CN113889787B - 用于燃料电池的电压采样端子及其制备工具和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池的电压采样端子及其制备工具和制备方法，采样端子包括一体成型的采集部以及压接部，所述采集部包括呈V字形的弯折段和直丝段，所述压接部包括锯齿段以及固定段，所述直丝段与锯齿段连接，测量时，所述采集部插设在所述采样孔内，并与采样孔的内壁抵接，所述锯齿段与采样线束固定并通过采样线束将电压信号传递给采样设备，所述直丝段与固定段位于同一直线上。本发明的采样端子通过特殊的制备工具及制备方法制备得到，成本低廉，结构简单，制作简单、安装简单、适配性强，适合量产。

Description

用于燃料电池的电压采样端子及其制备工具和制备方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种用于燃料电池的电压采样端子及其制备工具和制备方法。

背景技术

燃料电池是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术，是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，是最有发展前途的发电技术。燃料电池单堆电压是燃料电池运行最重要的评价指标，需要实时的、持续的对燃料电池的电压进行采样。

燃料电池电堆电压采样点位于约2mm左右的双极板之间，为1mm左右的孔状结构，电堆排布紧密，采样点密集。当前采样做法是用银质的波浪形状的弹片塞入采样孔采样，外部焊接采样线束。这种做法的缺点是容易将双极板撑裂，或塞合不牢固；为保证接触，细孔内需要注入导电胶，导电胶容易从细孔中满出，满出后临近采样孔内的导电胶容易连接，这样会造成短路；导电胶干了之后，波浪弹片与采样孔的连接就变的酥松，不牢固；波浪弹片与导线焊接处容易断裂等问题。

另外，采样端子没有专用的制备工具，导致采样端子的制备非常麻烦。因此，本领域急需一种简易的、可靠的采样端子，且需要这种类型的采样端子的制备工具。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于燃料电池的电压采样端子。

本申请之目的还在于提供上述采样端子的制备工具及制备方法。

为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种用于燃料电池的电压采样端子，所述采样端子安装在燃料电池的电堆电压采样孔内，用于对电堆电压进行采样并将电压信号传递给采样设备，所述采样端子包括一体成型的采集部以及压接部，所述采集部包括呈V字形的弯折段和直丝段，所述压接部包括锯齿段以及固定段，所述直丝段与锯齿段连接，测量时，所述采集部插设在所述采样孔内，并与采样孔的内壁抵接，所述锯齿段与采样线束固定并通过采样线束将电压信号传递给采样设备，所述直丝段与固定段位于同一直线上。采集部的V字形弯折段顶端与直丝段之间的距离要大于采样孔的孔径，因此采样时，将采集部插入采样孔后，呈V字形的弯折段和直丝段被略微压缩并与采样孔的内壁抵接，由于采样端子具有一定弹性，因此被略微压缩的弯折段和直丝段在材料本身的回弹作用力下，与采样孔的内壁形成一定的挤压，从而保证采集部能够稳定放置在采样孔内。在压接部上设置锯齿段，主要是为了使其能与采样线束在压接时通过锯齿进行咬合，避免两者脱离。

在第一方面的一种实施方式中，所述采样端子的材质包括磷青铜、铍青铜、不锈钢或银铜中的一种。这几类材质具有良好的导电性能，且具有一定的弹性，能够在一定范围的变形范围内进行回弹。采样端子可采用圆形弹丝，也可采用扁丝。

在第二方面，本申请还提供了一种用于制备如上所述采样端子的制备工具，所述制备工具包括上压制单元和下压制单元，所述上压制单元的一端设有压制上齿，所述下压制单元的一端设有与所述压制上齿相匹配的压制下齿，所述压制上齿和压制下齿的形状与所述采样端子相匹配，所述上压制单元和下压制单元的中部通过转轴连接，且两者能绕着转轴旋转。

在第二方面的一种实施方式中，所述上压制单元包括上齿固定柄以及固定在所述上齿固定柄一端的压制上齿，所述下压制单元包括下齿固定柄以及固定在下齿固定柄一端的压制下齿，所述上齿固定柄和下齿固定柄通过转轴连接。

在第二方面的一种实施方式中，所述压制上齿和压制下齿从端部向尾部依次设置折弯部、直丝成型部、锯齿成型部以及固定部，其中，

位于所述压制上齿的折弯部呈L状，位于所述压制下齿的折弯部呈楔形，且L状折弯部位于楔形折弯部的外部；

所述压制上齿和压制下齿的直丝成型部为平面；

所述压制上齿和压制下齿的锯齿成型部为相互匹配的凸起和凹槽；

所述压制上齿和压制下齿的固定部为平面，且和直丝成型部为同一平面。

在第二方面的一种实施方式中，所述压制上齿和压制下齿的尾端设有角度成型部，所述角度成型部包括分别设置在压制上齿及压制下齿的一个平面以及若干凹槽，当压制上齿和压制下齿咬合时，该平面及若干凹槽形成若干角度成型孔。由于压制上齿和压制下齿的折弯部为半开放式的设计，因此无法使得弯折段一次成型。本申请通过角度成型孔的方式，对折弯部进行挤压成型，操作更加方便，且保证成型角度一致。

在第二方面的一种实施方式中，若干所述角度成型孔的宽度逐渐增大。由于对于不同的燃料电池，其采样孔的孔径大小也会有差异，因此，折弯部的开口口径也需有大有小，通过设置不同宽度的角度成型孔，在制备时，角度成型孔对金属弹丝的挤压力不同，从而使得折弯部的开口宽度也有大有小，匹配不同的采样孔。

在第三方面，本申请还提供了一种利用如上所述制备工具制备采样端子的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将金属弹丝放置在压制上齿和压制下齿之间，且金属弹丝的顶端与压制上齿及压制下齿上的固定部的尾部齐平；

(2)转动上压制单元和下压制单元，使得上齿和压制下齿咬合，得到含有固定段、锯齿段、直丝段以及折弯点的采样端子粗品；

(3)将采样端子粗品的折弯点放置在压制上齿和压制下齿的角度成型部中，且折弯点处的两条边分别与角度成型部的壁抵接；

(4)转动上压制单元和下压制单元，使得上齿和压制下齿咬合并形成角度成型孔，折弯点处的两条边在角度成型孔内壁的压制下，形成弯折段；

(5)将成型的采样端子与金属弹丝剪断分离，得到单独的采样端子。

在第三方面的一种实施方式中，所述金属弹丝为收卷存放的金属弹丝。即金属弹丝可采用盘状的金属弹丝，方便储存。当然，选用直线型的金属弹丝也是可以的。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本申请的电堆电压采样端子结构简单、制作简单、安装简单、安装牢固、取出简单、成本低廉，适于量产推广。

附图说明

图1为本申请的采样端子插入采样孔后的结构示意图；

图2为本申请制备工具的结构示意图；

图3为压制上齿和压制下齿咬合后的结构示意图。

在附图中，1为采样孔，2为采样端子，3为压制上齿，4为压制下齿，5为上齿固定柄，6为下齿固定柄，7为螺栓，8为螺栓，9为固定段，10为锯齿段，11为直丝段，12为折弯点，13为弯折段，16为固定部，17为锯齿成型部，18为直丝成型部，19为折弯部，20为角度成型孔，21为转轴。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本发明的保护范围之内。

实施例

下面将对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种用于燃料电池电压采样端子2，其为一端具有V字形结构，V字形结构的两条边分别为弯折段13和直丝段11，两者于折弯点12处连。V字形的采集部插设在电堆电压采样孔1内。采样端子2的另一端设有锯齿段10和固定段9，在本实施例中锯齿段10采用波浪形状，锯齿段10和固定段9露在采样孔1的外部，且锯齿段10和采样线束固定(图上未显示采样线束)，如图1所示。

采样端子的制作工具的结构如图2所示，包含压制上齿3和压制下齿4、上齿固定柄5、下齿固定柄6四个部分；上齿固定柄5、下齿固定柄6之间通过转轴21连接，且两者可绕着转轴21旋转；压制上齿3和上齿固定柄5之间通过螺栓7固定；压制下齿4和下齿固定柄6之间通过螺栓8保持固定。

压制上齿3和压制下齿4咬合间隙上，从尾端到顶端依次包含角度成型孔20、固定部16、锯齿成型部17、直丝成型部18、折弯部19五部分，其中：

固定部16为压制上齿3和压制下齿4将金属弹丝顶端咬合的压紧段。

锯齿成型部17的结构如下：压制上齿3为凹面，压制下齿4为凸面，压制上齿3和压制下齿4咬合间隙成型为波浪面，波浪幅值高度略小于采样端子和采样线束压接端子的管径，在压接端子管长范围内至少压制半个波浪。

直丝成型部18的结构如下：压制上齿3和压制下齿4咬合间隙成型为平面，控制采样端子2直丝部分的长度，该部分长度比采样孔1高度略长。用于控制采样端子2露出采样孔1外到与线束压接之间的距离，确保采样孔1与采样线束不搭接。

折弯部19，压制上齿3的折弯部呈L状，压制下齿4的折弯部呈楔形，且L状折弯部位于楔形折弯部的外部。

角度成型孔20的结构如下：压制上齿3设有宽度略大于金属弹丝线径的导引槽，导引槽高度为采样端子2前端V字形开口宽度，并行开设略大于该高度和略小于该高度的导引槽，即如需要开设1mm高度的导引槽，那么就并行开设1.2mm和0.8mm的导引槽，压制下齿4为平面。

咬合后，压制上齿3和压制下齿4之间留有一定空隙，此为金属弹丝的分布路径，具体如图2、图3所示。

采样端子制作方法，包含如下步骤：

1)打开压制上齿3和压制下齿4的咬合面，将金属弹丝的顶端放置于制作工具的固定部16，捏合压制手柄；

2)于第一次压制成型的折弯点，用手将金属弹丝捏合，使其紧贴压制下齿4锥形的外表面，形成采样端子粗品；

3)采样端子粗品垂直于压制工具压制上齿3和压制下齿4的咬合面，放置于角度成型孔20内，捏合压制手柄；

4)于第二次压制成型的金属弹丝折弯段的最高点或者距离6mm左右，剪断，采样端子制作完成；

本申请采用的采样端子材质为导电性良好的超细金属弹丝，可以是磷青铜、铍青铜、不锈钢、银铜等弹性材质，形状可以是丝也可以是扁丝。

将采样端子2与采样线束压接，制备采样总成，控制压接起点处于采样端子直丝段11的端点，将锯齿段10与采样线束用压线管压接。

将采样总成于采样孔1截面斜对角方向塞入采样孔1，完成采样安装。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都在本申请的范围之内。

Claims (7)

1.一种用于制备采样端子的制备工具，其特征在于，所述制备工具包括上压制单元和下压制单元，所述上压制单元的一端设有压制上齿，所述下压制单元的一端设有与所述压制上齿相匹配的压制下齿，所述压制上齿和压制下齿的形状与所述采样端子相匹配，所述上压制单元和下压制单元的中部通过转轴连接，且两者能绕着转轴旋转；

所述压制上齿和压制下齿从端部向尾部依次设置折弯部、直丝成型部、锯齿成型部以及固定部，其中，

位于所述压制上齿的折弯部呈L状，位于所述压制下齿的折弯部呈楔形，且L状折弯部位于楔形折弯部的外部；

所述压制上齿和压制下齿的直丝成型部为平面；

所述压制上齿和压制下齿的锯齿成型部为相互匹配的凸起和凹槽；

所述压制上齿和压制下齿的固定部为平面，且和直丝成型部为同一平面；

所述压制上齿和压制下齿的尾端设有角度成型部，所述角度成型部包括分别设置在压制上齿及压制下齿的一个平面以及若干凹槽，当压制上齿和压制下齿咬合时，该平面及若干凹槽形成若干角度成型孔。

2.如权利要求1所述的用于制备采样端子的制备工具，其特征在于，所述采样端子安装在燃料电池的电堆电压采样孔内，用于对电堆电压进行采样并将电压信号传递给采样设备，所述采样端子包括一体成型的采集部以及压接部，所述采集部包括呈V字形的弯折段和直丝段，所述压接部包括锯齿段以及固定段，所述直丝段与锯齿段连接，测量时，所述采集部插设在所述采样孔内，并与采样孔的内壁抵接，所述锯齿段与采样线束固定并通过采样线束将电压信号传递给采样设备，所述直丝段与固定段位于同一直线上。

3.如权利要求2所述的用于制备采样端子的制备工具，其特征在于，所述采样端子的材质包括磷青铜、铍青铜、不锈钢或银铜中的一种。

4.如权利要求1所述的用于制备采样端子的制备工具，其特征在于，所述上压制单元包括上齿固定柄以及固定在所述上齿固定柄一端的压制上齿，所述下压制单元包括下齿固定柄以及固定在下齿固定柄一端的压制下齿，所述上齿固定柄和下齿固定柄通过转轴连接。

5.如权利要求1所述的用于制备采样端子的制备工具，其特征在于，若干所述角度成型孔的宽度逐渐增大。

6.一种利用如权利要求1~5任一所述制备工具制备采样端子的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将金属弹丝放置在压制上齿和压制下齿之间，且金属弹丝的顶端与压制上齿及压制下齿上的固定部的尾部齐平；

（2）转动上压制单元和下压制单元，使得压制上齿和压制下齿咬合，得到含有固定段、锯齿段、直丝段以及折弯点的采样端子粗品；

（3）将采样端子粗品的折弯点放置在压制上齿和压制下齿的角度成型部中，且折弯点处的两条边分别与角度成型部的壁抵接；

（4）转动上压制单元和下压制单元，使得压制上齿和压制下齿咬合并形成角度成型孔，折弯点处的两条边在角度成型孔内壁的压制下，形成弯折段；

（5）将成型的采样端子与金属弹丝剪断分离，得到单独的采样端子。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属弹丝为收卷存放的金属弹丝。