电压检测用插接件的安装结构，其特征在于，两所述板部(11)均设有槽体，两所述槽体相对接形成所述插槽(12)。

10.根据权利要求9所述燃料电池单体电压检测用插接件，其特征在于，两所述板部(11)中的至少一者设有所述阻挡部(121)。

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