CN210514555U - 一种燃料电池单电池电压检测结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池单电池电压检测结构，包括设置于单电池磁体上的磁体凹槽、吸附凹槽、检测端。所述磁体凹槽设置于双极板边缘区域，磁体凹槽所在侧的侧面设置有吸附凹槽。检测端包含若干检测端子板；各列检测端子板一端表面设置有检测端子，另一端则与输出连接器的安装部分连接，各个检测端子通过导电线与输出连接器对应端口电连接。本实用新型采用磁吸附方式连接检测端子，安装简单且不易出错。检测端有较好的变形性，易于定制，对单电池间距的适应性好。

Description

一种燃料电池单电池电压检测结构

技术领域

本实用新型属于电能检测技术领域，特别是涉及一种燃料电池单电池电压检测结构。

背景技术

燃料电池是一种将存储在燃料中的化学能通过电化学反应直接转换成电能的装置，不受卡诺循环的限制，通常转换效率在50％以上，被认为是21世纪首选的发电技术。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是燃料电池的一种，其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电化学反应的催化剂，质子交换膜为电解质。由于质子交换膜只传导质子，因此氢质子可直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路才能到达阴极，当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。单电池的理论输出电压为1.29V，接有负载时，单电池的输出电压通常在0.5～1V之间，因此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使用，一般将多个单电池堆叠组合构成输出电压满足实际负载需要的燃料电池堆。

质子交换膜燃料电池在工作时水、热、气和电都需要管理，而水、热、气和电的管理都依赖于电池运行状态，电池运行状态又与单电池电压息息相关，所以为了精确的监控电池堆的工作状况需要检测每片单电池的电压，这就必须将每片电池的电极用检测端子连接，并输出到相应的数据采集设备。目前比较常用的检测方法有以下两种：

内部预留插片法：在加工双极板时，在双极板上预先留一个空隙，在电池堆组装时把导电插片直接压接在双极板上，然后用接插件与导电插片连接来实现检测端子的功能。这种方法的缺点是把导电插片直接压接在双极板上，太紧会损伤双极板，太松接触不好导致实现不了检测目的，而且外部接插件连接这些插片时极易出错。

外部压接法：检测端子是按单电池厚度设计探针间距的针板，探针为可伸缩的，检测电压时直接将探针压接在相应的单电池上。这样做的最大缺点是容易划伤碳板，而且探针间距是固定的，只能用于配套的电池堆，使用不灵活。

如果能提供一种避免上述方法缺点的电压检测方案，将是十分有意义的。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种燃料电池单电池电压检测结构，包括检测端、设置于单电池磁体上的磁体凹槽、吸附凹槽；

所述磁体凹槽设置于双极板边缘区域，磁体凹槽所在侧的侧面设置有吸附凹槽；磁体凹槽用于放置磁体及吸附检测端子，吸附凹槽用于吸附检测端子板；

检测端包含若干检测端子板；各列检测端子板一端表面设置有检测端子，另一端则与输出连接器的安装部分连接，各个检测端子通过导电线与输出连接器对应端口电连接。

进一步的，磁体凹槽尺寸大于磁体。

进一步的，各列检测端子板平行设置。

进一步的，检测端子板设置有检测端子的一端呈指状排列。

进一步的，检测端子板采用柔性印刷电路板制作。

进一步的，各个检测端子板在检测端子设置面设置有能够与吸附凹槽吸附在一起的吸附装置。

进一步的，各个检测端子板上设置有导电触点。

进一步的，各个导电触电由铁磁质导体制作。

进一步的，检测端子板和/或吸附装置在两者的接触面上涂覆有绝缘胶绝。

进一步的，磁体凹槽位置与吸附凹槽位置相对。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用磁吸附方式连接检测端子，安装简单且不易出错。检测端有较好的变形性，易于定制，对单电池间距的适应性好。

附图说明

图1为双极板上开设的磁体凹槽、吸附凹槽示意图。

图2为检测装置正面示意图。

图3为检测装置与磁体凹槽、吸附凹槽吸附时的示意图。

图中：1.双极板；2.磁体凹槽；3.磁体；4.吸附凹槽；5.检测端子板； 6.检测端子；7.输出连接器；8；检测端子吸附区；9.单体电池。

具体实施方式

本实用新型所述燃料电池单电池电压检测结构包括检测端、设置于单电池磁体3双极板1上的磁体凹槽2及吸附凹槽4。

如图1所示，磁体凹槽2设置于双极板1边缘区域，磁体凹槽2所在侧的侧面设置有电池堆吸附凹槽4。优选的，磁体凹槽2位置与吸附凹槽4位置相对。磁体凹槽2用于放置磁体3及吸附检测端子6，吸附凹槽4用于吸附检测端子板5。当若干个单电池磁体3组装完成后，所有吸附凹槽4排列成排形成检测端子板5吸附区，所有磁体凹槽2排列成检测端子吸附区8。

磁体凹槽2尺寸应该大于磁体3，以免磁铁挤压受力时损坏双极板1。电池堆组装完成后，所有吸附凹槽4排列成排形成磁体吸附区。

如图2、3所示，检测端包含若干列的检测端子板5、输出连接器7，各列检测端子板5一端连接到输出连接器7安装处，另一端表面则设置有检测端子 6，检测端子6通过导电线与输出连接器7对应端口电连接。输出连接器7将通过检测端子6检测到的单电池电压信号传输给后端的数据采集装置进行处理，进而得到每节的单电池电压。

检测端采用柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit简称FPC)制作，是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。为了使得检测端子板5能更好的适应吸附凹槽4的形态，各个检测端子板5也采用柔性印刷电路板制作。柔性印刷电路板易于变形，所以检测装置对电池堆的单电池间距离误差容忍度比较高，不会因为误差积累而导致检测端子6与吸附凹槽4有较大的错位。

优选的，各列检测端子板5平行设置，之间的距离应按照相应电池堆的单电池间距来设计。未安装检测端子板5的一端汇集连接。该汇集连接部分再向外伸出，末端设置有输出连接器7。各个检测端子板5的检测端子6与输出连接器7对应端口之间用导线电连接。

各个检测端子板5在检测端子6设置面的相对面设置有能够与吸附凹槽4 吸附在一起的装置。本实施例中，可以采取两种方式吸附。

方式一：

各个检测端子板5上设置有导电触点。

优选的，导电触电可以采用铁磁性材料制作，能够被磁体3吸引，并呈凸出状，可容纳于端子吸附区的凹槽之内。

方式二：

检测端子板5和/或吸附装置在两者的接触面上涂覆有绝缘胶。

应当理解，方式1所述的导电触点与涂覆绝缘胶是可以组合使用的，当导电触点制作材料并不具有能被磁铁吸引的性能时，则可使用涂覆胶涂在未设置导电触点的地方。

采用上述方式，检测端子板5安装便捷，只需将检测端子板5粗略对准电池堆检测端子6吸附区上相应的吸附凹槽4，检测端子6靠近后磁体3会自动将其吸附于凹槽之内，不用复杂的接插工作，避免接线错误，确认接触稳定后，亦可用绝缘胶将检测端子6固定于电池堆上，以增强电接触的稳定性。

Claims (10)

1.一种燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，包括检测端、设置于单电池磁体上的磁体凹槽、吸附凹槽；

所述磁体凹槽设置于双极板边缘区域，磁体凹槽所在侧的侧面设置有吸附凹槽；磁体凹槽用于放置磁体及吸附检测端子，吸附凹槽用于吸附检测端子板；

检测端包含若干检测端子板；各列检测端子板一端表面设置有检测端子，另一端则与输出连接器的安装部分连接，各个检测端子通过导电线与输出连接器对应端口电连接。

2.如权利要求1所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，磁体凹槽尺寸大于磁体。

3.如权利要求1所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，各列检测端子板平行设置。

4.如权利要求3所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，检测端子板设置有检测端子的一端呈指状排列。

5.如权利要求1或2或3或4所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，检测端子板采用柔性印刷电路板制作。

6.如权利要求1或2或3或4所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，各个检测端子板在检测端子设置面设置有能够与吸附凹槽吸附在一起的吸附装置。

7.如权利要求6所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，各个检测端子板上设置有导电触点。

8.如权利要求7所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，各个导电触电由铁磁质导体制作。

9.如权利要求7或8所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，检测端子板和/或吸附装置在两者的接触面上涂覆有绝缘胶绝。

10.如权利要求1所述的燃料电池单电池电压检测结构，其特征在于，磁体凹槽位置与吸附凹槽位置相对。

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