JP2005293924A - Cell voltage monitoring device for fuel cell and its mounting method to fuel cell stack - Google Patents
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Abstract
【課題】 端子のセルへの装着の作業性を改善できる燃料電池用セル電圧モニター装置と該モニター装置のセルへの取付け方法の提供。
【解決手段】 (1)複数のセル電圧モニター端子2と、複数の導線3と、複数の導線3を内蔵した、柔軟性をもつ樹脂シート4と、を備えた燃料電池用セル電圧モニター装置1。(2)燃料電池用セル電圧モニター装置1の、複数のセル電圧モニター端子2の先端部2aを、同時に、スタック化されたモジュールの端子取付け穴5に挿入する工程と、各セル電圧モニター端子2をそれに対応するモジュールの端子取付け穴5に押し込む工程と、を有する燃料電池用セル電圧モニター装置1の燃料電池スタック23への取付け方法。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell voltage monitoring device for a fuel cell capable of improving the workability of attaching a terminal to a cell and a method for attaching the monitoring device to the cell.
(1) A cell voltage monitoring device for a fuel cell comprising a plurality of cell voltage monitoring terminals, a plurality of conducting wires, and a flexible resin sheet having a plurality of conducting wires incorporated therein. . (2) The step of simultaneously inserting the tip portions 2a of the plurality of cell voltage monitor terminals 2 of the cell voltage monitor device 1 for the fuel cell into the terminal mounting holes 5 of the stacked modules, and the cell voltage monitor terminals 2 A method of attaching the cell voltage monitoring device 1 for a fuel cell to the fuel cell stack 23.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料電池の各セル電圧をモニタするための燃料電池用セル電圧モニター装置とその燃料電池スタックへの取付け方法に関する。 The present invention relates to a cell voltage monitoring device for a fuel cell for monitoring each cell voltage of the fuel cell, and a method for attaching the cell voltage monitoring device to a fuel cell stack.
燃料電池、たとえば固体高分子電解質型燃料電池は、膜−電極アッセンブリ(MEA:Membrane-Electrode Assembly )とセパレータとの積層体(ただし、積層方向は任意でよい)からなる。膜−電極アッセンブリは、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からなる電極(アノード、燃料極)および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極(カソード、空気極)とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータとの間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層が設けられる。セパレータには、アノードに燃料ガス(水素)を供給するための燃料ガス流路が形成され、カソードに酸化ガス(酸素、通常は空気)を供給するための酸化ガス流路が形成されている。膜−電極アッセンブリとセパレータを重ねてセルを構成し、少なくとも1つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル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)、ボルト・ナットにて固定して、スタックを構成する。
各セルの、アノード側では、水素を水素イオン(プロトン)と電子にする電離反応が行われ、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、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる)から水を生成するつぎの反応が行われ、かくして発電が行われる。
アノード側:H2 →2H+ +2e-
カソード側:2H+ +2e- +(1/2)O2 →H2 O
2. Description of the Related Art A fuel cell, for example, a solid polymer electrolyte fuel cell includes a laminated body of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator (however, the laminating direction may be arbitrary). The membrane-electrode assembly includes an electrolyte membrane composed of an ion exchange membrane, an electrode composed of a catalyst layer disposed on one surface of the electrolyte membrane (anode, fuel electrode), and an electrode composed of a catalyst layer disposed on the other surface of the electrolyte membrane ( Cathode, air electrode). Between the membrane-electrode assembly and the separator, diffusion layers are provided on the anode side and the cathode side, respectively. In the separator, a fuel gas passage for supplying fuel gas (hydrogen) to the anode is formed, and an oxidizing gas passage for supplying oxidizing gas (oxygen, usually air) to the cathode. A cell is formed by stacking a membrane-electrode assembly and a separator, a module is formed from at least one cell, a module is stacked to form a cell stack, and terminals, insulators, end plates are formed at both ends of the cell stack in the cell stacking direction. The cell stack is clamped in the cell stacking direction and fixed with fastening members (for example, tension plates), bolts and nuts extending in the cell stacking direction, thereby forming a stack.
On the anode side of each cell, an ionization reaction in which hydrogen is converted into hydrogen ions (protons) and electrons is performed. The hydrogen ions move through the electrolyte membrane to the cathode side, and on the cathode side, oxygen, hydrogen ions, and electrons (adjacent to the adjacent cells). The electrons generated at the anode of the MEA come through the separator, or the electrons generated at the anode of the cell at one end in the cell stacking direction come to the cathode of the other end cell through an external circuit) Thus, power generation is performed.
Anode side: H 2 → 2H + + 2e −
Cathode side: 2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O
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2002−124285号公報は、燃料電池のセパレータへ挿入可能な電圧測定端子を、複数セル分まとめて樹脂製の櫛歯状の支持プレートに装着し、複数端子を同時に複数のセルの端子取付け穴に差し込むモニタピン端子取付け構造を開示している。
また、特開平9−283166号公報は、複数のコードにバナナクリップからなるモニタピン端子を取付け、1本1本のモニタピン端子をセルの端子取付け丸穴に差しこむ端子取付け構造を提案している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-124285 discloses that voltage measuring terminals that can be inserted into a separator of a fuel cell are attached to a comb-like support plate made of resin and a plurality of terminals are attached to a plurality of cells at the same time. A monitor pin terminal mounting structure to be inserted into the hole is disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-283166 proposes a terminal mounting structure in which monitor pin terminals made of banana clips are attached to a plurality of cords, and each monitor pin terminal is inserted into a terminal mounting round hole of a cell.
しかし、上記の燃料電池のモニタピン端子取付け構造には、つぎの問題があった。
1)特開2002−124285号公報に開示の構造の問題
セルを積層してスタックを構成した場合、各セルの厚みにばらつきがあるので、セルの端子取付け穴のピッチが一定にならず、剛性のある櫛歯状の支持プレートに装着した複数端子のピッチと合わない場合が生じる。その場合は、複数端子を同時に複数のセルの端子取付け穴に差し込むことが困難になり、電圧モニター端子の挿入の作業性が低下する。また、電圧モニター端子のセル穴との接圧が均一にならなくなり、電圧モニター精度が低下する。
2)特開平9−283166号公報に開示の構造の問題
1本1本のモニタピンの挿入作業となり、端子の挿入作業性が低下する。また、端子に接続されたコードが多数存在して絡まりやすいため、端子の挿入作業性が一層低下する。また、バナナクリップからなるモニタピン端子がセルの穴から抜けやすく、セルへの固定の信頼性が比較的低い。
However, the monitor pin terminal mounting structure of the fuel cell has the following problems.
1) Problem of structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-124285 When a stack is formed by stacking cells, the thickness of each cell varies, so the pitch of the terminal mounting holes of the cell is not constant, and rigidity In some cases, the pitch does not match the pitch of a plurality of terminals mounted on a comb-like support plate. In that case, it becomes difficult to insert a plurality of terminals into the terminal mounting holes of a plurality of cells at the same time, and the workability of inserting the voltage monitor terminal is lowered. Further, the contact pressure with the cell hole of the voltage monitor terminal is not uniform, and the voltage monitor accuracy is lowered.
2) Problems of the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-283166 The insertion work of each monitor pin is reduced, and the workability of inserting terminals is lowered. In addition, since many cords connected to the terminal are present and easily entangled, the terminal insertion workability is further reduced. Further, the monitor pin terminal made of a banana clip is easy to come out from the hole of the cell, and the reliability of fixing to the cell is relatively low.
本発明の目的は、端子のセルへの装着の作業性を改善できる燃料電池用セル電圧モニター装置と該モニター装置のセルへの取付け方法を提供することにある。
本発明の目的は、端子のセルへの装着の作業性を改善でき、かつ、端子のセルへの固定を従来より確実化できる燃料電池用セル電圧モニター装置と該モニター装置のセルへの取付け方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a cell voltage monitoring device for a fuel cell that can improve the workability of mounting a terminal to a cell, and a method for attaching the monitoring device to a cell.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the workability of attaching a terminal to a cell, and to make it possible to more reliably secure the terminal to the cell, and a method for attaching the monitor device to the cell. Is to provide.
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 複数のセル電圧モニター端子と、
各導線が各セル電圧モニター端子に接続された複数の導線と、
前記複数の導線を内蔵した、柔軟性をもつ樹脂シートと、
を備えた燃料電池用セル電圧モニター装置。
(2) 前記樹脂シートが互いに独立な複数の枝部と、該複数の枝部を互いに連結する連結部と、該連結部に接続された集合部とを有する(1)記載の燃料電池用セル電圧モニター装置。
(3) 前記樹脂シートの前記複数の枝部の各枝部の根本部がくびれている(2)記載の燃料電池用セル電圧モニター装置。
(4) 各セル電圧モニター端子がバナナ端子からなる(1)記載の燃料電池用セル電圧モニター装置。
(5) 前記セル電圧モニター端子とモジュールの端子取付け穴との一方に凸部が形成され他方に前記凸部を受け入れる凹部が形成されている(1)記載の燃料電池用セル電圧モニター装置。
(6) 前記セル電圧モニター端子が先細りとなっている(1)記載の燃料電池用セル電圧モニター装置。
(7) 先端部が先細りの複数のセル電圧モニター端子に接続される複数の導線を内蔵した樹脂製シートを有する燃料電池用セル電圧モニター装置の、前記複数のセル電圧モニター端子の先端部を、同時に、スタック化されたモジュールの端子取付け穴に挿入する工程と、
前記複数のセル電圧モニター端子の各セル電圧モニター端子をそれに対応するモジュールの端子取付け穴に押し込む工程と、
を有する燃料電池用セル電圧モニター装置の燃料電池スタックへの取付け方法。
The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) a plurality of cell voltage monitor terminals;
A plurality of conductors, each conductor connected to each cell voltage monitor terminal;
A flexible resin sheet containing the plurality of conductive wires, and
A cell voltage monitoring device for a fuel cell.
(2) The fuel cell cell according to (1), wherein the resin sheet includes a plurality of branch portions independent of each other, a connection portion that connects the plurality of branch portions to each other, and an assembly portion connected to the connection portion. Voltage monitoring device.
(3) The cell voltage monitoring device for a fuel cell according to (2), wherein a root portion of each branch portion of the plurality of branch portions of the resin sheet is constricted.
(4) The cell voltage monitoring device for a fuel cell according to (1), wherein each cell voltage monitoring terminal comprises a banana terminal.
(5) The cell voltage monitoring device for a fuel cell according to (1), wherein a convex portion is formed on one of the cell voltage monitor terminal and the terminal mounting hole of the module, and a concave portion for receiving the convex portion is formed on the other.
(6) The cell voltage monitoring device for a fuel cell according to (1), wherein the cell voltage monitoring terminal is tapered.
(7) The tip of the plurality of cell voltage monitor terminals of the cell voltage monitor device for a fuel cell having a resin sheet containing a plurality of conductive wires connected to the plurality of cell voltage monitor terminals having a tapered tip. At the same time, inserting into the terminal mounting holes of the stacked modules,
Pushing each cell voltage monitor terminal of the plurality of cell voltage monitor terminals into the corresponding terminal mounting hole of the module;
A method for attaching a cell voltage monitoring device for a fuel cell to a fuel cell stack.
上記(1)の燃料電池用セル電圧モニター装置では、複数のセル電圧モニター端子に接続された複数の導線を柔軟性をもつ単一の樹脂シートに内蔵したので、複数端子を同時にセルの端子取付け穴に挿入でき、1本1本挿入する場合に比べて挿入の作業性が向上する。また、剛性のある櫛歯状に支持した場合と異なり、単一の樹脂シートに導線を内蔵した場合は、複数のセル電圧モニター端子のピッチを容易にセルの端子取付け穴に合わせて調整できるため、複数のセル電圧モニター端子の複数のセルの端子取付け穴への挿入作業性が向上し、かつセル電圧モニター端子と取付け穴との接圧も均一化でき、片当たりもなくなる。
上記(2)の燃料電池用セル電圧モニター装置では、樹脂シートが複数の枝部と該複数の枝部を互いに連結する連結部を備えているので、複数のセル電圧モニター端子をまとめて取り扱うことができ、セル電圧モニター端子の、セルの端子取付け穴への挿入の作業性が向上する。
上記(3)の燃料電池用セル電圧モニター装置では、複数の枝部の各枝部の根本部がくびれているので、くびれで枝部が容易に変形でき、セルの端子取付け穴のピッチが変わってもセル電圧モニター端子が容易に追随できる。
上記(4)の燃料電池用セル電圧モニター装置では、各セル電圧モニター端子がばなな端子のため、セル電圧モニター端子の、セルの端子取付け穴との接圧が過大となるのを抑制できる。
上記(5)の燃料電池用セル電圧モニター装置では、凸部が凹部に嵌まることによって端子の抜け外れが防止され、セル電圧モニター端子のセルへの固定が確実となる。
上記(6)の燃料電池用セル電圧モニター装置では、セル電圧モニター端子が先細りとなっているので、セルの端子取付け穴のピッチがばらついても、複数のセル電圧モニター端子の先端をそれぞれのセルの端子取付け穴に容易に挿入することができる。
上記(7)の燃料電池用セル電圧モニター装置の燃料電池スタックへの取付け方法では、セル電圧モニター端子の先細りの端部を複数一度に取付け穴に挿入でき、ついでセル電圧モニター端子を取付け穴に押し込むだけで取付け穴に固定できるので、セル電圧モニター端子のセルへの取付け作業が容易であり、かつ、固定も確実となる。
In the fuel cell cell voltage monitoring device of (1) above, since a plurality of conductors connected to a plurality of cell voltage monitoring terminals are built in a single resin sheet having flexibility, a plurality of terminals are simultaneously attached to the cell terminals. It can be inserted into the hole, and the insertion workability is improved as compared with the case of inserting one by one. In addition, unlike the case where it is supported in a rigid comb-teeth shape, the pitch of multiple cell voltage monitor terminals can be easily adjusted to match the cell terminal mounting holes when a single resin sheet has a built-in conductor. The workability of inserting the plurality of cell voltage monitor terminals into the terminal mounting holes of the plurality of cells is improved, the contact pressure between the cell voltage monitoring terminals and the mounting holes can be made uniform, and no contact occurs.
In the cell voltage monitoring device for a fuel cell according to the above (2), since the resin sheet includes a plurality of branch portions and a connecting portion that connects the plurality of branch portions to each other, a plurality of cell voltage monitor terminals are handled together. This improves the workability of inserting the cell voltage monitor terminal into the terminal mounting hole of the cell.
In the cell voltage monitoring device for a fuel cell of (3) above, since the root part of each branch part is constricted, the branch part can be easily deformed by the constriction, and the pitch of the cell terminal mounting holes is changed. However, the cell voltage monitor terminal can easily follow.
In the cell voltage monitoring device for a fuel cell according to the above (4), each cell voltage monitoring terminal is a bulky terminal. Therefore, it is possible to suppress an excessive contact pressure between the cell voltage monitoring terminal and the terminal mounting hole of the cell.
In the cell voltage monitoring device for a fuel cell according to the above (5), the protruding portion is fitted into the recessed portion to prevent the terminal from coming off and the cell voltage monitoring terminal is securely fixed to the cell.
In the cell voltage monitoring device for a fuel cell of the above (6), since the cell voltage monitoring terminal is tapered, even if the pitch of the cell terminal mounting holes varies, the tip of the plurality of cell voltage monitoring terminals is connected to each cell. It can be easily inserted into the terminal mounting hole.
In the above method (7) of attaching the cell voltage monitoring device for a fuel cell to the fuel cell stack, a plurality of tapered ends of the cell voltage monitoring terminal can be inserted into the mounting hole at one time, and then the cell voltage monitoring terminal is inserted into the mounting hole. Since it can be fixed to the mounting hole simply by pushing it in, the cell voltage monitor terminal can be easily attached to the cell, and the fixing can be ensured.
以下に、本発明の燃料電池用セル電圧モニター装置とその燃料電池スタックへの取付け方法を図1〜図9を参照して説明する。図中、図5は本発明の実施例1を示し、図6は本発明の実施例2を示し、図1〜図4と図7〜図9は本発明の実施例1にも実施例2にも適用可能である。本発明の実施例1、実施例2に共通する部分には、実施例1、実施例2にわたって同じ符号を付してある。
まず、本発明の実施例1、実施例2に共通する部分を、図1〜図5、図7〜図9を参照して説明する。
Below, the cell voltage monitoring apparatus for fuel cells of this invention and the attachment method to the fuel cell stack are demonstrated with reference to FIGS. 5 shows Embodiment 1 of the present invention, FIG. 6 shows
First, parts common to the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 and FIGS. 7 to 9.
本発明の燃料電池用セル電圧モニター装置とその燃料電池スタックへの取付け方法が適用される燃料電池は、たとえば固体高分子電解質型燃料電池10である。該燃料電池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。
図7〜図9に示すように、固体高分子電解質型燃料電池10は、膜−電極アッセンブリ(MEA:Membrane-Electrode Assembly )とセパレータ18との積層体からなる。積層方向は任意である。膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜11と、この電解質膜の一面に配置された触媒層を有する電極(アノード、燃料極)14および電解質膜11の他面に配置された触媒層を有する電極(カソード、空気極)17とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータ18との間には、アノード側、カソード側に、それぞれ、拡散層13、16が設けられる。
膜−電極アッセンブリとセパレータ18を重ねてセル(単セル)19を構成し、少なくとも1つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル20、インシュレータ(電気絶縁体)21、エンドプレート22を配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル積層体の外側でセル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24)、ボルト・ナット25にて固定して、燃料電池スタック23を構成する。
A fuel cell to which the cell voltage monitoring device for a fuel cell of the present invention and the method for attaching the cell voltage monitoring device to the fuel cell stack are applied is, for example, a solid polymer
As shown in FIGS. 7 to 9, the solid polymer
A cell (single cell) 19 is configured by stacking the membrane-electrode assembly and the
MEAを挟む一対のセパレータ18のうち、アノード側のセパレータ18には、MEAに対向する側に、アノード14に燃料ガス(水素)を供給するための燃料ガス流路27が形成され、カソード側のセパレータ18には、MEAに対向する側に、カソード17に酸化ガス(酸素、通常は空気)を供給するための酸化ガス流路28が形成されている。また、セパレータ18のガス流路27、28と反対側の面には冷媒(通常、冷却水)を流すための冷媒流路26が形成される。燃料電池のうちガス流路27、28とMEAの両方が存在する領域が、セル19の発電領域を構成する。
Of the pair of
セル19には、セル積層方向に延びる燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31、冷媒マニホールド29が形成される。燃料ガスマニホールド30は燃料ガス流路27に接続しており、燃料ガス流路27に燃料ガスを供給・排出する。酸化ガスマニホールド31は酸化ガス流路28に接続しており、酸化ガス流路28に酸化ガスを供給・排出する。冷媒マニホールド29は冷媒流路26に接続しており、冷媒流路26に冷媒を供給・排出する。
In the
セル19のMEAを挟んで対向する一対のセパレータ18同士は、セル外周部およびマニホールド29、30、31まわりで、電気絶縁材である接着剤33によりシール接着されている。接着剤33は膜11とその両側のセパレータ18との間もシール接着している。セル19同士は、セル外周部およびマニホールド29、30、31まわりで、ガスケット(ゴムガスケット)32によりシールされている。各セルのシール接着されたセパレータ18同士は、分離はできないが、ガスケット32を挟んで対向する隣接するセルのセパレータ18同士は互いに分離自在である。
The pair of
セパレータ18は、カーボンセパレータ、または導電性樹脂セパレータ、またはメタルセパレータと樹脂フレームとの組み合わせ、あるいはこれらの組み合わせからなる。
図1〜図5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、燃料電池スタック23には、燃料電池用セル電圧モニター装置1が取付けられる。
燃料電池用セル電圧モニター装置1は、複数のセル電圧モニター端子(以下、単にモニター端子という)2と、複数の導線3(該複数の導線3の各導線が各セル電圧モニター端子2に接続される)と、該複数の導線3を内蔵した、柔軟性をもつ樹脂シート4と、を備えている。
モニター端子2は各セルのアノード側セパレータまたはカソード側セパレータに設けられた端子取付け穴5(該穴5はスタック幅より幅狭のテンションプレート24で覆われていない部位のセルのセパレータに設けられる)に挿入されてセルに着脱可能に固定され、樹脂シート4は燃料電池スタック23の上下テンションプレート24の上テンションプレートの上面に固定され、燃料電池スタックごとケーシング6に入れられ、導線3にカップリングにて接続された複数導線を有する配線7にて、ケーシング6外に配置されたPCU(パワーコントロールユニット)8に接続され、モニター端子2の検出信号がPCU8に伝えられる。
The
As shown in FIGS. 1 to 5, a fuel cell cell voltage monitoring device 1 is attached to the
The fuel cell cell voltage monitoring device 1 includes a plurality of cell voltage monitor terminals (hereinafter simply referred to as monitor terminals) 2 and a plurality of conductors 3 (each conductor of the plurality of
The
樹脂シート4はシート状またはフィルム状である。
樹脂シート4は、互いに独立な複数の枝部4aと、複数の枝部4aを互いに連結する連結部4bと、連結部4bに接続された集合部4cとを有する。
各枝部4aには1本づつ導線3が内蔵されており、各枝部4aの連結部4bと反対側の端部にモニター端子2が取り付けられ、各モニター端子2は導線3に電気的に接続されている。各導線3は、互いに独立に(連結部4b、集合部4c内で各導線3は互いに独立)、連結部4b、集合部4cを通って、PCU8に接続している。樹脂シート4は集合部4cにて上テンションプレート24の上面に固定される。
The
The
Each
樹脂シート4の複数の枝部4aの各枝部の根本部4dがくびれており、幅が狭くなっている。樹脂シート4はシート状またはフィルム状のため、枝部4aは柔軟性を有し、シート4の面内方向にも屈曲できるが、根本部4dがくびれているため、根本部4dから先の部分が根本部4dを中心にして首振り変形可能であり、それによって、各モニター端子2はシート4の面内方向に位置を変位でき、セル厚みのばらつきによる端子取付け穴5の位置のばらつきに容易に対応できる。
The base part 4d of each branch part of the plurality of
各モニター端子2は、樹脂シート4の枝部4aに対してシート4の面と直交する方向に延びている。各モニター端子2はバナナ端子(軸方向スリットが端子周方向に複数設けられた端子)からなる。
モニター端子2とセルモジュールのセパレータの端子取付け穴5との一方に凸部9Aが形成され他方に凸部9Aを受け入れる凹部9Bが形成されている。図示例では、凸部9Aがモニター端子2側に設けられ、凹部9Bが端子取付け穴5側に設けられた場合を示したが、これとは逆に凸部9Aが端子取付け穴5側に設けられ、凹部9Bがモニター端子2側に設けられてもよい。 モニター端子2の、端子取付け穴5に挿入される側の端部2aは、が先細りとなっている。
Each
A
本発明の燃料電池用セル電圧モニター装置1の燃料電池スタック23への取付け方法は、先端部2aが先細りの複数のモニター端子2に接続される複数の導線3を内蔵した樹脂製シート4を有する燃料電池用セル電圧モニター装置1の、複数のモニター端子2の先端部2aを、同時に、スタック化されたモジュールの端子取付け穴5に挿入する工程と、複数のモニター端子2の各モニター端子2をそれに対応するモジュールの端子取付け穴5に押し込む工程と、を有する。
各モニター端子2をそれに対応するモジュールの端子取付け穴5に押し込む場合、モニター端子2と端子取付け穴5の一方に設けた凸部9Aが他方に設けた凹部9Bに嵌まるまで押し込む。
The method of attaching the cell voltage monitoring device 1 for a fuel cell of the present invention to the
When each
つぎに、本発明の燃料電池用セル電圧モニター装置1とその燃料電池スタック23への取付け方法の、実施例1と実施例2に共通する部分の作用・効果を説明する。
まず、複数のモニター端子2に接続された複数の導線3を柔軟性をもつ単一の樹脂シート4に内蔵したので、複数端子2を同時にセルの端子取付け穴5に挿入でき、1本1本挿入する場合(たとえば、特開平9−283166号公報の場合)に比べて挿入の作業性が向上する。また、剛性のある櫛歯状に支持した場合(特開2000−124285号公報)と異なり、樹脂シート4に導線3を内蔵した場合は、枝部2aが柔軟性をもつので複数のモニター端子2のピッチを容易にセルの端子取付け穴5に合わせて調整できるため、複数のモニター端子2の複数のセルの端子取付け穴5への挿入作業性が向上する。また、モニター端子2と端子取付け穴5との接圧も均一化でき、片当たりもなくなる。その結果、モニター端子2による電圧検出精度も高くなる。もしも、特開2000−124285号公報のような剛性をもつ櫛歯状プレートに端子を支持した場合、櫛歯状プレートを変形させて端子を端子取付け穴に挿入すると、端子が端子取付け穴の内面に片当たりし、当たらない方の面では接触抵抗が大になって、電圧検出精度が低下する。しかし、本発明では樹脂シート4がほとんど剛性をもたないので、モニター端子2と端子取付け穴5との接圧も均一化できる。
Next, operations and effects of portions common to the first and second embodiments of the cell voltage monitoring device 1 for a fuel cell and the method of attaching the
First, since a plurality of conducting
また、樹脂シート4が複数の枝部4aと該複数の枝部4aを互いに連結する連結部4bを備えているので、複数端子2をまとめて取り扱うことができ、1本1本挿入する場合(たとえば、特開平9−283166号公報の場合)に比べて、端子2の、セルの端子取付け穴5への挿入の作業性が向上する。
In addition, since the
また、樹脂シート4の複数の枝部4aの各枝部4aの根本部4dが(枝部の幅方向に)くびれているので、くびれ4dで枝部4aがシート4の面内方向に容易に変形でき、セルの端子取付け穴5のピッチがセル厚みのばらつきによって変わっても、端子2が容易に追随できる。その結果、端子2を容易に端子取付け穴5に挿入できる。
Further, since the root portion 4d of each
また、各モニター端子2がスリット入りのバナナ端子のため、端子2が半径方向に弾性的に拡縮でき、端子2の、セルの端子取付け穴5との接圧が過大となるのを抑制できる。これによって、カーボンセパレータ18の端子取付け穴5が割れるのを防止できる。また、均一な接圧が得られることによって、電圧検出精度も均一化する。
Moreover, since each
また、凸部9Aが凹部9Bに嵌まることによってモニター端子2を端子取付け穴5に固定する構造としたので、モニター端子2の抜け外れが防止され、各モニター端子2のセルのセパレータ18への固定が確実となる。ただし、強く引き抜くと、凸部9Aが凹部9Bから外れて、モニター端子2を端子取付け穴5から抜くことができ、着脱可能構造となっている。
また、モニター端子2が先細りとなっているので、セルの端子取付け穴5のピッチがばらついても、複数のモニター端子2の先端をそれぞれのセルの端子取付け穴5に容易に挿入することができる。
Moreover, since the
Further, since the
また、本発明の燃料電池用セル電圧モニター装置1の燃料電池スタック23への取付け方法では、モニター端子2の先細りの端部を複数一度に端子取付け穴5に挿入でき、ついでモニター端子2を取付け穴5に押し込むだけで端子取付け穴5に固定できるので、モニター端子2のセルへの取付け作業が容易であり、かつ、固定も確実となる。一度に挿入できるモニター端子の数(複数)は任意である(2個以上、たとえば10個程度でも、全部でも可)。
Further, in the method of attaching the cell voltage monitoring device 1 for a fuel cell of the present invention to the
つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を説明する。
本発明の実施例1では、図5に示すように、モニター端子2が凸部9Aを有し、バナナ端子の軸方向スリットが、モニター端子2の軸方向全長にわたって設けられるのではなく、凸部9A(凸部9Aの軸方向全長)だけに設けられている。凹部9Bは、セパレータ18の端子取付け穴5に設けられている。
凸部9Aにスリットを設けたため、凸部9Aは半径方向に弾性変形できる。その結果、凸部9Aは端子取付け穴5のうち凹部9Bまでの部分(凹部9Bよりは小径の部分)を縮径状態で容易に通りすぎ、したがって、軽い力で挿入でき、凹部9Bに到達することができる。また、凸部9Aが凹部9Bに到達すると凸部9Aが弾性的に拡径して凹部9Bからの抜けを防止するとともに、適正な接圧で凹部9B内面と接触する。その結果、必要な導電性が得られて電圧検出精度も高い。また、過大な力をセパレータ18にかけないので、セパレータ18が欠けることもない。
Next, parts specific to each embodiment of the present invention will be described.
In Example 1 of the present invention, as shown in FIG. 5, the
Since the slit is provided in the
本発明の実施例2では、図6に示すように、モニター端子2が凸部9Aを有し、バナナ端子の軸方向スリットが、モニター端子2の軸方向全長にわたって、設けられている。スリットは、凸部9Aと凸部9A以外の部分との両方に設けられている。凹部9Bは、セパレータ18の端子取付け穴5に設けられている。
バナナ端子の全長にスリットを設けたため、モニター端子2はスリットがある部分の全長にわたって、半径方向に弾性変形できる。その結果、モニター端子2の端子取付け穴5への挿入が実施例1より軽い力で行われる。また、モニター端子2のはスリットのある部分のほぼ全長で端子取付け穴5の内面に接触するようになる。その結果、必要な導電性が得られて電圧検出精度も高い。また、過大な力をセパレータ18にかけないので、セパレータ18が欠けることもない。
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the
Since the slit is provided in the entire length of the banana terminal, the
1 燃料電池用セル電圧モニター装置
2 セル電圧モニター端子
2a 端部
3 導線
4 樹脂シート
4a 枝部
4b 連結部
4c 集合部
5 端子取付け穴
6 ケーシング
7 配線
8 PCU
9A 凸部
9B 凹部
10 (固体高分子電解質型)燃料電池
11 電解質膜
13、16 拡散層
14 電極(アノード、燃料極)
17 電極(カソード、空気極)
18 セパレータ
19 セル
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 締結部材(テンションプレート)
25 ボルト
26 冷媒流路(冷却水流路)
27 燃料ガス流路
28 酸化ガス流路
29 冷媒マニホールド(冷却水マニホールド)
30 燃料ガスマニホールド
31 酸化ガスマニホールド
32 ガスケット
33 接着剤(接着剤層)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell
17 electrodes (cathode, air electrode)
18
25
27
30
Claims (7)
各導線が各セル電圧モニター端子に接続された複数の導線と、
前記複数の導線を内蔵した、柔軟性をもつ樹脂シートと、
を備えた燃料電池用セル電圧モニター装置。 A plurality of cell voltage monitor terminals;
A plurality of conductors, each conductor connected to each cell voltage monitor terminal;
A flexible resin sheet containing the plurality of conductive wires, and
A cell voltage monitoring device for a fuel cell.
前記複数のセル電圧モニター端子の各セル電圧モニター端子をそれに対応するモジュールの端子取付け穴に押し込む工程と、
を有する燃料電池用セル電圧モニター装置の燃料電池スタックへの取付け方法。 Stacking the tip portions of the plurality of cell voltage monitor terminals simultaneously in a cell voltage monitor device for a fuel cell having a resin sheet containing a plurality of conductive wires connected to the plurality of cell voltage monitor terminals having a tapered tip portion Inserting into the terminal mounting hole of the module made into
Pushing each cell voltage monitor terminal of the plurality of cell voltage monitor terminals into the corresponding terminal mounting hole of the module;
A method for attaching a cell voltage monitoring device for a fuel cell to a fuel cell stack.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004104487A JP2005293924A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Cell voltage monitoring device for fuel cell and its mounting method to fuel cell stack |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008139683A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Panasonic Corporation | Polyelectrolyte-type fuel cell and voltage measurement method of cell in the same |
| KR100985842B1 (en) * | 2006-03-07 | 2010-10-08 | 도요타 지도샤(주) | Fuel cell |
| KR101173299B1 (en) * | 2010-11-16 | 2012-08-10 | 한국에너지기술연구원 | Apparatus for measuring voltage of fuel cell stack |
| CN111896791A (en) * | 2020-06-23 | 2020-11-06 | 超威电源集团有限公司 | Plate grid voltage distribution testing device and method |
| CN113328114A (en) * | 2021-08-03 | 2021-08-31 | 爱德曼氢能源装备有限公司 | Metal bipolar plate of inspection wiring structure for fuel cell |
| CN114566691A (en) * | 2022-02-14 | 2022-05-31 | 广东国鸿氢能科技有限公司 | Connection structure of galvanic pile and fuel cell CVM controller and galvanic pile assembly |
-
2004
- 2004-03-31 JP JP2004104487A patent/JP2005293924A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100985842B1 (en) * | 2006-03-07 | 2010-10-08 | 도요타 지도샤(주) | Fuel cell |
| US8741498B2 (en) | 2006-03-07 | 2014-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| WO2008139683A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Panasonic Corporation | Polyelectrolyte-type fuel cell and voltage measurement method of cell in the same |
| JP5010680B2 (en) * | 2007-05-08 | 2012-08-29 | パナソニック株式会社 | POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL AND METHOD OF MEASURING CELL VOLTAGE IN POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL |
| US8512903B2 (en) | 2007-05-08 | 2013-08-20 | Panasonic Corporation | Polymer electrolyte fuel cell and method for measuring voltages of cells in polymer electrolyte fuel cell |
| KR101173299B1 (en) * | 2010-11-16 | 2012-08-10 | 한국에너지기술연구원 | Apparatus for measuring voltage of fuel cell stack |
| CN111896791A (en) * | 2020-06-23 | 2020-11-06 | 超威电源集团有限公司 | Plate grid voltage distribution testing device and method |
| CN113328114A (en) * | 2021-08-03 | 2021-08-31 | 爱德曼氢能源装备有限公司 | Metal bipolar plate of inspection wiring structure for fuel cell |
| CN113328114B (en) * | 2021-08-03 | 2021-10-26 | 爱德曼氢能源装备有限公司 | Metal bipolar plate of inspection wiring structure for fuel cell |
| CN114566691A (en) * | 2022-02-14 | 2022-05-31 | 广东国鸿氢能科技有限公司 | Connection structure of galvanic pile and fuel cell CVM controller and galvanic pile assembly |
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