JP2004127780A - Connector fixing device for cell voltage measurement - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a connector fixing device for cell voltage measurement evaluating reliability of a connector. <P>SOLUTION: The connector fixing device 1 for cell voltage measurement comprises blocks 13, 13 having a surface capable of holding the connector 2 arranged on the upper surface thereof, a mounting surface located at an lower surface of the blocks 13, 13, a dummy fuel cell laminated body (a fuel cell stack 4) equipped with a cell terminal 3 for the cell voltage measurement, and a test terminal (an insulator terminal) 12 electrically connected with the cell terminal 3. The two blocks 13, 13 pinch the fuel cell laminated body 4 from right side and left side, and the connector 2 is arranged to be connectable with the cell terminal 3 for the cell voltage measurement. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池スタックのセル電圧を測定するセル電圧測定用のセル端子とコネクタとの接続を評価するコネクタ固定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池スタックは、通常多くの単セルを積層して構成されている。これらのセル端子の接続評価を行うためには、多くの評価項目があり、これらの評価を行う度に、ダミーの燃料電池スタックを評価装置に取り付けていた。
【0003】
このような、コネクタの接続を検査する導通検査治具として、コネクタ端子にワイヤハーネスを構成するリード線の端子が正常に接続されたか否かの検査を簡単に行うことができるコネクタの導通検査治具が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−267032号公報(第2頁、図2(C))
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セル端子の接続評価を行うための評価項目は多く、ダミーの燃料電池スタックを評価装置に取り付ける作業は大変多くの時間と労力を必要とするという問題があった。
【0006】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、コネクタの信頼性を効率的に評価するセル電圧測定用のコネクタ固定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明の請求項1に記載の発明は、上面にコネクタを接触させて保持可能な面を有する2つのブロックと、この2つのブロックの下面に取り付け面を有するセル電圧測定用のコネクタ固定装置であって、セル電圧測定用端子及びこのセル電圧測定用端子に電気的に接続された試験端子を備えたダミーの燃料電池積層体を備え、前記2つのブロックは、前記燃料電池積層体を左右から挟持し、さらに前記コネクタを前記セル電圧測定用端子に接続可能に配設することを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、2つのブロックが、ダミーの燃料電池積層体を左右から挟持し、さらにコネクタをセル電圧測定用端子に接続可能に配設することにより、コネクタの信頼性を効率的に評価することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明に係るセル電圧測定用のコネクタ固定装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るセル電圧測定用のコネクタ固定装置の概略を示す斜視図である。図1に示すように、セル電圧測定用のコネクタ固定装置1は、上面にコネクタ2を接触保持可能な面を有する2つのブロック13、13と、この2つのブロック13、13の下面に取り付け面を有し、コネクタ接点(図2参照)及びこのコネクタ接点(セル電圧測定用端子)に電気的に接続された試験端子(インシュレータ端子)を備えたダミーの燃料電池積層体(燃料電池スタック4)を備えている。
【0010】
ダミーの燃料電池スタック4は、ブロック13、13に挟持されており、燃料電池スタック4(燃料電池積層体)の各セル端子3、3…がコネクタ2に接続されている。コネクタ固定装置1は、ボルト16、16…によって、評価装置30(後述する)に固定されている。
【0011】
図2は、セル電圧測定用のコネクタ固定装置1の接続部の概略を示す斜視図である。図2に示すように、コネクタ2の内部では、コネクタ接点9のU字型の空間にセパレータ10(図1参照)の上端に設けられたセル端子3が挟み込まれ、コネクタ接点9がセル端子3と接続している。
【0012】
ダミーの燃料電池スタック4のインシュレータ端子12には、ダミーの電圧が加えられたり、リード線がつなげられたりしている。また、ダミーの燃料電池スタック4は、あくまでも、テストピースであるため、このインシュレータ端子12は、接着剤で埋め込んだり、表面をエポキシ樹脂で固めたりして、塩水などの影響をきたさないように外界と絶縁される。
【0013】
コネクタ2の上面に設けられている穴7は長穴になっており、ボルト6を回すことによって、水平面内で微妙に上下左右に動き、燃料電池スタック4の単セル5の積層のばらつきも吸収することができる。2個の長穴7、7の一方は上下方向、他方は左右方向の位置調整に用いられる。尚、位置調整のため、ある程度の枚数の単セル5、5…毎にコネクタが設けられている。
【0014】
2つのブロック13は、エンドプレート部15を有しステンレス(SUS)で作られている。このエンドプレート部15には、2箇所の穴19、20が設けられ、その中に、シャフト21が挿入されている。穴19は丸穴で、これがノック穴になっている。また、穴20は長穴で、ダミーの燃料電池スタック4の取り付け位置を調整することができる。
【0015】
また、ダミーの燃料電池スタック4の樹脂やセパレータ10には、片側の一方は丸穴であるが(穴19に対応する穴)、片側の他方には長穴が設けられて(穴20に対応する穴)、エンドプレート15の穴19、20に対応している。
【0016】
次に、以上の構成を備えたセル電圧測定用のコネクタ固定装置1の動作について説明する。図3は、セル電圧測定用のコネクタ固定装置1の使用状態の概略を示す斜視図である。図3に示すように、評価装置30の固定台35上に4本のボルト16、16…で固定されたコネクタ固定装置1は、コネクタ2に接続されている接続ケーブル34によって測定装置31に接続されて、コネクタ2から出力される電気信号を測定している。また、コネクタ固定装置1は、インシュレータ端子12に接続されているリード線(接続ケーブル)33によって電気信号供給装置32に接続され、所定の電気信号が供給されている。
【0017】
この場合、評価装置30は、コネクタ固定装置1に振動を与えて、そのときのコネクタ接点9とセル端子3の接続状態の信頼性評価を行う加振機であるが、評価装置30としては、多くの評価試験装置が適用される。そのため、評価装置30が塩水などを噴霧して、セル端子3やコネクタ接点9などの接点の状況などのテストを行う場合、ダミーの燃料電池スタック4のインシュレータ端子12には、ダミーの電気信号を負荷するリード線(接続ケーブル)33をつなげたあと、インシュレータ端子12の周囲を接着剤で埋め込んだり、または表面をエポキシ樹脂で固めたりして、塩水などの影響が無いように外界と絶縁しておく。
【0018】
図1、図2において、セル電圧測定用のコネクタ固定装置1は、テストピースとしてのダミーの燃料電池スタック4(燃料電池積層体)の各セル端子3、3…をコネクタ2に接続して、このセル端子3の部分から電圧をモニターし、燃料電池スタック4の単セル5が良好な状態か否かをモニタリングするようになっている。
【0019】
モニタリングするコネクタ2の部分は、このコネクタ2の側面に備えられたボルト21を回すことによって、コネクタ接点9のU字型の板を変形させてセル端子3を挟み込むことで、コネクタ接点9がセル端子3に接続する。このコネクタ接点9がU字型の板になっており、コネクタ接点9のU字型の板の間にセパレータ10のセル端子3を挟み込んで固定することができる。このコネクタ接点9に挟み込まれたセル端子3との接続を緩めるときは、ボルト21を緩めることによって行われ、U字型の接点が開くため、殆ど挿入力を必要としない。
【0020】
その結果、細いセル端子3でも変形が無く、なおかつ、多数のセル端子3、3…を一括で嵌め込むことができる。嵌め込んだ後は、このボルト21を締め込むことによって、セル端子3を挟み込んで接続することができる。また、セル端子3とコネクタ接点9との圧接の調整を微妙にできるようにボルト21を用いている。
【0021】
また、セル端子3のピッチと、コネクタ接点9のピッチとは、最初は一致していて、問題なく接続することができるが、燃料電池スタック4は積層物であるため、ずれを生じる可能性があり、コネクタ接点9の間に多少クリアランスを設けて、ずれを矯正するようになっている。そのため、熱膨張などによりずれを生じても、それを吸収するため、セル端子3を長くして、コネクタ2の下面に直接、単セル5を接触させないで、コネクタ2のコネクタ接点9と単セル5本体との間に、ある程度の空間を設けている。このことによってセル端子3のピッチや位置のずれを吸収することができる。
【0022】
また、これはテストピースであるため実際の車両には搭載しないが、燃料電池スタック4を実際の車両に搭載した場合に、多少振動がかかる場合があるため、それを吸収する機構が設けられている。
【0023】
コネクタ固定装置1に使われるダミーの単セル5が、本物の単セルと異なるのは、単セル5を構成する電池の部分が樹脂などで形成されていることである。燃料電池スタック4の積層体のMEA(Membrane Electrode Assembly)よりも樹脂で作った方が精度を出しやすく、評価の項目によっては適していることがある。勿論、ダミーの燃料電池スタックを用いるのではなく、ピッチさえ合っていれば本物の燃料電池スタックの一部をコネクタ2に挟んで実験しても構わない。
【0024】
このように、エンドプレート15に設けられた穴19は、燃料電池スタック4の熱膨張とか収縮率が違うということを考慮して、どちらか片側は楕円または長穴になっている。また、ダミーの燃料電池スタック4の樹脂の部分には、いろいろな色が塗ってあって、色によって厚さの違いを表している。この厚さの違いで嵌め込み性の確認をしている。
【0025】
また、コネクタ固定装置1には塩水などを噴霧して、セル端子3やコネクタ接点9などの接点の状況などをテストするが、ダミーの燃料電池スタック4のインシュレータ端子12には、ダミーの電圧を負荷したり、リード線(接続ケーブル)33をつなげたりしたあと、接着剤で埋め込んだり、表面をエポキシ樹脂で固めたりして、塩水などの影響が無いように外界と絶縁してある。
【0026】
また、コネクタ評価項目として、機械評価、操作力(締めてみる)、コンタクト寿命(接点を付けたり離したりするバネ性の疲労)、耐衝撃性、耐震性(加振機に取り付ける)、塩水噴霧(メッキ違い2種類)、耐腐蝕性(イオウなど)、耐湿性(絶保性)、耐熱性、低温放置、熱衝撃(高低温を一気に切り換える)などの評価データを採ることができる。
【0027】
以上好ましい実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能である。例えば、本実施形態では、燃料電池スタックを挟持するブロックの材質をステンレスとしているが、アルミや樹脂など特に限定されるものではない。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、セル電圧測定用端子及びこのセル電圧測定用端子に電気的に接続された試験端子を備えたダミーの燃料電池積層体を備え、2つのブロックが、燃料電池積層体を左右から挟持し、さらにコネクタをセル電圧測定用端子に接続可能に配設することにより、コネクタの信頼性を効率的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るセル電圧測定用のコネクタ固定装置の概略を示す斜視図である。
【図2】セル電圧測定用のコネクタ固定装置の接続部の概略を示す斜視図である。
【図3】セル電圧測定用のコネクタ固定装置の使用状態の概略を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 コネクタ固定装置
2 コネクタ
3 セル端子
4 燃料電池スタック(燃料電池積層体)
5 単セル
6 ボルト
7 穴(長穴)
8 駒
9 コネクタ接点
10 セパレータ
11 確認穴
12 インシュレータ端子
13 ブロック
14 穴(ノック穴)
15 エンドプレート
16、17、21 ボルト
18 ナット
19 穴
20 穴(長穴)
21 シャフト
30 評価装置
31 測定装置
32 電気信号供給装置
33 リード線(接続ケーブル)
34 接続ケーブル
35 固定台
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a connector fixing device for evaluating connection between a connector and a cell terminal for measuring cell voltage for measuring a cell voltage of a fuel cell stack.
[0002]
[Prior art]
The fuel cell stack is usually configured by stacking many single cells. In order to evaluate the connection of these cell terminals, there are many evaluation items, and each time these evaluations are performed, a dummy fuel cell stack is attached to the evaluation device.
[0003]
As such a continuity inspection jig for inspecting the connection of a connector, a continuity inspection jig for a connector which can easily inspect whether or not a terminal of a lead wire constituting a wire harness is normally connected to a connector terminal. A tool is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-267032 A (page 2, FIG. 2C)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are many evaluation items for performing the connection evaluation of the cell terminals, and there is a problem that the work of attaching the dummy fuel cell stack to the evaluation device requires a great deal of time and labor.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to provide a connector fixing device for measuring a cell voltage, which efficiently evaluates the reliability of a connector.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An invention according to claim 1 of the present invention that solves the above-mentioned problem is a cell voltage measuring device having two blocks having upper surfaces that can hold a connector in contact with the upper surface and a mounting surface on the lower surface of the two blocks. A connector fixing device, comprising: a dummy fuel cell stack including a cell voltage measuring terminal and a test terminal electrically connected to the cell voltage measuring terminal, wherein the two blocks include the fuel cell The laminated body is sandwiched from the left and right, and the connector is provided so as to be connectable to the cell voltage measuring terminal.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the two blocks sandwich the dummy fuel cell stack from the left and right, and furthermore, the connector is disposed so as to be connectable to the cell voltage measuring terminal, thereby improving the reliability of the connector. Can be evaluated efficiently.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a connector fixing device for cell voltage measurement according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a connector fixing device for cell voltage measurement according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a connector fixing device 1 for measuring a cell voltage has two blocks 13, 13 having a surface capable of contacting and holding a connector 2 on an upper surface, and a mounting surface on a lower surface of the two blocks 13, 13. A fuel cell stack (fuel cell stack 4) having connector contacts (see FIG. 2) and test terminals (insulator terminals) electrically connected to the connector contacts (cell voltage measurement terminals). It has.
[0010]
The dummy fuel cell stack 4 is sandwiched between blocks 13, 13, and each cell terminal 3 of the fuel cell stack 4 (fuel cell stack) is connected to the connector 2. The connector fixing device 1 is fixed to an evaluation device 30 (described later) by bolts 16, 16,.
[0011]
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a connection portion of the connector fixing device 1 for cell voltage measurement. As shown in FIG. 2, inside the connector 2, the cell terminal 3 provided at the upper end of the separator 10 (see FIG. 1) is sandwiched in the U-shaped space of the connector contact 9, and the connector contact 9 is connected to the cell terminal 3. Is connected to
[0012]
A dummy voltage is applied to the insulator terminal 12 of the dummy fuel cell stack 4 or a lead wire is connected thereto. Further, since the dummy fuel cell stack 4 is merely a test piece, the insulator terminals 12 are buried with an adhesive or the surface is hardened with an epoxy resin to prevent external influences such as salt water. Insulated from
[0013]
The hole 7 provided on the upper surface of the connector 2 is a long hole, and when the bolt 6 is turned, it moves slightly up, down, left, and right in a horizontal plane, and absorbs variations in the stack of the single cells 5 of the fuel cell stack 4. can do. One of the two long holes 7, 7 is used for vertical position adjustment, and the other is used for horizontal position adjustment. Note that a connector is provided for each of a certain number of unit cells 5, 5,... For position adjustment.
[0014]
The two blocks 13 have an end plate 15 and are made of stainless steel (SUS). The end plate 15 is provided with two holes 19 and 20, into which a shaft 21 is inserted. The hole 19 is a round hole, which is a knock hole. Further, the hole 20 is a long hole, and the mounting position of the dummy fuel cell stack 4 can be adjusted.
[0015]
The resin or separator 10 of the dummy fuel cell stack 4 has a round hole on one side (a hole corresponding to the hole 19), but has an elongated hole on the other side (a hole corresponding to the hole 20). Corresponding to the holes 19 and 20 of the end plate 15.
[0016]
Next, the operation of the connector fixing device 1 for measuring cell voltage having the above configuration will be described. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a usage state of the connector fixing device 1 for cell voltage measurement. As shown in FIG. 3, the connector fixing device 1 fixed on the fixing stand 35 of the evaluation device 30 with four bolts 16, 16,... Is connected to the measuring device 31 by the connection cable 34 connected to the connector 2. Then, the electric signal output from the connector 2 is measured. The connector fixing device 1 is connected to an electric signal supply device 32 by a lead wire (connection cable) 33 connected to the insulator terminal 12, and is supplied with a predetermined electric signal.
[0017]
In this case, the evaluation device 30 is a vibrator that gives vibration to the connector fixing device 1 and evaluates the reliability of the connection state between the connector contact 9 and the cell terminal 3 at that time. Many evaluation test devices are applied. For this reason, when the evaluation device 30 sprays salt water or the like to perform a test on the state of the contacts such as the cell terminals 3 and the connector contacts 9, a dummy electric signal is supplied to the insulator terminals 12 of the dummy fuel cell stack 4. After connecting the lead wire (connection cable) 33 to be loaded, the periphery of the insulator terminal 12 is embedded with an adhesive or the surface is solidified with an epoxy resin to insulate it from the outside so as not to be affected by salt water or the like. deep.
[0018]
1 and 2, a connector fixing device 1 for cell voltage measurement connects each cell terminal 3, 3,... Of a dummy fuel cell stack 4 (fuel cell stack) as a test piece to a connector 2. The voltage is monitored from the portion of the cell terminal 3 to monitor whether or not the single cell 5 of the fuel cell stack 4 is in a good state.
[0019]
The portion of the connector 2 to be monitored is turned by turning a bolt 21 provided on the side surface of the connector 2 to deform the U-shaped plate of the connector contact 9 so as to sandwich the cell terminal 3 so that the connector contact 9 becomes a cell. Connect to terminal 3. The connector contact 9 is a U-shaped plate, and the cell terminal 3 of the separator 10 can be sandwiched and fixed between the U-shaped plate of the connector contact 9. When the connection with the cell terminal 3 sandwiched between the connector contacts 9 is loosened, the bolt 21 is loosened, and the U-shaped contact is opened, so that almost no insertion force is required.
[0020]
As a result, even the thin cell terminals 3 are not deformed, and many cell terminals 3, 3,... Can be fitted at once. After fitting, the cell terminals 3 can be sandwiched and connected by tightening the bolts 21. Further, bolts 21 are used so that the pressure contact between the cell terminals 3 and the connector contacts 9 can be finely adjusted.
[0021]
In addition, the pitch of the cell terminals 3 and the pitch of the connector contacts 9 are initially coincident and can be connected without any problem. However, since the fuel cell stack 4 is a laminate, there is a possibility that a deviation occurs. In addition, some clearance is provided between the connector contacts 9 to correct the displacement. Therefore, even if a shift occurs due to thermal expansion or the like, the cell terminal 3 is lengthened to absorb the shift, and the single cell 5 is not directly brought into contact with the lower surface of the connector 2, and the connector contact 9 of the connector 2 and the single cell Some space is provided between the main body and the main body. This makes it possible to absorb a shift in the pitch or position of the cell terminals 3.
[0022]
Although this is a test piece, it is not mounted on an actual vehicle. However, when the fuel cell stack 4 is mounted on an actual vehicle, a slight vibration may be applied. I have.
[0023]
The difference between the dummy single cell 5 used in the connector fixing device 1 and the real single cell is that the battery portion constituting the single cell 5 is formed of resin or the like. It is easier to obtain a higher accuracy by using a resin than a MEA (Membrane Electrode Assembly) of the stacked body of the fuel cell stack 4, and it may be suitable for some evaluation items. Of course, instead of using a dummy fuel cell stack, an experiment may be performed with a part of the real fuel cell stack sandwiched between the connectors 2 as long as the pitch is matched.
[0024]
As described above, the hole 19 provided in the end plate 15 has an elliptical or long hole on one side in consideration of the difference in the thermal expansion and contraction rate of the fuel cell stack 4. Various colors are applied to the resin portion of the dummy fuel cell stack 4 to indicate a difference in thickness depending on the color. The difference in thickness confirms the fit.
[0025]
Further, the connector fixing device 1 is sprayed with salt water or the like to test the state of the contacts such as the cell terminals 3 and the connector contacts 9. The dummy terminals are supplied with the dummy voltage to the insulator terminals 12 of the dummy fuel cell stack 4. After applying a load or connecting a lead wire (connection cable) 33, it is embedded with an adhesive or the surface is hardened with an epoxy resin to insulate it from the outside so as not to be affected by salt water or the like.
[0026]
Connector evaluation items include machine evaluation, operating force (tightening), contact life (fatigue of springs for attaching and detaching contacts), shock resistance, earthquake resistance (attached to a shaker), salt spray Evaluation data such as (two types of plating differences), corrosion resistance (sulfur, etc.), moisture resistance (conservativeness), heat resistance, low temperature storage, and thermal shock (switch between high and low temperature at once) can be taken.
[0027]
Although the preferred embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the material of the block that sandwiches the fuel cell stack is stainless steel, but is not particularly limited to aluminum or resin.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, a dummy fuel cell stack including a cell voltage measurement terminal and a test terminal electrically connected to the cell voltage measurement terminal is provided. Since the two blocks sandwich the fuel cell stack from the left and right, and furthermore, the connector is disposed so as to be connectable to the cell voltage measuring terminal, the reliability of the connector can be efficiently evaluated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a connector fixing device for measuring a cell voltage according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a connection part of a connector fixing device for cell voltage measurement.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a usage state of a connector fixing device for measuring cell voltage.
[Explanation of symbols]
1 Connector Fixing Device 2 Connector 3 Cell Terminal 4 Fuel Cell Stack (Fuel Cell Stack)
5 Single cell 6 Bolt 7 hole (long hole)
8 piece 9 connector contact 10 separator 11 confirmation hole 12 insulator terminal 13 block 14 hole (knock hole)
15 End plate 16, 17, 21 Bolt 18 Nut 19 Hole 20 Hole (Elongated hole)
21 Shaft 30 Evaluation device 31 Measurement device 32 Electric signal supply device 33 Lead wire (connection cable)
34 Connection cable 35 Fixed base

Claims (1)

上面にコネクタを接触させて保持可能な面を有する2つのブロックと、この2つのブロックの下面に取り付け面を有するセル電圧測定用のコネクタ固定装置であって、
セル電圧測定用端子及びこのセル電圧測定用端子に電気的に接続された試験端子を備えたダミーの燃料電池積層体を備え、
前記2つのブロックは、前記燃料電池積層体を左右から挟持し、さらに前記コネクタを前記セル電圧測定用端子に接続可能に配設することを特徴とするセル電圧測定用のコネクタ固定装置。
A connector fixing device for cell voltage measurement, comprising two blocks having surfaces that can hold a connector in contact with an upper surface, and a mounting surface on a lower surface of the two blocks,
A dummy fuel cell stack having a cell voltage measurement terminal and a test terminal electrically connected to the cell voltage measurement terminal,
The two blocks sandwich the fuel cell stack from left and right, and furthermore, the connector is disposed so as to be connectable to the cell voltage measurement terminal.
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