KR20160135034A

KR20160135034A - 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터

Info

Publication number: KR20160135034A
Application number: KR1020150067815A
Authority: KR
Inventors: 김근호; 정연수; 전유택
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-11-24
Also published as: KR101701606B1

Abstract

본 발명은 연료 전지 스택의 단위 셀들로부터 출력되는 전기적 출력량을 측정하기 위한 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터에 있어서, 상기 단위 셀의 분리판 단자가 인입되는 인입공간이 형성되고, 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 인입상태가 되는 인입위치 또는 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 접속상태가 되는 접속위치로 형상이 변화되는 커넥터 바인딩부와 상기 커넥터 바인딩부가 상기 인입위치 형상이 되도록 상기 인입공간의 양측에서 제1수평위치로 이동하고, 상기 커넥터 바인딩부가 상기 접속위치 형상이 되도록 상기 인입공간의 양측에서 제2수평위치로 이동하는 인입공간 간격 조절부 및 상기 인입공간 간격 조절부를 상기 제1수평위치로 이동시켜 상기 커넥터 바인딩부가 인입위치 형상이 되도록 하고, 상기 인입공간 간격 조절부를 상기 제2수평위치로 이동시켜 상기 커넥터 바인딩부가 접속위치 형상이 되도록 상기 인입공간 간격 조절부의 위치를 조절하는 승강부를 포함한다.

Description

연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터{Connector for monitoring cell voltage of fuel cell stack}

본 발명은 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분리판 단자와 연결되는 커넥터 바인딩의 내부 손상을 방지하도록 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로, 스택 전압 측정장치(SVM : Stack Voltage Monitor)에는 연료 전지 스택의 단위 셀들에 전기적으로 연결되는 모니터링 단자가 구비되고, 이러한 모니터링 단자를 통해 각 단위 셀에서 출력되는 전압을 측정하며, 그 측정 값을 컴퓨터 등을 통해 디스플레이시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

여기서, 모니터링 단자는 스택 전압 측정장치의 바디를 이루는 단자 하우징에 연속적으로 배열되고, 연료 전지 스택의 단위 셀의 분리판 단자가 모니터링 단자의 커넥터 바인딩에 삽입되어 전기적으로 접속된다.

이러한 모니터링 단자는 분리판 단자의 단부에서 발생될 수 있는 버(burr)로 인하여 커넥터 바인딩에 손상을 발생시킬 수 있고, 그에 따라 단위 셀들에서 출력되는 셀 전압 측정값의 정확성을 저하시킬 수 있다.

본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2014-0020551호(공개일 : 2014.02.19)가 있으며, 상기 선행문헌에는 셀 전압 모니터링 및 자체 교정 장치에 대한 기술이 개시된다.

본 발명의 목적은, 분리판 단자의 단부에서 발생된 버(burr)로 인한 커넥터 바인딩의 내부 손상을 방지하도록 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 연료 전지 스택의 단위 셀들로부터 출력되는 전기적 출력량을 측정하기 위한 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터에 있어서, 상기 단위 셀의 분리판 단자가 인입되는 인입공간이 형성되고, 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 인입상태가 되는 인입위치 또는 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 접속상태가 되는 접속위치로 형상이 변화되는 커넥터 바인딩부와 상기 커넥터 바인딩부가 상기 인입위치 형상이 되도록 상기 인입공간의 양측에서 제1수평위치로 이동하고, 상기 커넥터 바인딩부가 상기 접속위치 형상이 되도록 상기 인입공간의 양측에서 제2수평위치로 이동하는 인입공간 간격 조절부 및 상기 인입공간 간격 조절부를 상기 제1수평위치로 이동시켜 상기 커넥터 바인딩부가 인입위치 형상이 되도록 하고, 상기 인입공간 간격 조절부를 상기 제2수평위치로 이동시켜 상기 커넥터 바인딩부가 접속위치 형상이 되도록 상기 인입공간 간격 조절부의 위치를 조절하는 승강부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 상기 승강부와 연결되며 모니터링 단자 하우징에 설치되고, 가압을 통해 상기 승강부를 승강시켜 상기 커넥터 바인딩부가 상기 인입위치의 형상이 되도록 하는 스위치부를 더 포함한다.

그리고, 상기 커넥터 바인딩부는 상기 인입공간의 양측에 형성되고, 상기 인입공간 간격 조절부가 상기 제1수평위치로 이동하도록 삽입 공간을 형성하는 삽입 홀을 구비한다.

또한, 상기 인입공간 간격 조절부는 상기 제1수평 위치를 따라 직경이 점진적으로 좁아지도록 테이퍼 형상으로 형성된다.

한편, 상기 인입공간 간격 조절부는 상기 인입공간의 내부에서 서로 마주보는 각각의 일단면을 연결하는 탄성부재를 구비한다.

그리고, 상기 승강부는 상기 인입공간 간격 조절부를 가압하는 내측면이 하향 경사지게 형성되고, 상기 인입공간 간격 조절부의 외측면은, 상기 승강부의 내측면 형상에 대응되는 형상으로 형성된다.

본 발명은, 분리판 단자가 커넥터 바인딩에 전기적으로 접속되는 경우, 커넥터 바인딩의 입구가 선택적으로 개방되도록 함으로써, 분리판 단자에서 발생된 버(burr)로 인한 커넥터 바인딩 내부의 손상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 커넥터 바인딩 내부의 손상 방지를 위한 별도의 코팅층을 구비하지 않아도 되기 때문에, 커넥터 바인딩 제작에 따른 원가를 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 동작을 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 인입공간 간격 조절부를 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 승강부를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 인입공간 간격 조절부를 보여주는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 제3실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 동작을 보여주는 도면이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 연료 전지 스택의 단위 셀들로부터 출력되는 전기적 출력량을 측정하기 위한 것으로, 커넥터 바인딩부(100), 인입공간 간격 조절부(200) 및 승강부(300)를 포함한다.

커넥터 바인딩부(100)는 단위 셀의 분리판 단자(10)가 인입되는 인입공간(20)이 형성되고, 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 인입상태가 되는 인입위치(A) 또는 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 접속상태가 되는 접속위치(B)로 형상이 변화된다.

먼저, 커넥터 바인딩부(100)는 분리판 단자(10)의 단부에서 발생될 수 있는 버(burr : 10a)로 인하여 발생될 수 있는 내부 손상을 방지하기 위하여 분리판 단자(10)가 내부에 접속되기 이전에 인입공간(20)이 간격이 넓어지도록 한다.

다시 말해, 커넥터 바인딩부(100)는 분리판 단자(10)가 인입하는 경우, 분리판 단자(10)와 버(10a)를 더한 높이 보다 인입공간(20)이 간격이 더 넓어지도록 한다.

이를 위해, 인입공간 간격 조절부(200)는 커넥터 바인딩부(100)가 상기 인입위치(A) 형상이 되도록 인입공간(20)의 양측에서 제1수평위치(C)로 이동하여 인입공간(20)의 간격을 넓어지게 할 수 있다.

여기서, 제1수평위치(C)는 간격조절부(200)가 인입공간(20)의 양측에서 내부로 삽입되는 위치를 의미한다.

인입공간 간격 조절부(200)는 인입공간(20)의 양측에서 제1수평위치(C)를 향해 내부로 이동하는 경우, 커넥터 바인딩부(100)에 형성된 삽입 홀(100a)에 삽입되어 제1수평위치(C)로 이동한다.

삽입 홀(100a)은 커넥터 바인딩부(100)에 형성된 인입공간(20)의 양측에 형성되고, 인입공간 간격 조절부(200)가 제1수평위치(C)로 이동하도록 삽입 공간을 형성한다.

한편, 커넥터 바인딩부(100)는 분리판 단자(10)가 인입공간(20) 내부로 인입되면, 분리판 단자(10)에 대한 전기적 접속상태를 향상시키기 위하여 인입공간(20)의 간격이 좁아지며 접속위치(B) 형상으로 변형된다.

즉, 간격조절부(200)는 커넥터 바인딩부(100)가 접속위치(B) 형상이 되도록 삽입 홀(100a)에서 제2수평위치(D)로 이동하여 인입공간(20)의 간격을 이전의 상태로 되돌릴 수 있다.

여기서, 제2수평위치(D)는 간격조절부(200)가 인입공간(20)의 양측에서 삽입 해제되는 위치를 의미한다.

이러한 커넥터 바인딩부(100)의 내부에는 분리판 단자(10)를 사이에 두고 상하부에 서로 교차되어 마련되는 접속부(30)가 구비되며, 그에 따라 분리판 단자(10)에 대한 전기적 접속상태를 보다 향상시킬 수 있다.

이하, 도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 인입공간 간격 조절부를 보여주는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 인입공간 간격 조절부(200)는 커넥터 바인딩부(100)가 인입위치(A) 형상이 되도록 인입공간(20)의 양측에서 제1수평위치(C)로 이동하고, 커넥터 바인딩부(100)가 접속위치(B) 형상이 되도록 인입공간(20)의 양측에서 제2수평위치(D)로 이동한다.

이러한 인입공간 간격 조절부(200)는 제1수평위치(C)를 따라 직경이 점진적으로 좁아지도록 테이퍼 형상으로 형성된다.

즉, 인입공간 간격 조절부(200)는 커넥터 바인딩부(100)를 인입위치(A) 형상으로 변형시키기 위하여, 제1수평위치(C)를 따라 커넥터 바인딩부(100)의 삽입 홀(100a)에 삽입되는데, 외주면이 테이퍼지도록 형성됨으로써, 용이하게 커넥터 바인딩부를 인입위치(A) 형상으로 변형시킬 수 있다.

이는, 만일 인입공간 간격 조절부(200)가 동일한 직경을 가지며 형성되는 경우, 삽입 홀(100a)에 삽입된 상태에서 제1수평위치(C)를 따라 이동하게 되면 인입공간(20)의 간격이 넓어지게 할 수 없기 때문이다.

여기서, 인입공간 간격 조절부(200)의 일단부의 직경은 삽입 홀(110a)에 대응되는 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 도 4 는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 승강부를 보여주는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 승강부(300)는 인입공간 간격 조절부(200)를 제1수평위치(C)로 이동시켜 커넥터 바인딩부(100)가 인입위치(A) 형상이 되도록 하고, 인입공간 간격 조절부(200)를 상기 제2수평위치(C)로 이동시켜 커넥터 바인딩부(100)가 접속위치(B) 형상이 되도록 인입공간 간격 조절부(200)의 위치를 조절한다.

이러한 승강부(300)는 인입공간 간격 조절부(200)의 양측에 배치되고, 승강을 통해 인입공간 간격 조절부(200)를 삽입 홀(100a) 내부로 삽입시켜 커넥터 바인딩부(100)의 형상을 변형시킨다.

예를 들어, 커넥터 바인딩부(100)가 인입위치(A) 형상이 되도록 변형시키는 경우, 승강부(300)의 하강을 통해 인입공간 간격 조절부(200)의 양측을 가압하고, 그에 따라 인입공간 간격 조절부(200)가 삽입 홀(100a)의 내부로 삽입되도록 함으로써, 인입공간(20)의 간격이 벌어지며 커넥터 바인딩부(100)가 인입위치(A) 형상으로 변형된다.

반대로, 커넥터 바인딩부(100)가 접속위치(B) 형상이 되도록 변형시키는 경우에는, 승강부(300)의 승강을 통해 인입공간 간격 조절부(200)에 대한 가압이 해제되도록 하고, 그에 따라 인입공간 간격 조절부(200)가 삽입 홀(100a)에서 빠져나오게 됨으로써, 인입공간(20)의 간격이 원상태로 좁아지며 커넥터 바인딩부(100)가 접속위치(B) 형상으로 변형된다.

여기서, 승강부(300)는 인입공간 간격 조절부(200)를 가압하는 내측면이 하향 경사지게 형성되고, 그에 대응하도록 인입공강 간격 조절부(200)의 외측면은 상향 경사지게 형성된다.

이는, 승강부(300)의 하강 시 인입공간 간격 조절부(200)의 외측면 경사면을 따라 가압하며 하강할 수 있도록 하기 위함으로, 인입공간 간격 조절부(200)로 가압력을 확실하게 전달할 수 있어서 인입공간 간격 조절부(200)가 삽입 홀(100a)로 확실하게 삽입되도록 한다.

그에 따라, 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 커넥터 바인딩부(100)에 대한 분리판 단자(10)의 인입 시 효과적으로 인입위치(A) 형상으로 변형될 수 있기 때문에, 분리판 단자(10)에 발생된 버(10a)에 의한 커넥터 바인딩부(100) 내부의 손상 발생을 방지할 수 있다.

따라서, 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 커넥터 바인딩부(100) 내부의 손상 방지를 위한 별도의 코팅층을 구비하지 않아도 되기 때문에, 커넥터 바인딩부(100) 제작에 따른 원가를 절감할 수 있다.

이하, 도 5 는 본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터의 인입공간 간격 조절부를 보여주는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 인입공간 간격 조절부(200)는 커넥터 바인딩부(100)가 인입위치(A) 형상이 되도록 삽입 홀(100a)의 양측에서 제1수평위치(C)로 이동한다.

이러한 인입공간 간격 조절부(200)는 인입공간 내부에서 서로 마주보는 각각의 일단면을 연결하는 탄성부재(210)를 구비한다.

즉, 인입공간 간격 조절부(200)는 승강부(300)의 하강에 따라 커넥터 바인딩부(100)의 양측에서 제1수평위치(C)로 이동하는 경우, 마주보는 일단면을 탄성부재(210)를 통해 연결함으로써, 승강부(300)의 승강 시 확실하게 삽입 홀(100a)에서 삽입 해제될 수 있다.

이는, 탄성부재(210)의 복원력을 이용한 것으로, 승강부(300)의 승강에 따라 인입공간 간격 조절부(200)의 마주보는 일단면을 빠르게 이격시켜 인입공간 간격 조절부(200)가 삽입 홀(100a)에서 효과적으로 배출될 수 있도록 한다.

탄성부재(210)는 스프링으로 형성되며, 탄성력 저하에 따른 문제 발생을 해결하기 위하여 인입공간 간격 조절부(200)에 교체 가능하게 설치될 수 있다.

이하, 도 6 은 본 발명의 제3실시예에 따른 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터를 보여주는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 승강부(300)와 연결되며, 모니터링 단자 하우징(1)에 설치되고, 가압을 통해 승강부(300)를 승강시켜 커넥터 바인딩(100)이 인입위치(A) 형상이 되도록 하는 스위치부(400)를 더 포함한다.

스위치부(400)는 모니터링 단자 하우징(1)의 외부에 설치되고, 가압력을 전달함에 따라 승강부(300)가 하강하도록 함으로써, 용이하게 커넥터 바인딩(100)이 인위치(A) 형상이 되도록 한다.

반대로, 스위치부(400)는 가압력을 전달하지 않을 경우, 승강부가(300)가 승강하도록 하여, 커넥터 바인딩(100)이 접속위치(B) 형상이 되도록 한다.

결과적으로, 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 분리판 단자(10)가 전기적 출력량 측정을 위해 커넥터 바인딩(100)에 접속되는 경우, 분리판 단자(10)에 발생된 버(10a)에 의해 커넥터 바인딩부(100) 내부의 손상이 발생될 수 있기 때문에, 스위치부(400)를 통해 승강부(300)를 용이하게 승강시킬 수 있다.

그에 따라, 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는 스위치부(400)의 조작을 통해 분리판 단자(10)의 인입 시 커넥터 바인딩부(100)가 인입위치(A)가 되도록 함으로써, 분리판 단자(10)에 발생된 버(10a)에 의한 커넥터 바인딩부(100) 내부의 손상발생을 방지할 수 있다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

1 : 모니터링 단자 하우징 10 : 분리판 단자
10a : 버 20 : 인입공간
30 : 접속부 100 : 커넥터 바인딩부
100a : 삽입 홀 200 : 인입공간 간격 조절부
210 : 탄성부재 300 : 승강부
400 : 스위치부 A : 인입위치
B : 접속위치 C : 제1수평위치
D : 제2수평위치

Claims

연료 전지 스택의 단위 셀들로부터 출력되는 전기적 출력량을 측정하기 위한 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터에 있어서,
상기 단위 셀의 분리판 단자가 인입되는 인입공간이 형성되고, 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 인입상태가 되는 인입위치 또는 상기 분리판 단자가 상기 인입공간에서 접속상태가 되는 접속위치로 형상이 변화되는 커넥터 바인딩부;
상기 커넥터 바인딩부가 상기 인입위치 형상이 되도록 상기 인입공간의 양측에서 제1수평위치로 이동하고, 상기 커넥터 바인딩부가 상기 접속위치 형상이 되도록 상기 인입공간의 양측에서 제2수평위치로 이동하는 인입공간 간격 조절부; 및
상기 인입공간 간격 조절부를 상기 제1수평위치로 이동시켜 상기 커넥터 바인딩부가 인입위치 형상이 되도록 하고, 상기 인입공간 간격 조절부를 상기 제2수평위치로 이동시켜 상기 커넥터 바인딩부가 접속위치 형상이 되도록 상기 인입공간 간격 조절부의 위치를 조절하는 승강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터.
제1항에 있어서,
상기 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터는,
상기 승강부와 연결되며 모니터링 단자 하우징에 설치되고, 가압을 통해 상기 승강부를 승강시켜 상기 커넥터 바인딩부가 상기 인입위치의 형상이 되도록 하는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터.
제1항에 있어서,
상기 커넥터 바인딩부는,
상기 인입공간의 양측에 형성되고, 상기 인입공간 간격 조절부가 상기 제1수평위치로 이동하도록 삽입 공간을 형성하는 삽입 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터.
제1항에 있어서,
상기 인입공간 간격 조절부는,
상기 제1수평 위치를 따라 직경이 점진적으로 좁아지도록 테이퍼 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터.
제1항에 있어서,
상기 인입공간 간격 조절부는,
상기 인입공간의 내부에서 서로 마주보는 각각의 일단면을 연결하는 탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터.
제1항에 있어서,
상기 승강부는,
상기 인입공간 간격 조절부를 가압하는 내측면이 하향 경사지게 형성되고,
상기 인입공간 간격 조절부의 외측면은, 상기 승강부의 내측면 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 셀 전압 모니터링 커넥터.