CN218350456U - 一种燃料电池的电压巡检机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池的电压巡检机构，包括固定板、电路板、导电金属丝、以及线束插头，所述导电金属丝弯曲呈弧形，且两端都连接在电路板上，所述电路板上等距地设置N根导电金属丝，且N根导电金属丝相互平行设置，N≥2，所述电路板上具有N个相独立的连接电路，且N个连接电路分别与N根导电金属丝独立地相连接，所述电路板固定安装在固定板上，所述线束插头固定于固定板或电路板上，所述线束插头中具有N个触头，且N个触头分别与N个连接电路独立地相连接；工作时，固定板与燃料电池相固定，且N根导电金属丝分别位于电堆中相邻的N个双极板的条形凹槽中。

Description

一种燃料电池的电压巡检机构

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池的电压巡检机构。

背景技术

质子交换膜燃料电池是燃料电池的一种，其工作的原理是氢气在正电极由裂解形成质子和电子，其中质子渗透电解质膜到负电极与氢气以及通过外电路的电子结合产生电能，并进一步反应生成水。由于燃料电池的排放物仅为纯水，不会污染环境，因此，燃料电池肯定是今后电池发展的重要方向之一。

通常情况下，单体电池的工作电压一般都设定的比较低，如0.6V－0.7V左右，因此，在燃料电池的实际应用过程中，常常需要将多个单体电池通过串联的方式形成燃料的电池堆，从而，使得燃料电池堆具有较大的功率。为了确保燃料电池堆在工作的过程中的稳定性和可靠性，需要对燃料电池堆的每个单体电池的电压进行监测，监测的方式一般为巡检式。具体地说，假设燃料电池堆由n个单体电池(cell)串联形成，在监测的过程中，需要对从cell.1，cell.2，cell.3……cell.n的每个单体电池进行监测，并计算出相邻单体电池的电位差V，其中计算电位差V的方法为：V.1＝V(cell.1)－V(cell.2)，V.2＝V(cell.2)－V(cell.3)……，依次计算出V.1－V.n的电压值。该电压值可以用来反映燃料电池堆在运行过程中单体电池的电压随输出功率的变化情况，从而反映出电池堆的性能情况。同时，该电压值也可以间接地反映出电池堆内、外部漏气，风量调节等指标，因此，电压值的测试对于燃料电池堆的运行有着重要作用。-

由于石墨板电堆本身材质的特性(双极板过脆)以及石墨双极板电堆在长度方向会产生4％～10％的累计公差，导致现有固定结构只适用于实验室环境，无法满足整车实际运行工况中产生的振动，进而影响检测结果。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种燃料电池的电压巡检机构，与电堆的双极板接触可靠，降低了安装时无法对齐或错装的风险，能够解决电堆累积公差问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种燃料电池的电压巡检机构，用于对燃料电池的电堆进行电压检测，所述电堆包括多个双极板，且双极板上设有条形凹槽，所述电压巡检机构包括固定板、电路板、导电金属丝、以及线束插头，所述导电金属丝弯曲呈弧形，且两端都连接在电路板上，所述电路板上等距地设置N根导电金属丝，且N根导电金属丝相互平行设置，N≥2，所述电路板上具有N个相独立的连接电路，且N个连接电路分别与N根导电金属丝独立地相连接，所述电路板固定安装在固定板上，所述线束插头固定于固定板或电路板上，所述线束插头中具有N个触头，且N个触头分别与N个连接电路独立地相连接；工作时，固定板与燃料电池相固定，且N根导电金属丝分别位于电堆中相邻的N个双极板的条形凹槽中。

进一步地，所述固定板的两端都设有条形槽，且条形槽的长度方向与导电金属丝相垂直。

进一步地，所述电路板利用螺钉固定在固定板上。

进一步地，所述导电金属丝焊接在电路板上。

进一步地，所述导电金属丝弯曲呈圆弧形。

进一步地，所述导电金属丝为铜丝。

进一步地，所述燃料电池的单体电池为石墨双极板。

如上所述，本实用新型涉及的电压巡检机构，具有以下有益效果：

通过设置固定板、电路板、导电金属丝、以及线束插头，工作时，固定板固定连接在在燃料电池上，电压巡检机构每次测量一组N根双极板，N根导电金属丝分别嵌入到该组的N个双极板的条形凹槽中，并且固定板好时对弧形的导电金属丝施加一定压力，使其弧形的导电金属丝收到挤压产生一定的弯曲变形，从而保证其稳定地位于双极板的条形凹槽中，并与条形凹槽之间具有一定压力，保持稳定接触。导电金属丝用于传输双极板内的电压信息，通过电路板上的连接电路和线束插头传递给信号采集模块，相连接的导电金属丝、连接电路和插头构成一个独立的电路，分别独立地将对应的双极板的电压信息传递出去。本实用新型的电压巡检机构，与电堆的双极板接触可靠，降低了安装时无法对齐或错装的风险，能够解决电堆累积公差问题，并可简化双极板的设计。

附图说明

图1为本实用新型的燃料电池的电压巡检机构的结构示意图。

元件标号说明

1 固定板

11 条形槽

2 电路板

3 导电金属丝

4 线束插头

5 螺钉

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

参见图1，本实用新型提供了一种燃料电池的电压巡检机构，用于对燃料电池的电堆进行电压检测，电堆包括多个双极板，且双极板上设有条形凹槽，所有双极板相平行设置的，这样其上的条形凹槽也保持相平行，单个双极板构成一个单体电池。燃料电池的结构为现有的，因此不在详述。

本实用新型的电压巡检机构包括固定板1、电路板2、导电金属丝3、以及线束插头4，导电金属丝3弯曲成弧形，且两端都连接在电路板2上，电路板2上等距地设置N根导电金属丝3，且N根导电金属丝3相互平行设置，N≥2，电路板2上具有N个相独立的连接电路，且N个连接电路分别与N根导电金属丝3独立地相连接，电路板2固定安装在固定板1上，线束插头4固定于固定板1或电路板2上，线束插头4中具有N个触头，且N个触头分别与N个连接电路独立地相连接，也即一个导电金属丝、一个连接电路和一个触头相连接，形成一个电压信号输出电路。

本实用新型涉及的电压巡检机构，工作时，固定板1固定连接在在燃料电池上，具体可固定在电堆两侧的夹固板上，数量N可以根据实际需要设置，具体地，当电堆具有较多双极板时，可将其划分为多组，每组中具有N个依次相邻的双极板，电压巡检机构每次测量一组，N根导电金属丝3分别嵌入到该组的N个双极板的条形凹槽中，并且固定板1好时对弧形的导电金属丝3施加一定压力，使其弧形的导电金属丝3收到挤压产生一定的弯曲变形，从而保证其稳定地位于双极板的条形凹槽中，并与条形凹槽之间具有一定压力，保持稳定接触。其中条形凹槽的槽宽和导电金属丝3的半径保持相适配，导电金属丝3能够顺利嵌入到条形凹槽中。导电金属丝3用于传输双极板内的电压信息，通过电路板2上的连接电路和线束插头4传递给信号采集模块，其中相连接的导电金属丝3、连接电路和插头构成一个独立的电路，分别独立地将对应的双极板的电压信息传递出去，能够解决电堆过长造成的累积公差问题。

在本实施例中，参见图1，导电金属丝3优选为铜丝，导电性能好且具有良好弹性，导电金属丝3焊接在电路板2上，方便安装，导电金属丝3完全的形状为圆弧状，当然也可以为椭圆弧等其他弧形。电路板2利用螺钉5固定在固定板1上，也可以通过其他方式固定。

在本实施例中，参见图1，作为优选设计，固定板1的两端都设有条形槽11，且条形槽11的长度方向与导电金属丝3相垂直，具体地，多个导电金属丝3沿着前后方向布置成一排，电金属丝3自身沿上下方向延伸，条形槽11的长度方向沿着前后方向，采用这种形式，工作时，固定板1通过螺栓固定在电堆上，并且能够通过条形槽11微调固定板1前后位置，也即调节导电金属丝3与双极板之间的相对位置，使导电金属丝3能够更好地与双极板的条形凹槽对准，以此方便测量操作。

本实用新型的电压巡检机构，能够适用于多种类型燃料电池的电堆的测量，特别是石墨板电堆，其双极板过脆不便于加工，并且石墨双极板电堆在长度方向会产生4％～10％的累计公差，采用本电压巡检机构能够很好的解决上述问题，

由上可知，本实用新型的电压巡检机构，具有以下技术效果：

1、与电堆的双极板接触可靠，降低了安装时无法对齐或错装的风险，安装方便，检测效率高。

2、解决电堆累积公差问题，对于石墨双极板在长度方向的累计公差在十余毫米数量级的这类电堆，而通过模组化安装使电堆累积公差降低至微米级。

3、简化双极板设计难度，只要设计一条形凹槽，通过调整铜丝及铜丝弹性力就能使安装稳定可靠。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种燃料电池的电压巡检机构，用于对燃料电池的电堆进行电压检测，所述电堆包括多个双极板，且双极板上设有条形凹槽，其特征在于：所述电压巡检机构包括固定板(1)、电路板(2)、导电金属丝(3)、以及线束插头(4)，所述导电金属丝(3)弯曲呈弧形，且两端都连接在电路板(2)上，所述电路板(2)上等距地设置N根导电金属丝(3)，且N根导电金属丝(3)相互平行设置，N≥2，所述电路板(2)上具有N个相独立的连接电路，且N个连接电路分别与N根导电金属丝(3)独立地相连接，所述电路板(2)固定安装在固定板(1)上，所述线束插头(4)固定于固定板(1)或电路板(2)上，所述线束插头(4)中具有N个触头，且N个触头分别与N个连接电路独立地相连接；工作时，固定板(1)与燃料电池相固定，且N根导电金属丝(3)分别位于电堆中相邻的N个双极板的条形凹槽中。

2.根据权利要求1所述的电压巡检机构，其特征在于：所述固定板(1)的两端都设有条形槽(11)，且条形槽(11)的长度方向与导电金属丝(3)相垂直。

3.根据权利要求1所述的电压巡检机构，其特征在于：所述电路板(2)利用螺钉(5)固定在固定板(1)上。

4.根据权利要求1所述的电压巡检机构，其特征在于：所述导电金属丝(3)焊接在电路板(2)上。

5.根据权利要求1所述的电压巡检机构，其特征在于：所述导电金属丝(3)弯曲呈圆弧形。

6.根据权利要求1所述的电压巡检机构，其特征在于：所述导电金属丝(3)为铜丝。

7.根据权利要求1所述的电压巡检机构，其特征在于：所述燃料电池的单体电池为石墨双极板。

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