KR100749258B1 - Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal - Google Patents

Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal Download PDF

Info

Publication number
KR100749258B1
KR100749258B1 KR1020060084571A KR20060084571A KR100749258B1 KR 100749258 B1 KR100749258 B1 KR 100749258B1 KR 1020060084571 A KR1020060084571 A KR 1020060084571A KR 20060084571 A KR20060084571 A KR 20060084571A KR 100749258 B1 KR100749258 B1 KR 100749258B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
connector
voltage measuring
voltage
fuel cell
terminal
Prior art date
Application number
KR1020060084571A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김태후
전윤석
구본웅
Original Assignee
주식회사 케피코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케피코 filed Critical 주식회사 케피코
Priority to KR1020060084571A priority Critical patent/KR100749258B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100749258B1 publication Critical patent/KR100749258B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

Provided is a voltage measuring module for measuring the cell voltage to a plurality of cell batteries of a fuel cell stack, to prevent the breakage of a graphite plate and the shortage with neighbouring cell battery. A voltage measuring module is provided with a voltage measuring terminal(14) for measuring the cell voltage which is prepared by arranging a plurality of voltage measuring terminals comprising an elastic and conductive connector by the interval identical to the interval of the cell batteries on the printed circuit board (PCB,12) of a voltage measuring module, so as to allow the each elastic and conductive connector to be in contact with the each cell battery. Preferably the voltage measuring terminal comprises an upper connector(18) and a lower connector(20).

Description

커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈{Voltage Measuring Module of Fuel Cell Having Connector Type Voltage Measuring Terminal}      Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal

도 1은 일반적인 연료전지의 원리를 설명하는 도면, 1 is a view for explaining the principle of a general fuel cell,

도 2는 종래의 연료전지 스택에 대한 전극 전압을 측정하는 방식을 나타낸 도면, 2 is a view showing a method of measuring the electrode voltage for a conventional fuel cell stack,

도 3은 본 발명의 일예에 따른 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈에 대한 구성을 나타낸 도면, 3 is a view showing a configuration of a voltage measuring module of a fuel cell having a connector type voltage measuring terminal according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 커넥터형 전압 측정 단자가 연료전지 스택의 흑연판에 접촉되는 상태를 나타낸 도면, 4 is a view showing a state in which the connector-type voltage measuring terminal according to the present invention in contact with the graphite plate of the fuel cell stack;

도 5는 본 발명에 따른 커넥터형 전압 측정 단자의 단면 구조를 나타낸 도면, 5 is a view showing a cross-sectional structure of a connector type voltage measuring terminal according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 커넥터형 전압 측정 단자의 밑면 구조를 나타낸 도면, 6 is a view showing the bottom structure of the connector-type voltage measurement terminal according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 전압 측정 모듈의 내부 회로 구성에 대한 일예를 나타낸 도면, 7 is a view showing an example of the internal circuit configuration of the voltage measuring module according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 전압 측정 모듈의 내부 회로 구성에 대한 다른예를 나타낸 도면이다. 8 is a view showing another example of the internal circuit configuration of the voltage measuring module according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10:셀 전지 흑연판, 12:PCB 기판, 10: cell battery graphite plate, 12: PCB substrate,

14:전압 측정 단자(커넥터), 16:마운팅 가이드,14: voltage measurement terminal (connector), 16: mounting guide,

18:상부 커넥터, 20:하부 커넥터,18: upper connector, 20: lower connector,

22:상부 부분 커넥터, 24:하부 부분 커넥터,22: upper part connector, 24: lower part connector,

30,36:유동부, 32,38:고정부,30,36: Middle East, 32,38:

34,40:커넥터 프레임.34, 40: Connector frame.

본 발명은 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 스택의 셀전압을 측정하기 위한 단자에 대해 작은 점유 공간을 차지하면서 접촉 신뢰성을 향상시키기 위한 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage measuring module of a fuel cell having a connector type voltage measuring terminal, and more particularly, a connector for improving contact reliability while occupying a small occupied space for a terminal for measuring a cell voltage of a fuel cell stack. The present invention relates to a voltage measurement module of a fuel cell having a type voltage measurement terminal.

일반적으로, 에너지는 우리의 일상 생활에 있어서 의식주와 같이 없어서는 안될 요소이며, 산업 및 경제발전의 주요한 원동력이 되고 있기 때문에, 인류의 지속적인 성장과 발전을 위해서는 에너지자원의 원활한 공급이 필수조건이 된다고 볼 수 있다. In general, energy is an indispensable element in our daily lives, and as it is a major driving force for industrial and economic development, the smooth supply of energy resources is essential for the sustainable growth and development of mankind. Can be.

현재, 에너지 자원의 대부분을 차지하고 있는 화석연료는 그 매장량이 제한되어 있어, 장기적으로 볼 때 에너지 공급에 어려움이 초래되리라 예상되고 있고, 우리 나라는 2001년 한해동안 지난해보다 2.5%증가한 198백만toe의 에너지를 사용하였는 바, 이는 최근들어 산업구조가 에너지 저 소비형으로 점진적으로 전환되고 있기는 하지만, 에너지의 97%이상을 수입에 의존하고 있는 국내 에너지 실정을 감안해야 한다. At present, fossil fuels, which occupy most of the energy resources, have limited reserves, which in the long run are expected to lead to difficulties in supplying energy. In 2001, Korea's 198 million toe increased 2.5% from last year. Energy has been used, which should be taken into account in the domestic energy situation, where industrial structure is gradually being converted to low energy consumption in recent years, but more than 97% of energy is dependent on imports.

또한, 화석연료의 사용증가로 인한 산성비, 오존층 파괴, 지구 온난화 등 지구환경문제에 대응한 에너지정책이 새로운 과제로 대두되었으며, 특히 국제적 공동관심사인 기후변화협약에 있어서도 화석연료 사용억제 등 에너지 문제에 대한 제약조건을 고려할 경우, 에너지 수급에 에너지 이용 효율제고와 더불어 대체에너지 기술 개발 및 이용 보급의 확대가 보다 적극적으로 검토되어야 할 것입니다. In addition, energy policies in response to global environmental issues such as acid rain, ozone layer destruction, and global warming due to increased use of fossil fuels have emerged as new tasks.In particular, in the international climate change agreement, the climate change agreement, Considering these constraints, the development of alternative energy technologies and the expansion and use of alternative energy technologies should be considered more actively.

최근, 환경 부담이 적은 에너지원을 찾기 위하여 다양한 시도가 이루어지고 있는데, 이러한 시도 중에서, 연료전지 특히, 고분자 전해질 연료전지는 배출물이 오직 물이라는 이점 등을 갖는다는 점에서, 자동차 등의 전원으로 적용되는 것이 기대되고 있다.Recently, various attempts have been made to find an energy source having a low environmental burden. Among these attempts, a fuel cell, in particular, a polymer electrolyte fuel cell has an advantage that the emission is only water, and thus is applied to a power source such as an automobile. It is expected to be.

차세대 대체에너지인 수소를 원료로 하는 연료전지는 일반 배터리가 에너지를 저장해서 쓰는 것과 달리, 수소와 산소의 직접 화학반응을 통해 전기 에너지를 만드는 방법으로 배터리보다 수명이 길다. 또한 일반 연소기관과 달리 기계적 손실이 적기 때문에 총 발전 효율이 매우 높다.Fuel cells based on hydrogen, the next generation of alternative energy, have a longer lifespan than batteries because they produce electrical energy through direct chemical reactions of hydrogen and oxygen, unlike conventional batteries that store energy. In addition, unlike general combustion engines, the total power generation efficiency is very high because of the low mechanical loss.

연료전지의 종류에는 고온에서 작동하는 용융 탄산염 연료전지(MCFC), 고체 산화물용 연료전지(SOFC) 및 비교적 낮은 온도에서 작동하는 인산형 연료전지(AFC), 고분자 전해질 연료전지(PEMFC), 직접메탄올 연료전지(DEMFC) 등이 있다.Fuel cell types include molten carbonate fuel cells (MCFCs) operating at high temperatures, fuel cells for solid oxides (SOFCs), phosphoric acid fuel cells (AFCs) operating at relatively low temperatures, polymer electrolyte fuel cells (PEMFCs), and direct methanol. Fuel cell (DEMFC);

이 중 고분자 전해질 연료전지는 80 °C 내외에서 작동하는 연료전지로 짧은 시동시간에 고출력을 얻을 수 있고 전류밀도가 높으며, 일반 가솔린이나 디젤 자동차와 비교하여, NOx의 배출량은 1/500, SOx의 배출량은 1/10,000이 되므로 환경 친화적인 고효율 발전 시스템이라고 할 수 있다.Among them, the polymer electrolyte fuel cell is a fuel cell that operates at around 80 ° C. It can get high power in a short startup time and has high current density. Compared with general gasoline or diesel cars, NOx emissions are 1/500 and SOx. Since the emission is 1 / 10,000, it is an environmentally friendly high efficiency power generation system.

최근 자동차, 핸드폰, 노트북 등 많은 산업분야에 적용시키고 상업화하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 연료전지 구성을 대략적으로 보면 분리판, 멤브레인 복합체, 그리고 부가장치가 있다. 이중 분리판은 수소와 산소가 흐르는 유로 역할과 전기가 흐를 수 있는 극 역할을 하는데 연료전지 부속 중 가격 비율이 높고 연료전지 성능에 많은 영향을 미치고 있다.Recently, research is being actively conducted to apply and commercialize many industries such as automobiles, mobile phones and laptops. A rough look at fuel cell configurations includes separator plates, membrane composites, and attachments. The double separator serves as a flow path through which hydrogen and oxygen flow and a pole through which electricity flows, and the price ratio of fuel cell parts is high and affects fuel cell performance.

또한 분리판의 균일한 유동장과 유로에서의 수분 응축으로 인한 유로 막힘, 화학반응으로 생성되는 물의 배수, 분리판의 온도 분포 등 분리판에 중요한 문제를 해결하기 위한 개발이 필요한 실정이다.In addition, there is a need for development to solve important problems in the separation plate, such as a uniform flow field of the separation plate and blockage of the flow path due to condensation of water in the flow path, drainage of water generated by a chemical reaction, and temperature distribution of the separation plate.

연료전지용 분리판이 활용되는 연료전지의 기본 개념은 수소와 산소의 반응에 의하여 생성되는 전자의 이용으로 설명할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수소는 연료극 즉, 애노드(Anode)를 통과하고, 산소는 공기극 즉, 캐소드(Cathode)를 통과하며, 수소는 전기 화학적으로 산소와 반응하여 물을 생성하면서 전극에 전류를 발생시킨다. The basic concept of a fuel cell using a separator for a fuel cell can be explained by the use of electrons generated by the reaction of hydrogen and oxygen. As shown in FIG. 1, hydrogen passes through an anode, i.e., an anode, oxygen passes through an anode, i.e., a cathode, and hydrogen reacts with oxygen electrochemically to produce water to generate current at the electrode. Generates.

또한, 도선을 통해 부하측으로 전하가 이동되면서 직류 전력이 발생하며 이 때 열이 부수적으로 생산된다. 직류 전류는 직류 전동기의 동력으로 사용되거나 인버터에 의해 교류 전류로 바꾸어 사용된다.In addition, direct current is generated as the charge is transferred to the load side through the conductor, and heat is incidentally produced. DC current is used as the power of a DC motor or converted into alternating current by an inverter.

그리고, 연료전지에서 발생된 열은 개질을 위한 증기를 발생시키거나 냉난방 열원으로 사용될 수 있으며, 사용되지 않을 경우에는 배기 열로 배출된다. 연료전지의 연료인 수소는 순수 수소를 이용하거나, 메탄이나 에탄올 같은 탄화수소를 이용하여 개질 과정을 통해 생산된 수소를 이용한다.In addition, the heat generated from the fuel cell may generate steam for reforming or may be used as a heating and cooling heat source. Hydrogen, the fuel of a fuel cell, uses pure hydrogen or hydrogen produced through reforming processes using hydrocarbons such as methane or ethanol.

아울러 순수한 산소는 연료전지의 효율을 높일 수 있지만 산소 저장에 따른 비용과 무게가 증가하는 문제가 있기 때문에 공기 중에 포함된 산소를 직접 사용한다.In addition, pure oxygen can increase the efficiency of the fuel cell, but since the cost and weight of oxygen storage are increased, the oxygen contained in the air is directly used.

종합적으로 다음과 같은 반응에 따라 전기와 열 및 물이 생성된다.Overall, electricity, heat and water are generated by the following reactions.

양극 : H2 → 2H+ + 2e (1)Anode: H 2 → 2H + + 2e (1)

음극 : 1/2 O2 + 2H+ + 2e → H2O (2)Cathode: 1/2 O 2 + 2H + + 2e → H 2 O (2)

전체 : H2 + 1/2 O2 → H2O + 전류 + 열 (3)Total: H 2 + 1/2 O 2 → H 2 O + Current + Heat (3)

전해질은 한 전극에서 다른 전극으로 수소 이온을 전달해 주는 역할을 하고 촉매는 전극의 반응을 향상시킨다. 2개의 전극으로 구성된 단위 셀은 0.6V~0.7V 정도를 생산한다.The electrolyte plays a role in transferring hydrogen ions from one electrode to the other, and the catalyst improves the reaction of the electrode. The unit cell consisting of two electrodes produces about 0.6V to 0.7V.

대개의 연료전지들은 비교적 낮은 전압을 생산한다. 전력을 사용할 수 있을만큼 생산하려면, 연료전지들을 일반적으로 연료전지 스택을 구성해야만 하고, 일반적으로 하나의 스택에는 연료전지가 10, 20, 30개 또는 100개 이상 있다.Most fuel cells produce relatively low voltages. In order to produce enough power for use, fuel cells typically have to form a fuel cell stack, and typically one stack has more than 10, 20, 30 or 100 fuel cells.

이러한 연료 전지 스택의 전압 측정을 위해서는 연료 전지를 연결하여 전압을 측정하는 모듈이 필요하게 되는 바, 도 2에 통상의 연료 전지 스택에 대한 전압 측정 방식이 도시되어 있다.In order to measure the voltage of the fuel cell stack, a module for measuring the voltage by connecting the fuel cells is required. In FIG. 2, a voltage measuring method for a conventional fuel cell stack is illustrated.

즉, 도 2는 종래의 연료전지 스택에 대한 전극 전압을 측정하는 방식을 나타낸 도면이다. That is, FIG. 2 is a diagram illustrating a method of measuring an electrode voltage of a conventional fuel cell stack.

도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 연료 전지가 하나의 스택(2)으로 구성된 상태에서, 연료 전지 스택(2)의 셀 전극 전압을 측정하기 위해서는 전압 측정 모듈의 PCB 회로와 각 연료 전지 간을 연결하는 연결 단자가 필요하게 되는 바, 이러한 연결 단자는 도선(4)을 사용하고 있으며, 도선(4)의 접촉 단자(6)가 연료전지 스택을 구성하는 각 연료전지 흑연판을 각기 개별적으로 연결할 수 있도록 되어 있다. As shown in FIG. 2, in a state where a plurality of fuel cells are configured as one stack 2, in order to measure the cell electrode voltage of the fuel cell stack 2, a circuit between the PCB circuit of the voltage measuring module and each fuel cell is used. Since connecting terminals are needed, these connecting terminals use conductors 4, and the contact terminals 6 of the conductors 4 individually connect the respective fuel cell graphite plates constituting the fuel cell stack. It is supposed to be.

그러나, 이러한 종래의 전압 측정 모듈은 연료 전지 스택을 구성하는 각 연료 전지의 흑연판을 도선(4)의 접촉 단자(6)를 통해서 각각 개별적으로 연결하도록 되어 있기 때문에, 연료전지 스택을 전반적으로 연결하는 작업시간이 장시간으로 소요될 뿐만 아니라, 단자 연결 작업시에 흑연판에 손상을 초래할 수 있다는 문제점이 있다. However, such a conventional voltage measurement module is connected to the fuel cell stack as a whole, because the graphite plates of each fuel cell constituting the fuel cell stack are individually connected to each other through the contact terminals 6 of the conductive wires 4. Not only does it take a long time to work, there is a problem that may cause damage to the graphite plate during the terminal connection work.

또한, 연료전지 스택이 차량에 적용되어 있는 경우에는 진동이 심한 차량 환경에서 접촉 단자의 접촉 신뢰도를 보장하기가 어려울뿐만 아니라, 전압 측정을 위해 다수의 도선(4)에 의한 배선이 많이 필요하기 때문에, 전압 측정 구조가 복잡해지고 작업 공간을 많이 차지해야 한다는 문제점이 있다. In addition, when a fuel cell stack is applied to a vehicle, it is difficult to ensure contact reliability of a contact terminal in a vehicle environment with high vibration, and also requires a lot of wiring by a plurality of conductors 4 to measure voltage. However, there is a problem that the voltage measuring structure becomes complicated and requires a lot of work space.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 연료 전지의 전압을 측정하는 단자를 판스프링형 금속재질로서 적용하여 작은 점유 공간을 차지하면서 연료 전지의 흑연판에 대해 압력을 가하여 높은 접촉 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to apply a terminal for measuring the voltage of the fuel cell as a plate spring type metal material, while occupying a small occupied space, To provide a voltage measurement module of a fuel cell with a connector type voltage measurement terminal to apply a pressure to ensure high contact reliability.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 연료 전지 스택의 다수의 셀 전지에 대한 셀 전압을 측정하는 전압 측정 모듈에 있어서, 상기 전압 측정 모듈의 PCB 기판에 탄성이 있으면서 전도성 재질을 갖는 커넥터로 이루어진 다수의 전압 측정 단자가 상기 셀 전지의 배열 간격과 동일한 간격으로 다수개가 배열되어 각 셀 전지와 대응적으로 접촉되어 셀 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈을 제공한다.According to the present invention for achieving the above object, in the voltage measuring module for measuring the cell voltage for a plurality of cell cells of the fuel cell stack, the PCB substrate of the voltage measuring module is a connector having elastic and conductive material The voltage of the fuel cell having a connector-type voltage measuring terminal, characterized in that the plurality of voltage measuring terminals are arranged at the same interval as the cell cell arrangement intervals are in contact with each cell battery to measure the cell voltage. Provide a measurement module.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

즉, 도 3은 본 발명의 일예에 따른 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈에 대한 구성을 나타낸 도면이다. That is, FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a voltage measuring module of a fuel cell having a connector type voltage measuring terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료 전지의 전압 측정 모듈은, 연료 전지 스택을 구성하는 다수 셀전극의 각 흑연판(10)에 대한 셀전압을 측정하기 위한 PCB 기판(12)이 형성되고, 상기 PCB 기판(12)의 상부에는 상기 각 흑연판(10)과 접촉하여 셀전압을 측정하는 전압 측정 단자(14)가 해당 PCB 기판(12) 상에 고정적으로 결합되어 있다. As shown in FIG. 3, the voltage measuring module of a fuel cell having a connector type voltage measuring terminal according to the present invention measures a cell voltage of each graphite plate 10 of a plurality of cell electrodes constituting the fuel cell stack. The PCB substrate 12 is formed thereon, and a voltage measuring terminal 14 for measuring the cell voltage in contact with each graphite plate 10 is fixed on the PCB substrate 12 on the PCB substrate 12. Are combined.

상기 전압 측정 단자(14)는 상기 셀 전지의 흑연판(10)의 배열 간격과 동일한 간격으로 다수개의 커넥터가 배열되어 있는 데, 각 흑연판(10)에 대해 2개의 커넥터가 중복적으로 결합될 수 있도록, 각각 상부 커넥터(18)와 하부 커넥터(20)가 나란하게 이중으로 결합되어 있다. The voltage measuring terminal 14 has a plurality of connectors are arranged at the same interval as the array interval of the graphite plate 10 of the cell battery, two connectors for each graphite plate 10 are to be combined redundantly The upper connector 18 and the lower connector 20 are doubled side by side, respectively, so as to be possible.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전압 측정 단자(14)의 이중으로 결합되어 있는 상부 커넥터(18)와 하부 커넥터(20)의 사이에는, 해당 전압 측정 단자(14)가 PCB 기판(12)과 결합되는 상태를 안내하기 위한 마운팅 가이드(Mounting Guide)(16)가 설치되어 있고, 상기 전압 측정 단자(14)의 전단에는 하부 커넥터(20)가 제거되고 상부 부분 커넥터(22)만이 설치되어 있고, 상기 전압 측정 단자(14)의 후단에는 상부 커넥터(18)가 제거되고 하부 부분 커넥터(24)만이 설치되어 있다. On the other hand, as shown in Figure 4, between the upper connector 18 and the lower connector 20 which is coupled to the double of the voltage measuring terminal 14, the voltage measuring terminal 14 is a PCB board 12 Mounting guide (16) for guiding the combined state is installed, the lower connector 20 is removed at the front end of the voltage measuring terminal 14 and only the upper part connector 22 is installed At the rear end of the voltage measuring terminal 14, the upper connector 18 is removed and only the lower partial connector 24 is provided.

상기 전압 측정 단자(14)는 상부 부분 커넥터(22)와 하부 부분 커넥터(24)에 의해, 각각 나란하게 결합된 상부 커넥터(18) 및 하부 커넥터(20)와 더불어 지그재그 형태로 전압 측정 단이 형성되는 바, 일단의 상부 커넥터가 인접하는 타단의 하부 커넥터와 지그재그 형태로 전압 측정 단이 형성될 수 있다. The voltage measuring terminal 14 is formed by the upper part connector 22 and the lower part connector 24, and the voltage measuring end is formed in a zigzag form together with the upper connector 18 and the lower connector 20 coupled to each other in parallel. As described above, the voltage measuring stage may be formed in a zigzag form with the lower connector of the other end adjacent to one end of the upper connector.

상기 하나의 전압 측정 단자(14)를 여타 전압 측정 단자와 결합시키는 경우에, 상기 하나의 전압 측정 단자(14)의 상부 부분 커넥터(22)가 상기 여타 전압 측정 단자의 후단에 설치된 하부 부분 커넥터(24)와 결합됨으로써, 각각의 전압 측정 단자가 중첩되어 결합될 수 있도록 한다. In the case where the one voltage measuring terminal 14 is combined with the other voltage measuring terminal, the upper partial connector 22 of the one voltage measuring terminal 14 is provided with a lower partial connector provided at the rear end of the other voltage measuring terminal. 24), so that each voltage measuring terminal can be overlapped and combined.

여기서, 상기 전압 측정 단자(14)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부 커넥터(18)의 상측이 흑연부(10)와의 접촉시에 탄력적으로 유동되는 유동부(30)로 이루어지고, 그 상부 커넥터(18)의 하측은 해당 전압 측정 단자(14)에 고정적으로 결합된 커넥터 프레임(34)과 결합되어 고정되는 고정부(32)로 이루어지는 한편, 상기 하부 커넥터(20)의 하측이 흑연부(10)와의 접촉시에 탄력적으로 유동되는 유동부(36)로 이루어지고, 그 하부 커넥터(20)의 상측은 해당 전압 측정 단자(14)에 고정적으로 결합된 커넥터 프레임(40)과 결합되어 고정되는 고정부(38)로 이루어진다. Here, the voltage measuring terminal 14 is made of a flow portion 30, the upper side of the upper connector 18 is elastically flows in contact with the graphite portion 10, as shown in Figs. The lower side of the upper connector 18 is composed of a fixing part 32 which is coupled to and fixed with the connector frame 34 fixedly coupled to the corresponding voltage measuring terminal 14, and the lower side of the lower connector 20. It consists of a flow portion 36 which is elastically flown upon contact with the graphite portion 10, the upper side of the lower connector 20 and the connector frame 40 fixedly coupled to the voltage measuring terminal 14 and It consists of a fixed portion 38 is fixed and coupled.

또한, 상기 전압 측정 단자(14)의 후단에는 상기 PCB 기판(12)과 결합시키기 위한 로케이터(Locator)(42)가 설치되어 있다. In addition, a locator 42 for coupling with the PCB substrate 12 is provided at the rear end of the voltage measuring terminal 14.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에서는 상기 전압 측정 단자(14)를 연료 전지 스택의 셀 전지 흑연판(10)에 접촉하는 경우에, 상부 커넥터(18) 및 하부 커넥터(20)가 각 흑연판(10)에 대해서 이중으로 접촉될 수 있도록 하되, 상기 상부 커넥터(18)의 유동부(30)와 상기 하부 커넥터(20)의 유동부(36)에 의해 탄력적으로 결합되어 각 흑연판(10)과의 접촉성이 향상될 수 있게 된다. In the present invention made as described above, when the voltage measuring terminal 14 contacts the cell battery graphite plate 10 of the fuel cell stack, the upper connector 18 and the lower connector 20 are each graphite plate 10. ) To be in double contact with each other, but is elastically coupled by the flow portion 30 of the upper connector 18 and the flow portion 36 of the lower connector 20 to be in contact with each graphite plate 10. Contactability can be improved.

다음으로, 도 7은 본 발명에 따른 전압 측정 모듈의 내부 회로 구성에 대한 일예를 나타낸 도면이다. Next, Figure 7 is a view showing an example of the internal circuit configuration of the voltage measuring module according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일예에 따른 전압 측정 모듈(50)은 핀스프링이 내장된 전압 측정 단자를 연료전지 스택의 다수의 셀 전지(C1∼Cn)의 양단에 접촉시킴에 의해, 각 셀 전지(C1∼Cn)에 대한 셀 전압을 측정할 수 있다.As shown in FIG. 7, the voltage measuring module 50 according to an exemplary embodiment of the present invention contacts a voltage measuring terminal having a pin spring embedded at both ends of a plurality of cell cells C1 to Cn of a fuel cell stack. The cell voltage for each cell battery C1 to Cn can be measured.

상기 전압 측정 모듈(50)에는 상기 각 셀 전지(C1∼Cn) 양단의 (+) 전압과 (-) 전압을 각각 인가받아 그 차전압을 출력하는 다수의 차동 증폭기(A1∼An)와, 각 차동 증폭기(A1∼An)로부터의 차전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(52)가 구성된다. The voltage measuring module 50 is provided with a plurality of differential amplifiers A1 to An respectively receiving positive voltages and negative voltages across the respective cell batteries C1 to Cn and outputting the difference voltages. An analog-to-digital converter 52 for converting the differential voltage signal from the differential amplifiers A1 to An into a digital signal is configured.

상기 전압 측정 모듈(50)은 상기 각 차동 증폭기(A1∼An)로부터의 차전압 출력값을 디지털 변환한 신호를 통하여 연료전지 스택의 각 셀 전지(C1∼Cn)에 대한 셀전압을 측정할 수 있게 된다. The voltage measuring module 50 may measure the cell voltage for each cell cell C1 to Cn of the fuel cell stack through a signal obtained by digitally converting the differential voltage output values from the respective differential amplifiers A1 to An. do.

그 다음에, 도 8은 본 발명에 따른 전압 측정 모듈의 내부 회로 구성에 대한 다른예를 나타낸 도면이다. 8 is a diagram showing another example of the internal circuit configuration of the voltage measuring module according to the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른예에 따른 전압 측정 모듈(54)은 핀스프링이 내장된 전압 측정 단자를 연료전지 스택의 다수의 셀 전지(C1∼Cn)의 양단에 접촉시킴에 의해, 각 셀 전지(C1∼Cn)에 대한 셀 전압을 측정할 수 있다.As shown in FIG. 8, the voltage measuring module 54 according to another embodiment of the present invention contacts a voltage measuring terminal having a pin spring embedded at both ends of the plurality of cell cells C1 to Cn of the fuel cell stack. By this, the cell voltage for each of the cell batteries C1 to Cn can be measured.

상기 전압 측정 단자와 접촉되는 각 셀 전지(C1∼Cn)로부터의 셀 전압은, 각 전압 측정 단자와 연결된 저항(RA1∼RAn)(RB1∼RBn)을 통하여 아날로그-디지털 컨버터(56)에서 디지털 값으로 변환 된 다음에, 저항(R1)과 제너 다이오드(ZD1)에 의해 생성되는 기준 전압치와 비교된다. The cell voltages from the respective cell batteries C1 to Cn in contact with the voltage measuring terminal are digital values in the analog-to-digital converter 56 through the resistors RA1 to RAn RB1 to RBn connected to the voltage measuring terminals. After conversion to, it is compared with the reference voltage value generated by resistor R1 and zener diode ZD1.

상기 전압 측정 모듈(54)은 각 셀 전지(C1∼Cn)로부터의 셀전압 값을 저항(R1)과 제너 다이오드(ZD1)에 의한 기준 전압과 비교함에 의해, 각 셀전압을 정상적으로 측정할 수 있게 된다. The voltage measuring module 54 compares the cell voltage value from each cell battery C1 to Cn with a reference voltage by the resistor R1 and the zener diode ZD1, thereby enabling normal measurement of each cell voltage. do.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아 니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described typical preferred embodiments, but can be carried out in various ways without departing from the gist of the present invention in various ways, modifications, substitutions or additions in the art. Anyone with knowledge of the world can easily understand it. If the implementation by such improvement, change, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 연료 전지 스택을 구성하는 다수의 셀 전지에 대한 셀 전압을 측정하는 전압 측정 모듈의 전압 측정 단자를 셀 전지의 흑연판과 이중으로 접촉할 수 있는 상부/하부 커넥터로 이루어짐에 따라, 작은 점유 공간을 차지하면서도 흑연판과의 접촉성이 향상될 수 있도록 하고, 흑연판의 파손 우려가 낮으면서 이웃한 셀 전지와의 단락 가능성이 낮고, 연료전지 스택에 진동이 발생되더라도 전압 측정단자의 양호한 접촉 상태가 유지될 수 있다는 효과를 갖게 된다. According to the present invention as described above, the voltage measurement terminal of the voltage measuring module for measuring the cell voltage for the plurality of cell cells constituting the fuel cell stack as an upper / lower connector that can double contact with the graphite plate of the cell battery As a result, the contact with the graphite plate can be improved while taking up a small occupied space, the possibility of breakage of the graphite plate is low, the possibility of short circuit with neighboring cell cells is low, and even if vibration occurs in the fuel cell stack. This has the effect that a good contact state of the voltage measuring terminal can be maintained.

Claims (9)

연료 전지 스택의 다수의 셀 전지에 대한 셀 전압을 측정하는 전압 측정 모듈에 있어서, A voltage measurement module for measuring cell voltage for a plurality of cell cells of a fuel cell stack, 상기 전압 측정 모듈의 PCB 기판에 탄성이 있으면서 전도성 재질을 갖는 커넥터로 이루어진 다수의 전압 측정 단자가 상기 셀 전지의 배열 간격과 동일한 간격으로 다수개가 배열되어 각 셀 전지와 대응적으로 접촉되어 셀 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.A plurality of voltage measuring terminals made of a connector having elasticity and a conductive material on the PCB substrate of the voltage measuring module are arranged at the same interval as the arrangement interval of the cell batteries, and correspondingly contacted with each cell battery to obtain a cell voltage. Voltage measurement module of a fuel cell having a connector-type voltage measurement terminal, characterized in that for measuring. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전압 측정 단자는 상기 각 셀 전지의 흑연판에 대해 중복적으로 접촉되도록 복수의 커넥터가 이중으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.The voltage measurement terminal is a voltage measurement module of a fuel cell having a connector-type voltage measurement terminal, characterized in that a plurality of connectors are coupled to each other so as to be in duplicate contact with the graphite plate of each cell battery. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 전압 측정 단자의 상/하부에 각각 상부 커넥터와 하부 커넥터가 나란히 이중으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.A voltage measuring module of a fuel cell having a connector type voltage measuring terminal, wherein an upper connector and a lower connector are respectively coupled to each other in an upper / lower portion of the voltage measuring terminal. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 전압 측정 단자의 전단에는 하부 커넥터가 제거되고 상부 부분 커넥터만이 설치되어 있고, 상기 전압 측정 단자의 후단에는 상부 커넥터가 제거되고 하부 부분 커넥터만이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.The lower connector is removed at the front end of the voltage measuring terminal and only the upper part connector is installed, and at the rear end of the voltage measuring terminal, the upper connector is removed and only the lower part connector is installed. Voltage measurement module of fuel cell equipped with. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 전압 측정 단자는 상기 상부 부분 커넥터와 하부 부분 커넥터에 의해, 각각 나란하게 결합된 상부 커넥터 및 하부 커넥터와 지그재그 형태로 전압 측정 단이 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.The voltage measuring terminal of the fuel cell having a connector type voltage measuring terminal, characterized in that the voltage measuring terminal is formed in a zigzag form with the upper connector and the lower connector coupled to each other by the upper part connector and the lower part connector. Voltage measurement module. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 하나의 전압 측정 단자를 여타의 전압 측정 단자와 결합시키면, 상기 하나의 전압 측정 단자의 상부 부분 커넥터가 상기 여타 전압 측정 단자의 후단에 설치된 하부 부분 커넥터와 결합하여, 각각의 전압 측정 단자가 중첩되어 결합될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.When the one voltage measuring terminal is coupled with the other voltage measuring terminal, the upper partial connector of the one voltage measuring terminal is coupled with the lower partial connector installed at the rear end of the other voltage measuring terminal, so that each voltage measuring terminal overlaps. Voltage measurement module of a fuel cell having a connector-type voltage measurement terminal, characterized in that the coupling to be possible. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 상부 커넥터의 상측이 유동부로 이루어지고, 그 하측이 후단에 고정된 커넥터 프레임과 결합되어 고정되는 고정부로 이루어지며, 상기 하부 커넥터의 하측이 유동부로 이루어지고, 그 상측이 후단에 고정된 커넥터 프레임과 결합되어 고정되는 고정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.The upper side of the upper connector is made of a flow portion, the lower side is made of a fixed portion coupled to the connector frame fixed to the rear end, the lower side of the lower connector is made of the flow portion, the upper side of the connector fixed to the rear end Voltage measurement module of a fuel cell having a connector-type voltage measurement terminal, characterized in that the fixed portion is coupled to the frame fixed. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 전압 측정 단자의 상부 커넥터와 하부 커넥터의 사이에는, 해당 전압 측정 단자가 PCB 기판과 결합되는 상태를 안내하기 위한 마운팅 가이드(Mounting Guide)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.Between the upper connector and the lower connector of the voltage measuring terminal, there is a mounting guide (Mounting Guide) for guiding the state that the voltage measuring terminal is coupled to the PCB board is provided with a connector type voltage measuring terminal Voltage measurement module of fuel cell. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전압 측정 단자의 후단에는 상기 PCB 기판과 결합시키기 위한 로케이터(Locator)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 커넥터형 전압 측정 단자를 갖춘 연료전지의 전압 측정 모듈.A voltage measuring module of a fuel cell having a connector type voltage measuring terminal, characterized in that a locator is installed at the rear end of the voltage measuring terminal for coupling with the PCB substrate.
KR1020060084571A 2006-09-04 2006-09-04 Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal KR100749258B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060084571A KR100749258B1 (en) 2006-09-04 2006-09-04 Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060084571A KR100749258B1 (en) 2006-09-04 2006-09-04 Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100749258B1 true KR100749258B1 (en) 2007-08-13

Family

ID=38602867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060084571A KR100749258B1 (en) 2006-09-04 2006-09-04 Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100749258B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101057881B1 (en) 2009-05-29 2011-08-19 주식회사 엘지화학 Jig Device for Insulation Testing of Cell Module Assemblies
KR101567093B1 (en) 2009-12-03 2015-11-13 현대자동차주식회사 Cell Voltage Monitoring Structure of Fuel Cell Stack
US9440601B2 (en) 2013-09-06 2016-09-13 Johnson Controls Technology Company System for providing voltage measurements of battery cells to a PCB within a battery module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410176B1 (en) 2000-07-31 2002-06-25 Plug Power, Inc. Voltage monitoring system for a fuel cell stack
JP2003109649A (en) 2001-09-28 2003-04-11 Honda Motor Co Ltd Fuel cell stack
US6762587B1 (en) 2000-09-12 2004-07-13 Recon Industrial Controls Corp. Device and method for monitoring fuel cell performance and controlling a fuel cell system
JP2006054113A (en) 2004-08-12 2006-02-23 Honda Motor Co Ltd Connection structure of voltage detection connector to cell and fuel cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410176B1 (en) 2000-07-31 2002-06-25 Plug Power, Inc. Voltage monitoring system for a fuel cell stack
US6762587B1 (en) 2000-09-12 2004-07-13 Recon Industrial Controls Corp. Device and method for monitoring fuel cell performance and controlling a fuel cell system
JP2003109649A (en) 2001-09-28 2003-04-11 Honda Motor Co Ltd Fuel cell stack
JP2006054113A (en) 2004-08-12 2006-02-23 Honda Motor Co Ltd Connection structure of voltage detection connector to cell and fuel cell

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101057881B1 (en) 2009-05-29 2011-08-19 주식회사 엘지화학 Jig Device for Insulation Testing of Cell Module Assemblies
KR101567093B1 (en) 2009-12-03 2015-11-13 현대자동차주식회사 Cell Voltage Monitoring Structure of Fuel Cell Stack
US9440601B2 (en) 2013-09-06 2016-09-13 Johnson Controls Technology Company System for providing voltage measurements of battery cells to a PCB within a battery module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101336426B1 (en) Fuel cell stack and stack voltage monitoring apparatus of fuel cell
US8685585B2 (en) Fuel cell and method for connecting current connectors thereto
CN101826621A (en) Bipolar plate for fuel cells
JP4055349B2 (en) Fuel cell voltage measurement device
CN103682398A (en) Stack for simulating cell voltage reversal behavior in fuel cell
KR100749258B1 (en) Voltage measuring module of fuel cell having connector type voltage measuring terminal
KR101173386B1 (en) Stack voltage monitoring apparatus of fuel cell
KR100800965B1 (en) Voltage measuring module of fuel cell apply to pin spring type voltage measuring terminal
KR100749259B1 (en) Voltage measuring module of fuel cell having voltage measuring terminal apply to conductivity rubber
Steele Materials for electrochemical energy conversion and storage systems
KR101936438B1 (en) Fuel cell stack having heater dummy cell
CN112803196A (en) Electrical connection structure of fuel cell voltage inspection system
KR101155911B1 (en) Stack for fuel cell system
KR100749257B1 (en) Voltage measuring module of fuel cell having voltage measuring terminal apply to zebra
KR102017328B1 (en) Stack module for fuel battery and high temperature electrolysis comprising cell battery modules which can individually change under an operation
US20110053032A1 (en) Manifold for series connection on fuel cell
KR100534770B1 (en) A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack
KR100520558B1 (en) A cell voltage monitoring device for a fuel cell stack
KR101105050B1 (en) Fuel cell stack
CN102403524A (en) Solid oxide fuel cell module
KR101090626B1 (en) Intergrated stack voltage monitoring apparatus of fuel cell
US8697307B2 (en) Solid oxide fuel cell stack
US20110104584A1 (en) Metal supported solid oxide fuel cell
CN111381176B (en) Device and method for controlling the measurement of the cell voltage of a fuel cell
CN217903168U (en) Fuel cell stack and fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100715

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130628

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161219

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 15