JP2002352820A - Connection structure of connector for cell voltage monitor to cell - Google Patents
Connection structure of connector for cell voltage monitor to cellInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セル電圧モニタ用
コネクタの燃料電池セルへの接続構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for connecting a cell voltage monitoring connector to a fuel cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体高分子電解質型燃料電池は、イオン
交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置さ
れた触媒層および拡散層からなる電極（アノード、燃料
極、−極）および電解質膜の他面に配置された触媒層お
よび拡散層からなる電極（カソード、空気極、＋極）と
からなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Ele
ctrode Assembly ）と、アノード、カソードに燃料ガス
（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給す
るための流体通路を形成するセパレータとからセル（単
セル）を構成し、複数のセルを積層してモジュールと
し、モジュールを積層してモジュール群を構成し、モジ
ュール群のセル積層方向両端に、ターミナル（電極
板）、インシュレータ、エンドプレートを配置してスタ
ックを構成し、スタックをスタックの外側でセル積層体
の積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプ
レート、締結部材はスタック構成部材の一部）にて締め
付け、固定したものからなる。固体高分子電解質型燃料
電池では、アノード側では、水素を水素イオンと電子に
する反応が行われ、水素イオンは電解質膜中をカソード
側に移動し、カソード側では酸素と水素イオンおよび電
子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレー
タを通してくる）から水を生成する反応が行われる。 アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ- カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ セパレータでのジュール熱とカソードでの水生成反応で
熱が出るので、セパレータ間には、各セル毎にあるいは
複数個のセル毎に、冷却媒体（通常は冷却水）が流れる
流路が形成されており、燃料電池を冷却している。各セ
ル毎に、または複数のセル毎に、セルで正常な発電が行
われていることを確認するとともに、セル電圧に基づい
て反応ガスの流量制御を行ったり、異常電圧の場合にモ
ータにガードをかけるために、セル電圧がモニタされ
る。特開平９−２８３１６６号公報は、セル電圧をモニ
タするために、各セルのセパレータに２つずつ丸穴を形
成し、すなわちセルの＋極側セパレータと−極側セパレ
ータに１つずつ丸穴を形成し、そこに１本１本モニタピ
ン端子を差しこむ端子接続構造を提案している。2. Description of the Related Art A solid polymer electrolyte fuel cell is composed of an electrolyte membrane composed of an ion exchange membrane, electrodes (anode, fuel electrode, negative electrode) composed of a catalyst layer and a diffusion layer disposed on one side of the electrolyte membrane, and an electrolyte. A membrane-electrode assembly (MEA: Membrane-Ele) comprising an electrode (cathode, air electrode, and positive electrode) comprising a catalyst layer and a diffusion layer disposed on the other surface of the membrane
ctrode Assembly) and a separator that forms a fluid passage for supplying a fuel gas (hydrogen) and an oxidizing gas (oxygen, usually air) to the anode and the cathode. A module is formed by stacking the modules, and a module group is formed by stacking the modules. A terminal (electrode plate), an insulator, and an end plate are arranged at both ends of the module group in the cell stacking direction to form a stack. And a fastening member (for example, a tension plate, a fastening member of which is a part of a stack constituent member) extending in the stacking direction of the cell stack. In a solid polymer electrolyte fuel cell, on the anode side, a reaction is performed to convert hydrogen into hydrogen ions and electrons. The hydrogen ions move through the electrolyte membrane to the cathode side, and oxygen and hydrogen ions and electrons (neighboring atoms) move on the cathode side. (The electrons generated at the anode of the MEA pass through the separator) to produce water. Anode side: H 2 → 2H + + 2e - Cathode side: 2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O Heat is generated by the Joule heat in the separator and the water generation reaction in the cathode. In each of the cells, a flow path through which a cooling medium (normally, cooling water) flows is formed for each cell or for each of a plurality of cells, thereby cooling the fuel cell. For each cell or for each cell, confirm that normal power generation is being performed in the cell, control the flow rate of the reaction gas based on the cell voltage, and guard the motor in case of abnormal voltage. In order to apply, the cell voltage is monitored. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-283166 discloses that in order to monitor the cell voltage, two round holes are formed in the separator of each cell, that is, one round hole is formed in each of the positive electrode separator and the negative electrode separator of the cell. A terminal connection structure has been proposed in which a monitor pin terminal is formed and one monitor pin terminal is inserted therein.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の燃料電
池の端子接続構造には、セル１つ１つが非常に薄いの
で、＋−＋−と順番に端子をセルとコンタクトさせよう
とすると、＋に接続する端子と−に接続する端子が干渉
し、端子を配列することができないという問題があっ
た。本発明の目的は、セルの厚さは従来と同様であるに
かかわらず、各セルの＋−の電位差をとるのに従来より
も端子間間隔がひろげられたセル電圧モニタ用コネクタ
のセルへの接続構造を提供することにある。However, in the conventional fuel cell terminal connection structure, since each cell is very thin, if the terminals are contacted with the cells in the order of +-++- There is a problem that the terminal connected to the negative terminal interferes with the terminal connected to the negative terminal, and the terminals cannot be arranged. An object of the present invention is to provide a cell voltage monitoring connector having a wider inter-terminal space than a conventional cell voltage monitoring cell, in order to obtain a +-potential difference between the cells, regardless of the thickness of the cell being the same as the conventional one. It is to provide a connection structure.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） ハウジングと該ハウジングに保持された一対の
端子を有するセル電圧モニタ用コネクタを備え、該セル
電圧モニタ用コネクタをセルを積層した燃料電池に接続
するに際し、前記セル電圧モニタ用コネクタの一対の端
子のうち一方の端子を燃料電池のセルのセパレータにコ
ンタクトさせ、他方の端子を前記セルに隣接するセル
の、前記一方の端子がコンタクトするセパレータと同極
のセパレータにコンタクトさせた、セル電圧モニタ用コ
ネクタのセルへの接続構造。 （２） 前記セル電圧モニタ用コネクタを前記燃料電池
のセル積層体端のセルに接続するに際し、前記セル電圧
モニタ用コネクタの端子が接続されるセパレータと同形
状の導電性のカバープレートを前記燃料電池のセル積層
体端に配し、セル電圧モニタ用コネクタの端子を前記カ
バープレートにコンタクトさせた、（１）記載のセル電
圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造。 （３） 前記燃料電池のセル積層方向中間部のセルに対
してセル電圧モニタを間引くに際し、セル電圧モニタ用
コネクタの構造は変えることなく、セル電圧モニタ用コ
ネクタの装着が間引かれるセルのセパレータにコンタク
トされる端子を該端子に対応するワイヤハーネス導線に
接続しないようにした、（１）または（２）記載のセル
電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造。 （４） ハウジングと該ハウジングに保持された端子を
有するセル電圧モニタ用コネクタを備え、前記セル電圧
モニタ用コネクタをセルを積層した燃料電池に、セル積
層方向中間部のセルに対してはセル電圧モニタ用コネク
タを間引いて、接続するに際し、セル電圧モニタ用コネ
クタの構造は変えることなく、セル電圧モニタ用コネク
タの装着が間引かれるセルのセパレータにコンタクトさ
れる端子を該端子に対応するワイヤハーネス導線に接続
しないようにした、セル電圧モニタ用コネクタのセルへ
の接続構造。 （５） 燃料電池の各セル電圧を計測するセル電圧モニ
タにおいて、セル電圧モニタの端子形状を共通可すると
ともに、燃料電池セル位置に応じて、モニタする端子密
度を異ならせた、セル電圧モニタ。The present invention to achieve the above object is as follows. (1) A cell voltage monitoring connector having a housing and a pair of terminals held by the housing. When the cell voltage monitoring connector is connected to a fuel cell in which cells are stacked, a pair of the cell voltage monitoring connectors is provided. A cell voltage in which one of the terminals was contacted with a separator of a cell of a fuel cell, and the other terminal of a cell adjacent to the cell was contacted with a separator having the same polarity as the separator contacted with the one terminal. Connection structure of the monitor connector to the cell. (2) When connecting the cell voltage monitoring connector to the cell at the end of the cell stack of the fuel cell, a conductive cover plate having the same shape as the separator to which the terminal of the cell voltage monitoring connector is connected is connected to the fuel cell. The structure for connecting a cell voltage monitoring connector to a cell according to (1), wherein the cell voltage monitoring connector is disposed at an end of a cell stack of the battery and a terminal of the cell voltage monitoring connector is brought into contact with the cover plate. (3) When thinning out the cell voltage monitor for the cell at the middle part in the cell stacking direction of the fuel cell, the cell voltage monitor connector is thinned without changing the structure of the cell voltage monitor connector. (1) or (2), wherein the terminal contacted with the cell is not connected to the wire harness conductor corresponding to the terminal. (4) A cell voltage monitoring connector having a housing and a terminal held by the housing, wherein the cell voltage monitoring connector is provided on a fuel cell having stacked cells, and a cell voltage is provided on a cell at an intermediate portion in the cell stacking direction. When the monitor connector is thinned out and connected, the terminal connected to the cell separator whose cell voltage monitor connector is to be thinned out is connected to the wire harness corresponding to the terminal without changing the structure of the cell voltage monitor connector. A structure for connecting a cell voltage monitoring connector to a cell so that it is not connected to a conductor. (5) A cell voltage monitor for measuring each cell voltage of a fuel cell, wherein the terminal shape of the cell voltage monitor is made common and the terminal density to be monitored is varied according to the position of the fuel cell.
【０００５】上記（１）のセル電圧モニタ用コネクタの
セルへの接続構造では、セル電圧モニタ用コネクタの一
対の端子を、互いに隣接するセルの同極性のセパレータ
にコンタクトさせるので、端子間隔を、従来の一つのセ
ルでの＋セパレータと−セパレータとの間隔から、一つ
のセルの＋セパレータとそれに隣接するセルの＋セパレ
ータ（この＋セパレータは前記一つのセルの−セパレー
タと同電位にあるので前記一つのセルの−セパレータに
コンタクトさせたのと電位的には同じ）との間隔に拡げ
ることができ、したがってそのような端子配列を端子同
士の干渉を生じることなくとることができる。これによ
って、各セル電圧（各セルの＋セパレータと−セパレー
タの電位差）を、端子同士の干渉を生じることなく、検
出することができる。本発明のセル電圧モニタ用コネク
タのセルへの接続構造では、１つのセルのセル電圧をと
るのに、つぎのセルの同極のセパレータにまたがってモ
ニタするので、セル積層体の最後のセルの電圧をとる場
合つぎのセルが無いので最後のセルのセル電圧がとれな
くなる。それを解決するために、上記（２）のセル電圧
モニタ用コネクタのセルへの接続構造では、セル電圧モ
ニタ用コネクタの端子が接続されるセパレータと同形状
の導電性のカバープレート（ダミーのセパレータ）を燃
料電池のセル積層体端に配し、セル電圧モニタ用コネク
タの端子を前記カバープレートにコンタクトさせたの
で、最後のセルのセパレータとカバープレートとの電位
差をとることにより、最後のセルのセル電圧もモニタす
ることができる。本発明のセル電圧モニタ用コネクタの
セルへの接続構造では、セル積層体中間部に配置したセ
ルのセル電圧はセル積層体端部に配置したセルのセル電
圧に比べて安定しているので、セル積層体中間部に配置
したセルに対しては、複数個に１個の割合でセル電圧を
モニタして、すなわち間引きモニタを行うことによっ
て、セル積層体全体を一巡してセル電圧モニタするに要
する時間を短縮することができる。その場合に、上記
（３）のセル電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造
では、セル電圧モニタ用コネクタの構造は変えることな
くセル電圧モニタ用コネクタの装着が間引かれるセルの
セパレータにコンタクトされる端子を該端子に対応する
ワイヤハーネス導線に接続しないようにしたので、セル
電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造を、セル電圧
をモニタするセルとモニタしないセルに対して共通とす
ることができ、構造を標準化できる。上記（４）のセル
電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造では、端子が
必ずしも隣接するセルとコンタクトするものに限らず、
たとえばセル１つとび毎でもよい。上記（５）は上記
（３）に準じる内容を有するセル電圧モニタである。In the connection structure (1) for connecting the cell voltage monitoring connector to the cell, a pair of terminals of the cell voltage monitoring connector are brought into contact with separators of the same polarity of cells adjacent to each other. From the conventional distance between the + separator and the − separator in one cell, the + separator of one cell and the + separator of the cell adjacent thereto (since the + separator is at the same potential as the − separator of the one cell, (Equivalent to the potential of contacting the -separator of one cell), and thus such a terminal arrangement can be obtained without causing interference between terminals. Thus, each cell voltage (potential difference between the + separator and the − separator in each cell) can be detected without causing interference between the terminals. In the connection structure of the connector for cell voltage monitoring to the cell according to the present invention, in order to take the cell voltage of one cell, monitoring is performed across the same polarity separator of the next cell. When a voltage is to be obtained, the cell voltage of the last cell cannot be obtained because there is no next cell. In order to solve this, in the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell in the above (2), a conductive cover plate (dummy separator) having the same shape as the separator to which the terminal of the cell voltage monitoring connector is connected is connected. ) Was arranged at the end of the cell stack of the fuel cell, and the terminal of the connector for cell voltage monitoring was brought into contact with the cover plate. Therefore, by taking the potential difference between the separator and the cover plate of the last cell, Cell voltage can also be monitored. In the connection structure of the connector for cell voltage monitoring of the present invention to the cell, the cell voltage of the cell arranged in the middle of the cell stack is more stable than the cell voltage of the cell arranged at the end of the cell stack. For the cells arranged in the middle of the cell stack, the cell voltage is monitored at a ratio of one to a plurality of cells, that is, by performing the thinning-out monitoring, the cell voltage is monitored in a cycle of the entire cell stack. The required time can be reduced. In this case, in the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell in the above (3), the cell voltage monitoring connector is contacted with the cell separator whose mounting is thinned without changing the structure of the cell voltage monitoring connector. Is connected to the wire harness conductor corresponding to the terminal, the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell may be common to the cell that monitors the cell voltage and the cell that does not monitor the cell voltage. Can be standardized. In the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell in the above (4), the terminal is not necessarily limited to the one in which the terminal contacts the adjacent cell.
For example, every single cell may be used. The above (5) is a cell voltage monitor having the contents according to the above (3).
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下に、本発明のセル電圧モニタ
用コネクタのセルへの接続構造燃料電池の電圧測定装置
を図１〜図６を参照して、説明する。本発明の電圧測定
装置が取付けられてセル電圧がモニタされる燃料電池
は、固体高分子電解質型燃料電池１０である。本発明の
燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載され
る。ただし、自動車以外に用いられてもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fuel cell voltage measuring device according to the present invention, in which a cell voltage monitoring connector is connected to a cell, will be described with reference to FIGS. The fuel cell to which the cell voltage is monitored by mounting the voltage measuring device of the present invention is a solid polymer electrolyte fuel cell 10. The fuel cell 10 of the present invention is mounted on, for example, a fuel cell vehicle. However, it may be used other than a car.
【０００７】固体高分子電解質型燃料電池１０は、図
１、図２に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜
１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層１２
および拡散層１３からなる電極１４（アノード、燃料
極、−極）および電解質膜１１の他面に配置された触媒
層１５および拡散層１６からなる電極１７（カソード、
空気極、＋極）とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥ
Ａ：Membrane-Electrode Assembly ）と、電極１４、１
７に燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空
気）を供給するための流体通路２７（燃料流路２７ａ、
空気流路２７ｂ）および燃料電池冷却用の冷却水が流れ
る冷却水流路２６を形成するセパレータ１８とを重ねて
セルを形成し、該セルを複数積層してモジュール１９と
し、モジュール１９を積層してモジュール群を構成し、
モジュール１９群のセル積層方向（燃料電池積層方向）
両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンド
プレート２２を配置してスタック２３を構成し、スタッ
ク２３を積層方向に締め付けスタック２３の外側で燃料
電池積層体積層方向に延びる締結部材２４（たとえば、
テンションプレート、締結部材２４はスタックの一部を
構成する）とボルト２５で固定したものからなる。冷却
水流路２６はセル毎に、または複数のセル毎に、設けら
れる。たとえば、２つのセル毎に１つの冷却水流路２６
が設けられる。As shown in FIGS. 1 and 2, a solid polymer electrolyte fuel cell 10 comprises an electrolyte membrane 11 composed of an ion exchange membrane and a catalyst layer 12 disposed on one surface of the electrolyte membrane 11.
And an electrode 17 (anode, fuel electrode, negative electrode) comprising a diffusion layer 13 and an electrode 17 (a cathode, a cathode) comprising a catalyst layer 15 and a diffusion layer 16 disposed on the other surface of the electrolyte membrane 11.
Membrane-electrode assembly (ME
A: Membrane-Electrode Assembly) and electrodes 14, 1
7 for supplying fuel gas (hydrogen) and oxidizing gas (oxygen, usually air) to a fluid passage 27 (fuel passage 27a,
A cell is formed by superimposing the air flow path 27b) and the separator 18 forming the cooling water flow path 26 through which the cooling water for cooling the fuel cell flows, and a plurality of the cells are stacked to form a module 19, and the module 19 is stacked. Configure the module group,
Cell stacking direction of module 19 group (fuel cell stacking direction)
Terminals 20, insulators 21, and end plates 22 are arranged at both ends to form a stack 23. The stack 23 is tightened in the stacking direction, and a fastening member 24 extending outside the stack 23 in the fuel cell stack stacking direction (for example,
The tension plate and the fastening member 24 constitute a part of the stack) and are fixed with bolts 25. The cooling water channel 26 is provided for each cell or for each of a plurality of cells. For example, one cooling water passage 26 for every two cells
Is provided.
【０００８】セパレータ１８は、燃料ガスと酸化ガス、
燃料ガスと冷却水、酸化ガスと冷却水、の何れかを区画
する。セパレータ１８は、また、導電性部材であり、隣
り合うセルのアノードからカソードに電子が流れる電気
の通路を形成している。１つのセルで、電解質膜１１を
挟んでカソード側のセパレータが＋のセパレータであ
り、アノード側のセパレータが−のセパレータであり、
電解質膜１１を挟んだ＋のセパレータと−のセパレータ
との間にセル電圧（たとえば、約１Ｖ）が発生する。セ
パレータ１８は、カーボン板に冷却水流路２６やガス流
路２７を形成したもの、または、導電性粒子を混入して
導電性をもたせた樹脂板に冷却水流路２６やガス流路２
７を形成したもの、または、流路２６、２７を形成する
凹凸のある金属板を複数枚重ね合わせたもの、の何れか
からなる。図示例は、セパレータ１８がカーボン板から
なる場合を示している。The separator 18 comprises a fuel gas and an oxidizing gas,
Either fuel gas and cooling water, or oxidizing gas and cooling water are partitioned. The separator 18 is also a conductive member, and forms an electric passage through which electrons flow from the anode to the cathode of an adjacent cell. In one cell, the separator on the cathode side with the electrolyte membrane 11 interposed therebetween is a + separator, the separator on the anode side is a − separator,
A cell voltage (for example, about 1 V) is generated between the + separator and the − separator sandwiching the electrolyte membrane 11. The separator 18 is formed by forming a cooling water flow path 26 and a gas flow path 27 on a carbon plate, or by forming a cooling water flow path 26 and a gas flow path 2 on a resin plate having conductive particles mixed with conductive particles.
7 or one obtained by stacking a plurality of uneven metal plates forming the flow paths 26 and 27. The illustrated example shows a case where the separator 18 is made of a carbon plate.
【０００９】図３〜図６に示すように、燃料電池１０の
セルでの電圧を測定するために、各セル毎に、または複
数のセル毎に、セル電圧モニタ用コネクタ３０の端子３
１が接続される。端子３１は、セルのセパレータ１８に
対して着脱可能に、かつセパレータ１８を挟むように、
取り付けられる。端子３１は、セパレータ１８に直接コ
ンタクトされる。As shown in FIGS. 3 to 6, the terminals 3 of the cell voltage monitoring connector 30 are measured for each cell or for a plurality of cells in order to measure the voltage in the cells of the fuel cell 10.
1 is connected. The terminal 31 is detachable from the cell separator 18 and sandwiches the separator 18 therebetween.
It is attached. The terminal 31 is in direct contact with the separator 18.
【００１０】各セル電圧モニタ用コネクタ３０は、ハウ
ジング３２と、ハウジング３２に着脱可能に保持された
一対の端子３１を有する。ハウジング３２は非導電性材
料であり、たとえば樹脂製である。端子３１は導電性の
金属材料（たとえば、銅に金属メッキを施したもの）か
らなる。各端子３１はそれに対応するワイヤハーネス３
３に接続されている。ハウジング３２は、端子３１を保
持する函部３２ａと、ヒンジ部３２ｃで開閉可能に函部
３２ａに連結された蓋部３２ｂと、函部３２ａを２つの
空間に区切るとともに両端子３１間の絶縁部となる仕切
部３２ｄと、からなる。図５は蓋部３２ｂを開けたとこ
ろを示している。ハウジング３２の函部３２内の２つの
空間のそれぞれに端子３１が配置され、その後蓋部３２
ｂが閉じられて端子３１の函部３２ａからの抜けを防止
する。Each cell voltage monitoring connector 30 has a housing 32 and a pair of terminals 31 detachably held on the housing 32. The housing 32 is a non-conductive material, for example, a resin. The terminal 31 is made of a conductive metal material (for example, copper plated with metal). Each terminal 31 has a corresponding wire harness 3
3 is connected. The housing 32 includes a box 32a that holds the terminal 31, a lid 32b that is connected to the box 32a so as to be openable and closable by a hinge 32c, and separates the box 32a into two spaces and an insulating part between the two terminals 31. 32d. FIG. 5 shows a state where the lid 32b is opened. Terminals 31 are arranged in each of two spaces in the box part 32 of the housing 32, and then the lid part 32 is provided.
b is closed to prevent the terminal 31 from coming off the box portion 32a.
【００１１】端子３１は、セパレータ１８を挟んでセパ
レータ１８にコンタクトされるコ字状部３１ａと、ワイ
ヤハーネスとの接続部３１ｂと、コ字状部３１ａと接続
部３１ｂとを連結する連結部３１ｃと、からなる。端子
３１は、ハウジング３２の函部３２ａに収められ、抜け
ないように絶縁用の蓋部３２ｂで押さえられる。コ字状
部３１ａの２つの脚は、ハウジング３２の函部３２ａの
スリットを挿通してハウジング３２の側壁間でセパレー
タ１８側に延び、その部分でセパレータ１８の端部を挟
みセパレータ１８にコンタクトされる。The terminal 31 includes a U-shaped portion 31a that is in contact with the separator 18 with the separator 18 interposed therebetween, a connection portion 31b for connecting to the wire harness, and a connection portion 31c for connecting the U-shaped portion 31a and the connection portion 31b. And consisting of The terminal 31 is housed in a box 32a of the housing 32 and is pressed by an insulating lid 32b so as not to come off. The two legs of the U-shaped portion 31a extend through the slit of the box portion 32a of the housing 32 and extend toward the separator 18 between the side walls of the housing 32, and are in contact with the separator 18 with the end of the separator 18 interposed therebetween. You.
【００１２】セル電圧モニタ用コネクタ３０をセルを積
層した燃料電池１０に接続するに際し、セル電圧モニタ
用コネクタ３０の一対の端子のうち一方の端子３１を燃
料電池１０のセルのセパレータ１８にコンタクトさせ、
他方の端子３１を前記セルに隣接するセルの、前記一方
の端子がコンタクトするセパレータと同極のセパレータ
１８にコンタクトさせてある。When connecting the cell voltage monitoring connector 30 to the fuel cell 10 in which the cells are stacked, one of the pair of terminals 31 of the cell voltage monitoring connector 30 is brought into contact with the separator 18 of the cell of the fuel cell 10. ,
The other terminal 31 is in contact with the separator 18 of the cell adjacent to the cell, which has the same polarity as the separator to which the one terminal contacts.
【００１３】一対の端子３１がコンタクトされるセパレ
ータ１８の極性は＋であっても−であってもよい。図示
例は、一対の端子３１が、一つのセルと隣接するセル
の、＋極のセパレータ１８にコンタクトされる場合を示
している。ハウジング３２に保持される一対の端子３１
の間隔は、セル積層体の同じ極性のセパレータピッチに
等しく、セル厚の１．５倍である。図示例では、ハウジ
ング３２に保持された２つの端子３１の一つは一つのセ
ルの＋極性をもつセパレータを挟むように該セパレータ
にコンタクトされており、もう一つの端子は隣接するセ
ルの＋極性をもつセパレータを挟むように該セパレータ
（隣接セルのセパレータ）にコンタクトされている。The polarity of the separator 18 to which the pair of terminals 31 are contacted may be + or-. The illustrated example shows a case where a pair of terminals 31 is in contact with the positive electrode separator 18 of one cell and an adjacent cell. A pair of terminals 31 held by the housing 32
Is equal to the separator pitch of the same polarity in the cell stack, and is 1.5 times the cell thickness. In the illustrated example, one of the two terminals 31 held by the housing 32 is in contact with the separator so as to sandwich the separator having the positive polarity of one cell, and the other terminal is connected to the positive polarity of the adjacent cell. Is in contact with the separator (a separator of an adjacent cell) so as to sandwich the separator having the following.
【００１４】（イ）端子３１がコンタクトされない側の
極性をもつセパレータ１８には、端子３１がコンタクト
される側の極性をもつセパレータ１８の端子接続部位に
対応する部位に切り欠き３４が形成されている。あるい
は、（ロ）端子３１がコンタクトされる側の極性をもつ
セパレータ１８には、端子３１にコンタクトされない側
の極性をもつセパレータ１８から突出する突出部３５が
形成されている。あるいは、（ハ）端子３１がコンタク
トされない側の極性をもつセパレータ１８に切り欠き３
４が形成されるとともに、端子３１がコンタクトされる
側の極性をもつセパレータ１８に突出部３５が形成され
ている。（イ）、（ロ）、（ハ）の何れかの構造をとる
ことにより、端子３１のセパレータ１８への装着時に、
端子３１がコンタクトされない側の極性をもつセパレー
タ１８に、セル電圧モニタ用コネクタ３０が干渉しない
ようにしてある。(A) In the separator 18 having the polarity on the side where the terminal 31 is not contacted, a cutout 34 is formed in a portion corresponding to the terminal connection portion of the separator 18 having the polarity on the side where the terminal 31 is contacted. I have. Alternatively, (b) the protrusion 18 protruding from the separator 18 having the polarity on the side not contacting the terminal 31 is formed on the separator 18 having the polarity on the side contacting the terminal 31. Alternatively, (c) the notch 3 is formed in the separator 18 having the polarity on the side where the terminal 31 is not contacted.
4 are formed, and a protruding portion 35 is formed on the separator 18 having the polarity on the side to be contacted with the terminal 31. By adopting any one of the structures (a), (b) and (c), when the terminal 31 is mounted on the separator 18,
The cell voltage monitoring connector 30 does not interfere with the separator 18 having the polarity on the side where the terminal 31 is not contacted.
【００１５】本発明のセル電圧モニタ用コネクタのセル
への接続構造では、１つのセルのセル電圧をとるのに、
つぎのセルの同極のセパレータ１８にまたがってモニタ
するので、セル積層体の最後のセルの電圧をとる場合、
つぎのセルが無いので最後のセルのセル電圧がとれなく
なる。それを解決するために、図３に示すように、セル
電圧モニタ用コネクタ３０を燃料電池１０のセル積層体
端のセルに接続するに際し、セル電圧モニタ用コネクタ
３０の端子３１が接続されるセパレータと同形状の、端
子装着部形状をもつ、導電性のカバープレート３６を、
燃料電池１０のセル積層体端に配し、セル電圧モニタ用
コネクタ３０の端子３１をカバープレート３６にコンタ
クトさせる。カバープレート３６は、カーボン製のプレ
ートからなる。カバープレート３６のセル積層方向外側
には、金属製のターミナル２０が配置され、ターミナル
２０は外部回路に接続される。ターミナル２０の外側に
はインシュレータ２１が配置され、その外側にはエンド
プレート２２が配置される。[0015] In the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell according to the present invention, when the cell voltage of one cell is taken,
Since monitoring is performed across the separator 18 of the same polarity of the next cell, when the voltage of the last cell of the cell stack is taken,
Since there is no next cell, the cell voltage of the last cell cannot be obtained. In order to solve the problem, as shown in FIG. 3, when connecting the cell voltage monitoring connector 30 to the cell at the end of the cell stack of the fuel cell 10, a separator to which the terminal 31 of the cell voltage monitoring connector 30 is connected. A conductive cover plate 36 having the same shape as that of the terminal mounting portion,
The terminal 31 of the cell voltage monitoring connector 30 is placed in contact with the cover plate 36 at the end of the cell stack of the fuel cell 10. The cover plate 36 is made of a carbon plate. A metal terminal 20 is disposed outside the cover plate 36 in the cell stacking direction, and the terminal 20 is connected to an external circuit. An insulator 21 is arranged outside the terminal 20, and an end plate 22 is arranged outside the insulator 21.
【００１６】本発明のセル電圧モニタ用コネクタのセル
への接続構造では、セル積層体中間部に配置したセルの
セル電圧はセル積層体端部に配置したセルのセル電圧に
比べて安定しているので、セル積層体中間部に配置した
セルに対しては、複数個に１個の割合でセル電圧をモニ
タして、すなわち間引きモニタを行うことによって、セ
ル積層体全体を一巡してセル電圧モニタするに要する時
間を短縮したいという要望が出ることがある。その場
合、燃料電池１０のセル積層方向中間部のセルに対して
セル電圧モニタ用コネクタ３０配置を間引くに際し、セ
ル電圧モニタ用コネクタ３０の配置と構造は変えること
なく（端子３１は設けたままにして）、セル電圧モニタ
用コネクタ３０の装着を間引きたいセルのセパレータに
コンタクトされる端子３１を該端子に対応するワイヤハ
ーネス３３導線に接続しないようにする。In the structure for connecting a cell voltage monitoring connector to a cell according to the present invention, the cell voltage of the cell arranged in the middle of the cell stack is more stable than the cell voltage of the cell arranged at the end of the cell stack. Therefore, for the cells arranged in the middle part of the cell stack, the cell voltage is monitored at a rate of one cell in a plural number, that is, by performing the thinning out monitoring, the cell voltage is cycled through the entire cell stack. In some cases, there is a demand to reduce the time required for monitoring. In this case, when thinning out the arrangement of the cell voltage monitoring connector 30 with respect to the cell at the middle part of the fuel cell 10 in the cell stacking direction, the arrangement and structure of the cell voltage monitoring connector 30 are not changed (the terminal 31 is kept provided). In addition, the terminal 31 that is in contact with the separator of the cell whose mounting of the cell voltage monitoring connector 30 is to be thinned out is not connected to the wire harness 33 corresponding to the terminal.
【００１７】つぎに、本発明のセル電圧モニタ用コネク
タのセルへの接続構造の作用を説明する。まず、ハウジ
ング３２に保持された一対（２個）の端子３１を、隣接
するセルの同極側のセパレータ１８にコンタクトさせる
ので、端子３１間間隔を、従来の一つのセルでの＋セパ
レータと−セパレータとの間隔から、一つのセルの＋セ
パレータ１８とそれに隣接するセルの＋セパレータ１８
との間隔にセル積層方向に拡げることができ、したがっ
てそのような端子配列を端子同士の干渉を生じることな
くとることができる。この場合、この隣接セルの＋セパ
レータは前記一つのセルの−セパレータと同電位にある
ので前記一つのセルの−セパレータにコンタクトさせた
のと電位的には同じであるため、前記一つのセルの＋セ
パレータと−セパレータとの電位差をとったのと同じに
なる。これによって、各セル電圧（各セルの＋セパレー
タと−セパレータの電位差）を、端子３１同士の干渉を
生じることなく、検出することができる。Next, the operation of the structure for connecting the cell voltage monitoring connector of the present invention to a cell will be described. First, a pair of (two) terminals 31 held by the housing 32 are brought into contact with the separator 18 on the same pole side of an adjacent cell, so that the interval between the terminals 31 is made equal to that of the + separator and the − in one conventional cell. From the distance from the separator, the + separator 18 of one cell and the + separator 18 of an adjacent cell
Can be extended in the cell laminating direction at an interval between the terminals, and thus such a terminal arrangement can be obtained without causing interference between terminals. In this case, since the + separator of the adjacent cell is at the same potential as the -separator of the one cell, the potential is the same as that of contacting the -separator of the one cell. This is the same as taking the potential difference between the + separator and the − separator. Thereby, each cell voltage (potential difference between the + separator and the − separator in each cell) can be detected without causing interference between the terminals 31.
【００１８】また、上記構造では、１つのセルのセル電
圧をとるのに、つぎのセルの同極のセパレータにまたが
ってモニタするので、セル積層体の最後のセルの電圧を
とる場合つぎのセルが無いため最後のセルのセル電圧が
とれなくなる。しかし、セル電圧モニタ用コネクタ３０
の端子３１が接続されるセパレータ１８と同形状の導電
性のカバープレート３６（ダミーのセパレータ）を燃料
電池１０のセル積層体端に配し、セル電圧モニタ用コネ
クタ３０の端子３１をカバープレート３６にコンタクト
させるようにしたので、最後のセルのセパレータ１８と
カバープレートとの電位差をとることにより、最後のセ
ルのセル電圧もモニタすることができるようになる。Also, in the above structure, when the cell voltage of one cell is taken, monitoring is performed across the same polar separator of the next cell. Therefore, when the voltage of the last cell of the cell stack is taken, the next cell is taken. , The cell voltage of the last cell cannot be obtained. However, the cell voltage monitoring connector 30
A conductive cover plate 36 (dummy separator) having the same shape as the separator 18 to which the terminal 31 is connected is disposed at the end of the cell stack of the fuel cell 10, and the terminal 31 of the cell voltage monitoring connector 30 is connected to the cover plate 36. The cell voltage of the last cell can also be monitored by determining the potential difference between the separator 18 and the cover plate of the last cell.
【００１９】また、セル積層体中間部に配置したセルの
セル電圧はセル積層体端部に配置したセルのセル電圧に
比べて安定しているので、セル積層体中央部に配置した
セルに対しては、複数個に１個の割合でセル電圧をモニ
タして、すなわち間引きモニタを行うことによって、セ
ル積層体全体を一巡してセル電圧モニタするに要する時
間を短縮したいという要望が出る場合がある。その場
合、セル電圧モニタ用コネクタ３０の配置と構造は変え
ることなくセル電圧モニタ用コネクタ３０の装着を間引
きたいセルのセパレータ１８にコンタクトされる端子３
１を該端子に対応するワイヤハーネス３３導線に接続し
ないようにして間引いたので、セル電圧モニタ用コネク
タ３０のセルへの接続構造を、セル電圧をモニタするセ
ルとモニタしないセルに対して共通とすることができ、
構造を標準化できる。なお、上記の間引き接続では、端
子が隣接するセルとコンタクトする場合を例にとった
が、端子は必ずしも隣接するセルとコンタクトするもの
に限らず、たとえばセル１つとび毎でもよく、上記に準
じる作用、効果が得られる。また、セル電圧モニタとし
て見ても、上記の間引き接続に準じる作用、効果が得ら
れる。Since the cell voltage of the cell arranged at the middle of the cell stack is more stable than the cell voltage of the cell arranged at the end of the cell stack, the cell voltage at the center of the cell stack is higher than that of the cell arranged at the end of the cell stack. In some cases, there is a need to monitor the cell voltage at a ratio of one cell to a plurality of cells, that is, to perform thinning-out monitoring, thereby shortening the time required for monitoring the cell voltage over the entire cell stack. is there. In this case, the terminal 3 that is in contact with the separator 18 of the cell whose mounting of the cell voltage monitoring connector 30 is to be thinned without changing the arrangement and structure of the cell voltage monitoring connector 30.
1 is thinned out so as not to be connected to the wire harness 33 corresponding to the terminal, so that the connection structure of the cell voltage monitoring connector 30 to the cell is common to the cell for monitoring the cell voltage and the cell not to be monitored. Can be
Structure can be standardized. In the above-described thinning connection, a case where a terminal contacts an adjacent cell is taken as an example. However, the terminal is not necessarily limited to a contact with an adjacent cell, and may be, for example, one cell at a time. Functions and effects can be obtained. In addition, even when viewed as a cell voltage monitor, an operation and an effect similar to the above-described thinning connection can be obtained.
【００２０】[0020]
【発明の効果】請求項１のセル電圧モニタ用コネクタの
セルへの接続構造によれば、セル電圧モニタ用コネクタ
の一対の端子を、互いに隣接するセルの同極性のセパレ
ータにコンタクトさせるので、端子間間隔を、従来の一
つのセルでの異極性のセパレータの（＋セパレータと−
セパレータとの）間隔から、互いに隣接するセルの同極
性のセパレータの間隔（たとえば、一つのセルの＋セパ
レータとそれに隣接するセルの＋セパレータとの間隔）
に拡げることができ、各セル電圧を、端子同士の干渉を
生じることなく、検出することができる。請求項２のセ
ル電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造によれば、
セル電圧モニタ用コネクタの端子が接続されるセパレー
タと同形状の導電性のカバープレート（ダミーのセパレ
ータ）を燃料電池のセル積層体端に配し、セル電圧モニ
タ用コネクタの端子をカバープレートにコンタクトさせ
るようにしたので、セル積層方向端のセルのセル電圧も
モニタすることができる。請求項３のセル電圧モニタ用
コネクタのセルへの接続構造によれば、セル電圧モニタ
用コネクタの構造は変えることなくセル電圧モニタが間
引かれるセルのセパレータにコンタクトされる端子を該
端子に対応するワイヤハーネス導線に接続しないように
したので、セル電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構
造を、セル電圧をモニタするセルとモニタしないセルに
対して共通としたままで、セル積層体中間部に配置した
セルのセル電圧を間引きモニタすることができ、セル積
層体全体を一巡してセル電圧モニタするに要する時間を
短縮することができる。請求項４のセル電圧モニタ用コ
ネクタのセルへの接続構造によれば、端子が必ずしも隣
接するセルとコンタクトするものに限らず、たとえばセ
ル１つとび毎でも、請求項３に準じる作用、効果が得ら
れる。請求項４のセル電圧モニタによれば、請求項３に
準じる作用、効果が得られる。According to the first aspect of the present invention, the pair of terminals of the cell voltage monitoring connector are brought into contact with the same polarity separators of adjacent cells. The spacing between the separators of the different polarity in one conventional cell (+ separator and-
From the distance between the separator and the separator of the same polarity in the cells adjacent to each other (for example, the distance between the + separator of one cell and the + separator of the adjacent cell)
Thus, each cell voltage can be detected without causing interference between terminals. According to the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell according to claim 2,
A conductive cover plate (dummy separator) of the same shape as the separator to which the terminals of the cell voltage monitoring connector are connected is placed at the end of the fuel cell stack, and the terminals of the cell voltage monitoring connector are brought into contact with the cover plate. As a result, the cell voltage of the cell at the end in the cell stacking direction can also be monitored. According to the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell according to the third aspect, the terminal contacted to the separator of the cell from which the cell voltage monitoring is thinned corresponds to the terminal without changing the structure of the cell voltage monitoring connector. The cell voltage monitoring connector is connected to the cell, so that the cell voltage monitoring connector is connected to the cell that monitors the cell voltage and the cell that does not monitor the cell voltage. The cell voltage of the arranged cells can be thinned and monitored, and the time required for monitoring the cell voltage by making a full circuit of the cell stack can be reduced. According to the connection structure of the cell voltage monitoring connector to the cell of the fourth aspect, the terminal is not necessarily limited to the one in which the terminal is in contact with the adjacent cell. can get. According to the cell voltage monitor of the fourth aspect, the operation and effect according to the third aspect can be obtained.
【図１】本発明実施例のセル電圧モニタ用コネクタのセ
ルへの接続構造が適用される燃料電池の全体概略図であ
る。FIG. 1 is an overall schematic view of a fuel cell to which a connection structure of a cell voltage monitoring connector to a cell according to an embodiment of the present invention is applied.
【図２】図１の燃料電池の一部拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the fuel cell of FIG.
【図３】本発明実施例のセル電圧モニタ用コネクタのセ
ルへの接続構造の正面図である。FIG. 3 is a front view of a connection structure of a cell voltage monitoring connector to a cell according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明実施例のセル電圧モニタ用コネクタのセ
ルへの接続構造の側面図である。FIG. 4 is a side view of a structure for connecting a cell voltage monitoring connector to a cell according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明実施例のセル電圧モニタ用コネクタのセ
ルへの接続構造の１つのセル電圧モニタの蓋部を開けた
状態の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the connection structure of the cell voltage monitor connector to the cell according to the embodiment of the present invention in a state where a lid of one cell voltage monitor is opened.
【図６】図４、図５のＡ−Ａ断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of FIGS. 4 and 5;
１０ （固体高分子電解質型）燃料電池 １１ 電解質膜 １２ 触媒層 １３ 拡散層 １４ 電極（アノード、燃料極） １５ 触媒層 １６ 拡散層 １７ 電極（カソード、空気極） １８ セパレータ １９ モジュール ２０ ターミナル ２１ インシュレータ ２２ エンドプレート ２３ スタック ２４ テンションプレート ２５ ボルト ２６ 冷却水流路 ２７ ガス流路 ３０ セル電圧モニタ用コネクタ ３１ 端子 ３１ａ コ字状部 ３１ｂ 接続部 ３１ｃ 連結部 ３２ ハウジング ３２ａ 函部 ３２ｂ 蓋部 ３２ｃ ヒンジ部 ３２ｄ 仕切部 ３３ ワイヤハーネス ３４ 切り欠き ３５ 突出部 ３６ カバープレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (Solid polymer electrolyte type) fuel cell 11 Electrolyte membrane 12 Catalyst layer 13 Diffusion layer 14 Electrode (anode, fuel electrode) 15 Catalyst layer 16 Diffusion layer 17 Electrode (cathode, air electrode) 18 Separator 19 Module 20 Terminal 21 Insulator 22 End plate 23 Stack 24 Tension plate 25 Bolt 26 Cooling water channel 27 Gas channel 30 Cell voltage monitoring connector 31 Terminal 31a U-shaped portion 31b Connection portion 31c Connection portion 32 Housing 32a Box 32b Cover 32c Hinge 32d Partition 33 Wire harness 34 Notch 35 Projection 36 Cover plate
Claims (5)
一対の端子を有するセル電圧モニタ用コネクタを備え、 該セル電圧モニタ用コネクタをセルを積層した燃料電池
に接続するに際し、前記セル電圧モニタ用コネクタの一
対の端子のうち一方の端子を燃料電池のセルのセパレー
タにコンタクトさせ、他方の端子を前記セルに隣接する
セルの、前記一方の端子がコンタクトするセパレータと
同極のセパレータにコンタクトさせた、セル電圧モニタ
用コネクタのセルへの接続構造。1. A cell voltage monitoring connector having a housing and a pair of terminals held by the housing, wherein the cell voltage monitoring connector is connected to a fuel cell having stacked cells. One terminal of the pair of terminals was contacted with the separator of the cell of the fuel cell, the other terminal of the cell adjacent to the cell, was contacted with the separator of the same polarity as the separator contacted by the one terminal, Connection structure of cell voltage monitor connector to cell.
料電池のセル積層体端のセルに接続するに際し、前記セ
ル電圧モニタ用コネクタの端子が接続されるセパレータ
と同形状の導電性のカバープレートを前記燃料電池のセ
ル積層体端に配し、セル電圧モニタ用コネクタの端子を
前記カバープレートにコンタクトさせた、請求項１記載
のセル電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造。2. When connecting the cell voltage monitoring connector to the cell at the end of the cell stack of the fuel cell, a conductive cover plate having the same shape as the separator to which the terminal of the cell voltage monitoring connector is connected is provided. 2. The connection structure for connecting a cell voltage monitoring connector to a cell according to claim 1, wherein the cell voltage monitoring connector is arranged at an end of the cell stack of the fuel cell, and a terminal of the cell voltage monitoring connector is brought into contact with the cover plate.
ルに対してセル電圧モニタを間引くに際し、セル電圧モ
ニタ用コネクタの構造は変えることなく、セル電圧モニ
タ用コネクタの装着が間引かれるセルのセパレータにコ
ンタクトされる端子を該端子に対応するワイヤハーネス
導線に接続しないようにした、請求項１または２記載の
セル電圧モニタ用コネクタのセルへの接続構造。3. The cell in which the cell voltage monitor connector is thinned out without changing the structure of the cell voltage monitor connector when the cell voltage monitor is thinned out with respect to the cell at the intermediate portion in the cell stacking direction of the fuel cell. 3. The connection structure for connecting a cell voltage monitoring connector to a cell according to claim 1 or 2, wherein a terminal contacted with said separator is not connected to a wire harness conductor corresponding to said terminal.
端子を有するセル電圧モニタ用コネクタを備え、 前記セル電圧モニタ用コネクタをセルを積層した燃料電
池に、セル積層方向中間部のセルに対してはセル電圧モ
ニタ用コネクタを間引いて、接続するに際し、セル電圧
モニタ用コネクタの構造は変えることなく、セル電圧モ
ニタ用コネクタの装着が間引かれるセルのセパレータに
コンタクトされる端子を該端子に対応するワイヤハーネ
ス導線に接続しないようにした、セル電圧モニタ用コネ
クタのセルへの接続構造。4. A cell voltage monitoring connector having a housing and a terminal held by the housing, wherein the cell voltage monitoring connector is provided for a fuel cell having stacked cells, and for a cell at an intermediate portion in a cell stacking direction. When the cell voltage monitor connector is thinned and connected, the structure of the cell voltage monitor connector is not changed, and the terminals that are in contact with the separator of the cell whose cell voltage monitor connector is thinned correspond to the terminals. The connection structure of the cell voltage monitor connector to the cell, which is not connected to the wire harness conductor.
圧モニタにおいて、セル電圧モニタの端子形状を共通可
するとともに、燃料電池セル位置に応じて、モニタする
端子密度を異ならせた、セル電圧モニタ。5. A cell voltage monitor for measuring each cell voltage of a fuel cell, wherein a terminal shape of the cell voltage monitor is made common, and a terminal density to be monitored is varied according to a fuel cell position. monitor.
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