CN219979857U - 插接端子、电连接器和电压监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种插接端子，其被配置成能够插入匹配的接口构件内以与所述接口构件形成电连接，所述插接端子包括具有纵向轴线的细长的主体，所述主体包括：导线连接部，其被配置成能够与导线电连接；和插入部，其被配置成能够插入所述接口构件内，其中，所述插入部的末端被形成为弹性结构，使得当所述插入部被插入所述接口构件内时，所述插入部的末端受到来自所述接口构件的内壁的压力而发生弹性变形。本申请还提供了包括上述插接端子的电连接器以及包括该电连接器的电压监测装置。根据本申请，可以确保电连接器的插接端子和匹配的接口构件之间的接触更加可靠。

Description

插接端子、电连接器和电压监测装置

技术领域

本申请涉及电连接和电化学电池领域，尤其涉及一种插接端子、包括该插接端子的电连接器以及包括该电连接器的用于电化学电池电压巡检的电压监测装置。

背景技术

在燃料电池堆中，单元电池的运行状态直接影响到整个燃料电池堆的性能，因此需要对单元电池的电压进行巡检，以保证在发生异常状况时，能够采取相应的故障处理措施或改变运行策略，从而保护燃料电池堆。为了实现巡检功能，需要使用电连接器将燃料电池堆中的极板连接到电压监测装置的控制单元。

这种电连接器通常包括能与极板上的接口构件连接的多个插接端子。插接端子通常为圆柱形插针，具有较高的强度和刚度，且在电连接器中的位置也是固定的。由于圆柱形插针在电连接器中的位置是固定的，而燃料电池堆中的各单元电池的间距往往存在公差，因此电连接器中的圆柱形插针的间距很难匹配单元电池的间距。如果单元电池的间距有较小的公差，那么电连接器中的插针可能无法插入极板上的接口构件内；如果单元电池的间距有较大的公差，那么电连接器的插针虽然可以插入极板的接口构件内，但是在一些单元电池的极板处可能无法形成可靠的电连接，从而无法监测电压。

另外，在燃料电池堆的运行中，由于温度和湿度的变化，单元电池的间距也是变化的。因此，在电连接器的插针和极板的接口构件之间的压力不断变化，导致高强度和刚度的圆柱形插针会破坏接口构件的表面，使得在一些单元电池处可能也无法形成可靠的电连接，而导致无法监测电压。

除了在以上举例说明的用于燃料电池堆的电连接器中，在用于采用其它气体介质(例如，氨气、煤气、天然气、生物质气等)或固体电解质作为反应物的电化学电池堆的电连接器中，以及在其他需要形成导电连接以便监测电信号的电连接器中，也类似地存在着上述问题。

因此，需要对现有的插接端子、电连接器以及电压监测装置进行改进。

实用新型内容

本申请的目的在于提出一种插接端子、包括该插接端子的电连接器以及包括该电连接器的电压监测装置，以确保在插接端子和匹配的接口构件之间形成可靠的电连接。

为此，根据本申请的一方面，提供了一种插接端子，其被配置成能够插入匹配的接口构件内以与所述接口构件形成电连接，所述插接端子包括具有纵向轴线的细长的主体，所述主体包括：导线连接部，其被配置成能够与导线电连接；和插入部，其被配置成能够插入所述接口构件内，其中，所述插入部的末端被形成为弹性结构，使得当所述插入部被插入所述接口构件内时，所述插入部的末端受到来自所述接口构件的内壁的压力而发生弹性变形。

根据本申请的一实施例，所述插入部的末端被形成为弯曲形状。

根据本申请的一实施例，所述弯曲形状包括三角形、圆弧形、椭圆弧形和波浪形中的至少一种。

根据本申请的一实施例，所述插入部包括至少两个插入构件，所述至少两个插入构件的末端的弯曲形状彼此相对。

根据本申请的一实施例，所述至少两个插入构件具有不同的长度，使得所述至少两个插入构件的末端不对齐。

根据本申请的一实施例，所述插入部在垂直于所述纵向轴线的横截面内具有宽度和高度，所述宽度大于所述高度。

根据本申请的一实施例，所述主体还包括固定部，所述固定部位于所述导线连接部和所述插入部之间，且具有靠近所述插入部的第一台阶部和靠近所述导线连接部的第二台阶部。

根据本申请的一实施例，所述主体还包括成型部，所述成型部位于所述固定部和所述导线连接部之间，且被配置成使所述主体保持预定的形状。

根据本申请的一实施例，所述导线连接部包括至少两个相对的突出部，其用于将所述导线夹持在由所述至少两个相对的突出部围绕的空间内。

根据本申请的另一方面，提供了一种电连接器，其中，所述电连接器包括：绝缘壳体，其设有依次连通的第一开口、安装槽和第二开口；如上所述的插接端子；和导线，其与所述插接端子的导线连接部连接，其中，所述插接端子的主体被固定在所述安装槽内，使得所述插接端子的插入部从所述第一开口伸出，且所述导线从所述第二开口伸出。

根据本申请的一实施例，所述插接端子被设置成n列，其中n为大于或等于2的整数，且相邻两列中的对应的插接端子被设置成沿列的方向彼此交错第一距离，所述第一距离为每列中相邻的插接端子的间距的n分之一。

根据本申请的一实施例，所述绝缘壳体还包括锁定部，其被配置成适于与匹配的凹槽锁定。

根据本申请的一实施例，所述锁定部包括两个弹性锁定构件和位于所述两个弹性锁定构件之间的支撑部，所述支撑部的长度小于所述两个弹性锁定构件的长度。

根据本申请的又一方面，提供了一种电压监测装置，其被配置成用于电化学电池堆，所述电化学电池堆包括至少一个电化学单元电池，其包括极板，所述极板的端部设有接口构件，所述电压监测装置包括：如上所述的电连接器，所述电连接器的插接端子的插入部被插入所述接口构件内以与所述接口构件形成电连接；和电压监测控制单元，其与所述电连接器的导线连接。

通过使插接端子的末端形成弹性结构，使得当插接端子被插入匹配的接口构件内时，可以发生弹性变形，如挤压变形或弯曲变形，从而匹配接口构件的尺寸或位置的变化，确保形成可靠的电连接。此外，这种弹性变形在包括多个插接端子的实施例中可以匹配多个接口构件之间的间距变化，以进一步确保可靠的电连接且保护接口构件不被损坏。这样，本申请的插接端子和电连接器在用于电化学电池电压巡检时，可以确保正常的巡检功能。

附图说明

下面将参照附图对本申请的示例性实施例进行详细描述，应当理解，下面描述的实施例仅用于解释本申请，而不是对本申请范围的限制，在附图中：

图1是根据本申请的示例性实施例的电化学电池堆的示意性俯视图；和

图2是图1中所示的部分A的示意性放大视图；

图3是根据本申请的示例性实施例的电连接器的示意性透视图；

图4是根据本申请的示例性实施例的插接端子的示意性透视图；

图5是图3中所示的电连接器与图1的电化学电池堆的接口构件连接在一起形成的电连接组件的示意性局部剖视图，其中该剖视图是沿图3中的线I-I’截取的；以及

图6是图5中所示的电连接组件的示意性俯视图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本申请的优选实施例。在本申请的实施例中，以用于燃料电池堆的电压监测装置的插接端子和电连接器为例对本申请进行描述。但是，本领域技术人员应当理解，这些示例性实施例并不意味着对本申请形成任何限制。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互组合。在不同的附图中，相同的部件用相同的附图标记表示，且为简要起见，省略了其它的部件，但这并不表明本申请的插接端子、电连接器和电压监测装置不可包括其它部件。应当理解，附图中各部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本申请的限制。

根据本申请的示例性实施例，提供了一种电压监测装置，其可被配置成用于电化学电池堆100，例如，电压巡检。电化学电池堆100可包括至少一个电化学单元电池(例如，燃料电池堆的单元电池)，其可包括极板10、膜电极组件(未示出)和垫圈(未示出)等，其中极板10的端部或侧部可设有接口构件11，如图1所示。具体而言，本申请的电压监测装置包括电连接器20和电压监测控制单元(未示出)，其中电连接器20的插接端子30的插入部31(见图3)被插入接口构件11内以与接口构件11形成电连接，且电压监测控制单元与电连接器20的导线连接，以监测单元电池的电压变化。

应指出的是，虽然在本申请中以双极板为例来描述极板10，但极板10也可以是单极板。另外，在图1中还示出了没有与电连接器20连接的接口构件11，如图1中的部分A所示。

如作为图1中的部分A的示意性放大视图的图2所示，接口构件11可以与极板10形成为一体或是极板10的一部分。为便于安装和监测，可以在极板10的多个位置设置多个接口构件11。例如，当设置在极板一端的接口构件11被阻挡而不便于接近时，可以采用设置在极板另一端的接口构件11来连接。接口构件11内设有插槽12，当电连接器20与接口构件11连接时，电连接器20的插接端子30(见图3至图5)被插入接口构件11的插槽12内以与接口构件11形成电连接。此外，接口构件11还可设有凹槽13，用于与电连接器20上的锁定部23(见图4和图6)锁定，以确保电连接器20和接口构件11之间的可靠连接。

应指出的是，上述电化学电池单元的例如极板10、接口构件11和膜电极组件等部件可以采用现有技术的部件，且不影响本申请的发明构思的实现，因此，本文不再对极板10、接口构件11和膜电极组件等进行进一步的详细描述。

下面参照图3、图4、图5和图6进一步描述根据本申请的示例性实施例的电连接器20和插接端子30。

如图3和图5所示，本申请的电连接器20可包括绝缘壳体21，其设有依次连通的第一开口22、安装槽25和第二开口24，以及设置在绝缘壳体21内的多个插接端子30。尽管在图3和5中没有示出与插接端子30连接的导线，但在实际的产品中可包括导线。如图5所述，插接端子30的主体被固定在安装槽25内，使得插接端子30的插入部31可从所述第一开口22伸出，且导线可从第二开口24伸出。

如图4所示，插接端子30包括具有纵向轴线X的细长的主体，所述主体包括导线连接部34和插入部31，其中导线连接部34被配置成能够与导线(未示出)连接，插入部31被配置成能够插入接口构件11内。根据本申请的实施例，插入部31的末端被形成为弹性结构，使得当插入部31被插入接口构件11内时，插入部31的末端受到来自接口构件11的内壁的压力而发生弹性变形。这样，由于插入部31的末端发生弹性变形，如挤压变形或弯曲变形，可以使插入部31匹配接口构件11的尺寸或位置的变化，从而实现可靠的电连接。另外，与现有的高强度和刚度的圆柱形插针相比，本申请的插接端子还可以保护接口构件11不被损坏。

根据本申请的一实施例，插入部31的末端可被形成为弯曲形状，以利于发生弹性变形。优选地，上述的弯曲形状可包括三角形、圆弧形、椭圆弧形和波浪形中的至少一种。例如，插入部31可被形成为具有三角形、圆弧形、椭圆弧形或波浪形的弯曲部的片材。

如图4所示，插入部31可包括两个插入构件38和39，这两个插入构件的末端的弯曲形状彼此相对。这样，当两个插入构件38和39插入接口构件11的插槽12内时，两个插入构件38和39的相对的弯曲部接触接口构件11的插槽12的相对的内壁，使得这两个插入构件38和39发生弹性变形并形成可靠的接触。另外，如图3所示，这两个插入构件38和39具有不同的长度，使得它们的末端不对齐，从而易于弯曲且降低插入接口构件11内的难度。

应指出的是，本申请并不限于图中所示的两个插入构件38、39，而是可以包括1个、3个、4个或更多个插入构件。例如，当设有1个插入构件时，插入部31可以是一片弯曲片材。当设有3个或更多个插入构件时，插入部31可以是三片或更多片叠置在一起的弯曲片材，其中弯曲片材的弯曲形状彼此相对。

为进一步确保插接端子30在安装到电连接器20内时能够匹配电化学电池单元之间的间距，插入部31在垂直于纵向轴线X的横截面内具有宽度和高度，其中宽度大于高度。也就是说，插入部31具有大致矩形的扁形横截面，使其强度和刚度进一步下降，以便于插入部31的弯曲变形。因此，当电连接器20的插接端子30之间的间距与电化学电池单元之间的间距有偏差时，插入部31可以更容易地弯曲，以匹配电化学电池单元之间的间距。

如图4和图5所示，插入部31的主体还可包括固定部32，其位于导线连接部34和插入部31之间，且具有靠近插入部31的第一台阶部和靠近导线连接部34的第二台阶部。通过设置第一台阶部和第二台阶部，可以使插接端子30能够可靠地固定在电连接器20的壳体内。例如，在通过注塑工艺形成电连接器20时，可以将插接端子30排列成预定的图案，然后浇注液态绝缘材料(例如，绝缘塑料)，使得凝固后的绝缘材料紧紧保持住固定部32，从而将插接端子30可靠地固定在绝缘壳体21内。根据本申请的另一实施例，固定部32也可与绝缘壳体21通过诸如焊接、粘合剂或其他方式连接，且通过第一台阶部和第二台阶部与绝缘壳体21上的对应特征相配合，以提供进一步的定位可靠性。

如图4所示，插接端子30的主体还可包括成型部33，其位于固定部32和导线连接部34之间。例如，成型部33可以是主体上的被压制在一起的一部分，该部分具有固定的形状，使得插接端子30的主体可保持预定的形状。

如图4所示，导线连接部34可包括两个相对的突出部，其用于将导线夹持在由这两个相对的突出部围绕的空间内以形成电连接。然而，导线连接部34可包括多于两个的相对的突出部，以进一步确保与导线的电连接。

如图4所示，插接端子30可以是通过对片材进行冲压而制成的一体式冲压件，然而，本申请不限于此。插接端子30的各个部件可以分别制造并通过焊接、压接等组装在一起。

电化学电池堆100通常包括多个电化学电池单元，且需要监测其中的一些或每个电化学电池单元的极板10的电压。图3中示出了10个插接端子，图5中示出了10个极板10，每个极板10与一个插接端子30连接。考虑到相邻极板10之间的间距通常较小，难以使所有的插接端子30在同一列上插入到接口构件11的插槽12内。因此，通常将电连接器20的插接端子设置成多列，以便于制造、安装和维护。相应地，接口构件11中的插槽12也被设成多列。例如，图3中示出了两列共10个插接端子30，且相邻两列的对应的插接端子30沿列方向彼此错开半个间距。应指出的是，图5的剖视图是沿着图3中的线I-I’截取的，因此仅示出了5个插接端子30，而实际上另外5个插接端子30也被插入接口构件11内。

概括而言，电连接器20的插接端子30可被设置成n列，其中n为大于或等于2的整数，且相邻两列中的对应插接端子30被设置成沿列的方向彼此错开第一距离，该第一距离为每列中相邻插接端子30的间距的n分之一。这样，可以允许插接端子30分散地插入接口构件11内。

如图3和图6所示，电连接器20还可包括锁定部23，其适于与匹配的凹槽13锁定。凹槽13通常具有渐缩的横截面。当锁定部23被插入凹槽13时，锁定部23的弹性锁定件卡扣在凹槽13内，从而可以提供更可靠的连接。

如图3和图6所示，锁定部23可包括两个弹性锁定构件和位于这两个弹性锁定构件之间的支撑部，其中支撑部的长度可小于两个弹性锁定构件的长度。这样，既可以限定两个弹性锁定构件的运动范围，又可以避免容易地解锁。

本申请的上述实施例提供了一种改进的用于电化学电池电压巡检的电压监测装置及其电连接器和插接端子。根据本申请的技术方案，通过改变电连接器中的插接端子的末端结构设计，形成弹性结构，可以确保电连接器的插接端子和匹配的接口构件之间的接触更加可靠。

以上结合具体实施例对本申请进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本申请的限制。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本申请的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本申请的范围。

Claims (14)

1.一种插接端子(30)，其被配置成能够插入匹配的接口构件(11)内以与所述接口构件(11)形成电连接，所述插接端子(30)包括具有纵向轴线(X)的细长的主体，所述主体包括：

导线连接部(34)，其被配置成能够与导线电连接；和

插入部(31)，其被配置成能够插入所述接口构件(11)内，

其特征在于，所述插入部(31)的末端被形成为弹性结构，使得当所述插入部(31)被插入所述接口构件(11)内时，所述插入部(31)的末端受到来自所述接口构件(11)的内壁的压力而发生弹性变形。

2.根据权利要求1所述的插接端子(30)，其特征在于，所述插入部(31)的末端被形成为弯曲形状。

3.根据权利要求2所述的插接端子(30)，其特征在于，所述弯曲形状包括三角形、圆弧形、椭圆弧形和波浪形中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的插接端子(30)，其特征在于，所述插入部(31)包括至少两个插入构件(38，39)，所述至少两个插入构件(38，39)的末端的弯曲形状彼此相对。

5.根据权利要求4所述的插接端子(30)，其特征在于，所述至少两个插入构件(38，39)具有不同的长度，使得所述至少两个插入构件(38，39)的末端不对齐。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的插接端子(30)，其特征在于，所述插入部(31)在垂直于所述纵向轴线(X)的横截面内具有宽度和高度，所述宽度大于所述高度。

7.根据权利要求1所述的插接端子(30)，其特征在于，所述主体还包括固定部(32)，所述固定部(32)位于所述导线连接部(34)和所述插入部(31)之间，且具有靠近所述插入部(31)的第一台阶部和靠近所述导线连接部(34)的第二台阶部。

8.根据权利要求7所述的插接端子(30)，其特征在于，所述主体还包括成型部(33)，所述成型部(33)位于所述固定部(32)和所述导线连接部(34)之间，且被配置成使所述主体保持预定的形状。

9.根据权利要求1所述的插接端子(30)，其特征在于，所述导线连接部(34)包括至少两个相对的突出部，其用于将所述导线夹持在由所述至少两个相对的突出部围绕的空间内。

10.一种电连接器(20)，其特征在于，所述电连接器(20)包括：

绝缘壳体(21)，其设有依次连通的第一开口(22)、安装槽(25)和第二开口(24)；

根据权利要求1至9中的任一项所述的插接端子(30)；和

导线，其与所述插接端子(30)的导线连接部(34)连接，

其中，所述插接端子(30)的主体被固定在所述安装槽(25)内，使得所述插接端子(30)的插入部(31)从所述第一开口(22)伸出，且所述导线从所述第二开口(24)伸出。

11.根据权利要求10所述的电连接器(20)，其特征在于，所述插接端子(30)被设置成n列，其中n为大于或等于2的整数，且相邻两列中的对应的插接端子(30)被设置成沿列的方向彼此交错第一距离，所述第一距离为每列中相邻的插接端子(30)的间距的n分之一。

12.根据权利要求10或11所述的电连接器(20)，其特征在于，所述绝缘壳体(21)还包括锁定部(23)，其被配置成适于与匹配的凹槽(13)锁定。

13.根据权利要求12所述的电连接器(20)，其特征在于，所述锁定部(23)包括两个弹性锁定构件和位于所述两个弹性锁定构件之间的支撑部，所述支撑部的长度小于所述两个弹性锁定构件的长度。

14.一种电压监测装置，其被配置成用于电化学电池堆(100)，所述电化学电池堆包括至少一个电化学单元电池，其包括极板(10)，所述极板(10)的端部设有接口构件(11)，其特征在于，所述电压监测装置包括：

根据权利要求10至13中的任一项所述的电连接器(20)，所述电连接器(20)的插接端子(30)的插入部(31)被插入所述接口构件(11)内以与所述接口构件(11)形成电连接；和

电压监测控制单元，其与所述电连接器(20)的导线连接。