KR100520558B1 - A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack - Google Patents
A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack Download PDFInfo
- Publication number
- KR100520558B1 KR100520558B1 KR10-2003-0082179A KR20030082179A KR100520558B1 KR 100520558 B1 KR100520558 B1 KR 100520558B1 KR 20030082179 A KR20030082179 A KR 20030082179A KR 100520558 B1 KR100520558 B1 KR 100520558B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- terminal
- fuel cell
- cell stack
- case
- cell voltage
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
- G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
Abstract
본 발명의 목적은 연료 전지 스택의 운전 후, 부과된 전류하에서 각 셀간의 전압을 측정할 때, 분리판과 단자유닛의 접촉을 안정화시켜 측정치의 정확도를 향상시키고, 전압 측정을 위한 단자유닛을 단자 지지유닛에 간단하게 탈부착 가능하도록 하여 단자 연결의 작업성을 향상시키는 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치를 제공하는 것으로, An object of the present invention is to stabilize the contact between the separator and the terminal unit when measuring the voltage between each cell under the applied current after the operation of the fuel cell stack, to improve the accuracy of the measurement value, and to terminal the terminal unit for voltage measurement To provide a cell voltage measuring device for a fuel cell stack to be easily removable to the support unit to improve the workability of the terminal connection,
내부에 다수개의 터미널 소켓을 외부 커넥터와 연결하여 구성되며, 상기 연료 전지 스택의 양측 엔드 플레이트 사이에서 설치되는 단자 지지유닛; 하부에 단자부재를 구성하여 상기 연료 전지 스택의 각 분리판 상에 하나씩 끼워 각각의 분리판에 상기 단자부재를 연결하며, 일측에는 내부에서 상기 단자부재와 연결되는 터미널 핀을 구성하여 상기 단자 지지유닛의 터미널 소켓에 끼워져 전기적으로 연결되는 다수개의 단자유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치를 제공한다. A terminal support unit configured to connect a plurality of terminal sockets to an external connector therein and installed between both end plates of the fuel cell stack; The terminal support unit is configured by connecting the terminal member to each of the separator plates by inserting one terminal member on each of the separator plates of the fuel cell stack and a terminal pin connected to the terminal member at one side thereof. It provides a cell voltage measurement device for a fuel cell stack comprising a plurality of terminal units that are inserted into the terminal socket of the electrical connection.
Description
본 발명은 전기자동차 등에 사용되는 연료 전지 스택의 셀 전압 측정장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 연료 전지 스택의 운전 후, 부과된 전류하에서 각 셀간의 전압을 측정할 때, 분리판과 단자유닛의 접촉을 안정화시켜 측정치의 정확도를 향상시키고, 전압 측정을 위한 단자유닛을 단자 지지유닛에 간단하게 탈부착 가능하도록 하여 단자 연결의 작업성을 향상시키는 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for measuring cell voltage of a fuel cell stack used in an electric vehicle, and more particularly, when a voltage between each cell is measured under a current imposed after the operation of the fuel cell stack. The present invention relates to a cell voltage measuring device for a fuel cell stack, which improves the accuracy of the measured value by stabilizing the contact of the cell and improves the workability of the terminal connection by simply attaching and detaching the terminal unit for voltage measurement to the terminal support unit.
주지하는 바와 같이, 연료 전지는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 크게 전기화학 반응을 일으키는 전극과, 전기화학 반응에 의해 발생된 수소이온을 전달하는 전해질 막의 접합체인 전극 전해질 접합체(101, MEA; Membrane Electrode Assembly)와, 이를 지지하는 분리판(103)으로 이루어져 있다. As is well known, the fuel cell includes, as shown in FIG. 1, an electrode electrolyte assembly (101, MEA), which is an assembly of an electrode which causes a large electrochemical reaction and an electrolyte membrane which transfers hydrogen ions generated by the electrochemical reaction; Membrane Electrode Assembly), and separating plate 103 for supporting it.
고분자 전해질 연료 전지는 다른 형태의 연료 전지에 비해 효율이 높고, 전류밀도 및 출력 밀도가 크며 시동시간이 짧은 동시에, 고체 전해질을 쓰기 때문에 부식 및 전해질 조절이 필요 없는 장점을 가지고 있다. Polymer electrolyte fuel cells have the advantages of higher efficiency, higher current density, higher power density, shorter start-up time, and a solid electrolyte, and thus do not require corrosion and electrolyte control than other types of fuel cells.
또한, 배기가스로 순수 물만을 배출하는 친환경적인 동력원이기 때문에 현재 전 세계 자동차 업계에서 활발한 연구가 진행 중에 있다.In addition, since it is an environmentally friendly power source that discharges only pure water as exhaust gas, active research is being conducted in the global automotive industry.
이러한 고분자 전해질 연료 전지는 수소와 산소의 전기 화학적 반응을 통해 물과 열을 발생시키면서 전기를 발생하는 장치로, 공급된 수소가 어노드(Anode) 전극의 촉매에서 수소 이온과 전자로 분리되고, 분리된 수소이온은 전해질 막을 통해 캐소드(Cathode)로 넘어가게 되며, 이 때, 공급된 산소와 외부 도선을 타고 들어온 전자와 결합하여 물을 생성하면서 전기에너지를 발생시키며, 이 때, 발생되는 이론 전위는 약 1.3V이며 반응식은 다음과 같다.The polymer electrolyte fuel cell is a device that generates electricity while generating water and heat through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and the supplied hydrogen is separated into hydrogen ions and electrons at the anode electrode catalyst, and separated. The hydrogen ions are transferred to the cathode through the electrolyte membrane, whereby the generated electrical energy is generated by combining the supplied oxygen with the electrons coming in through the external conductor to generate water, and the generated theoretical potential is It is about 1.3V and the reaction is as follows.
Anode : H2 ?? 2H++2e- ,Anode: H 2 ?? 2H + + 2e -,
Cathode : (1/2)O2 +2H++2e-??H2O Cathode: (1/2) O 2 + 2H + + 2e - ?? H 2 O
실제로 전기자동차용 연료 전지에서는 위에서 나타난 전위보다 더 큰 전위를 필요로 하는데, 더 높은 전위를 얻기 위해서는 개별 단위 전지를 필요한 전위만큼 적층하여야 하며, 이렇게 적층한 것을 연료 전지 스택(100; Stack)이라 한다. In fact, a fuel cell for an electric vehicle requires a larger potential than that shown above. In order to obtain a higher potential, individual unit cells must be stacked as needed, and the stack is called a fuel cell stack 100. .
이러한 연료 전지 스택(100)은 다수개의 적층된 분리판(103)의 양측 단부를 지지하는 2개의 엔드 플레이트(113,115)를 체결봉(117)으로 연결하여 구성되며, 분리판(103)과 분리판(103) 사이에는 전극 전해질 접합체(101;MEA)가 위치하여 화학반응이 일어나고, 가스교환을 효율적으로 하기 위한 가스 확산층(GDL)이 위치하며, 한쪽 분리판(103)의 가스통로를 통과한 수소는 가스 확산층을 통하여 전극 전해질 접합체(101)에 도달하고 마주보는 쪽에서는 산소가 위치한다. The fuel cell stack 100 is configured by connecting two end plates 113 and 115 supporting both ends of the plurality of stacked separator plates 103 with fastening rods 117, and the separator plate 103 and the separator plate. The electrode electrolyte assembly 101 (MEA) is positioned between the 103 to cause a chemical reaction, and a gas diffusion layer (GDL) for efficiently exchanging gas is located, and the hydrogen passes through the gas passage of one separator plate 103. The oxygen reaches the electrode electrolyte assembly 101 through the gas diffusion layer and is located on the opposite side thereof.
상호 화학반응에 의하여 발생한 전류는 도체의 분리판(103)을 통하여 흐르게 되며, 분리판(103)의 맨 끝에서 전극을 통하여 뽑아낸다. 또한, 발생한 물은 외부로 방출시키거나 화학반응을 일으키는데 일부 사용되기도 하는데, 이 때, 가능한 많은 양의 전류가 흐르는 연료 전지가 효율이 좋게 된다. The current generated by the mutual chemical reaction flows through the separator plate 103 of the conductor, and is extracted through the electrode at the end of the separator plate 103. In addition, the generated water may be partially used to discharge to the outside or to cause a chemical reaction. In this case, a fuel cell flowing as much current as possible becomes more efficient.
이러한 연료 전지 스택(100)의 평가는 연료 전지 스택에서 발생되는 전류와 전압 측정으로 이루어지는데 특히, 각 셀(CELL)의 전압 측정은 스택 운전 시, 각 셀의 성능 및 특성을 나타내 주는 중요한 자료가 된다. 따라서 연료 전지 스택이 최적의 상태로 안정적으로 운전되고 갑작스런 성능 감소에 따른 운전 정지를 위해선 각 셀의 전압을 정확하여 모니터링 해야 하며, 그에 따라 셀 전압 측정장치의 정확성이 요구된다. The evaluation of the fuel cell stack 100 consists of measurement of current and voltage generated in the fuel cell stack. In particular, the voltage measurement of each cell is an important data indicating the performance and characteristics of each cell during stack operation. do. Therefore, in order to operate the fuel cell stack stably in an optimal state and to stop operation due to sudden decrease in performance, it is necessary to accurately monitor the voltage of each cell, thereby requiring the accuracy of the cell voltage measuring device.
이러한 연료 전지 스택의 셀 전압을 측정하기 위한 종전의 셀 전압 측정장치는, 상기 도 1에서와 같이, 연료 전지 스택(100)의 분리판(103) 측면에 0.4mm의 두께의 홈을 내어 이 홈에 전극 핀(105)을 고정하고, 상기 전극 핀(105)을 지지해주고 커넥터(107)까지 연결하는 전선(109) 및 전기화학 반응에 의해 발생된 전류를 차단할 목적으로 설치된 저항으로 이루어진 각 단자들을 단자 지지체(111)를 통하여 먼저 일체화시킨 후, 직접 수작업으로 꽂아 사용하였다. The conventional cell voltage measuring apparatus for measuring the cell voltage of the fuel cell stack has a groove having a thickness of 0.4 mm on the side of the separator plate 103 of the fuel cell stack 100 as shown in FIG. 1. Fixing the electrode pins 105 to the wires, supporting the electrode pins 105, and connecting the wires 109 to the connector 107, and each terminal comprising a resistor installed for the purpose of blocking current generated by an electrochemical reaction. First integrated through the terminal support 111, and then directly plugged in by hand.
그러나 상기와 같이, 수작업으로 각 단자 고정 작업을 해야하기 때문에 작업성이 매우 나쁘고 수 차례 반복 실험에 의한 탈부착 할 경우, 분리판(103) 측면의 홈이 전극 핀(105)에 의해 마모되어 홈의 사이즈가 커지는 현상을 초래하기 때문에, 전극 핀(105)과 분리판(103) 사이의 접촉력이 약해져 정확한 셀 전압을 측정하지 못하는 경우가 발생한다. However, as described above, since each terminal fixing operation must be performed by hand, the workability is very bad, and when detachable by repeated experiments, the grooves on the side of the separator plate 103 are worn by the electrode pins 105, Since the size is increased, the contact force between the electrode pin 105 and the separator 103 becomes weak, so that accurate cell voltage cannot be measured.
또한, 차량에 탑재한 경우, 노면에 따른 차량의 진동으로 인해 전극 핀(105)과 분리판(103) 사이의 접촉이 원활치 못해 전압이 상하로 요동치는 현상을 초래하였다. 이러한 문제들로 인해 연료 전지 스택(100)의 각 셀에 대한 성능을 정확하게 측정할 수 없으며 각 셀의 성능이 공급 가스의 부족이나 쇼트 등으로 인해 갑작스럽게 저하되었을 경우, 연료 전지 스택(100)을 신속히 운전 정지를 할 수 없어 연료 전지 스택의 열화를 일으키게 하는 등의 문제점을 내포하고 있다. In addition, when mounted on a vehicle, the contact between the electrode pin 105 and the separator 103 is not smooth due to the vibration of the vehicle along the road surface caused a phenomenon that the voltage swings up and down. Due to these problems, the performance of each cell of the fuel cell stack 100 cannot be accurately measured, and when the performance of each cell suddenly decreases due to a shortage or shortage of supply gas, the fuel cell stack 100 may be disconnected. There is such a problem that it is impossible to stop the operation quickly and cause deterioration of the fuel cell stack.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 연료 전지 스택의 운전 후, 부과된 전류하에서 각 셀간의 전압을 측정할 때, 분리판과 단자유닛의 접촉을 안정화시켜 측정치의 정확도를 향상시키고, 전압 측정을 위한 단자유닛을 단자 지지유닛에 간단하게 탈부착 가능하도록 하여 단자 연결의 작업성을 향상시키는 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치를 제공하는 것이다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to stabilize the contact between the separator and the terminal unit when measuring the voltage between each cell under the applied current after the operation of the fuel cell stack. It is to provide a cell voltage measuring device for a fuel cell stack to improve the accuracy of the measurement value, and to easily detachable terminal unit for voltage measurement to the terminal support unit to improve the workability of the terminal connection.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치는 다수개의 적층된 분리판의 양측 단부를 지지하는 2개의 엔드 플레이트를 체결봉으로 연결하여 구성되는 연료 전지 스택의 각 셀 전압을 측정하기 위한 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치에서,The cell voltage measuring device for a fuel cell stack of the present invention for realizing the above object is a cell of a fuel cell stack configured by connecting two end plates supporting both ends of a plurality of stacked separator plates with fastening bars. In the cell voltage measuring device for a fuel cell stack for measuring the voltage,
내부에 다수개의 터미널 소켓을 외부 커넥터와 연결하여 구성되며, 상기 연료 전지 스택의 양측 엔드 플레이트 사이에서 설치되는 단자 지지유닛; 하부에 단자부재를 구성하여 상기 연료 전지 스택의 각 분리판 상에 하나씩 끼워 각각의 분리판에 상기 단자부재를 연결하며, 일측에는 내부에서 상기 단자부재와 연결되는 터미널 핀을 구성하여 상기 단자 지지유닛의 터미널 소켓에 끼워져 전기적으로 연결되는 다수개의 단자유닛을 포함하는 것을 특징으로 하며, A terminal support unit configured to connect a plurality of terminal sockets to an external connector therein and installed between both end plates of the fuel cell stack; The terminal support unit is configured by connecting the terminal member to each of the separator plates by inserting one terminal member on each of the separator plates of the fuel cell stack and a terminal pin connected to the terminal member at one side thereof. It characterized in that it comprises a plurality of terminal units that are electrically connected to the terminal socket of the,
상기 단자 지지유닛은 내부에 공간부를 형성하며, 양 측면에는 일정 간격으로 다수개의 핀 홀을 형성하여 상기 연료 전지 스택의 양측 엔드 플레이트 사이에 길이방향으로 설치되는 지지 케이스; 상기 지지 케이스의 내부에 상기 각 핀 홀에 대응하여 양측으로 설치되는 다수개의 터미널 소켓; 상기 지지 케이스의 외부에 구성되어 상기 각각의 터미널 소켓과 케이블을 통하여 연결되는 커넥터로 이루어지는 것을 특징으로 하며, The terminal support unit has a space formed therein, the support case is formed in the longitudinal direction between the both end plates of the fuel cell stack by forming a plurality of pin holes at regular intervals on both sides; A plurality of terminal sockets installed in both sides of the support case in correspondence with the respective pin holes; It is characterized by consisting of a connector which is configured on the outside of the support case and connected through each of the terminal socket and a cable,
상기 단자유닛은 상단면에 다수개의 관통홀이 형성되고, 하부에는 끼움홈이 형성되어 상기 연료 전지 스택의 각 분리판 상에 끼워지는 단자 케이스; 터미널 플레이트 상에 다수개의 연결핀을 일체로 형성하여 상기 단자 케이스의 하부 끼움홈에 끼워지며, 상기 각 연결핀은 상기 관통홀에 각각 끼워져 단자 케이스의 상부로 돌출되는 단자 터미널; 상기 단자 터미널의 터미널 플레이트 하단면에 일체로 고정되는 다수개의 단자부재; 상기 단자 케이스의 상단에 돌출된 상기 다수개의 연결핀에 일체로 고정되며, 외측으로 돌출되는 돌출부를 형성하는 터미널 핀; 상기 단자 케이스의 상단면 상에, 상기 터미널 핀을 덮은 상태로 고정되는 케이스 덮게; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The terminal unit has a plurality of through-holes are formed in the upper surface, and the insertion groove is formed in the lower portion of the terminal case to be fitted on each separator plate of the fuel cell stack; A terminal terminal integrally formed with a plurality of connection pins on the terminal plate and fitted into the lower fitting groove of the terminal case, wherein each of the connection pins is inserted into the through hole and protrudes upward of the terminal case; A plurality of terminal members integrally fixed to the bottom surface of the terminal plate of the terminal terminal; A terminal pin integrally fixed to the plurality of connection pins protruding from the upper end of the terminal case and forming a protrusion protruding outward; A case cover fixed on the top surface of the terminal case in a state of covering the terminal pins; Characterized in that consists of.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치의 전체 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 셀 전압 측정장치가 장착된 연료 전지 스택의 사시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀 전압 측정장치의 단자 지지유닛의 부분 절개 사시도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀 전압 측정장치의 단자유닛의 사시도, 도 6은 도 4의 A-A 선에 따른 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치(1)는 다수개의 적층된 분리판(3)의 양측 단부를 지지하는 2개의 엔드 플레이트(5,7)를 체결봉(9)으로 연결하여 구성되는 연료 전지 스택(10)의 각 셀 전압을 측정하기 위한 것으로, 그 구성은 크게, 내부에 다수개의 터미널 소켓을 외부 커넥터(11)와 연결하여 구성되며, 상기 연료 전지 스택의 양측 엔드 플레이트(5,7) 사이에서 설치되는 단자 지지유닛(20)과, 하부에 단자부재를 구성하여 상기 연료 전지 스택(10)의 각 분리판(3) 상에 하나씩 끼워 각각의 분리판(3)에 상기 단자부재를 연결하며, 일측에는 내부에서 상기 단자부재와 연결되는 터미널 핀을 구성하여 상기 단자 지지유닛(20)의 터미널 소켓에 끼워져 전기적으로 연결되는 다수개의 단자유닛(30)으로 이루어진다. 2 is a perspective view of a fuel cell stack cell voltage measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of a fuel cell stack equipped with a cell voltage measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 Partial cutaway perspective view of a terminal support unit of a cell voltage measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a perspective view of the terminal unit of the cell voltage measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 4 In the fuel cell stack cell voltage measuring device 1 according to the embodiment of the present invention, two end plates 5 and 7 supporting both ends of the plurality of stacked separator plates 3 are fastened to the fastening rod 9. For measuring the voltage of each cell of the fuel cell stack 10 is connected to the configuration, the configuration is large, it is composed by connecting a plurality of terminal sockets with the external connector 11 therein, both sides of the fuel cell stack Between end plates (5,7) The terminal support unit 20 is installed, and the terminal member is formed at the lower part of the fuel cell stack 10 to be fitted on each of the separator plates 3 so as to connect the terminal members to the respective separator plates 3. One side is composed of a plurality of terminal units 30 are electrically connected to the terminal socket of the terminal support unit 20 by forming a terminal pin connected to the terminal member therein.
상기 단자 지지유닛의 구성은, 상기 도 4에서 도시한 바와 같이, 내부에 공간부(s)를 형성하며, 양 측면에는 일정 간격으로 다수개의 핀 홀(21)을 형성하는 지지 케이스(23)가 상기 연료 전지 스택(10)의 양측 엔드 플레이트(5,7) 사이에 길이방향으로 설치된다. In the configuration of the terminal support unit, as shown in FIG. 4, a space part s is formed therein, and both sides of the support case 23 for forming a plurality of pin holes 21 at regular intervals are provided. The fuel cell stack 10 is installed in the longitudinal direction between the end plates 5 and 7 on both sides of the fuel cell stack 10.
상기 지지 케이스(23)의 내부에는 상기 각 핀 홀(21)에 대응하여 양측으로 다수개의 터미널 소켓(25)이 설치되고, 상기 지지 케이스(23)의 외부에는 커넥터(11)가 구성되어 상기 각각의 터미널 소켓(25)과 케이블(27)을 통하여 연결된다.A plurality of terminal sockets 25 are installed at both sides of the support case 23 to correspond to the pin holes 21, and a connector 11 is formed at the outside of the support case 23, respectively. It is connected through the terminal socket 25 and the cable 27 of the.
여기서, 상기 지지 케이스(23)는 상기 연료 전지 스택(10)의 운전 온도인 약 100℃ 이하의 열에 대하여 변형되지 않도록 그 재질이 고 내열성 플라스틱 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the support case 23 is preferably made of a high heat-resistant plastic material so that the support case 23 does not deform with respect to heat of about 100 ° C. or less, which is an operating temperature of the fuel cell stack 10.
또한, 상기 지지 케이스(23)의 측면에 형성되는 각각의 핀 홀(21)은 핀 홀(21) 상호간의 간격을 상기 분리판(3) 2개의 두께에 해당하도록 이격시켜 형성한다.In addition, each of the pin holes 21 formed on the side of the support case 23 is formed by spaced apart from each other the pin hole 21 to correspond to the thickness of the two separation plates (3).
그리고 상기 단자유닛(30)의 구성은, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 상단면에 3개의 관통홀(31)이 형성되고, 하부에는 끼움홈(33)이 형성되는 단자 케이스(35)가 상기 연료 전지 스택(10)의 각 분리판(3) 상에 끼워진다. 5 and 6, the terminal unit 30 has three through holes 31 formed at an upper end thereof, and a terminal case 35 having a fitting groove 33 formed at a lower end thereof. ) Is fitted on each separator plate 3 of the fuel cell stack 10.
여기서, 상기 단자 케이스(35)는 상기 지지 케이스(23)와 마찬가지로 상기 연료 전지 스택(10)의 운전 온도인 약 100℃ 이하의 열에 대하여 변형되지 않도록 그 재질이 고 내열성 플라스틱 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the terminal case 35 is made of a high heat-resistant plastic material so that the terminal case 35 does not deform with respect to heat of about 100 ° C. or less, which is an operating temperature of the fuel cell stack 10, similarly to the support case 23. .
또한, 터미널 플레이트(37) 상에 3개의 연결핀(39)을 일체로 형성하여 구성되는 단자 터미널(41)이 상기 단자 케이스(35)의 하부 끼움홈(33)에 끼워지며, 상기 각 연결핀(39)은 상기 단자 케이스(35)의 관통홀(31)에 각각 끼워져 단자 케이스(35)의 상부로 돌출된다. In addition, the terminal terminal 41 formed by integrally forming three connecting pins 39 on the terminal plate 37 is fitted into the lower fitting groove 33 of the terminal case 35, and each of the connecting pins 39 are inserted into the through-holes 31 of the terminal case 35 to protrude upward of the terminal case 35.
이 때, 상기 단자 터미널(41)의 터미널 플레이트(37)와 연결핀(39)은 그 재질이 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. At this time, the terminal plate 37 and the connecting pin 39 of the terminal terminal 41 is preferably made of a metal material.
상기 단자 터미널(41)의 터미널 플레이트(37) 하단면에는 3개의 단자부재(43)가 일체로 고정되는데, 상기 단자부재(43)는 그 재질이 자체 탄성을 갖는 전도성 고무로 이루어지는 것이 바람직하다. Three terminal members 43 are integrally fixed to the bottom surface of the terminal plate 37 of the terminal terminal 41, and the terminal member 43 is preferably made of a conductive rubber having a material of its own elasticity.
또한, 상기 단자 케이스(41)의 상단에 돌출된 상기 3개의 연결핀(39)에는 터미널 핀(45)이 일체로 고정되는데, 이 터미널 핀(45)은 일단이 외측으로 돌출되는 돌출부(47)를 형성하여 상기 지지 케이스(21) 내부의 터미널 소켓(25)에 끼워지도록 구성된다. In addition, a terminal pin 45 is integrally fixed to the three connection pins 39 protruding from the upper end of the terminal case 41, and the terminal pin 45 has a protrusion 47 whose one end protrudes outward. Is formed to be fitted to the terminal socket 25 inside the support case 21.
상기 단자 케이스(41)의 상단면 상에는 케이스 덮게(49)가 상기 터미널 핀(45)을 덮은 상태로 고정되는데, 상기 케이스 덮게(49) 또한, 상기 단자 케이스(35) 및 상기 지지 케이스(23)와 마찬가지로 상기 연료 전지 스택(10)의 운전 온도인 약 100℃ 이하의 열에 대하여 변형되지 않도록 그 재질이 고 내열성 플라스틱 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.The case cover 49 is fixed on the upper end surface of the terminal case 41 while covering the terminal pin 45. The case cover 49 also includes the terminal case 35 and the support case 23. Similarly, the material is preferably made of a high heat resistant plastic material so as not to be deformed with respect to heat of about 100 ° C. or less, which is an operating temperature of the fuel cell stack 10.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치는, 상기 도 3과 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 단자 지지유닛(20)이 다수개의 적층된 분리판(3)의 양측 단부를 지지하는 2개의 엔드 플레이트(5,7)를 체결봉(9)으로 연결하여 구성되는 연료 전지 스택(10)의 상기 양단 엔드 플레이트(5,7) 사이에 길이방향으로 그 지지 케이스(23)를 통하여 중앙에 설치되고, 상기 단자유닛(30)은 상기 지지 케이스(23)를 기준으로 연료 전지 스택(10)의 각 분리판(3) 양측에 지그재그로 단자 케이스(35)의 끼움홈(33)을 통하여 하나씩 끼워진다. Therefore, in the cell voltage measuring apparatus for the fuel cell stack having the configuration as described above, as shown in FIGS. 3 and 7, both end portions of the separator 3 on which the terminal support units 20 are stacked. Support case 23 in the longitudinal direction between the end plates (5, 7) of both ends of the fuel cell stack (10) constituted by connecting two end plates (5, 7) for supporting the fuel cell stack (10) It is installed in the center through the terminal unit 30, the fitting groove 33 of the terminal case 35 in a zigzag on both sides of each separation plate 3 of the fuel cell stack 10 on the basis of the support case 23. Are inserted one by one.
이 때, 상기 분리판(3)에는 상기 단자 케이스(35)의 끼움홈(33) 내측에서 단자부재(43)가 접촉된 상태를 유지하며, 상기 단자유닛(30)의 터미널 핀(45)은 상기 지지 케이스(23)의 각 핀 홀(21)을 통하여 그 내부의 터미널 소켓(25)에 각각 끼워져 전기적으로 연결된 상태를 유지한다.At this time, the separating plate 3 maintains the contact state of the terminal member 43 inside the fitting groove 33 of the terminal case 35, and the terminal pin 45 of the terminal unit 30 is Each pin hole 21 of the support case 23 is inserted into the terminal socket 25 therein to maintain the electrically connected state.
이러한 상태로 상기 단자 지지유닛(20)의 커넥터(11)를 통하여 외부 전압 측정기(미도시)를 연결한 상태로 운전중인 연료 전지 스택(10)의 각 셀(CELL)별로 전압을 측정할 수 있게 되는 것이다. In this state, the voltage can be measured for each cell CELL of the fuel cell stack 10 in operation with an external voltage meter (not shown) connected through the connector 11 of the terminal support unit 20. Will be.
또한, 상기 단자유닛(30)은 상기 분리판(3)과 분리판(3) 사이에서 끼워진 상태로 진동에 의해 흔들리는 것이 방지되며, 상기 단자 지지유닛(20)은 연료 전지 스택(10) 윗부분에 위치한 상태로 양단 엔드 플레이트(5,7)에 의해 견고하게 고정되어 있어 외부의 어떠한 충격에도 연료 전지 스택(10)으로부터 이탈되지 않게 된다. In addition, the terminal unit 30 is prevented from being shaken by vibration while being sandwiched between the separating plate 3 and the separating plate 3, and the terminal supporting unit 20 is disposed on the upper portion of the fuel cell stack 10. It is firmly fixed by both end plates 5 and 7 in a positioned position so that no external shock is released from the fuel cell stack 10.
또, 상기 단자부재(43)의 재질인 전도성 고무는 은이나 니켈, 카본이 첨가된 실리콘 계열의 전도성 고분자 재질로 분리판 두께보다 작은 지름 2mm 내의 원형형상을 가지며, 3개를 일렬로 붙여 전압 측정에 있어서 정확성을 확보하고, 고무 재질로 진동 흡수성이 있어, 연료 전지에 장착 후, 차량 운행 시에도 노면 충격을 흡수할 수 있기 때문에 전압 측정시 안전성을 확보할 수 있다.In addition, the conductive rubber, which is a material of the terminal member 43, is a silicon-based conductive polymer material to which silver, nickel, or carbon is added, and has a circular shape within a diameter of 2 mm, which is smaller than the thickness of the separator plate. The accuracy is secured, and the rubber material has vibration absorbing properties. After mounting the fuel cell, the road surface shock can be absorbed even when the vehicle is driven, thereby ensuring safety during voltage measurement.
그리고 셀 전압 측정장치(1)에는 전기화학 반응에 의해 생성된 전류가 분리판(3)과 분리판(3) 사이에 연결된 커넥터를 통해 CAN 통신 장비에 들어가는 것을 막기 위해 종래의 셀 전압 측정장치의 경우, 커넥터와 핀 사이에 저항을 연결하나, 본 발명의 경우에는 원형의 전도성 고분자가 두께 기준으로 약 20Ω정도의 저항을 갖기 때문에 별도의 저항을 장착하지 않고도 전압 측정 기록에 있어 안전성을 줄뿐만 아니라 경제성도 확보할 수 있다.The cell voltage measuring device 1 includes a conventional cell voltage measuring device for preventing current generated by an electrochemical reaction from entering the CAN communication equipment through a connector connected between the separator 3 and the separator 3. In this case, the resistance is connected between the connector and the pin, but in the case of the present invention, since the circular conductive polymer has a resistance of about 20 mA based on the thickness, it not only provides safety in voltage measurement recording without installing a separate resistor. Economics can also be secured.
상기와 같이 본 발명의 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치에 의하면, 연료 전지 스택의 운전 후, 부과된 전류하에서 각 셀간의 전압을 측정할 때, 분리판과 단자유닛의 접촉을 안정화시켜 측정치의 정확도를 향상시키고, 전압 측정을 위한 단자유닛을 단자 지지유닛에 간단하게 탈부착 가능하도록 하여 단자 연결의 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the fuel cell stack cell voltage measuring apparatus of the present invention as described above, when measuring the voltage between the cells under the applied current after the operation of the fuel cell stack, the contact between the separator and the terminal unit stabilizes the accuracy of the measured value In addition, the terminal unit for voltage measurement can be easily detachable to the terminal support unit, thereby improving the workability of the terminal connection.
즉, 자체 탄성을 갖는 전도성 고무를 재질로 한 단자부재를 통하여 분리판에 연결함으로써, 여러 차례 반복적인 부탈착시에도 분리판에 손상을 입히지 않아 반영구적 사용이 가능하며, 단자유닛과 단자 지지유닛이 상호 탈부착 가능하도록 하여 작업의 편리성 및 작업 시간을 단축할 수 있으며, 일정 저항을 갖는 상용의 도전성 고무재의 단자부재를 사용하기 때문에 별도의 저항을 설치하지 않아도 되어 제품의 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.That is, by connecting to the separator plate through a terminal member made of a conductive rubber material having its own elasticity, it is possible to use semi-permanently without damaging the separator plate even after repeated desorption several times, and the terminal unit and the terminal support unit It is possible to reduce the convenience and work time by attaching and detaching each other, and because the terminal member of commercially available conductive rubber material with a certain resistance is used, it is possible to reduce the unit cost of the product without installing a separate resistor. have.
또한, 상기 단자부재가 진동 흡수성을 가짐으로 차량 탑제시, 노면 충격에 의한 진동에 있어 전압 측정의 안정성을 확보할 수 있으며, 하나의 단자 지지유닛으로 모든 셀의 전압이나, 2셀 또는 4셀 등 선택적인 셀의 전압 측정이 가능하다는 등의 효과가 있다. In addition, since the terminal member has vibration absorbency, it is possible to secure the stability of voltage measurement in vehicle top display and vibration caused by road impact, and the voltage of all cells, two cells, four cells, etc. in one terminal support unit. This has the effect of being able to measure the voltage of the selective cell.
도 1은 종래 기술에 따른 셀 전압 측정장치가 장착된 연료 전지 스택의 사시도, 1 is a perspective view of a fuel cell stack equipped with a cell voltage measuring apparatus according to the prior art;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 스택용 셀 전압 측정장치의 전체 사시도, 2 is an overall perspective view of a cell voltage measuring apparatus for a fuel cell stack according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 셀 전압 측정장치가 장착된 연료 전지 스택의 사시도,3 is a perspective view of a fuel cell stack equipped with a cell voltage measuring device according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀 전압 측정장치의 단자 지지유닛의 부분 절개 사시도, 4 is a partial cutaway perspective view of a terminal support unit of a cell voltage measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀 전압 측정장치의 단자유닛의 사시도, 5 is a perspective view of a terminal unit of a cell voltage measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 6은 도 4의 A-A 선에 따른 단면도, 및6 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 4, and
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 셀 전압 측정장치가 장착된 연료 전지 스택의 측면도이다. 7 is a side view of a fuel cell stack equipped with a cell voltage measuring device according to an embodiment of the present invention.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0082179A KR100520558B1 (en) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0082179A KR100520558B1 (en) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050048276A KR20050048276A (en) | 2005-05-24 |
| KR100520558B1 true KR100520558B1 (en) | 2005-10-11 |
Family
ID=37247122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0082179A KR100520558B1 (en) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100520558B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100749259B1 (en) | 2006-09-04 | 2007-08-13 | 주식회사 케피코 | Voltage measuring module of fuel cell having voltage measuring terminal apply to conductivity rubber |
| KR100931212B1 (en) | 2007-07-12 | 2009-12-10 | 주식회사 케피코 | Cell voltage measurement device for vehicle fuel cell stack |
| KR100999264B1 (en) | 2008-11-25 | 2010-12-07 | 현대자동차주식회사 | connector for measuring cell voltage of fuel cell stack for vehicles |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100646954B1 (en) * | 2005-10-07 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | Apparatus to detect cell voltage of fuel cell stack and fuel cell system using the same |
| KR100864689B1 (en) * | 2007-01-09 | 2008-10-23 | 한국에너지기술연구원 | Efficiency test device for fuel cell and efficiency test method for using fuel cell |
| KR101103507B1 (en) * | 2009-11-25 | 2012-01-06 | 주식회사 케피코 | Apparatus for Measuring Cell voltage |
| KR101348230B1 (en) * | 2011-07-22 | 2014-01-08 | (주)재신정보 | Detachable terminal |
-
2003
- 2003-11-19 KR KR10-2003-0082179A patent/KR100520558B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100749259B1 (en) | 2006-09-04 | 2007-08-13 | 주식회사 케피코 | Voltage measuring module of fuel cell having voltage measuring terminal apply to conductivity rubber |
| KR100931212B1 (en) | 2007-07-12 | 2009-12-10 | 주식회사 케피코 | Cell voltage measurement device for vehicle fuel cell stack |
| KR100999264B1 (en) | 2008-11-25 | 2010-12-07 | 현대자동차주식회사 | connector for measuring cell voltage of fuel cell stack for vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050048276A (en) | 2005-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4937915B2 (en) | Member for measuring battery voltage and temperature in a battery pack | |
| KR101336426B1 (en) | Fuel cell stack and stack voltage monitoring apparatus of fuel cell | |
| US8227132B2 (en) | Direct liquid feed fuel cell stack | |
| JP4055349B2 (en) | Fuel cell voltage measurement device | |
| JP2005322647A (en) | Secondary battery module | |
| CA2443547C (en) | Fuel cell and its connection structure to a processing unit | |
| CN110088953B (en) | Connecting element for electrically contacting a separator plate of a fuel cell stack | |
| US20030048090A1 (en) | Cell voltage measuring device for fuel cell | |
| KR20170042407A (en) | Extendible Battery Cell Module Assembly | |
| JP2002124285A5 (en) | ||
| KR101173386B1 (en) | Stack voltage monitoring apparatus of fuel cell | |
| KR100520558B1 (en) | A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack | |
| CN113848350A (en) | Collecting terminal for single cell voltage inspection of fuel cell stack | |
| KR100534770B1 (en) | A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack | |
| JP4651860B2 (en) | Fuel cell stack | |
| JP2009187677A (en) | Connector connecting method, and connector for cell voltage measurement in fuel cell | |
| US7682714B2 (en) | Connecting structure of a cell monitor connector to a fuel cell stack | |
| KR100588518B1 (en) | A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack | |
| KR100821767B1 (en) | A cell voltage monitoring device for fuel cell stack | |
| JP2006140166A (en) | Fuel cell battery cell monitoring device | |
| KR101821748B1 (en) | Voltage measurement apparatus and fuel cell module comprising thereof | |
| JP2003086205A (en) | Cell voltage monitor part structure of fuel cell | |
| US5504433A (en) | Electrochemical sensor for monitoring electrolyte content | |
| KR101105050B1 (en) | Fuel cell stack | |
| KR101405374B1 (en) | Fuel cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20091001 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |