CN201218824Y - 一种燃料电池单片电压采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池单片电压采集装置，包括电路板和固定于电路板上的采电探头，所述的采电探头通过排线与双排插针连接，所述的电路板上设有固定孔；所述的采电探头是可伸缩性探针或导电连接体。本实用新型具有结构简单，操作方便的优点，可用于采集燃料电池的单片电压。

Description

一种燃料电池单片电压采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池单片电压采集装置。

背景技术

燃料电池的核心单元是电堆单元，其是由单体电池、采电端板和紧固装置组成的。单体电池最多只有1.229V的理论输出电压，有电流流过时大约是0.7-0.8V，这就意味着要提供可用的电压就必须将多个单体电池通过双极板串联在一起使用。

燃料电池在工作时的管理非常重要，因为存在水、气、热、电的使用和管理，所以如何管理好燃料电池也是燃料电池研究者非常关心的问题。燃料电池工作过程中最容易出现的一个问题是反极，也就是单体电池出现电压负的情况。一般的原因有可能是堵水、膜电极过干、气体轻微互漏、使用超出电堆可输出功率的负载等。一旦反极，较轻微时一般不会影响电堆的正常运转，但是稍严重时，就会电解水，严重时会氧化碳单质，除了使Pt/C催化剂发生形态的改变，严重损害膜电极外，还有可能引发爆炸等问题。

目前的燃料电池如BALLARD等都在电堆上设计了单体电池电压采集系统，他们同时测量两个单体电池的电压，具有制作麻烦，成本高的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种燃料电池单片电压采集装置，用于燃料电池工作过程中的单体电池电压监测，其具有结构简单，操作方便的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供一种燃料电池单片电压采集装置，其采用下述技术方案：

一种燃料电池单片电压采集装置，包括电路板和固定于电路板上的采电探头，所述的采电探头通过排线与双排插针连接，所述的电路板上设有固定孔。

所述的采电探头可以是可伸缩性探针或导电连接体，其中所述的探针前端为半球形结构，其伸缩距离为1-10mm；所述的导电连接体由导电胶和导电海绵构成，其中导电胶用于连接电路板和电堆的双极板，导电海绵用于给导电胶施加一定的压力，使导电胶在双极板和电路板之间的导电连接更紧密，防止接触不良的情况发生。

所述的导电连接体与电路板之间设有电压线接线板，其采用导电焊锡制成，宽度小于双极板厚度的1/2，以防止由于金属板过宽造成的电池短路。

所述的电路板可以是T型结构或四边形结构，其中所述的T型结构可以是正T型结构或倒T型结构。优选的是所述的T型结构的电路板上设有可伸缩性探针，所述的四边形结构的电路板上设有导电连接体。

所述的双排插针可以是直插式双排插针或贴片式双排插针。

所述的固定孔用于将所述的电路板安装在电堆上，本实用新型采用角钢支架将所述的电路板固定于电堆上；其中对于T型结构，所述的电路板呈对角线设于角钢支架的两侧，主要是由于单体电池重复单元太小，探针不宜设于电路板的边缘，会造成一定程度上的膨胀、外露，同时探针的间距又不宜过大，因此，将电路板设于角钢支架的异侧，既避免了电路板安装上的冲突，又平衡了角钢支架的受力，同时，T型结构正好可以满足位于异侧的两块电路板的端部同时与一块双极板连接；而对于四边形结构，由于其采电探头采用导电连接体，可以设于电路板的边缘，因此，可以将电路板设于角钢支架的同侧。

本实用新型的燃料电池单片电压采集装置具有结构简单，使用方便的优点。燃料电池单片电压采集装置与燃料电池电堆的接触点可以采用探针或导电连接体，当采用可伸缩的弹性探针时，探针前端可以自由伸缩，接触点采用的半球形结构保证了该探针与电堆的接触压力，同时又避免了对电堆的损害。探针间距和数量可以根据不同电堆的单电池单元进行定制，满足了对不同尺寸的电堆的测量；当采用导电连接体时，由于导电胶具有一定程度的缓冲作用，可以避免电路板或电池单元的尺寸变化引起的电池短路。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的装配示意图；

图3为本实用新型的结构侧视图；

图4为本实用新型的又一实施方式结构示意图；

图5为本实用新型的导电连接体的局部放大图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种燃料电池单片电压采集装置包括电路板10和固定于电路板10上的采电探头9，所述的电路板上设有采电探头安装孔8和固定孔7，所述的采电探头9通过排线15与直插式双排插针4连接。所述的采电探头9是可伸缩性探针，其中所述的探针前端为半球形结构，其伸缩距离为1-10mm。

所述的电路板采用T型结构，可以是正T型结构或倒T型结构，首先在探针的边缘位置刻画电池正负极符号“+”和“-”1，在电路板上设计合适的固定孔7，以确定安装所需要的尺寸，然后根据电堆单体电池重复单元的尺寸设计探针间距并确定电路板10的宽度，最后根据电路板10的宽度设计双排插针4的尺寸，并最终确定整个电路板10的尺寸。

在电路连接方面，以电池正负极符号“正”1为第一个探针的起点，采用排线15连接直插式双排插针4的第1位置2，然后第二根探针与双排插针4的第2位置5相联，从第二个探针开始，每个探针既是上一单体电池的负极，又是下一单体电池的正极，所以第二根探针同时跟直插式双排插针4的第9位置3相联，这样直插式双排插针4的第1位置2和第9位置3分别和第一MEA的正负极相对应，以此类推、顺序连接即可。

在电路板10与电堆间的安装上，采用角钢支架13固定一定数量的电路板10，然后再将角钢支架13用螺栓11固定在电堆上即可，如图3所示。

安装时先将电路板10用四组螺栓11和螺母12固定在角钢支架13上，然后将角钢支架13通过螺栓25固定在压板20上。在单体电池超过36片时，在角钢螺栓孔24处安装一个绝缘垫19，以避免由于金属结构引入而造成的短路，整体结构安装完成后，需要调整探针的位置，如图3中以第一双极板21为单体电池的正极，则电路板22的正极14与之相对应，且第一根探针刚好处于第一双极板21的正中位置，在有第一双极板21，MEA22和第二双极板23组成的单体电池中，第二根探针与第二双极板23的正中位置相接触，其余探针以此类推。然后用力缩紧螺母24即可完成第一块的电路板10的固定。

第二块电路板16安装时与第一块电路板呈对角线设于角钢支架13的两侧，其呈倒T型结构，因此需要重新设计，原理与第一块电路板一致，如图3所示，首先在探针的边缘位置刻画电池正负极符号“+”和“-”18，其中正极18与电路板10的负极1相对应，而且对于双极板17而言，既是第一块电路板10的负极又是第二块电路板16的正极。

若是还有更多的电路板，则安照上述规律依次安装即可。

实施例2

如图3和图5所示，一种燃料电池单片电压采集装置包括电路板31和固定于电路板31上的采电探头28，所述的电路板31上设有固定孔33，所述的采电探头28通过排线29与贴片式双排插针32连接。所述的采电探头28是导电连接体，由导电胶40和导电海绵41构成；所述的导电连接体与电路板31之间设有电压线接线板26，其采用导电焊锡制成，宽度小于双极板厚度的1/2。所述的导电连接体与电路板31之间通过粘结连接。

所述的电路板31采用四边形结构，首先在电路板31上标记正负极符号“+”和“-”30，然后再根据燃料电池单体电池的双极板厚度，来确定电压线接线板26的宽度；电路板31上设有贴片式双排插针32，其与电压线接线板26分别位于电路板31的两侧，电压线接线板26侧仅有各个电压接线板是导电的，其他导电的材料设于另一侧。第一个电压线采集点与贴片式双排插针32的第1位置35相连，作为电压采集的正极，而第二个电压线采集点与第2位置36以及第13位置34同时相连，即作为上一单体电池的负极又作为下一单体电池的正极。后面的接线依次类推直到接完最后一根线为止，如图4所示。

电路板可以固定于角钢支架的同侧或异侧，其固定方式同实施例1。

Claims (9)

1.一种燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的采集装置包括电路板和固定于电路板上的采电探头，所述的采电探头通过排线与双排插针连接，所述的电路板上设有固定孔。

2.根据权利要求1所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的采电探头是可伸缩性探针或导电连接体。

3.根据权利要求2所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的可伸缩性探针前端为半球形结构，其伸缩距离为1-10mm。

4.根据权利要求2所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的导电连接体由导电胶和导电海绵构成。

5.根据权利要求4所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的导电连接体与电路板之间设有电压线接线板。

6.根据权利要求1所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的电路板是T型结构或四边形结构。

7.根据权利要求6所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的T型结构是正T型结构或倒T型结构。

8.根据权利要求6所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的T型结构的电路板上设有可伸缩性探针；所述的四边形结构的电路板上设有导电连接体。

9.根据权利要求1所述的燃料电池单片电压采集装置，其特征在于所述的双排插针是直插式双排插针或贴片式双排插针。

Images