CN113314884A - 插接装置，巡检系统及燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插接装置，巡检系统及燃料电池系统，插接装置用于燃料电池的巡检系统与与双极板之间的连接，所述插接装置包括：插头及插座，所述插头设于枢转轴，所述插头相对于所述枢转轴能够转动；所述插座用于与所述插头相适配，所述插座设于所述插头的转动路径上。通过将插头设于枢转轴，使得插头只能绕枢转轴转动，减少了插头运动的维度。插座设置在插头转动的路径上，插头在转动过程中能够更加容易地对准并与插座相连通。插接装置结构简单、使用方便，便于两者相连接。

Description

插接装置，巡检系统及燃料电池系统

技术领域

本发明涉及燃料电池设备领域，特别涉及一种插接装置，巡检系统及燃料电池系统。

背景技术

在燃料电池中，双极板、膜电极和密封等是其关键组件。燃料电池是由上百片双极板和膜电极经过层叠式装配而成，膜电极在两片双极板之间构成一个单电池，单电池相连构成整个电堆。

电堆的电压由构成电堆的单电池电压累加而成，每节单电池的性能是影响燃料电池电堆性能的重要因素。

在燃料电池运行过程中，监控电堆的电压是尤为关键的，可以利用巡检系统对电堆各个单电池的电压进行检测，以保证电堆的安全可靠运行。

通常，巡检系统的接线端子与燃料电池的双极板可以通过点焊的方式连接在一起，从而进行单电池的电压信号的采集。在电堆受到振动等干扰时，点焊连接的方式可靠性不高，容易脱落。同时在燃料电池的电堆拆解过程中，需要把焊接的巡检线拆掉，容易造成部件损坏。

巡检系统的接线端子与燃料电池的双极板也可以利用普通的插头、插座相配合的方式连接在一起。双极板的结构一般很薄，在双极板上设计插头或插座等加工起来很困难，多个巡检连接头集成到一个插件上也不方便更换单个巡检采集点。另外，插头与插座体积较小，不易对准，插入困难。巡检系统的接线端子与双极板不易连接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中巡检系统的接线端子不易与双极板相连接的上述缺陷，提供一种插接装置，双极板巡检系统及燃料电池系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种插接装置，用于燃料电池的巡检系统与双极板之间的连接，所述插接装置包括：插头及插座，所述插头设于枢转轴，所述插头相对于所述枢转轴能够转动；所述插座用于与所述插头相适配，所述插座设于所述插头的转动路径上。

在本方案中，通过采用以上结构，通过将插头设于枢转轴，使得插头只能绕枢转轴转动，减少了插头运动的维度。插座设置在插头转动的路径上，插头在转动过程中能够更加容易地对准并与插座相连通。插接装置结构简单、使用方便，便于两者相连接。

较佳地，所述插头具有圆弧面，所述圆弧面的轴线与所述枢转轴的轴线相重合。

在本方案中，通过采用以上结构，在绕枢转轴转动过程中，插头的圆弧面与枢转轴的距离不变，从而圆弧面的运动轨迹更加稳定，进而能够便于设置插座，也能够更好地与插座相连通。

较佳地，所述插头的外表面为金属接触面，所述金属接触面与所述插座相连通。

较佳地，所述插头的端部设有导向面，所述导向面自所述插头的端部向所述插头的侧面延伸。

在本方案中，通过采用以上结构，导向面能够更加顺利地插入插座。

较佳地，插头的端部设有两个所述导向面，两个所述导向面分别自所述插头的端部向所述插头的两个侧面延伸。

较佳地，所述插座整体为圆弧状，圆弧状的所述插座的圆心位于所述枢转轴的轴线上。

在本方案中，通过采用以上结构，圆弧状的插座结构简单、稳定。

较佳地，所述插座具有容置腔，所述容置腔用于插入所述插头，所述插头与所述容置腔的壁面相连通。

在本方案中，通过采用以上结构，插头插入容置腔，能够更加稳定、可靠的相连通。

较佳地，所述容置腔的形状与所述插头的形状相匹配。

在本方案中，通过采用以上结构，能够进一步提高连通的稳定性及可靠性。

较佳地，所述插接装置还包括连接件，所述连接件套设于所述枢转轴，所述插头设于所述连接件的端部，所述插头通过所述连接件绕所述枢转轴转动。

在本方案中，通过采用以上结构，连接件能够使得插头的设置更加灵活。

较佳地，所述连接件的端部设有施力面，通过所述施力面推动所述连接件转动。

在本方案中，通过采用以上结构，便于通过施力面推动连接件，便于对插头的操作，实现插头与插座的连通或断开。

较佳地，所述施力面与所述插头分别位于所述连接件的端部的两侧。

在本方案中，通过采用以上结构，能够避免对施力面施加作用力时干涉插头，提高插头的安全性及可靠性。

较佳地，所述施力面为斜面，所述斜面与所述枢转轴的轴线的距离沿所述连接件的端部向所述枢转轴的方向变小。

在本方案中，通过采用以上结构，通过对斜面施加作用力，从而能够推动连接件，进而使得插头绕枢转轴转动，简单、高效、可靠地实现了插头与插座的连通或断开。

较佳地，所述插接装置还包括推压件，所述推压件作用于所述施力面，以使所述连接件转动。

在本方案中，通过采用以上结构，推压件能够更加便利地推动连接件，实现插头与插座的相连通。

较佳地，所述施力面为斜面；所述推压件设有与所述斜面相应的抵压面，所述抵压面贴合于所述斜面。

在本方案中，通过采用以上结构，抵压面作用于斜面，能够使得连接件运动更加平稳，能够减少插头对插座的冲击，提高插接装置的使用寿命。

较佳地，所述连接件由绝缘材料制成。

在本方案中，通过采用以上结构，能够避免插头通连接件与插座相连通，能够提高插接装置的安全性及可靠性。

一种巡检系统，其包括如上所述的插接装置，所述巡检系统的接线端子与所述插头相连接。

在本方案中，通过采用以上结构，巡检系统通过与插接装置相连接，能够提高巡检系统操作的便利性、安全性及可靠性。

一种燃料电池系统，其包括电堆和如上所述的巡检系统，所述电堆包括若干双极板，所述插座设于所述双极板。

在本方案中，通过采用以上结构，巡检系统与双极板之间的连接更加稳定，便于更加准确、可靠地对燃料电池系统进行监测，能够提高燃料电池系统的安全性及可靠性。

较佳地，所述电堆还包括定位杆，若干所述双极板叠设于所述定位杆，所述枢转轴为所述定位杆。

在本方案中，通过采用以上结构，能够减少燃料电池系统的零部件，便于燃料电池系统的组装。

较佳地，单个所述双极板的两侧均设有所述插座。

在本方案中，通过采用以上结构，能够减少燃料电池系统的零部件，便于燃料电池系统的组装。

较佳地，相邻的所述双极板上的所述插头的朝向不同。

在本方案中，通过采用以上结构，能够避免相邻的插头在转动过程中干涉，减少相互间的影响。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过将插头设于枢转轴，使得插头只能绕枢转轴转动，减少了插头运动的维度。插座设置在插头转动的路径上，插头在转动过程中能够更加容易地对准并与插座相连通。插接装置结构简单、使用方便，便于两者相连接。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的燃料电池系统局部的结构示意图。

图2为图1中的燃料电池系统的另一局部的结构示意图。

图3为图1中的燃料电池系统的插头的结构示意图。

图4为图1中的燃料电池系统的插座的结构示意图。

图5为图1中的燃料电池系统的推压件的结构示意图。

附图标记说明：

燃料电池系统100

双极板11

定位杆12

插接装置20

枢转轴21

连接件22

施力面221

推压件23

抵压面231

插头30

圆弧面31

导向面32

插座40

容置腔41

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在实施例的范围之中。

如图1至图5所示，本实施例为一种燃料电池系统100，其包括电堆和如下文中的巡检系统，电堆包括若干双极板11，插座40设于双极板11。巡检系统与双极板11之间的连接更加稳定，便于更加准确、可靠地对燃料电池系统100进行监测，能够提高燃料电池系统100的安全性及可靠性。图中仅显示了燃料电池系统100的一部分。

上述的巡检系统包括如下文中的插接装置20，巡检系统的接线端子与插头30相连接。巡检系统通过与插接装置20相连接，能够提高巡检系统操作的便利性、安全性及可靠性。

上述的插接装置20用于燃料电池系统100的巡检系统与双极板11之间的连接，插接装置20包括：插头30及插座40，插头30设于枢转轴21，插头30相对于枢转轴21能够转动；插座40用于与插头30相适配，插座40设于插头30的转动路径上。通过将插头30设于枢转轴21，使得插头30只能绕枢转轴21转动，减少了插头30运动的维度。插座40设置在插头30转动的路径上，插头30在转动过程中能够更加容易地对准并与插座40相连通。插接装置20结构简单、使用方便，便于两者相连接。

插头30具有圆弧面31，圆弧面31的轴线与枢转轴21的轴线相重合。在绕枢转轴21转动过程中，插头30的圆弧面31与枢转轴21的距离不变，从而圆弧面31的运动轨迹更加稳定，进而能够便于设置插座40，也能够更好地与插座40相连通。

插头30的外表面为金属接触面，金属接触面与插座40相连通。

如图3所示，插头30的端部设有导向面32，导向面32自插头30的端部向插头30的侧面延伸。导向面32能够更加顺利地插入插座40。

插头30的端部设有两个导向面32，两个导向面32分别自插头30的端部向插头30的两个侧面延伸。

在本实施例中，插头30的整体形状为弧状长柱，插头30的横截面的形状为四边形。在其他实施例中，插头30也可以为其他形状，比如：圆柱状、条状、片状等，插头30的横截面也可以为圆形、多边形等。

插座40整体为圆弧状，圆弧状的插座40的圆心位于枢转轴21的轴线上。圆弧状的插座40结构简单、稳定。

插座40具有容置腔41，容置腔41用于插入插头30，插头30与容置腔41的壁面相连通。插头30插入容置腔41，能够更加稳定、可靠的相连通。

容置腔41的形状与插头30的形状相匹配，能够进一步提高连通的稳定性及可靠性。

如图4所示，在本实施例中，插座40的横截面为四边形，插座40整体为弧形腔体。两个插座40分别设于双极板11的两侧。作为一种实施方式，插座40可以由矩形管弯制而成，也可以由板材拼接形成。

在其他实施例中，插座40也可以采用其他结构形式，比如弹片结构、槽型结构等，能够与插头30稳定、可靠连通即可

如图3所示，插接装置20还包括连接件22，连接件22套设于枢转轴21，插头30设于连接件22的端部，插头30通过连接件22绕枢转轴21转动。连接件22能够使得插头30的设置更加灵活。

连接件22的端部设有施力面221，通过施力面221推动连接件22转动，便于通过施力面221推动连接件22，便于对插头30的操作，实现插头30与插座40的连通或断开。

施力面221与插头30分别位于连接件22的端部的两侧，能够避免对施力面221施加作用力时干涉插头30，提高插头30的安全性及可靠性。

施力面221为斜面，斜面与枢转轴21的轴线的距离沿连接件22的端部向枢转轴21的方向变小，通过对斜面施加作用力，从而能够推动连接件22，进而使得插头30绕枢转轴21转动，简单、高效、可靠地实现了插头30与插座40的连通或断开。

连接件22由绝缘材料制成，能够避免插头30通连接件22与插座40相连通，能够提高插接装置20的安全性及可靠性。

在本实施例中，连接件22为薄板状，连接件22由绝缘材料制成，绝缘材料可以包括橡胶、塑料等。连接件22还设有套住枢转轴21的通孔。连接件22的端部的一侧设有插头30，连接件22的端部的另一侧设有斜面。连接件22还可以设有安装插头30的插孔，插头30通过插孔连接于连接件22。在其他实施例中，连接件22也可以为其他形状。

如图1及图5所示，插接装置20还包括推压件23，推压件23作用于施力面221，以使连接件22转动。推压件23能够更加便利地推动连接件22，实现插头30与插座40的相连通。

推压件23设有与斜面相应的抵压面231，抵压面231贴合于斜面，抵压面231作用于斜面，能够使得连接件22运动更加平稳，能够减少插头30对插座40的冲击，提高插接装置20的使用寿命。

推压件23也可以由绝缘材料制成。

在图5中，推压件23状态为块状，推压件23的一侧设有抵压面231。在本实施例中，一个推压件23设有两个抵压面231。推压件23的长度还可以根据实际需求设置，推压件23可以同时低压多个连接件22的施力面221，从而能够对多个插头30实现同步操作。

在其他实施例中，推压件23与连接件22之间还可以设置连接轴，推压件23通过连接轴带动连接件22转动，从而能够实现插头30与插座40的连通或断开。当然，也可以使用其他方式连接。

如图1所示，电堆还包括定位杆12，若干双极板11叠设于定位杆12，枢转轴21为定位杆12，能够减少燃料电池系统100的零部件，便于燃料电池系统100的组装。

相邻的双极板11上的插头30的朝向不同，能够避免相邻的插头30在转动过程中干涉，减少相互间的影响。

连接件22为薄板状，连接件22的厚度小于燃料电池的相邻的两个双极板11之间的距离。

如图4所示，单个双极板11的两侧均设有插座40，能够减少燃料电池系统100的零部件，便于燃料电池系统100的组装。作为一种实施方式，可以在双极板11的侧面设置开槽，插座40设于开槽内。插座40与双极板11之间还可进一步焊接为一整体结构。通常情况下，双极板11的厚度较薄，一般的卡件设计的插座难以加工制作，本实施例的插座40能够很好地实现与双极板11的连接。

单个电堆可以包括几十或几百节单电池，本实施例的插接装置20便于的反复拆装、更换，插接装置20连接紧密且不易松动，也方便制造。插接装置20拆、装便利，能够大大提高多节电堆的巡检系统的安装时间。插接装置20能避免定位杆12附近的双极板11变形，从而避免由此导致的短路问题。插接装置20的结构简单，制作方便。

作为一种实施方式，可以按照以下步骤安装插接装置20。

装堆：通过定位杆12堆叠双极板11，并同时加入连接件22，连接件22的厚度小于电堆装配完成后相邻的双极板11间隙。装配完成后，通过推动连接件22，从而使插头30绕定位杆12转动，插头30插入插座40的容置腔41中。定位杆12可以为绝缘不拔出杆，则该插接装置20能有效的与双极板11连接。定位杆12如果需要在装堆后拔出，在拔出定位杆12的过程中，该插接装置20能有效避免双极板11的定位孔边缘变形，从而避免导致相邻的双极板11短路，定位孔为双极板11中插入定位杆12的孔。

固定：电堆与插接装置20连接完成后，通过图5的推压件23固定。根据装堆的单电池的节数来调整推压件23的制作长度。推压件23可与通过紧固件或者其他手段与端板相连接。

拆卸插接装置20：电堆研发性测试过程中一定会遇到需要拆装燃料电池电堆的问题。以往的巡检插件连接形式，比如焊接或者插针连接等，会遇到很多问题。焊接形式的插件不具备反复拆装的能力；插针式巡检经过反复拆装容易使定位孔变形而导致双极板发生短路。一般插件式的插件在电堆的单电池的节数多时安装十分费。本实施例的插接装置20在使用过程中，安装更加方便。由于通过定位杆12和双极板11连接，只要一个旋转的动作就能将巡检系统安装到位，操作十分方便，能够大大地降低多节电堆巡检系统安装的时间。在拆堆过程中，插接装置也可以伴随双极板11共同拆卸。在拔出定位杆12时，本实施例的插接装置20的连接件22通过自身的厚度能避免定位孔附近的双极板11发生变形，能够避免因此导致的短路问题。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种插接装置，用于燃料电池的巡检系统与双极板之间的连接，其特征在于，所述插接装置包括：

插头，所述插头设于枢转轴，所述插头相对于所述枢转轴能够转动；

插座，所述插座用于与所述插头相适配，所述插座设于所述插头的转动路径上。

2.如权利要求1所述的插接装置，其特征在于，所述插头具有圆弧面，所述圆弧面的轴线与所述枢转轴的轴线相重合。

3.如权利要求1所述的插接装置，其特征在于，所述插头的外表面为金属接触面，所述金属接触面与所述插座相连通。

4.如权利要求1所述的插接装置，其特征在于，所述插头的端部设有导向面，所述导向面自所述插头的端部向所述插头的侧面延伸；

较佳地，所述插头的端部设有两个所述导向面，两个所述导向面分别自所述插头的端部向所述插头的两个侧面延伸。

5.如权利要求1所述的插接装置，其特征在于，所述插座整体为圆弧状，圆弧状的所述插座的圆心位于所述枢转轴的轴线上。

6.如权利要求1所述的插接装置，其特征在于，所述插座具有容置腔，所述容置腔用于插入所述插头，所述插头与所述容置腔的壁面相连通；

较佳地，所述容置腔的形状与所述插头的形状相匹配。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的插接装置，其特征在于，所述插接装置还包括连接件，所述连接件套设于所述枢转轴，所述插头设于所述连接件的端部，所述插头通过所述连接件绕所述枢转轴转动。

8.如权利要求7所述的插接装置，其特征在于，所述连接件的端部设有施力面，通过所述施力面推动所述连接件转动。

9.如权利要求8所述的插接装置，其特征在于，所述施力面与所述插头分别位于所述连接件的端部的两侧；

和/或，所述施力面为斜面，所述斜面与所述枢转轴的轴线的距离沿所述连接件的端部向所述枢转轴的方向变小。

10.如权利要求8所述的插接装置，其特征在于，所述插接装置还包括推压件，所述推压件作用于所述施力面，以使所述连接件转动；

较佳地，所述施力面为斜面；所述推压件设有与所述斜面相应的抵压面，所述抵压面贴合于所述斜面。

11.如权利要求7所述的插接装置，其特征在于，所述连接件由绝缘材料制成。

12.一种巡检系统，其特征在于，其包括如权利要求1-11中任意一项所述的插接装置，所述巡检系统的接线端子与所述插头相连接。

13.一种燃料电池系统，其特征在于，其包括电堆和如权利要求12中所述的巡检系统，所述电堆包括若干双极板，所述插座设于所述双极板。

14.如权利要求13所述的燃料电池系统，其特征在于，所述电堆还包括定位杆，若干所述双极板叠设于所述定位杆，所述枢转轴为所述定位杆；

和/或，单个所述双极板的两侧均设有所述插座；

和/或，相邻的所述双极板上的所述插头的朝向不同。

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