JP5272334B2 - Connection structure of cell voltage detection connector in fuel cell stack - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造に関するものである。 The present invention relates to a connection structure of a cell voltage detection connector in a fuel cell stack.
従来から複数の燃料電池セルを積層して構成された燃料電池スタックにおいて、各燃料電池セルで正常な発電がなさ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うために、燃料電池セルのセパレータにセル電圧検出コネクタを接続してセル電圧がモニタされている(特許文献1参照)。 In a conventional fuel cell stack configured by stacking a plurality of fuel cells, in order to confirm that normal power generation is performed in each fuel cell and to control the flow rate of the reaction gas based on the cell voltage In addition, a cell voltage detection connector is connected to the separator of the fuel cell, and the cell voltage is monitored (see Patent Document 1).
このセル電圧検出コネクタは、セルピッチが狭い場合にもモニタ可能とするために、一対の端子のうちの一方の端子を、燃料電池のセルの一方の極となるセパレータにコンタクトさせ、他方の端子を、隣接する燃料電池セルの、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ることで、端子間の間隔を拡げるようにしている。
しかしながら、上記従来例では、セル電圧検出コネクタの夫々の端子が、セル積層方向の両面から、互いに隣接する燃料電池セルの同極のセパレータを挟み込むことで電気的に接続される構造のため、隣接する燃料電池セル間の距離(セルピッチ)が狭い場合には、隣接する端子同士が干渉して、接続できないという虞があった。 However, in the above conventional example, each terminal of the cell voltage detection connector is electrically connected from both sides in the cell stacking direction by sandwiching the same polarity separators of the adjacent fuel cells, so that When the distance (cell pitch) between the fuel cells to be operated is narrow, there is a possibility that adjacent terminals interfere with each other and cannot be connected.
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、セルピッチが狭い場合にも端子同士を干渉させることなく接続するに好適な燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a connection structure of a cell voltage detection connector in a fuel cell stack suitable for connection without interfering terminals even when the cell pitch is narrow. Objective.
本発明は、セル電圧検出部を、金属製のセパレータをその周縁から外周方向に突出させて突起部を形成し、当該突起部を切り起して、燃料電池スタックの積層方向と交差する方向に離間した位置から互いに接近方向に突出させて設けた一対のリード部と、当該一対のリード部の先端側を燃料電池スタックの積層方向に折曲げて互いが対向するよう形成され、少なくとも一方が他方に対して接近離反方向に弾性のある一対の接触片と、により形成し、検出コネクタは、前記一対の接触片を押し開くようにその接触片間に挿入されて電気的に接続されるよう構成した。 In the present invention, the cell voltage detector is formed in a direction that intersects with the stacking direction of the fuel cell stack by forming a protrusion by projecting a metal separator from the peripheral edge of the cell voltage detection section. A pair of lead portions that are provided to project from each other in the approaching direction from a separated position, and the tip ends of the pair of lead portions are bent in the stacking direction of the fuel cell stack so as to face each other, at least one being the other And a pair of contact pieces that are elastic in the approaching / separating direction, and the detection connector is configured to be inserted and electrically connected between the contact pieces so as to push open the pair of contact pieces. did.
したがって、本発明では、セル電圧検出部を、金属製のセパレータをその周縁から外周方向に突出させて突起部を形成し、当該突起部を切り起して、燃料電池スタックの積層方向と交差する方向に離間した位置から互いに接近方向に突出させて設けた一対のリード部と、当該一対のリード部の先端側を燃料電池スタックの積層方向に折曲げて互いが対向するよう形成され、少なくとも一方が他方に対して接近離反方向に弾性のある一対の接触片と、により形成した。即ち、セル電圧検出部はセパレータと一体となっているため、各セパレータをMEAと交互に積層して燃料電池スタックとして組立てた状態では、燃料電池スタックの積層方向の側方において、燃料電池セル毎に突出して一列に等ピッチ(セルピッチ)で整列して配列させることができる。
また、燃料電池セルのセパレータ側に弾性手段による検出コネクタを保持する構造を備えているため、燃料電池セルの積層幅内で検出コネクタを保持でき、セルピッチが狭い場合でも検出コネクタを接続できる。
さらに、セル電圧検出部は、リード部により弾性のある接触片を支持する構成であるため、接触片の検出コネクタに対する追従性をより一層高めることができ、燃料電池スタックとして積層されたセパレータの積層方向と直交する方向へのズレが生じたとしても、両者間の電気的な接続状態を良好にできる。
しかも、セル電圧検出部は、何れも、セパレータとなる素材板金に対してガス流路等を形成するプレス成型工程時にセル電圧の検出端子として、金属製のセパレータを切起こして一体として成形できるため、大幅な成型工数および成型工程の増加を伴うことなく成型でき、成型コストの上昇を伴わずに製造することができる。
Therefore, in the present invention, the cell voltage detector is made to protrude from the peripheral edge of the metal separator in the outer peripheral direction to form a protrusion, and the protrusion is cut out to intersect the stacking direction of the fuel cell stack. A pair of lead portions provided so as to protrude in the approaching direction from positions spaced apart in the direction, and the tip ends of the pair of lead portions are bent in the stacking direction of the fuel cell stack so as to face each other, at least one of them there was formed by a pair of contact pieces with elastic in the approaching direction apart from the other. That is, since the cell voltage detection unit is integrated with the separator, each separator is alternately stacked with the MEA and assembled as a fuel cell stack. And can be arranged in a line at an equal pitch (cell pitch).
Further, since having a structure for holding a detection connector the separator of the fuel cell by the elastic means, to hold the detecting connector in stacking width of the fuel cell, it can be connected to detection connector even if the cell pitch is narrow.
Furthermore, since the cell voltage detection unit is configured to support the elastic contact piece by the lead portion, the followability of the contact piece to the detection connector can be further enhanced, and the stack of separators stacked as a fuel cell stack Even if a shift in a direction orthogonal to the direction occurs, the electrical connection between the two can be made favorable.
In addition, since the cell voltage detection unit can be integrally formed by cutting and raising a metal separator as a cell voltage detection terminal during the press molding process for forming a gas flow path or the like for the material sheet metal to be the separator. Thus, molding can be performed without significantly increasing the number of molding steps and molding processes, and manufacturing can be performed without increasing the molding cost.
以下、本発明の燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造の一実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。図1〜図9は、本発明を適用した燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造の第1実施形態を示し、図1は燃料電池スタックの斜視図、図2は燃料電池スタックを構成する燃料電池セルおよびエンドプレートの分解斜視図、図3はカソードセパレータの背面図、図4は燃料電池セルの断面図、図5および図6はセル電圧検出用端子の斜視図、図7はセル電圧検出用端子の正面図、図8はセル電圧検出コネクタの四面図、図9はセル電圧検出コネクタの斜視図である。 Hereinafter, an embodiment of a connection structure of a cell voltage detection connector in a fuel cell stack of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9 show a first embodiment of a connection structure of a cell voltage detection connector in a fuel cell stack to which the present invention is applied, FIG. 1 is a perspective view of the fuel cell stack, and FIG. 2 constitutes the fuel cell stack. FIG. 3 is a rear view of the cathode separator, FIG. 4 is a sectional view of the fuel cell, FIGS. 5 and 6 are perspective views of the cell voltage detection terminals, and FIG. 7 is a cell voltage. FIG. 8 is a front view of the detection terminal, FIG. 8 is a four-side view of the cell voltage detection connector, and FIG. 9 is a perspective view of the cell voltage detection connector.
図1において、燃料電池スタック1は、複数の燃料電池セル2を積層して構成したセル積層体3の積層端の外側に、集電板4および絶縁層5、さらにその外側に、エンドプレート6をこの順に積層配置して構成している。前記両エンドプレート6同士は各四隅においてテンションプレート7が架け渡され、これらテンションプレート7の端部が各々エンドプレート6にボルト7Aにより固定されることにより、燃料電池セル2のセル積層体3の積層方向に所定の圧縮力(締結荷重)を加えるようにしている。
In FIG. 1, a fuel cell stack 1 includes a current collector plate 4 and an
前記燃料電池セル2は、図2および図4に示すように、イオン交換膜からなる電解質膜8A及びこれを両面から挟んだ一対の電極触媒層8Bからなる膜・電極接合体8(以下では「MEA」という)と、このMEA8を外側から挟持する一対のセパレータ9,10と、で構成されている。一対のセパレータ9,10は、例えば金属を基材とする導電体で形成される。前記一対のセパレータ9,10の一方を構成するアノードセパレータ9は、MEA8と隣接して積層される板面にMEA8の対応する電極触媒層8Bに水素ガス等のアノードガスを供給するためのガス流路9Aを備える。また、他方を構成するカソードセパレータ10は、MEA8と隣接して積層される板面(図中の背面側)に、図3にも示すように、MEA8の対応する電極触媒層8Bに空気等のカソードガスを供給するためのガス流路10Aを備えると共に、MEA8と対面しない側(図2中の正面側)に、隣接して積層される隣の燃料電池セル2のアノードセパレータ9の背面側との間に燃料電池冷却用の冷媒(冷却水等)を流すための冷媒流路10Bを備える。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
各電極触媒層8Bに供給されたカソードガス及びアノードガスは、燃料電池セル2のMEA8内において電気化学反応を生じさせて起電力を発生させる。また、前記電気化学反応は発熱反応であり、前記カソードセパレータ10のMEA8と対面しない側の冷媒流路10Bに燃料電池冷却用の冷媒(冷却水等)を流すことにより冷却する。
The cathode gas and anode gas supplied to each
また、前記各燃料電池セル2を構成するMEA8、アノードセパレータ9およびカソードセパレータ10には、前記(アノードガス用およびカソードガス用)ガス流路9A,10Aおよび冷媒流路10Bの入口および出口に夫々独立して連通するマニホールド形成用の貫通穴11A〜16Aが形成されている。また、燃料電池スタック1を構成する図示しない集電板4および絶縁層5、および一方に配置したエンドプレート6にも、同様に、前記(アノードガス用およびカソードガス用)ガス流路および冷媒流路10Bの入口および出口に夫々独立して連通するマニホールド形成用の貫通穴11B〜16Cが形成されている。そして、これらが、燃料電池スタック1として積層された際には、これら貫通穴11A〜16Aおよび11B〜16Bが重ね合わせられて、アノードガス流通用の入口マニホールド11および出口マニホールド14、カソードガス流通用の入口マニホールド13および出口マニホールド16、及び冷媒流通用の入口マニホールド12および出口マニホールド15がセル積層方向に貫通形成される。これらマニホールド11〜16は各セパレータ9,10およびMEA8に貫通穴11A〜16Aを設けてこれを積層した際にマニホールド11〜16とする内部マニホールド方式としている。
Further, the MEA 8, the
前記一方のエンドプレート6には、前記各マニホールド11〜16の開放端に連ねて、図1に示すように、夫々導入管11C〜13Cおよび排出管14C〜16Cが配置され、これらの導入管11C〜13Cを通じて対応する入口マニホールド11〜13に燃料ガス(アノードガス)、酸化剤ガス(カソードガス)および冷媒(冷却水)を導入し、各出口マニホールド14〜16から対応する排出管14C〜16Cを通じて燃料電池セル2で反応に消費されなかった燃料ガス(アノードガス)、酸化剤ガス(カソードガス)および冷媒(冷却水)を排出するようにしている。
As shown in FIG. 1, the one
以上の構成からなる燃料電池スタック1において、図5に示すように、一対のセパレータ9,10の周縁から外周方向に突出させて、セル電圧を検出するための突起部20が夫々形成されている。前記突起部20は、互いに接近方向に突出させた一対のリブ21の先端面同士を接触させて接合させることにより、突起部20の曲げ方向の剛性が確保される構成とし、前記リブ21同士の間の部分が互いに離間されるようにしている。
In the fuel cell stack 1 having the above configuration, as shown in FIG. 5,
前記両突起部20の離間された部分のいずれか一方(ここでは、アノードセパレータ9側の突起部20)には、セル電圧検出部22が設けられるとともに、他方(ここでは、カソードセパレータ10側の突起部20)には、前記セル電圧検出部22に嵌合する、後述する検出コネクタ30との干渉を避けるための切欠き23が形成されている。
A
前記セル電圧検出部22は、一対のリブ21間において、各リブ21から互いに接近方向に突出するリード部24と、両リード部24の先端に連なって、前記他方であるカソードセパレータ10側の突起部20の切欠き23側に向かって折り曲げられた接触片としての嵌合部25を備える。前記両嵌合部25は、図7に示すように、斜めに傾斜、即ち、リード部22への折り曲げ部分から先端に向かって互いの先端を接近させた状態で折り曲げられる。嵌合部25の最小間隔は、先端側の間隔寸法t1に設定される。前記嵌合部25は、望ましくは、図中の右側寄りの3例に図示するように、先端側で、例えば、互いに平行となるよう折曲げられて、中央部若しくはそれより先端側に寄った部分が互いに出っ張るよう構成されている。この場合の嵌合部25の最小間隔は、中央部若しくはそれより先端側に寄った部分の間隔寸法t1に設定される。
The cell
前記セル電圧検出部22は、各セパレータ9,10をMEA8と交互に積層して燃料電池スタック1として組立てた状態では、図6に示すように、燃料電池スタック1の積層方向の側方において、燃料電池セル2毎に突出して一列に等ピッチ(セルピッチ)で整列して配列される。
In the state where the
なお、上記実施例では、前記セル電圧検出部22として、アノードセパレータ9側の突起部20に設けるものについて説明しているが、カソードセパレータ10側の突起部20に設けて、アノードセパレータ9側の突起部20には切り欠き23を設けるものであってもよい。以下では、アノードセパレータ9側の突起部20にセル電圧検出部22を設けたものについて説明する。
In the above embodiment, the cell
前記検出コネクタ30は、図8(四面図)および図9(斜視図)に示すように、両面にセルピッチ間隔をもって積層方向の位置決めリブ31を突出させて備える板状のコネクタ本体32と、位置決めリブ31間のコネクタ本体32の一方の表面に固定して配置した複数の電気接点33と、複数の電気接点33に接続され図示しない電圧検出手段に接続される複数のリード線34とを備える。
As shown in FIG. 8 (four-side view) and FIG. 9 (perspective view), the
前記コネクタ本体32は、前記位置決めリブ31を両面に等間隔(セルピッチ)に備える本体部32Aと、本体部32Aから先端側に両面が傾斜面を備えて延在されて肉厚を減少させた先端部32Bとを備える。前記板状のコネクタ本体32は、燃料電池スタック1の積層方向の側方に一列に等ピッチで整列する複数のセル電圧検出部22の嵌合部25内に挿入可能に構成され、その際、先端部32Bは傾斜面により嵌合部25同士の間隔を拡大させつつ検出コネクタ30を嵌合部25間に案内する。また、各位置決めリブ31は、各嵌合部25同士の積層方向の隙間に進入して、互いに隣接する嵌合部25間において、検出コネクタ30の積層方向の位置決めを行う。このため、位置決めリブ31のリブ幅は、前記嵌合部25間の隙間寸法よりやや小さい寸法を備えるよう構成されている。
The connector
前記コネクタ本体32の位置決めリブ31間に固定配置される複数の電気接点33と前記複数のリード線34とは、フレキシブルプリント配線35(FPC(Flexible Print Circuit))により一体に形成される。そして、複数の電気接点33の背面は、前記プリント配線板35の構成樹脂により支持されて、前記コネクタ本体32の位置決めリブ31間に接着などの固定手段により固定配置され、表面側は電気的な導体がプリント配線板35の構成樹脂により絶縁被覆されることなく露出される。また、各電気接点33と各リード線34との接続部および各リード線34はプリント配線板35の構成樹脂により絶縁被覆されている。
The plurality of
前記本体部32Aの位置決めリブ31を除き電気接点33を構成する領域のプリント配線35を含む肉厚寸法をt3とすると、前記先端側32Bはそれよりも肉厚寸法が小さいt2(t2<t3)に形成され、また、前記嵌合部25の最小寸法t1と比較して、t2<t1<t3の関係となるよう各寸法が設定される。
If the thickness dimension including the printed
なお、上記電気接点33は、コネクタ本体32の下側に配置固定したものについて説明したが、コネクタ本体32の上側に固定配置するものであってもよく、同様に機能させることができる。
In addition, although the said
以上の構成の燃料電池スタック1における検出コネクタ30の接続作業を、図10〜図12に基づいて、以下に説明する。先ず、図10に示すように、燃料電池スタック1のセル電圧検出部22の嵌合部25に対して、検出コネクタ30の先端部32Bを燃料電池セル2の積層方向に位置決めして対面させる。次いで、検出コネクタ30の先端部32Bをセル電圧検出部22の嵌合部25に押し込むことにより、コネクタ本体32の先端部32Bの厚さt2は、嵌合部25の最小寸法t1より薄いため、挿入し易いことから、先端部32Bはセル電圧検出部22の嵌合部25の間隔を傾斜面により拡大させつつ検出コネクタ30が挿入されていく。位置決めリブ31は嵌合部25同士の隙間に挿入されて検出コネクタ30の積層方向の位置決めを行う。
The connection operation of the
また、コネクタ本体32の厚さt3は、前記先端部32Bの肉厚t2より厚く、しかも、嵌合部25の最小寸法t1より厚いため、検出コネクタ30の本体部32Aが嵌合部25間に挿入されると、図11に示すように、嵌合部25同士の弾性力により、検出コネクタ30の本体部32Aを挟み込み、嵌合部25の弾性力により、検出コネクタ30は保持される。そして、嵌合部25とコネクタ本体32の表面に固定配置された電気接点33とが接触して、セル電圧検出部22と検出コネクタ30の電気接点33との電気的な接続を実現する。
Further, since the thickness t3 of the connector
この場合に、検出コネクタ30側には、電気的接続のための保持機能を持たせていないので、バネ等の弾性構造を設ける必要がなく、構造を簡素化でき、検出コネクタ30を小型化・軽量化することができる。また、電気接点33は、嵌合部25に付与された弾性力により接触状態が保持されることから、接触点部分には接触荷重が発生し、安定した電気的接続を得ることができる。また、検出コネクタ30には、位置決めリブ31が設けられているため、セル積層方向の検出コネクタ30の取り付け位置の位置決めを行うことができ、組付け作業性が向上する。
In this case, since the holding function for electrical connection is not provided on the
また、図12に示すように、燃料電池スタック1の積層時に積層部品の厚さのバラツキ等により、セル位置の積層方向のズレが生じた場合においても、セパレータの厚さ方向に接続接点を備える従来例と比較して、積層方向への冗長性があり、電気的接続状態が維持され、接点追従性が高い。さらに、図13に示すように、セパレータ9,10の積層方向と直交する方向へのズレにより、嵌合部25の中心位置にズレが生じても、嵌合部25が前記ズレに応じて変形することにより、電気接点33との接続状態を維持させることができるため、この点からも、接点追従性が高い。この追従性を高めるために、嵌合部25を支持するリード部24の幅寸法を強度が維持できる程度に狭くしたり、リード部24の長さを長くすることは接点の追従性を高めるための有効な方法である。
In addition, as shown in FIG. 12, even when a deviation in the stacking direction of the cell position occurs due to a variation in the thickness of the stacked components when the fuel cell stack 1 is stacked, a connection contact is provided in the thickness direction of the separator. Compared to the conventional example, there is redundancy in the stacking direction, the electrical connection state is maintained, and the contact followability is high. Further, as shown in FIG. 13, even if the center portion of the
前記セル電圧検出部22の嵌合部25の形状は、上記した構成に限られず、例えば、図14に示すように、リード部24と嵌合部25との接続部分に跨ってリブ26を設けることにより、嵌合部25の弾性力を向上させることができ、嵌合部25と検出コネクタ30の電気接点33との接触荷重を高めて、電気的な接続状態を向上させることができる。その場合に、図15に示すように、嵌合部25に先端側に向かって延びる凸部27(または凹部)を設けることで、嵌合部25自体の剛性を向上させて、燃料電池スタック1の積層時等のハンドリングによる意図しない変形を防止することができる。
The shape of the
図16〜図18に示すセル電圧検出コネクタの接続構造においては、セル電圧検出部22における嵌合部25の対面する板面の中央部分に球状の凸部28を備える形状とする一方、前記コネクタ本体32にはその両面に、前記球状の凸部28が係合する凹部36を形成するように構成している。コネクタ本体32に固定配置する電気接点33は、前記凹部36の底面に接触表面が露出するよう配置している。
In the cell voltage detection connector connection structure shown in FIG. 16 to FIG. 18, the cell
この構成のセル電圧検出コネクタの接続構造では、セル電圧検出部22に検出コネクタ30を挿入した際に、嵌合部25に設けた球状の凸部28がコネクタ本体32に設けた凹部36に嵌ることにより、検出コネクタ30が容易に抜ける(外れる)ことを防止でき、安定した接触状態を維持できる電気接点を得ることができる。
In the cell voltage detection connector connection structure with this configuration, when the
以上の構成の嵌合部25を含むセル電圧検出部22は何れも、セパレータ9,10となる素材板金に対してガス流路等を形成するプレス成型工程と同様に、プレスによる曲げ加工により成形できるため、大幅な成型工数および成型工程の増加を伴うことなく成型でき、成型コストの上昇を伴わずに製造することができる。
The cell
なお、上記実施形態において、セル電圧の検出端子として、金属製のセパレータ9,10を切起こして一体となった嵌合部25を備えるものについて説明したが、図示はしないが、セパレータ9,10と別体に形成したセル電圧の検出端子をセパレータ9,10に電気的接続状態において固定するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the cell voltage detection terminal is described as having the
また、上記実施形態において、セル電圧の検出端子として、積層方向と交差する方向に離間させて配置する接触片としての嵌合部25の両者が共に接近離反方向に弾性を備えるものについて説明したが、図示はしないが、少なくとも一方の接触片のみに弾性を持たせ、他方の接触片には接近離反方向に弾性を備えないものであってもよい。また、同様に、嵌合部25の両者が共にセパレータ9,10と電気的に接続されたものについて説明しているが、少なくとも一方の接触片のみがセパレータ9,10と電気的に接続されたものであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although both the
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。 In the present embodiment, the following effects can be achieved.
(ア)燃料電池スタック1の積層された複数の燃料電池セル2のセパレータ9,10の周縁から突出させて形成したセル電圧検出部22に検出コネクタ30を接続してセル電圧を検出する燃料電池スタック1におけるセル電圧検出コネクタの接続構造であって、前記セル電圧検出部22は、セパレータ9,10と電気的に接続されるとともに、燃料電池スタック1の積層方向と交差する方向に離間して対向配置され少なくとも一方が他方に対して接近離反方向に弾性のある一対の接触片としての嵌合部25を含み、前記検出コネクタ30は、前記一対の接触片としての嵌合部25を押し開くようにその接触片間に挿入されて電気的に接続されるよう構成した、この場合におけるセル電圧検出部22のセパレータ9,10との電気的接続は、前記一対の接触片のうちのいずれか一方又は両方においてなされる。
(A) A fuel cell that detects a cell voltage by connecting a
このため、燃料電池セル2のセパレータ9,10側に前記弾性手段による検出コネクタ30を保持する構造を備えることとなり、燃料電池セル2の積層幅内で検出コネクタ30を保持でき、セルピッチが狭い場合でも検出コネクタ30を接続できる。また、検出コネクタ30の電気接点33と燃料電池セル2側の接触端子としての嵌合部25との接触が燃料電池セル2の周方向と交差する面により実現されるため、従来構造のようにセル積層方向に交差する面で検出コネクタと接触する場合に比較して、セル積層方向への冗長性があり、セル積層体の位置ズレに対しての追従性を向上することができる。しかも、検出コネクタ30側の端子形状が簡素化でき、検出コネクタ30の小型化および軽量化ができ、検出コネクタ30側に弾性手段を備える従来構造と比較して、安価に製造することができる。
For this reason, the structure which hold | maintains the
(イ)一対の接触片としての嵌合部25は、燃料電池セル2の一部を構成する金属製のセパレータ9,10の周縁を折り曲げてセパレータ9,10と一体に構成されていることにより、セパレータ9,10となる素材板金に対してガス流路等を形成するプレス成型工程と同様に、プレスによる曲げ加工により成形でき、大幅な成型工数および成型工程の増加を伴うことなく成型でき、成型コストの上昇を伴わずに製造することができる。
(A) The
(ウ)一対の接触片としての嵌合部25は、その両方に弾性があり、互いに接近離反することにより、セパレータ9,10の積層方向と直交する方向へのズレにより、一対の接触片(嵌合部25)の中心位置にズレが生じても、一対の接触片としての嵌合部25の両者が前記ズレに応じて変形することにより、検出コネクタ30側の電気接点33との接続状態を維持させることができ、接点追従性を高めることができる。
(C) The
(エ)検出コネクタ30は、セパレータ9,10に設けられた一対の接触片としての嵌合部25に嵌合して両者間の電気的接続を実現する本体部32Aと、前記本体部32Aの嵌合に先立って前記一対の接触片に挿入される先端部32Bとを備え、前記接触片の最小間隔寸法t1は、前記検出コネクタ30の先端部32Bの最小厚さt2よりも大きく、前記検出コネクタ30の本体部32Aの厚さt3よりも小さいことことにより、検出コネクタ30の挿入性を向上することができ、また、検出コネクタ30の本体部32Aの厚さ(t3)がセパレータ9,10側の一対の接触片としての嵌合部25同士の最小幅(t1)より小さいことにより、一対の嵌合部25同士の弾性力により接点が保持され、電気接点の信頼性を向上することができる。
(D) The
(オ)一対の接触片としての嵌合部25には、互いに対面する部位に凸部28又は凹部が形成され、前記検出コネクタ30には、前記一対の接触片に挿入されたときに前記接触片の凸部28又は凹部に係合する係合部が形成されていることにより、検出コネクタ30の一対の嵌合部25からの抜けを抑制し、電気接点の信頼性を向上させることができる。
(E) The
(カ)検出コネクタ30は、前記一対の接触片としての嵌合部25のセル積層方向の両側に入り込むリブ31を少なくとも片面に備えることにより、リブ31によりセル積層方向への検出コネクタ30の電気接点位置決めを実現できる。
(F) The
1 燃料電池スタック
2 燃料電池セル
3 セル積層体
4 集電板
5 絶縁層
6 エンドプレート
7 テンションプレート
8 膜・電極接合体、MEA
9 アノードセパレータ
10 カソードセパレータ
11〜13 入口マニホールド
14〜16 出口マニホールド
20 突起部
22 セル電圧検出部
25 一対の接触片としての嵌合部
30 検出コネクタ
31 位置決めリブ
32 コネクタ本体
33 電気接点
34 リード線
35 プリント配線板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記セル電圧検出部は、金属製のセパレータをその周縁から外周方向に突出させて突起部を形成し、当該突起部を切り起して、燃料電池スタックの積層方向と交差する方向に離間した位置から互いに接近方向に突出させて設けた一対のリード部と、当該一対のリード部の先端側を燃料電池スタックの積層方向に折曲げて互いが対向するよう形成され、少なくとも一方が他方に対して接近離反方向に弾性のある一対の接触片と、により形成し、
前記検出コネクタは、前記一対の接触片を押し開くようにその接触片間に挿入されて電気的に接続されることを特徴とする燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造。 A cell voltage detection connector connection structure in a fuel cell stack that detects a cell voltage by connecting a detection connector to a cell voltage detection portion formed by projecting from the periphery of a separator of a plurality of fuel cell stacks stacked in a fuel cell stack There,
The cell voltage detection part is formed by protruding a metal separator in the outer peripheral direction from the peripheral edge to form a protrusion, and the protrusion is cut and separated in a direction intersecting with the stacking direction of the fuel cell stack. A pair of lead portions projecting in the approaching direction from each other, and the tip side of the pair of lead portions are bent in the stacking direction of the fuel cell stack so that they face each other, at least one of which is opposite to the other A pair of contact pieces that are elastic in the approaching and separating directions, and
The connection structure of the cell voltage detection connector in the fuel cell stack, wherein the detection connector is inserted between the contact pieces so as to push open the pair of contact pieces and is electrically connected.
前記両セパレータは前記突起部において、両セパレータの背面同士を互いに接近方向に突出させた一対のリブの先端同士を接触させて接合され、いずれか一方のセパレータのリブ同士の間に前記セル電圧検出部が設けられ、いずれか他方のセパレータのリブ同士の間に切り欠きが設けられることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造。 The separator is composed of an anode separator having a gas flow path for supplying an anode gas to a fuel battery cell, and a cathode separator having a gas flow path for supplying a cathode gas to the fuel battery cell,
The separators are joined at the protrusions by bringing the tip ends of a pair of ribs that project the back surfaces of the separators in the approaching direction into contact with each other, and the cell voltage detection is performed between the ribs of one of the separators. The cell voltage detection connector connection structure in the fuel cell stack according to claim 1, wherein a portion is provided, and a notch is provided between ribs of one of the other separators .
前記接触片の最小間隔寸法t1は、前記検出コネクタの先端部の最小厚さt2よりも大きく、前記検出コネクタの本体部の厚さt3よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造。 The detection connector is inserted into the pair of contact pieces prior to the fitting of the main body portion, which is fitted into a pair of contact pieces provided on the separator to realize electrical connection therebetween. With a tip,
The minimum distance dimension t1 of the contact piece is larger than the minimum thickness t2 of the front end portion of the detection connector and smaller than the thickness t3 of the main body portion of the detection connector. The connection structure of the cell voltage detection connector in the fuel cell stack as described in any one of these.
前記検出コネクタには、前記一対の接触片に挿入されたときに前記接触片の凸部又は凹部に係合する係合部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の燃料電池スタックにおけるセル電圧検出コネクタの接続構造。 In the pair of contact pieces, a convex portion or a concave portion is formed at portions facing each other,
6. The detection connector according to claim 1, further comprising an engaging portion that engages with a convex portion or a concave portion of the contact piece when inserted into the pair of contact pieces. The connection structure of the cell voltage detection connector in the fuel cell stack according to any one of the above.
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