CN206848449U - 一种燃料电池监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池监测系统。采用压接连接的方式能够实现单电池与监测装置的电连接，且该连接方式较为可靠，牢固，不易脱落，能够避免短路和连接错误的现象发生，提高测试结果的准确性。一种燃料电池监测系统，包括：燃料电池，监测装置以及设置在每个单电池与监测装置之间的单电池连接器，单电池连接器包括：第一线路板和第二线路板；第一线路板包括第一连接部和第二连接部；第二线路板包括第三连接部和第四连接部；第一连接部和第三连接部分别夹设于层叠设置的阳极、阴极和质子交换膜之间，第一线路板和第二线路板分别通过第一连接部和第三连接部上的电性连接表面与单电池的阳极和阴极压接连接。

Description

一种燃料电池监测系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池监测系统。

背景技术

燃料电池单节电池的电压较低，仅为0.7-1.5V，在实际应用中，需要将多个单电池串联成燃料电池(即电堆)，然而，燃料电池的工作环境十分复杂，会受到水的压力、温度影响而导致单节电池输出电压不稳定，进而会影响到整个燃料电池的正常运行，因此，对燃料电池中的单电池的电压进行监测就显得尤为重要。

在通常情况下，在对燃料电池中的单电池的电压进行监测时，可以将监测装置引出的导线与单电池的导流板(即阳极和阴极)电连接，但是，由于所述单电池的导流板为石墨材质，不能通过焊接与所述监测装置引出的导线实现电连接，在现有技术中，实现监测装置引出的导线与单电池的导流板电连接通常采取这两种方法，第一种方法中，将监测装置引出的导线插入单电池的导流板上预留的小孔内，采用该方法，监测装置引出的导线与测试点接触不牢，容易出现连接错误的现象，从而对测试结果的准确性产生严重的影响；第二种方法中，采用可导电的材料粘贴在单电池的导流板上进行电连接，而这种方法也同样会出现容易脱落，接触不牢的现象，甚至在实际应用中容易出现断路，同样不利于测试结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种燃料电池监测系统，采用压接连接的方式能够实现单电池与监测装置的电连接，且该连接方式较为可靠，牢固，不易脱落，能够避免短路和连接错误的现象发生，提高测试结果的准确性。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种燃料电池监测系统，包括：

燃料电池，所述燃料电池由至少两个单电池层叠设置而成，每个单电池包括层叠设置的阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极之间的质子交换膜；

监测装置以及设置在每个所述单电池与所述监测装置之间的单电池连接器，所述单电池连接器包括：第一线路板和第二线路板；

所述第一线路板包括第一基板，设置在所述第一基板上的具有电性连接表面的第一连接部，以及与所述第一连接部电性连接的第二连接部；所述第二线路板包括第二基板，设置在所述第二基板上的具有电性连接表面的第三连接部，以及与所述第三连接部电性连接的第四连接部；

其中，所述第一连接部和所述第三连接部分别夹设于层叠设置的阳极、阴极和质子交换膜之间，所述第一线路板通过所述第一连接部上的电性连接表面与所述单电池的阳极压接连接，并通过所述第二连接部与所述监测装置电连接；所述第二线路板通过第三连接部上的电性连接表面与所述单电池的阴极压接连接，并通过所述第四连接部与所述监测装置电连接。

可选的，所述第一连接部和所述第二连接部分别设置在所述第一基板的两端；

所述第三连接部和所述第四连接部分别设置在所述第二基板的两端。

可选的，所述第一连接部上的电性连接表面和所述第三连接部上的电性连接表面均为铜箔镀金表面。

可选的，所述第一线路板和所述第二线路板均为柔性线路板。

可选的，所述第一连接部的电性连接表面与所述单电池的阳极之间设置有第一定位件；

所述第三连接部的电性连接表面与所述单电池的阴极之间设置有第二定位件。

可选的，所述第一定位件包括设置在所述单电池的阳极上的第一定位凸起，以及设置在所述第一连接部上的电性连接表面上，与所述第一定位凸起套接连接的第一定位孔；或者，所述第一定位件包括设置在所述第一连接部上的电性连接表面上的第一定位凸起，以及设置在所述单电池的阳极上，与所述第一定位凸起套接连接的第一定位孔；

所述第二定位件包括设置在所述单电池的阴极上的第二定位凸起，以及设置在所述第三连接部的电性连接表面上，与所述第二定位凸起套接连接的第二定位孔；或者，所述第二定位件包括设置在所述第三连接部的电性连接表面上的第二定位凸起，以及设置在所述单电池的阴极上，与所述第二定位凸起套接连接的第二定位孔。

可选的，所述单电池连接器与所述监测装置之间还设置有单电池汇总连接器。

可选的，所述燃料电池监测系统还包括第三线路板，每一个所述单电池连接器通过在所述第三线路板上布线与所述单电池汇总连接器电连接。

可选的，所述单电池汇总连接器通过第四线路板与所述监测装置引出的导线焊接连接，或者，所述单电池汇总连接器为焊接型连接器，直接与所述监测装置引出的导线焊接连接。

可选的，所述第四线路板为柔性线路板。

本实用新型实施例提供的一种燃料电池监测系统，通过在每一个单电池和所述监测装置之间设置单电池连接器，由于所述第一线路板通过将所述第一连接部夹设于层叠设置的阳极、阴极和质子交换膜之间，使得所述第一连接部上的电性连接表面与所述单电池的阳极压接连接，并通过所述第二连接部与所述监测装置电连接，所述第二线路板通过将所述第三连接部夹设于层叠设置的阳极、阴极和质子交换膜之间，使得所述第三连接部上的电性连接表面与所述单电池的阴极压接连接，并通过所述第四连接部与所述监测装置电连接，一方面，能够通过所述第一线路板将所述单电池的阳极(导流板)与所述监测装置电连接，通过所述第二线路板将所述单电池的阴极(导流板)与所述监测装置电连接，从而能够实现单电池与所述监测装置的电连接，另一方面，采用压接连接的方式使得连接较为可靠，牢固，不易脱落，能够避免短路和连接错误的现象发生，提高测试结果的准确性。克服了现有技术中监测装置与燃料电池的导流板接触不牢，容易脱落，使得测试结果不准确的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种第一线路板或者第二线路板的俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种基于图1的第一线路板或者第二线路板在A-A’方向的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种第一线路板和第二线路板与单电池和监测装置连接的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种基于图3在B-B’方向的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种第一定位件和第二定位件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种单电池连接器通过单电池汇总连接器与监测装置连接的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种单电池连接器在第三线路板上布线的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种单电池汇总连接器通过第四线路板与监测装置连接的结构示意图；

单电池-1；阳极-11；阴极-12；质子交换膜-13；监测装置-2；单电池连接器-3；第一线路板-31；第二线路板-32；第一基板-100；第一连接部-101；第二连接部-102；第二基板-200；第三连接部-201；第四连接部-202；第一定位件-4；第二定位件-5，第一定位凸起-41；第一定位孔42；第二定位凸起-51；第二定位孔-52；单电池汇总连接器-6；第三线路板-7；第四线路板-8。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例提供的一种燃料电池监测系统进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本实用新型实施例提供一种燃料电池监测系统，参见图1、图2、图3和图4，包括：

燃料电池，所述燃料电池由至少两个单电池1层叠设置而成，每个单电池1包括层叠设置的阳极11、阴极12以及设置在所述阳极11和阴极12之间的质子交换膜13；

监测装置2以及设置在每个所述单电池1与所述监测装置2之间的单电池连接器3，所述单电池连接器3包括：第一线路板31和第二线路板32；

所述第一线路板31包括第一基板100，设置在所述第一基板100上的具有电性连接表面的第一连接部101，以及与所述第一连接部101电性连接的第二连接部102；所述第二线路板32包括第二基板200，设置在所述第二基板200上的具有电性连接表面的第三连接部201，以及与所述第三连接部201电性连接的第四连接部202；

其中，所述第一连接部101和所述第三连接部201分别夹设于层叠设置的阳极11、阴极12和质子交换膜13之间，所述第一线路板31通过所述第一连接部101上的电性连接表面与所述单电池1的阳极11压接连接，并通过所述第二连接部102与所述监测装置2电连接；所述第二线路板32通过第三连接部201上的电性连接表面与所述单电池1的阴极12压接连接，并通过所述第四连接部202与所述监测装置2电连接。

具体的，在实际应用中，由于燃料电池由至少两个单电池1层叠设置而成，且在层叠方向的两端分别设置有连接板，因此，所述第一连接部101和所述第三连接部201可以通过所述连接板的压紧力夹设于层叠设置的阳极11、阴极12和质子交换膜13之间，当然，这里，所述第一连接部101也不是严格夹设在一个单电池的阳极和质子交换膜之间，当一个单电池1设置在连接板和另一个单电池1之间时，所述第一连接部101可以夹设于所述连接板与该电池的阳极11之间，也可以夹设于该电池的阳极11和质子交换膜13之间；同样地，所述第三连接部201也不是严格夹设在一个单电池的阴极和质子交换膜之间，这里不再赘述。

本实用新型实施例提供的一种燃料电池监测系统，通过在每一个单电池1和所述监测装置2之间设置单电池连接器3，由于所述第一线路板31通过将所述第一连接部101夹设于层叠设置的阳极11、阴极12和质子交换膜13之间，使得所述第一连接部101上的电性连接表面与所述单电池1的阳极11压接连接，并通过所述第二连接部102与所述监测装置2电连接，所述第二线路板32通过将所述第三连接部201夹设于层叠设置的阳极11、阴极12和质子交换膜13之间，使得所述第三连接部201上的电性连接表面与所述单电池1的阴极12压接连接，并通过所述第四连接部202与所述监测装置2电连接，一方面，能够通过所述第一线路板31将所述单电池1的阳极11(导流板)与所述监测装置2电连接，通过所述第二线路板32将所述单电池1的阴极12(导流板)与所述监测装置2电连接，从而能够实现单电池1与所述监测装置2的电连接，另一方面，采用压接连接的方式使得连接较为可靠，牢固，不易脱落，能够避免短路和连接错误的现象发生，提高测试结果的准确性。克服了现有技术中监测装置与燃料电池的导流板接触不牢，容易脱落，使得测试结果不准确的缺陷。

本实用新型的一实施例中，所述第一连接部101和所述第二连接部102分别设置在所述第一基板100的两端；所述第三连接部201和所述第四连接部202分别设置在所述第二基板200的两端。这样一来，所述第一线路板31和第二线路板32分别作为连接线将所述单电池1的阳极11和阴极12与所述监测装置2对应连接。

为了降低单电池连接器与单电池的导流板之间的接触电阻，提高测量精度，优选的，所述第一连接部101上的电性连接表面和所述第三连接部201上的电性连接表面均为铜箔镀金表面。

本实用新型的一优选实施例中，所述第一线路板31和所述第二线路板32均为柔性线路板。这样一来，所述第一线路板31和所述第二线路板32相当于软连接线，便于单电池1与监测装置2之间的连接，并且，由于柔性线路板的厚度约为0.1mm左右，不会对燃料电池的密封性产生影响；进一步地，由于单电池1的阳极11导流板和阴极12导流板均为石墨材质，采用柔性线路板能够避免对石墨材质造成磨损，延长石墨材质的使用寿命，更进一步地，由于很多燃料电池应用于汽车等移动设备上，通过使用柔性线路板作为单电池连接器，还能够为振动留出一定的形变空间，保证连接的牢固性。

为了防止在有外力作用下，所述第一线路板31和所述第二线路板32从所述层叠设置的各极板之间被抽出，优选的，参见图5，所述第一连接部101的电性连接表面与所述单电池1的阳极11之间设置有第一定位件4，所述第一定位件4用于防止所述第一线路板31发生移位；所述第三连接部201的电性连接表面与所述单电池1的阴极12之间设置有第二定位件5，所述第二定位件5用于防止所述第二线路板32发生移位。

其中，对所述第一定位件4和所述第二定位件5的具体结构不做限定，示例性的，所述第一定位件4和所述第二定位件5可以为压敏胶，也可以为导电紧固螺钉。

本实用新型的一实施例中，参见图5，所述第一定位件4包括设置在所述单电池1的阳极11上的第一定位凸起41，以及设置在所述第一连接部101上的电性连接表面上，与所述第一定位凸起41套接连接的第一定位孔42；或者，所述第一定位件4包括设置在所述第一连接部101的电性连接表面上的第一定位凸起41，以及设置在所述单电池1的阳极11上，与所述第一定位凸起41套接连接的第一定位孔42；

所述第二定位件5包括设置在所述单电池1的阴极11上的第二定位凸起51，以及设置在所述第三连接部201的电性连接表面上，与所述第二定位凸起51套接连接的第二定位孔52；或者，所述第二定位件5包括设置在所述第三连接部201的电性连接表面上的第二定位凸起51，以及设置在所述单电池1的阴极12上，与所述第二定位凸起51套接连接的第二定位孔52。

这里，需要说明的是，附图5中仅示出了在所述单电池的阳极11上设置第一定位凸起41，在所述第一连接部101上设置第一定位孔42；以及在所述单电池的阴极12上设置第二定位凸起51，和在所述第三连接部201上设置第二定位孔52的示意图；可以想到的是，在所述单电池的阳极11上设置第一定位孔42，和在所述第一连接部101上设置第一定位凸起41；以及在所述单电池的阴极12上设置第二定位孔52，和在所述第三连接部201上设置第二定位凸起51具有与图5相同的技术效果。

通过设置第一定位孔42和第一定位凸起41，以及第二定位孔52和第二定位凸起51，能够防止在外力作用下，所述第一线路板31和所述第二线路板32从所述层叠设置的各极板之间被抽出，并且，在安装时，只需要将第一定位孔42与第一定位凸起41，以及第二定位孔52和第二定位凸起51直接套接即可，能够防止安装位置产生偏差，安装方便快捷。

其中，所述第一定位孔42和所述第二定位孔52可以为通孔，也可以为盲孔，盲孔是指孔的深度在阳极板或者阴极板上下两个表面之间。

优选的，所述第一定位孔42和所述第二定位孔52均为盲孔，这样，还能够进一步提高燃料电池的密封性。

其中，需要说明的是，对所述第二连接部102和所述第四连接部202的具体连接方式不做限定，当所述第二连接部102和所述第四连接部202均为焊接部时，所述单电池连接器3可以通过所述第二连接部102和所述第四连接部202与所述监测装置2引出的导线直接焊接连接。

本实用新型的一实施例中，参见图6，所述单电池连接器3与所述监测装置2之间还设置有单电池汇总连接器6，所述单电池汇总连接器6用于与每一个单电池连接器3电连接，再将每一个单电池连接器3与所述监测装置2引出的导线对应连接。

这样一来，可以选用不同类型的单电池汇总连接器6实现所述单电池连接器3与所述监测装置2之间的电连接，示例性的，当所述单电池连接器3的连接部为插接接口时，所述单电池汇总连接器6可以包括用于与所述单电池1的连接部连接的插接部以及用于与所述监测装置2引出的导线焊接连接的焊接部。

本实用新型的又一实施例中，参见图7，所述燃料电池监测系统还包括第三线路板7，每一个所述单电池连接器3通过在所述第三线路板7上布线与所述单电池汇总连接器6电连接。这样一来，能够适应不同数量的单电池1电压的测量，且通过布线能够提高系统的结构紧凑性和有序性，节省空间。

本实用新型的又一实施例中，参见图8，所述单电池汇总连接器6通过第四线路板8与所述监测装置2引出的导线电连接，或者，所述单电池汇总连接器6直接与所述监测装置2引出的导线焊接连接。这样一来，所述单电池汇总连接器6可以直接选择焊接型连接器，或者，可以在单电池汇总连接器6与所述监测装置2之间设置第四线路板8，以实现各种类型的单电池汇总连接器6与所述监测装置2的电连接。

本实用新型的一优选实施例中，所述第四线路板8为柔性线路板。这样一来，所述第四线路板8相当于软连接线，便于单电池汇总连接器6与监测装置2之间的连接，并且，使用柔性线路板还能够避免在一些移动设备上使用时，由于振动所带来的断路等现象，进一步提高连接的牢固性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃料电池监测系统，其特征在于，包括：

燃料电池，所述燃料电池由至少两个单电池(1)层叠设置而成，每个单电池(1)包括层叠设置的阳极(11)、阴极(12)以及设置在所述阳极(11)和阴极(12)之间的质子交换膜(13)；

监测装置2以及设置在每个所述单电池(1)与所述监测装置(2)之间的单电池连接器(3)，所述单电池连接器(3)包括：第一线路板(31)和第二线路板(32)；

所述第一线路板(31)包括第一基板(100)，设置在所述第一基板(100)上的具有电性连接表面的第一连接部(101)，以及与所述第一连接部(101)电性连接的第二连接部(102)；所述第二线路板(32)包括第二基板(200)，设置在所述第二基板(200)上的具有电性连接表面的第三连接部(201)，以及与所述第三连接部(201)电性连接的第四连接部(202)；

其中，所述第一连接部(101)和所述第三连接部(201)分别夹设于层叠设置的阳极(11)、阴极(12)和质子交换膜(13)之间，所述第一线路板(31)通过所述第一连接部(101)上的电性连接表面与所述单电池(1)的阳极(11)压接连接，并通过所述第二连接部(102)与所述监测装置(2)电连接；所述第二线路板(32)通过第三连接部(201)上的电性连接表面与所述单电池(1)的阴极(12)压接连接，并通过所述第四连接部(202)与所述监测装置(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述第一连接部(101)和所述第二连接部(102)分别设置在所述第一基板(100)的两端；

所述第三连接部(201)和所述第四连接部(202)分别设置在所述第二基板(200)的两端。

3.根据权利要求1所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述第一连接部(101)上的电性连接表面和所述第三连接部(201)上的电性连接表面均为铜箔镀金表面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料电池监测系统，其特征在于，所述第一线路板(31)和所述第二线路板(32)均为柔性线路板。

5.根据权利要求4所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述第一连接部(101)的电性连接表面与所述单电池(1)的阳极(11)之间设置有第一定位件(4)；

所述第三连接部(201)的电性连接表面与所述单电池(1)的阴极(12)之间设置有第二定位件(5)。

6.根据权利要求5所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述第一定位件(4)包括设置在所述单电池(1)的阳极(11)上的第一定位凸起(41)，以及设置在所述第一连接部(101)上的电性连接表面上，与所述第一定位凸起(41)套接连接的第一定位孔(42)；或者，所述第一定位件(4)包括设置在所述第一连接部(101)上的电性连接表面上的第一定位凸起(41)，以及设置在所述单电池(1)的阳极(11)上，与所述第一定位凸起(41)套接连接的第一定位孔(42)；

所述第二定位件(5)包括设置在所述单电池(1)的阴极(12)上的第二定位凸起(51)，以及设置在所述第三连接部(201)上的电性连接表面上，与所述第二定位凸起(51)套接连接的第二定位孔(52)；或者，所述第二定位件(5)包括设置在所述第三连接部(201)上的电性连接表面上的第二定位凸起(51)，以及设置在所述单电池(1)的阴极(12)上，与所述第二定位凸起(51)套接连接的第二定位孔(52)。

7.根据权利要求1所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述单电池连接器(3)与所述监测装置(2)之间还设置有单电池汇总连接器(6)。

8.根据权利要求7所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述燃料电池监测系统还包括第三线路板(7)，每一个所述单电池连接器(3)通过在所述第三线路板(7)上布线与所述单电池汇总连接器(6)电连接。

9.根据权利要求7或8所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述单电池汇总连接器(6)通过第四线路板(8)与所述监测装置(2)引出的导线焊接连接，或者，所述单电池汇总连接器(6)为焊接型连接器，直接与所述监测装置(2)引出的导线焊接连接。

10.根据权利要求9所述的燃料电池监测系统，其特征在于，

所述第四线路板(8)为柔性线路板。