JP3674921B2

JP3674921B2 - Fuel cell

Info

Publication number: JP3674921B2
Application number: JP2002291619A
Authority: JP
Inventors: 敏明有吉; 謙高橋; 雅彦佐藤; 裕也佐藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP2004127775A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関し、特に、その各セルの電圧測定に用いる端子やコネクタの配設構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体高分子電解質膜を挟んでアノード側電極とカソード側電極とを対設したセル（単セル）を、良好な導電性を有する金属やカーボン製のセパレータにより挟持して複数積層することにより構成された燃料電池が知られている。燃料電池においては、アノード側電極に供給された燃料ガスは、触媒電極上でイオン化され、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソード側電極へと移動する。その間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。こうした電気エネルギを取り出し続けるには、各セルが良好に機能している必要がある。
【０００３】
このような燃料電池の運転時において各セルが正常な状態にあるかどうかを知るために、各セルを挟持するセパレータ間の電圧測定を行っている。この電圧測定は、一般的に複数のセパレータに形成される端子にそれぞれコネクタを差し込むことにより行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３９８２８号公報（第３頁、第８，９図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電圧測定においてセパレータの枚数が多くなると各端子に差し込むべきコネクタの数も多くなるので、このコネクタを取り付ける作業の作業性が悪くなる問題があった。この問題に対してコネクタを取り付ける作業を簡易化するために複数のコネクタを一体にすることが考えられるが、コネクタを一体にすると、そのモジュール全体が重くなり、作業性が悪くなる問題があった。また、この問題に対して複数のコネクタを一体に構成したものをいくつかのモジュールに分割し、これらを一塊の各端子群に取り付けることが考えられるが、隣り合うモジュール同士の肉厚を考慮してセパレータ間を広げる必要があり、燃料電池全体が大型化する問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、コネクタ接続の作業性が良好となり、かつコンパクト化に寄与することができる燃料電池を提供することにある。
【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は、複数のセパレータが積層され、その各セパレータの一端面から延在する端子を備えた燃料電池であって、前記複数のセパレータに設けられる端子を複数の端子群に分け、これらの端子群を前記一端面の一方側と他方側とに交互に配設し、前記一つの端子群の各端子に対し接続されるコネクタを一体に有するコネクタ部と、このコネクタ部よりも小さい幅で形成される本体部とを有しつつ互いに同一形状で形成された複数のコネクタモジュールを、前記一端面側で相互に反転するように配設したことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、各端子群に対応する大きさのコネクタモジュールを各端子群に接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。また、コネクタモジュールが相互に反転して配設されるので、各端子を囲むように形成されるコネクタ部同士が一端面の一方と他方とに交互に配設されることになり、これらが干渉することがなくなる。一方、本体部同士もこのコネクタ部よりも小さい幅で形成されるので干渉することがない。そのため、この干渉を防止するためにセパレータ間を広げる必要がなくなり、燃料電池全体をコンパクトにすることができる。さらに、コネクタモジュールが同一形状で形成されるので、部品の共通化を図ることができ、その分コストを低くすることができる。また、各端子が各セパレータの一端面側に設けられるので、この一端面側のみからコネクタモジュールを差し込めるので、そのアクセスを容易にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る燃料電池の詳細について説明する。
参照する図面において、図１は本発明に係る燃料電池を示す分解斜視図、図２は図１の燃料電池に取り付けられたコネクタモジュールの配置を示す平面図である。
【００１０】
図１に示すように、燃料電池ＦＣは、図示しない単セルがセパレータ１で挟持されて複数積層されるとともに、これらが燃料電池ボックスＢに収納されて構成されている。また、この燃料電池ＦＣは、隣り合うセパレータ１間の電圧を測定するためのコネクタモジュール２を備えている。
【００１１】
セパレータ１には、その上面（一端面）１１に上方（外側）に向かって延在する端子１２が形成されている。複数のセパレータ１に形成される複数の端子１２は、これらのセパレータ１が積層された状態において、所定個数の端子１２を一塊とした複数の端子群１２Ａに分けられている。そして、この端子群１２Ａは、セパレータ１の上面１１の一方側と他方側とに交互に配設されている。また、この端子群１２Ａを構成する端子１２は、それぞれ隣り合うもの同士が外側と内側とに交互にずらされて配設されている。また、これら複数のセパレータ１のうち所定位置に配設されるセパレータ３（図２参照）には、その上面１１の両端に上方に向かって延在する端子１２，１２が形成されている。
【００１２】
コネクタモジュール２は、端子群１２Ａの各端子１２に接続されるコネクタ（図示せず）を一体に有するコネクタ部２１と、このコネクタ部２１よりも小さい幅で形成される本体部２２とを有している。具体的に、このコネクタ部２１の一部（突出部２１ａ）が本体部２２の片側から突出するように形成されることで、コネクタモジュール２全体が平面視において略Ｌ字状の形状となっている。また、本体部２２内には、コネクタ部２１の各コネクタから検出された各セパレータ１間の電圧を測定する回路基板（図示せず）が設けられ、この回路基板で測定された電圧値がハーネスＨを介してその電圧値を表示する表示装置（図示せず）に出力される。そして、このように形成されるコネクタモジュール２を端子群１２Ａに対応する数だけ設け、これらの同一形状のコネクタモジュール２を各セパレータ１の上面１１で形成される平面において相互に反転するように配設している。
【００１３】
より詳細に説明すると、図２に示すように、コネクタモジュール２は、その突出部２１ａが隣接するコネクタモジュール２の突出部２１ａとセパレータ１の積層方向において互いに逆方向を向くように配設されている。言い換えると、複数のコネクタモジュール２のうち突出部２１ａが隣接するコネクタモジュール２の突出部２１ａとセパレータ１の長手方向において重なるように配設されたものを一組として、その組がセパレータ１の積層方向に複数組設けられている。そして、この一組のコネクタモジュール２，２の突出部２１ａ，２１ａは所定位置に配設されたセパレータ３の上面１１上に配設され、それらの内部に設けられるコネクタがこのセパレータ３の両端に形成される二つの端子１２，１２に接続されている。言い換えると、このセパレータ３は、この突出部２１ａ，２１ａが重なる位置に配設されることとなる。また、この一組のコネクタモジュール２，２は、それぞれ端子群１２Ａ，１２Ａに接続したときにその一方の突出部２１ａと他方の本体部２２とが干渉しない程度にその長手方向の大きさが形成されている。
【００１４】
ここで、本実施形態においてセパレータ３に二つの端子１２，１２を設けているのは、このセパレータ３と両隣のセパレータ１，１との間の各電圧を測定するためである。すなわち、これら二つの端子１２，１２のうち一つを一方側の端子群１２Ａに入れ、残りの一つを他方側の端子群１２Ａに入れると、セパレータ３とその両隣のセパレータ１，１との間の各電圧がそれぞれ二つのコネクタモジュール２，２の各回路基板により測定されることとなる。
【００１５】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
（１）各端子群１２Ａに対応する大きさのコネクタモジュール２を各端子群１２Ａに接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。
（２）隣接するコネクタモジュール２，２が相互に反転して配設されるので、各端子１２を囲むように形成されるコネクタ部２１同士が干渉することがなく、このコネクタ部２１よりも小さい幅で形成される本体部同士も干渉することがない。そのため、この干渉を防止するためにセパレータ１間を広げる必要がなくなり、燃料電池ＦＣ全体をコンパクトにすることができる。
【００１６】
（３）コネクタモジュール２が同一形状で形成されるので、部品の共通化を図ることができ、その分コストを低くすることができる。
（４）各端子１２が各セパレータ１の上面１１に設けられるので、上方のみからコネクタモジュール２を差し込めるので、そのアクセスを容易にすることができる。
（５）各端子１２が交互にずらされて配設されるので、隣接する端子１２同士の電気的なショートを確実に防止することができ、また、各端子１２に接続するコネクタ同士の肉厚を十分確保することができる。
【００１７】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、各コネクタモジュール２の本体部２２内に設けた回路基板によりセパレータ１間の各電圧を測定することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、本体部２２内に回路基板を設けずに、複数のコネクタモジュール２の各コネクタを一つの電圧測定装置にハーネスＨを介して接続し、その各電圧をこの電圧測定装置でまとめて測定してもよい。この場合、各セパレータ１の電位がまとめて入力された電圧測定装置により各セパレータ１間の電圧が測定されるので、突出部２１ａ，２１ａが重なる位置に配設されるセパレータ３に二つの端子１２，１２を設ける必要がなくなる。そのため、セパレータ１として端子１２が外側にあるタイプと内側にあるタイプの二種類だけ用意すればよいので、セパレータ１の製造コストを低くすることができる。
【００１８】
本実施形態では、コネクタモジュール２をその平面視が略Ｌ字状となるように形成したが、本発明はこれに限定されず、本体部２２がコネクタ部２１よりも小さい幅で形成されていればどのような形状であってもよい。たとえば、コネクタ部２１を本体部２２の両側から突出するように形成して、このコネクタモジュール２全体が平面視において略Ｔ字状の形状になるようにしてもよい。ただし、この場合、燃料電池ＦＣの両端に配設するコネクタモジュール２はＬ字状にすることが小型化の観点から望ましいため、両端にＬ字状のタイプが配設され、その間にＴ字状のタイプが配設されることとなる。そのため、この場合ではコネクタモジュール２としてＴ字状とＬ字状の二種類も用意しなければならないので、製造コストを低くするためには、本実施形態のようにＬ字状のタイプのみで構成するほうが望ましい。
【００１９】
なお、セパレータ１の積層枚数、端子群１２Ａの数、端子群１２Ａを構成する端子１２の数、またはコネクタモジュール２の材料等は、適宜に変更可能であることは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、コネクタモジュールを各端子群に接続すればよいので、コネクタ接続の作業性を良好にすることができる。また、コネクタモジュールが相互に反転して配設されるので、コネクタ部同士が干渉することがなく、燃料電池全体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料電池を示す分解斜視図である。
【図２】図１の燃料電池に取り付けられたコネクタモジュールの配置を示す平面図である。
【符号の説明】
ＦＣ燃料電池
１，３セパレータ
１１上面（一端面）
１２端子
１２Ａ端子群
２コネクタモジュール
２１コネクタ部
２１ａ突出部
２２本体部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to an arrangement structure of terminals and connectors used for voltage measurement of each cell.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, by laminating a plurality of cells (single cells) in which an anode side electrode and a cathode side electrode are opposed to each other with a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between separators made of metal or carbon having good conductivity Constructed fuel cells are known. In the fuel cell, the fuel gas supplied to the anode side electrode is ionized on the catalyst electrode, and moves to the cathode side electrode through the solid polymer electrolyte membrane appropriately humidified. Electrons generated in the meantime are taken out to an external circuit and used as direct current electric energy. In order to continue to extract such electric energy, each cell needs to function well.
[0003]
In order to know whether or not each cell is in a normal state during the operation of such a fuel cell, voltage measurement between separators sandwiching each cell is performed. This voltage measurement is generally performed by inserting connectors into terminals formed on a plurality of separators (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-339828 (page 3, FIGS. 8, 9)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional voltage measurement, when the number of separators increases, the number of connectors to be inserted into each terminal also increases, so that there is a problem that workability of attaching this connector is deteriorated. In order to simplify the task of attaching the connector to this problem, it is conceivable to integrate a plurality of connectors. However, if the connectors are integrated, the entire module becomes heavy and the workability deteriorates. . In order to solve this problem, it is conceivable to divide a plurality of connectors into one module and attach them to a group of terminals. Considering the thickness of adjacent modules, Therefore, there is a problem that the entire fuel cell is enlarged.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell that has good connector connection workability and can contribute to downsizing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that has solved the above problems is a fuel cell comprising a plurality of separators stacked and terminals extending from one end face of each separator, wherein the terminals provided in the plurality of separators are grouped into a plurality of terminal groups. A connector portion having these terminals grouped alternately on one side and the other side of the one end surface, and having a connector integrally connected to each terminal of the one terminal group; A plurality of connector modules having the same shape while having a main body portion formed with a small width are arranged so as to be inverted from each other on the one end face side.
[0008]
According to the present invention, the connector module having a size corresponding to each terminal group may be connected to each terminal group, so that the workability of connector connection can be improved. In addition, since the connector modules are disposed so as to be reversed with each other, the connector portions formed so as to surround each terminal are alternately disposed on one end surface and the other, which interfere with each other. There is no longer to do. On the other hand, the main body portions are also formed with a width smaller than that of the connector portion, and therefore do not interfere with each other. Therefore, it is not necessary to widen the separators in order to prevent this interference, and the entire fuel cell can be made compact. Furthermore, since the connector modules are formed in the same shape, the parts can be shared, and the cost can be reduced accordingly. Further, since each terminal is provided on one end face side of each separator, the connector module can be inserted only from this one end face side, so that the access can be facilitated.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the details of the fuel cell according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings to be referred to, FIG. 1 is an exploded perspective view showing a fuel cell according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of connector modules attached to the fuel cell of FIG.
[0010]
As shown in FIG. 1, the fuel cell FC is configured by stacking a plurality of single cells (not shown) sandwiched between separators 1 and storing them in a fuel cell box B. Further, the fuel cell FC includes a connector module 2 for measuring a voltage between adjacent separators 1.
[0011]
The separator 1 is formed with a terminal 12 extending upward (outside) on an upper surface (one end surface) 11 thereof. The plurality of terminals 12 formed on the plurality of separators 1 are divided into a plurality of terminal groups 12A in which a predetermined number of terminals 12 are bundled together in a state where these separators 1 are stacked. The terminal groups 12 </ b> A are alternately arranged on one side and the other side of the upper surface 11 of the separator 1. Further, the terminals 12 constituting the terminal group 12A are arranged such that adjacent ones are alternately shifted to the outside and the inside. Further, the separator 3 (see FIG. 2) disposed at a predetermined position among the plurality of separators 1 is formed with terminals 12 and 12 extending upward at both ends of the upper surface 11 thereof.
[0012]
The connector module 2 includes a connector portion 21 that integrally includes connectors (not shown) connected to the respective terminals 12 of the terminal group 12 </ b> A, and a main body portion 22 that is formed with a smaller width than the connector portion 21. ing. Specifically, a part of the connector part 21 (projecting part 21a) is formed so as to project from one side of the main body part 22, so that the entire connector module 2 has a substantially L-shaped shape in plan view. Yes. Further, a circuit board (not shown) for measuring a voltage between the separators 1 detected from each connector of the connector part 21 is provided in the main body part 22, and the voltage value measured on the circuit board is a harness value. The voltage value is output via H to a display device (not shown). Then, the connector modules 2 formed in this way are provided in a number corresponding to the terminal group 12A, and the connector modules 2 having the same shape are arranged so as to be mutually inverted on the plane formed by the upper surface 11 of each separator 1. Has been established.
[0013]
More specifically, as shown in FIG. 2, the connector module 2 is disposed such that the protruding portion 21 a faces opposite directions in the stacking direction of the protruding portion 21 a of the adjacent connector module 2 and the separator 1. Yes. In other words, among the plurality of connector modules 2, the protrusions 21 a arranged so as to overlap with the protrusions 21 a of the adjacent connector modules 2 in the longitudinal direction of the separator 1, and the set is a stack of the separators 1. A plurality of sets are provided in the direction. The protrusions 21 a and 21 a of the pair of connector modules 2 and 2 are disposed on the upper surface 11 of the separator 3 disposed at a predetermined position, and the connectors provided inside these are disposed at both ends of the separator 3. It is connected to the two terminals 12 and 12 to be formed. In other words, the separator 3 is disposed at a position where the protrusions 21a and 21a overlap. Further, the pair of connector modules 2 and 2 are formed in a size in the longitudinal direction so that the one projecting portion 21a and the other main body portion 22 do not interfere when connected to the terminal groups 12A and 12A, respectively. Has been.
[0014]
Here, the reason why the two terminals 12 and 12 are provided in the separator 3 in this embodiment is to measure each voltage between the separator 3 and the separators 1 and 1 on both sides. That is, when one of these two terminals 12 and 12 is put into the terminal group 12A on one side and the remaining one is put into the terminal group 12A on the other side, the separator 3 and the separators 1 and 1 on both sides thereof are connected. Each voltage between them is measured by each circuit board of the two connector modules 2 and 2, respectively.
[0015]
According to the above, the following effects can be obtained in the present embodiment.
(1) Since the connector module 2 having a size corresponding to each terminal group 12A may be connected to each terminal group 12A, workability of connector connection can be improved.
(2) Since the adjacent connector modules 2 and 2 are disposed so as to be reversed to each other, the connector portions 21 formed so as to surround each terminal 12 do not interfere with each other and are smaller than the connector portion 21. The main body portions formed with the width do not interfere with each other. Therefore, it is not necessary to widen between the separators 1 to prevent this interference, and the entire fuel cell FC can be made compact.
[0016]
(3) Since the connector module 2 is formed in the same shape, the parts can be shared, and the cost can be reduced accordingly.
(4) Since each terminal 12 is provided on the upper surface 11 of each separator 1, the connector module 2 can be inserted only from above, so that the access can be facilitated.
(5) Since the terminals 12 are alternately shifted, the electrical short circuit between the adjacent terminals 12 can be surely prevented, and the thickness of the connectors connected to the terminals 12 can be prevented. Can be secured sufficiently.
[0017]
As mentioned above, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
In the present embodiment, each voltage between the separators 1 is measured by the circuit board provided in the main body portion 22 of each connector module 2, but the present invention is not limited to this. For example, without providing a circuit board in the main body 22, each connector of the plurality of connector modules 2 is connected to one voltage measuring device via a harness H, and the respective voltages are collectively measured by this voltage measuring device. May be. In this case, since the voltage between the separators 1 is measured by the voltage measuring device to which the potentials of the separators 1 are collectively input, the two terminals 12 are connected to the separator 3 disposed at the position where the protruding portions 21a and 21a overlap. , 12 need not be provided. Therefore, since it is sufficient to prepare only two types of separators 1, the type having terminals 12 on the outside and the type having terminals 12 on the inside, the manufacturing cost of the separator 1 can be reduced.
[0018]
In the present embodiment, the connector module 2 is formed so that its plan view is substantially L-shaped, but the present invention is not limited to this, and the main body portion 22 is formed with a width smaller than the connector portion 21. Any shape may be used. For example, the connector part 21 may be formed so as to protrude from both sides of the main body part 22 so that the entire connector module 2 has a substantially T-shape in plan view. However, in this case, since it is desirable to make the connector modules 2 disposed at both ends of the fuel cell FC L-shaped from the viewpoint of miniaturization, an L-shaped type is disposed at both ends, and a T-shape is interposed therebetween. This type will be arranged. Therefore, in this case, two types of T-shaped and L-shaped must be prepared as the connector module 2, and therefore, in order to reduce the manufacturing cost, it is configured only by the L-shaped type as in this embodiment. It is better to do this.
[0019]
Needless to say, the number of separators 1 stacked, the number of terminal groups 12A, the number of terminals 12 constituting the terminal group 12A, the material of the connector module 2, and the like can be changed as appropriate.
[0020]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the connector module may be connected to each terminal group, workability of connector connection can be improved. In addition, since the connector modules are disposed so as to be reversed, the connector portions do not interfere with each other, and the entire fuel cell can be made compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a fuel cell according to the present invention.
2 is a plan view showing an arrangement of connector modules attached to the fuel cell of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
FC Fuel cell 1, 3 Separator 11 Upper surface (one end surface)
12 terminal 12A terminal group 2 connector module 21 connector part 21a protrusion part 22 body part

Claims

A fuel cell comprising a plurality of separators and a terminal extending from one end face of each separator,
The terminals provided in the plurality of separators are divided into a plurality of terminal groups, and these terminal groups are alternately arranged on one side and the other side of the one end surface,
A plurality of connectors having the same shape while having a connector portion integrally having a connector connected to each terminal of the one terminal group and a main body portion formed with a width smaller than the connector portion. A fuel cell, wherein the modules are arranged so as to be inverted from each other on the one end face side.