CN212277251U - 一种燃料电池双极板 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种燃料电池双极板，该燃料电池双极板包括贴合连接的阴极板和阳极板，所述阳极板的一端设置有台阶凹槽，所述台阶凹槽内设置有与所述台阶凹槽相适配的导电端子；所述台阶凹槽包括一体设置的宽径端和窄径端，所述宽径端设置于所述窄径端的内侧；所述导电端子包括一体设置的头端、中间段、以及尾端，所述中间段设置于所述头端和所述尾端之间，所述头端设置于所述宽径端内，所述中间段穿过所述窄径端外露于所述阳极板的一端外；所述尾端的几何中心处设置有与巡检信息线连接的开孔。本申请将导电端子固定在阳极板的台阶凹槽内，可避免导电端子脱落或因工况条件震动而产生接触不良的情形，可以很好的用于实时监测燃料电池的运行情况。

Description

一种燃料电池双极板

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板。该燃料电池双极板将导电端子固定在双极板的台阶凹槽内，安装方便，固定牢固，导电端子接触良好，能够保证采集电压数据的稳定性，可以很好的用于实时监测燃料电池的运行情况。

背景技术

面对当今国内乃至全球日益严格的尾气排放标准及未来的能源危机，各大汽车厂商都在研发低排放的新能源技术，以适应这一发展趋势。燃料电池是一种发展技术前景较好的新能源，通常由几十片或上百片双极板和膜电极组件经过叠加组装而成，一片膜电极夹在两片双极板之间，构成一节单电池，几十个甚至上百个单电池串联在一起，形成一个完整电堆，单片电池电压的累加即整个电堆的总电压，因而，单片电池性能的好坏会影响整个电堆的性能、安全性以及使用寿命。因此，单节电池电压的检测非常必要，不仅可以在电池的使用过程中实时监测电池的运行状态，还可以在故障维修时快速且清晰地知道是哪一节电池出现了问题，方便故障的快速解决。

现有的石墨双极板电堆的检测方法是通过连接巡检系统采集信号的方式，巡检系统采集信号检测是通过表面接触式采集电池电压，其设备易出现接触不良、收集电压数据不稳定等情况，而且，汽车在行驶过程中因频繁震动也容易导致巡检系统接触不良，因此，采用巡检系统监测电池电堆的电压一般只局限于电池电堆的测试过程，很难监测燃料电池整个使用生命周期的运行情况，具有较大的局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池双极板。该燃料电池双极板将导电端子固定在双极板的台阶凹槽内，安装方便，固定牢固，导电端子接触良好，能够保证采集电压数据的稳定性，可以很好的用于实时监测燃料电池的运行情况。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种燃料电池双极板，包括贴合连接的阴极板和阳极板，所述阳极板的一端设置有台阶凹槽，所述台阶凹槽内设置有与所述台阶凹槽相适配的导电端子；所述台阶凹槽包括一体设置的宽径端和窄径端，所述宽径端设置于所述窄径端的内侧(靠近阳极板中心的一侧为内侧)；所述导电端子包括一体设置的头端、中间段、以及尾端，所述中间段设置于所述头端和所述尾端之间，所述头端设置于所述宽径端内，所述中间段穿过所述窄径端外露于所述阳极板的一端外；所述尾端的几何中心处设置有与巡检信息线连接的开孔。

进一步地，所述导电端子为具有弹性的导电端子。这样，导电端子可以在被压缩的状态放入台阶凹槽内，在进入台阶凹槽后由于自身的弹力作用舒展复位后从而能稳固地抵接在台阶凹槽中。

进一步地，所述宽径端的宽度大于所述窄径端的宽度。这样，可以避免导电端子进入台阶凹槽内由于自身弹力作用舒展复位后从台阶凹槽内脱落，也避免了导电端子因工况条件震动而产生接触不良的情形，从而保证导电端子采集电压数据的稳定性。

进一步地，当所述导电端子处于自然状态(即不被压缩时)时，所述宽径端的宽度小于所述头端的宽度，所述宽径端的宽度为0.1mm～0.2mm。这样可以使得导电端子的头端产生一定的弹性变形，头端能够更有效地紧贴固定在台阶凹槽的宽径端内，有效防止导电端子脱落。

进一步地，当所述导电端子处于自然状态(即不被压缩时)时，所述头端远离所述中间段的一端呈夹角设置，所述夹角的角度为10°～30°。这样，通过控制夹角的角度使得头端形成一定的尖角，方便导电端子插入台阶凹槽内，提高安装的效率。

进一步地，当所述导电端子处于自然状态(即不被压缩时)时，所述头端靠近所述中间段的一端设置为对称的两个钝角，所述钝角的角度为120°～150°。导电端子靠近中间段的一端呈钝角设置，使得收角较钝，可以防止导电端子在车载工况的条件下脱落；当需要更换导电端子时，用专用工具施加较大外力即可拆卸导电端子，可以在不损坏双极板的前提下快速更换导电端子。

进一步地，当所述导电端子处于自然状态(即不被压缩时)时，所述宽径端的长度大于所述头端的长度，所述宽径端的长度为0.5mm～0.6mm。这样，可以让导电端子有一定变形的空间。

进一步地，当所述导电端子处于自然状态(即不被压缩时)时，所述台阶凹槽的长度小于所述中间段与所述头端的长度之和。这样，使得导电端子的尾端可以外露于阳极板的一端外，方便巡检信息线连接和固定。

进一步地，当所述导电端子处于自然状态(即不被压缩时)时，所述尾端的宽度大于所述中间段的宽度。这样设置，使得尾端突显于阳极板的一端外，方便巡检信息线的连接于安装固定。

进一步地，所述头端和所述中间段均为中空设置。这样，在降低成本的同时可用减轻导电端子的重量，有利于电池的装配。

进一步地，所述导电端子为由铜、铬、及镍合金材料制成的导电端子。这样的导电端子具有高弹性、导电性能良好。导电端子可以采用上述合金材料冲压成型，然后在成型的导电端子表面做防锈耐腐、导电改良处理，以提高导电端子的使用寿命。

本实用新型提出的技术方案中，具有以下有益效果：本申请的燃料电池双极板将导电端子固定在阳极板的台阶凹槽内，导电端子进入台阶凹槽内由于自身弹力作用舒展复位后能稳固地抵接在台阶凹槽中，也避免了导电端子因工况条件震动而产生接触不良的情形，导电端子固定牢固、接触良好，能够保证采集电压数据的稳定性。相较于常规表面接触式采集电压的方式，本申请的结构简单、安装方便，使用过程中可靠稳定，可以很好的用于实时监测燃料电池的运行情况。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的燃料电池双极板的纵向剖面结构示意图；

图2为图1的阴极板和阳极板的纵向剖面结构示意图；

图3为图1的导电端子的纵向剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

一般的，现有的石墨双极板电堆的检测方法是通过连接巡检系统采集信号的方式，巡检系统采集信号检测是通过表面接触式采集电池电压，其设备易出现接触不良、收集电压数据不稳定等情况，而且，汽车在行驶过程中因频繁震动也容易导致巡检系统接触不良，在车载情况下容易松动甚至脱出，导致电堆在使用时的测试信息错误或者丢失。因此，采用巡检系统监测电池电堆的电压一般只局限于电池电堆的测试过程，很难监测燃料电池整个使用生命周期的运行情况，具有较大的局限性。因此，有必要提供一种燃料电池双极板以解决上述技术问题。

如图1-图3所示，本实用新型的实施例提供一种燃料电池双极板，包括贴合连接的阴极板10和阳极板20，所述阳极板20的一端设置有台阶凹槽30，所述台阶凹槽30内设置有与所述台阶凹槽30相适配的导电端子40；所述台阶凹槽30包括一体设置的宽径端31和窄径端32，所述宽径端31设置于所述窄径端32的内侧(靠近阳极板20中心的一侧为内侧)；所述导电端子40包括一体设置的头端41、中间段42、以及尾端43，所述中间段42设置于所述头端41和所述尾端43之间，所述头端41设置于所述宽径端31内，所述中间段42穿过所述窄径端32外露于所述阳极板20的一端外；所述尾端43的几何中心处设置有与巡检信息线50连接的开孔431。

需要说明的是，在本实施例中，所述导电端子40为具有弹性的导电端子。这样，导电端子可以在被压缩的状态放入台阶凹槽内，在进入台阶凹槽后由于自身的弹力作用舒展复位后从而能稳固地抵接在台阶凹槽中。

一般的，在本实施例中，所述台阶凹槽30设置于所述阳极板20一端的靠近所述阴极板10的一侧，所述台阶凹槽30靠近所述阴极板10的一侧呈水平设置，所述台阶凹槽30远离所述阴极板10的一侧呈台阶状设置。

可以理解的是，在其他实施例中，也可以根据实际需要，所述台阶凹槽30也可以设置于所述阳极板20一端的远离所述阴极板10的一侧，或者台阶凹槽30设置于所述阳极板20一端的几何中心处。

需要说明的是，在其他实施例中，也可以根据实际需要，台阶凹槽30靠近阴极板的一侧呈台阶状设置，台阶凹槽30远离所述阴极板10的一侧呈水平设置。

可见，在本申请中，台阶凹槽的设置位置和台阶凹槽的朝向方式可以根据实际情况设置，只要能够实现本申请的方案即可。

进一步地，请再次参见图2，在本实施例中，所述宽径端31的宽度W1大于所述窄径端32的宽度W2。这样，可以避免导电端子进入台阶凹槽内由于自身弹力作用舒展复位后从台阶凹槽内脱落，也避免了导电端子因工况条件震动而产生接触不良的情形，从而保证导电端子采集电压数据的稳定性。

进一步地，需要说明的是，在本实施例中，当所述导电端子40处于自然状态(即不被压缩时)时，所述宽径端31的宽度W1小于所述头端41的宽度W3，所述宽径端31的宽度W1为0.1mm～0.2mm。这样可以使得导电端子的头端产生一定的弹性变形，头端能够更有效地紧贴固定在台阶凹槽的宽径端内，有效防止导电端子脱落。

进一步地，如图3所示，在本实施例中，当所述导电端子40处于自然状态(即不被压缩时)时，所述头端41远离所述中间段42的一端呈夹角设置，所述夹角θ的角度为10°～30°。这样，通过控制夹角的角度使得头端形成一定的尖角，方便导电端子插入台阶凹槽内，提高安装的效率。

而且，在本实施例中，当所述导电端子40处于自然状态(即不被压缩时)时，所述头端41靠近所述中间段42的一端设置为对称的两个钝角，所述钝角的角度为120°～150°。导电端子靠近中间段的一端呈钝角设置，使得收角较钝，可以防止导电端子在车载工况的条件下脱落；当需要更换导电端子时，用专用工具施加较大外力即可拆卸导电端子，可以在不损坏双极板的前提下快速更换导电端子。

进一步地，在本实施例中，当所述导电端子40处于自然状态(即不被压缩时)时，所述宽径端31的长度L1大于所述头端41的长度L2，所述宽径端31的长度L1为0.5mm～0.6mm。这样，可以让导电端子有一定变形的空间。

需要说明的是，在本实施例中，当所述导电端子40处于自然状态(即不被压缩时)时，所述台阶凹槽30的长度L3小于所述中间段42与所述头端41的长度之和L4。这样，使得导电端子的尾端可以外露于阳极板的一端外，方便巡检信息线连接和固定。

进一步地，在本实施例中，当所述导电端子40处于自然状态(即不被压缩时)时，所述尾端43的宽度大于所述中间段42的宽度。这样设置，使得尾端突显于阳极板的一端外，方便巡检信息线的连接于安装固定。

在本实施例中，所述头端41和所述中间段42均为中空设置。这样，在降低成本的同时可用减轻导电端子的重量，有利于电池的装配。

进一步地，在本实施例中，所述导电端子40为由铜、铬、及镍合金材料制成的导电端子。这样的导电端子具有高弹性、导电性能良好。导电端子可以采用上述合金材料冲压成型，然后在成型的导电端子表面做防锈耐腐、导电改良处理，以提高导电端子的使用寿命。

相对于现有的通过表面接触式采集电池电压信号的巡检系统，本申请的燃料电池双极板将导电端子固定在阳极板的台阶凹槽内，导电端子进入台阶凹槽内由于自身弹力作用舒展复位后能稳固地抵接在台阶凹槽中，也避免了导电端子因工况条件震动而产生接触不良的情形，导电端子固定牢固、接触良好，能够保证采集电压数据的稳定性。相较于常规表面接触式采集电压的方式，本申请的结构简单、安装方便，使用过程中可靠稳定，可以很好的用于实时监测燃料电池的运行情况。同时，也有效的降低了双极板内部各部件的加工成本，提高了生产效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃料电池双极板，其特征在于，包括贴合连接的阴极板和阳极板，所述阳极板的一端设置有台阶凹槽，所述台阶凹槽内设置有与所述台阶凹槽相适配的导电端子；所述台阶凹槽包括一体设置的宽径端和窄径端，所述宽径端设置于所述窄径端的内侧；所述导电端子包括一体设置的头端、中间段、以及尾端，所述中间段设置于所述头端和所述尾端之间，所述头端设置于所述宽径端内，所述中间段穿过所述窄径端外露于所述阳极板的一端外；所述尾端的几何中心处设置有与巡检信息线连接的开孔。

2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述导电端子为具有弹性的导电端子。

3.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述宽径端的宽度大于所述窄径端的宽度。

4.根据权利要求3所述的燃料电池双极板，其特征在于，当所述导电端子处于自然状态时，所述宽径端的宽度小于所述头端的宽度，所述宽径端的宽度为0.1mm～0.2mm。

5.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，当所述导电端子处于自然状态时，所述头端远离所述中间段的一端呈夹角设置，所述夹角的角度为10°～30°。

6.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，当所述导电端子处于自然状态时，所述头端靠近所述中间段的一端设置为对称的两个钝角，所述钝角的角度为120°～150°。

7.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，当所述导电端子处于自然状态时，所述宽径端的长度大于所述头端的长度，所述宽径端的长度为0.5mm～0.6mm。

8.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，当所述导电端子处于自然状态时，所述台阶凹槽的长度小于所述中间段与所述头端的长度之和。

9.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，当所述导电端子处于自然状态时，所述尾端的宽度大于所述中间段的宽度。

10.根据权利要求1所述的燃料电池双极板，其特征在于，所述头端和所述中间段均为中空设置；所述导电端子为由铜、铬、及镍合金材料制成的导电端子。

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