KR20210001123A - Electronic control device for fuel cell - Google Patents

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KR20210001123A
KR20210001123A KR1020190076716A KR20190076716A KR20210001123A KR 20210001123 A KR20210001123 A KR 20210001123A KR 1020190076716 A KR1020190076716 A KR 1020190076716A KR 20190076716 A KR20190076716 A KR 20190076716A KR 20210001123 A KR20210001123 A KR 20210001123A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is an electronic control device coupled to a fuel cell stack including terminals protruding from a plurality of unit cells. The electronic control device comprises: a connector part connected to the terminals and having a plurality of spacers therein; and a printed circuit board connected to one side of the connector part. According to an embodiment of the present invention, it is possible to measure the voltage of the fuel cell stack with a relatively simple structure.

Description

연료전지용 전자 제어 장치{Electronic control device for fuel cell}Electronic control device for fuel cell

본 발명은 전자 제어 장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 스택에 연결되어 연료전지 제어를 수행하는 연료전지용 전자 제어 장치에 대한 것이다.The present invention relates to an electronic control device, and more particularly, to an electronic control device for a fuel cell that is connected to a fuel cell stack to perform fuel cell control.

연료 전지(Fuel Cell)는 탄화수소 계열의 연료에 함유되며, 이는 수소와 산화제 가스의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 일종의 발전장치이다.A fuel cell is contained in a hydrocarbon-based fuel, which is a kind of power generation device that directly converts the chemical reaction energy of hydrogen and oxidant gas into electrical energy.

이러한 연료 전지는 시스템의 구성 요소와 연료의 종류에 따라 여러 타입으로 나뉘는데, 저온형 연료 전지는 크게 고분자 전해질 연료전지(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)와 직접메탄올 연료전지(DMFC, Direct Methanol Fuel Cell)로 구분할 수 있다.These fuel cells are divided into several types depending on the components of the system and the type of fuel, and low-temperature fuel cells are largely a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) and a direct methanol fuel cell (DMFC). ) Can be distinguished.

한편, 스택(Stack)은 소형 발전기 등에 사용이 가능한 PEMFC, DMFC 등의 핵심 부품으로, 스택은 막-전극 어셈블리(MEA, Membrane Electrode Assembly)와 분리판으로 이루어진 단위 전지(Unit Cell)들이 연속적으로 배치되어 있다.On the other hand, the stack is a core component such as PEMFC and DMFC that can be used for small generators, and the stack consists of a membrane-electrode assembly (MEA) and a unit cell consisting of a separator continuously arranged. Has been.

스택은 단위 전지들이 수십 개 내지 수백 개로 적층되며, 수W 내지 KW의 전력량을 생산하게 된다. 여기서, 분리판은 막-전극 어셈블리를 사이에 두고 이의 양측면에 배치되며, 수소를 포함한 가스 또는 액체연료 및 산화제 가스를 막-전극 어셈블리로 공급하는 통로의 역할과 막-전극 어셈블리의 애노드(Anode) 전극과 캐소드(Cathode) 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체로서의 기능을 동시에 수행할 수 있다. In the stack, tens to hundreds of unit cells are stacked, and power amounts of several W to KW are produced. Here, the separator is disposed on both sides of the membrane-electrode assembly, and serves as a passage for supplying gas including hydrogen or liquid fuel and oxidant gas to the membrane-electrode assembly, and the anode of the membrane-electrode assembly. It can simultaneously perform a function as a conductor connecting the electrode and the cathode electrode in series.

따라서, 스택의 단위 전지들로 연료 및 산화제 가스를 공급하게 되면, 연료는 막-전극 어셈블리의 애노드 전극으로 공급되고, 산화제 가스는 분리판에 의해 캐소드 전극으로 공급된다. 이 과정에서 스택은 애노드 전극에서 연료 중에 함유된 수소 성분의 전기 화학적인 산화 반응이 일어나고, 캐소드 전극에서는 산화제 가스의 전기 화학적인 환원 반응이 일어나며, 이 때 생성되는 전자의 이동으로서 전기 에너지를 생성하게 된다.Accordingly, when fuel and oxidant gas are supplied to the unit cells of the stack, the fuel is supplied to the anode electrode of the membrane-electrode assembly, and the oxidant gas is supplied to the cathode electrode by the separator. In this process, the stack undergoes an electrochemical oxidation reaction of the hydrogen component contained in the fuel at the anode electrode, and the electrochemical reduction reaction of the oxidant gas occurs at the cathode electrode, and the movement of electrons generated at this time generates electrical energy. do.

한편, 연료전지 스택의 정상적인 작동을 위해서는 연료전지 스택의 작동 상태를 모니터링하고 제어하는 것이 요구된다.Meanwhile, for the normal operation of the fuel cell stack, it is required to monitor and control the operating state of the fuel cell stack.

일례로써, 스택의 정상적인 동작을 위해서는 스택을 구성하는 각각의 단위 전지의 전압을 측정하여 허용범위를 만족하는지 실시간으로 모니터링이 필요하다. As an example, for normal operation of the stack, it is necessary to measure the voltage of each unit cell constituting the stack and monitor whether it satisfies the allowable range in real time.

단위 전지의 전압을 측정하는 종래 방법에서는 와이어 하네스(Wire Harness)를 SVM(Stack Voltage Monitor) 제어 장치와 연결하는 구조를 이용하였으나, 이와 같은 방식은 생산 단가가 증가하며 제조 공정상 비효율성이 발생될 수 있는 문제점이 있다.In the conventional method of measuring the voltage of a unit cell, a structure in which a wire harness is connected to a stack voltage monitor (SVM) control device was used, but this method increases the production cost and causes inefficiency in the manufacturing process. There is a problem that can be.

한국등록특허공보 제 10-1434537호Korean Patent Publication No. 10-1434537

본 발명은 연료전지 스택과의 연결을 용이하게 하고 조립 공정을 단순화하는 것이 가능한 연료전지용 전자 제어 장치를 제공하고자 한다.The present invention is to provide an electronic control device for a fuel cell capable of facilitating connection with a fuel cell stack and simplifying an assembly process.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 단위 전지들로부터 돌출된 단자들을 포함하는 연료전지 스택에 결합되는 전자 제어 장치로서, 상기 단자들에 연결되고, 내부에 복수의 스페이서를 포함하는 커넥터부 및 상기 커넥터부의 일측에 연결되는 인쇄 회로 기판을 포함하는 전자 제어 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, as an electronic control device coupled to a fuel cell stack including terminals protruding from a plurality of unit cells, a connector unit connected to the terminals and including a plurality of spacers therein, and It provides an electronic control device including a printed circuit board connected to one side of the connector part.

바람직하게는, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 커넥터부의 일측에 솔더링으로 전기 연결되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the printed circuit board is electrically connected to one side of the connector part by soldering.

바람직하게는, 상기 단자들은 상기 복수의 스페이서 사이에 각각 삽입되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the terminals are respectively inserted between the plurality of spacers.

바람직하게는, 상기 커넥터부의 일부와 상기 인쇄 회로 기판을 수용하는 하우징 및 외부 장치와 연결되는 커넥팅 유닛을 구비하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, it is characterized in that it further comprises a controller including a part of the connector unit, a housing accommodating the printed circuit board, and a connecting unit connected to an external device.

바람직하게는, 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 커넥터부의 접촉부에는 포팅부가 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, a potting part is formed on the contact part of the printed circuit board and the connector part.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 단위 전지들로부터 돌출된 단자들을 포함하는 연료전지 스택에 결합되는 전자 제어 장치로서, 외부 장치와 연결되는 커넥팅 유닛을 구비하고, 상기 단자들과 연결되어 상기 연료전지 스택의 단위 전지 전압을 측정하는 컨트롤러를 포함하는 전자 제어 장치를 제공한다. According to another embodiment of the present invention, as an electronic control device coupled to a fuel cell stack including terminals protruding from a plurality of unit cells, the electronic control device includes a connecting unit connected to an external device, and is connected to the terminals. It provides an electronic control device including a controller that measures a unit cell voltage of a fuel cell stack.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는 중앙부에 길이방향으로 형성되는 오목한 개구부가 형성되고, 상기 개구부에는 내부에 복수의 스페이서를 포함하는 커넥터부가 장착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller is characterized in that a concave opening formed in a longitudinal direction is formed in a central portion, and a connector portion including a plurality of spacers is mounted therein.

바람직하게는, 상기 커텍터부 일측에는 솔더링으로 전기 연결되는 인쇄 회로 기판이 상기 컨트롤러 내부에 형성되고, 상기 인쇄 회로 기판의 일단에는 상기 커넥팅 유닛이 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.Preferably, a printed circuit board electrically connected by soldering is formed inside the controller at one side of the connector, and the connecting unit is fixedly coupled to one end of the printed circuit board.

바람직하게는, 상기 커넥터부의 일측에는 상기 개구부를 밀폐하는 포팅부가 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, a potting part is formed on one side of the connector part to seal the opening.

바람직하게는, 상기 단자들은 상기 복수의 스페이서 사이에 각각 삽입되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the terminals are respectively inserted between the plurality of spacers.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는 상기 고정블록과 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller is characterized in that it is screwed to the fixing block.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 연료전지 스택을 내부에 수용하는 케이스 및 상기 케이스의 일측에 형성되고 상기 돌출된 단자들을 둘러싸는 고정블록을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, it is characterized in that it further comprises a case accommodating the fuel cell stack therein, and a fixing block formed on one side of the case and surrounding the protruding terminals.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 커넥터부는 일측의 양 끝단에 절곡되어 형성되는 복수의 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the connector portion is characterized in that it further includes a plurality of connection portions formed by bending at both ends of one side.

본 발명의 실시예에 따르면, 비교적 단순한 구조로 연료전지 스택의 전압을 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to measure the voltage of the fuel cell stack with a relatively simple structure.

또한, 기존의 와이어 하네스 연결 구조가 불필요하여 필요한 부품수를 감소시킬 수 있고, 제조 공정을 보다 간소화되는 효과가 있다.In addition, since the existing wire harness connection structure is unnecessary, the number of required parts can be reduced, and the manufacturing process is further simplified.

또한, 커넥터와 단자 간의 연결이 안정적으로 이루어 질 수 있으므로 전압 측정의 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 측정시 발생할 수 있는 오류를 최소화 할 수 있다.In addition, since the connection between the connector and the terminal can be made stably, the stability and reliability of voltage measurement can be improved, and errors that may occur during measurement can be minimized.

도 1은 종래 기술에 따른 전자 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 장치가 적용된 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 장치의 측면 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터부를 나타낸 도면이다.
도 5(a),(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터부와 연료전지 스택 단자간의 결합을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing an electronic control device according to the prior art.
2 is a view showing an example to which the electronic control device according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a side longitudinal sectional view of the electronic control device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a connector according to an embodiment of the present invention.
5(a) and (b) are views showing the coupling between the connector part and the fuel cell stack terminal according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements have the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, a preferred embodiment of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited thereto or is not limited thereto, and may be modified and variously implemented by a person skilled in the art.

도 1은 종래 기술에 따른 전자 제어 장치를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing an electronic control device according to the prior art.

연료전지 스택의 정상적인 작동을 위해서는 연료전지 스택의 작동 상태를 모니터링하고 제어하는 것이 요구되는데, 이와 같은 연료전지 스택의 전압모니터링을 수행하는 제어 장치의 일례로서 SVM(Stack Voltage Monitor) 방식의 제어기가 사용될 수 있다.For the normal operation of the fuel cell stack, it is required to monitor and control the operating state of the fuel cell stack. As an example of a control device that monitors the voltage of the fuel cell stack, a SVM (Stack Voltage Monitor) type controller is used. I can.

종래 기술의 경우 제어기(1')의 상단에 별도의 와이어 하네스(Wire Harness)(3')를 연료 전지 스택(4')의 단자에 삽입된 커넥터(2')에 연결하는 구조로 단위 전지의 전압을 측정하였다. In the case of the prior art, a separate wire harness (3') on the top of the controller (1') is connected to the connector (2') inserted into the terminal of the fuel cell stack (4'). The voltage was measured.

그러나 이와 같은 구조는 별도의 와이어 하네스(3')를 필요로 하고, 각각의 와이어 하네스(3')를 복수의 커넥터(2')에 연결해야 하므로 생산 단가가 증가하며, 제조 공정이 비효율적으로 진행되는 문제점이 있었다.However, this structure requires a separate wire harness (3'), and because each wire harness (3') must be connected to a plurality of connectors (2'), the production cost increases, and the manufacturing process proceeds inefficiently. There was a problem.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 장치(100)가 적용된 일례를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 장치(100)의 측면 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터부를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an example to which the electronic control device 100 according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 is a side longitudinal sectional view of the electronic control device 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 Is a view showing a connector according to an embodiment of the present invention.

하나의 연료전지 스택(Fuel Cell Stack)은 막-전극 어셈블리(MEA, Membrane Electrode Assembly)와 분리판으로 이루어진 단위 전지(Unit Cell)들이 연속적으로 배치되어 있고, 그러한 단위 전지들은 수십 개 내지 수백 개가 적층될 수 있다. In one fuel cell stack, unit cells consisting of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator are continuously arranged, and dozens to hundreds of such unit cells are stacked. Can be.

또한, 상기와 같은 연료전지 스택에는 복수의 단위 전지들로부터 돌출된 셀 단자들(일례로서 "SVM 단자"라고도 한다)이 형성될 수 있다.In addition, cell terminals (also referred to as “SVM terminals” for example) protruding from a plurality of unit cells may be formed in the fuel cell stack as described above.

도 2 및 3을 참조하면, 연료전지(1)는 케이스(20)와, 케이스(20) 내부에 복수의 단위 전지(11)들이 적층된 연료전지 스택(10)을 포함하고, 상기 연료전지 스택(10)은 그 일측에 단위 전지(11)들로부터 돌출된 단자(12)들을 포함한다. 2 and 3, the fuel cell 1 includes a case 20 and a fuel cell stack 10 in which a plurality of unit cells 11 are stacked in the case 20, and the fuel cell stack Reference numeral 10 includes terminals 12 protruding from the unit cells 11 on one side thereof.

상기와 같은 연료전지 스택(10)은 케이스(20)에 의해 내부에 수용될 수 있으며, 단자(12)들은 연료전지 스택(10)의 전압 측정을 위해 케이스(20) 외부로 돌출될 수 있다. The fuel cell stack 10 as described above may be accommodated in the case 20, and the terminals 12 may protrude outside the case 20 to measure the voltage of the fuel cell stack 10.

상기 케이스(20)의 일측에는 돌출된 복수의 단자(12)들을 둘러싸는 고정블록(30)이 형성된다. 이 때, 고정블록(30)은 후술할 커넥터부(40)의 조립 위치를 보정할 수 있다.A fixing block 30 surrounding the plurality of protruding terminals 12 is formed on one side of the case 20. At this time, the fixing block 30 may correct the assembly position of the connector unit 40 to be described later.

본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치(100)는 상기 연료전지 스택(10)에서 발생되는 전기 에너지의 전압을 측정하기 위한 것으로, 각 단위 전지(11) 셀 전압을 측정할 수 있다. 이 때 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전자 제어 장치(100)가 연료전지 스택(10)의 복수의 단자(12)들에 결합되게 된다.The electronic control device 100 according to the exemplary embodiment of the present invention is for measuring a voltage of electric energy generated from the fuel cell stack 10 and may measure a cell voltage of each unit cell 11. In this case, as shown in FIGS. 2 and 3, the electronic control device 100 is coupled to the plurality of terminals 12 of the fuel cell stack 10.

상기 전자 제어 장치(100)는 컨트롤러(60)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 컨트롤러(60)는 외부 장치와 연결되는 커넥팅 유닛(62)을 포함하며, 복수의 단자(12)들과 연결되어 연료전지 스택(10)의 단위 전지 전압을 측정할 수 있다. The electronic control device 100 may include a controller 60. As shown in FIG. 3, the controller 60 includes a connecting unit 62 connected to an external device, and is connected to a plurality of terminals 12 to measure the unit cell voltage of the fuel cell stack 10. have.

상기 커넥팅 유닛(62)과 연결되는 외부 장치는 도면상에 도시되지는 않았으나, 측정된 연료전지 스택(10)의 셀 전압에 기초하여 연료전지 스택(10)의 임피던스를 측정하고 이에 따라 연료전지 스택(10)의 상태를 진단하는 장치일 수 있다.Although the external device connected to the connecting unit 62 is not shown in the drawing, the impedance of the fuel cell stack 10 is measured based on the measured cell voltage of the fuel cell stack 10 and accordingly, the fuel cell stack It may be a device for diagnosing the state of (10).

컨트롤러(60)는 인쇄회로기판(50)을 수용하는 하우징(61) 및 중앙부에 길이방향 또는 장방향으로 형성되는 오목한 개구부(63)를 포함하고, 개구부(63)에는 커넥터부(40)가 장착된다.The controller 60 includes a housing 61 accommodating the printed circuit board 50 and a concave opening 63 formed in a longitudinal direction or a longitudinal direction in the central portion, and a connector portion 40 is mounted in the opening 63 do.

상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이 커넥터부(40)는 돌출된 복수의 단자(12)들에 연결되고, 내부에 복수의 스페이서(41)를 포함할 수 있다. 이 때, 단자(12)들은 복수의 스페이서(41) 사이에 각각 끼워지는 형태로 삽입되며, 커넥터부(40)는 이와 같이 단자(12)에 연결되어 단위 전지의 전압을 측정할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 커넥터부(40)는 내부에 단위 전지(11)의 전압을 측정할 수 있는 핀 형태의 전압 측정 단자를 포함할 수 있다. In detail, as shown in FIG. 4, the connector part 40 is connected to a plurality of protruding terminals 12 and may include a plurality of spacers 41 therein. In this case, the terminals 12 are inserted in a form that is respectively interposed between the plurality of spacers 41, and the connector unit 40 is connected to the terminal 12 as described above to measure the voltage of the unit cell. Further, although not shown, the connector unit 40 may include a voltage measurement terminal in the form of a pin capable of measuring the voltage of the unit cell 11 therein.

커넥터부(40)의 일측에는 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)(50)이 전기적으로 연결되며, 상세하게는 솔더링(Soldering, 납땜) 등의 수단으로 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 커넥터부(40)의 일측의 양 끝단에는 절곡되어 형성되는 복수의 연결부(42)가 형성되고 상기 연결부(42)는 플렉시블(Flexible)하게 형성됨으로써, 커넥터부(40)가 인쇄 회로 기판(50)에 솔더링될 때 조립이 용이하게 될 수 있도록 한다. 인쇄 회로 기판(50)의 일단에는 전술한 커넥팅 유닛(62)이 고정 결합되어 컨트롤러(60)와 외부 장치가 연결될 수 있도록 한다.A printed circuit board (PCB) 50 is electrically connected to one side of the connector unit 40, and in detail, it may be electrically connected by means such as soldering. At this time, a plurality of connecting portions 42 formed by bending are formed at both ends of one side of the connector portion 40, and the connecting portion 42 is formed to be flexible, so that the connector portion 40 is formed on a printed circuit board. When soldered to (50), it allows easy assembly. The above-described connecting unit 62 is fixedly coupled to one end of the printed circuit board 50 so that the controller 60 and an external device can be connected.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 인쇄 회로 기판(50)과 커넥터부(40)의 접촉부, 즉 커넥터부(40)의 일측에는 컨트롤러(60)의 개구부를 밀폐하도록 포팅부(70)가 형성된다. 상기 포팅부(70)는 에폭시(Epoxy), 폴리에스터(Polyester), 페놀(Phenol) 등을 포함하는 폴리우레탄(Polyurethane) 재질의 방수 재질로 형성될 수 있으며, 컨트롤러(60) 내부에 수분 등이 유입되는 것을 방지하여 전자 제어 장치(100)의 성능을 유지할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, a potting portion 70 is formed at a contact portion between the printed circuit board 50 and the connector portion 40, that is, at one side of the connector portion 40 to seal the opening of the controller 60. . The potting part 70 may be formed of a waterproof material made of a polyurethane material including epoxy, polyester, phenol, etc., and moisture, etc. may be contained in the controller 60. By preventing the inflow, the performance of the electronic control device 100 can be maintained.

도 5(a),(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터부와 연료전지 스택 단자간의 결합을 나타낸 도면이다.5(a) and (b) are views showing the coupling between the connector part and the fuel cell stack terminal according to an embodiment of the present invention.

도 5(a),(b)를 참조하면, 컨트롤러(60)에 장착된 커넥터부(40)는 연료전지 스택(10)의 단위 전지(11)들로부터 돌출된 복수의 단자(12)들에 연결되게 된다. 이 때, 전술한 바와 같이 복수의 단자(12)들은 커넥터부(40) 내부의 복수의 스페이서(41) 사이에 각각 끼워지는 형태로 삽입된다. 5(a) and (b), the connector part 40 mounted on the controller 60 is connected to a plurality of terminals 12 protruding from the unit cells 11 of the fuel cell stack 10. Will be connected. At this time, as described above, the plurality of terminals 12 are inserted in a form that is respectively fitted between the plurality of spacers 41 in the connector part 40.

한편, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 고정블록(30)은 돌출된 복수의 단자(12)들을 직사각형의 테두리 형태로 둘러쌈으로써 복수의 단자(12)들의 일부를 테두리 내부에 수용한다. 이를 통해 커넥터부(40)가 복수의 단자(12)들에 연결되어 단위 전지(11)의 전압 측정을 수행할 부분을 나타내게 되며, 고정블록(30)은 연료전지(1) 케이스(20)의 일측에 다양한 수단으로 고정 결합될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 5(b), the fixing block 30 accommodates a part of the plurality of terminals 12 inside the frame by surrounding the plurality of protruding terminals 12 in a rectangular frame shape. Through this, the connector part 40 is connected to the plurality of terminals 12 to indicate a part to measure the voltage of the unit cell 11, and the fixing block 30 is the fuel cell 1 of the case 20. It may be fixedly coupled to one side by various means.

또한, 각 복수의 커넥터부(40)는 길이방향 또는 장방향으로 배치되며, 복수의 커넥터부(40)의 양 끝단 사이의 길이와 복수의 단자(12)들의 양 끝단 사이의 길이는 동일하게 형성되어 커넥터부(40)와 단자(12)들의 연결이 어긋나지 않도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 도 3 및 5(b)에 도시된 바와 같이 단자(12)들과 커넥터부(40)가 연결될 때, 커넥터부(40)의 일부가 고정블록(30) 내에 수용됨으로써 단자(12)들과 연결된 커넥터부(40)의 수평 또는 수직 방향의 이동을 제한할 수 있다.In addition, each of the plurality of connector parts 40 is disposed in a longitudinal direction or a longitudinal direction, and the length between both ends of the plurality of connector parts 40 and the length between both ends of the plurality of terminals 12 are formed equally. As a result, the connection between the connector unit 40 and the terminals 12 can be prevented from being misaligned. In addition, as shown in FIGS. 3 and 5(b), when the terminals 12 and the connector unit 40 are connected, a part of the connector unit 40 is accommodated in the fixing block 30, so that the terminals 12 It is possible to limit the horizontal or vertical movement of the connector part 40 connected to the.

또한 상기 연료전지 스택(1)의 전압 측정을 위한 복수의 커넥터부(40)를 컨트롤러(60)의 개구부(63)에 장착시켜, 기존의 와이어 하네스를 이용하는 구조와 달리 복수의 단자(12)들에 커넥터부(40)를 동시에, 그리고 직접적으로 연결할 수 있다. In addition, a plurality of connector parts 40 for measuring the voltage of the fuel cell stack 1 are mounted in the opening 63 of the controller 60, so that a plurality of terminals 12 are provided, unlike a structure using a conventional wire harness. The connector portion 40 can be connected simultaneously and directly.

이에 따라 전술한 바와 같이 커넥터부(40)의 스페이서(41) 사이에 복수의 단자(12)들을 직접적으로 연결할 수 있어, 기존의 와이어 하네스를 이용한 연결 구조에 비해 좀 더 단순한 구조로 단위 전지(11)의 전압 측정이 가능하다. Accordingly, as described above, since a plurality of terminals 12 can be directly connected between the spacers 41 of the connector unit 40, the unit cell 11 has a simpler structure compared to a connection structure using a conventional wire harness. ) Voltage measurement is possible.

이 때, 커넥터부(40)의 일부가 수용된 컨트롤러(60)의 하우징(61) 양 측은 고정블록(30)과 나사 결합 등으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 하우징(61)이 고정블록(30)과 연결될 때 연결이 어긋나지 않도록, 하우징(61)과 고정블록(30)이 접촉되는 부분의 형상은 대응되게 형성될 수 있다. In this case, both sides of the housing 61 of the controller 60 in which a part of the connector part 40 is accommodated may be connected to the fixing block 30 by screwing, but is not limited thereto. In addition, so that the connection is not misaligned when the housing 61 is connected to the fixing block 30, the shape of the portion in which the housing 61 and the fixing block 30 are in contact may be formed correspondingly.

상기와 같은 직결 구조에 의해 본 발명에 따른 전자 제어 장치(100)는 와이어 하네스를 사용하지 않고 커넥터부(40)와 단자(12)들을 직접 연결하여 단위 전지(11)의 전압을 측정할 수 있어 원가 절감 및 조립 공정을 단순화할 수 있고, 커넥터부(40)와 단자(12)의 연결이 안정적으로 이루어 질 수 있으므로 전압 측정의 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 측정시 발생할 수 있는 오류를 최소화 할 수 있다. With the direct connection structure as described above, the electronic control device 100 according to the present invention can measure the voltage of the unit cell 11 by directly connecting the connector 40 and the terminals 12 without using a wire harness. Cost reduction and assembly process can be simplified, and since the connection between the connector part 40 and the terminal 12 can be made stably, the stability and reliability of voltage measurement can be improved, and errors that may occur during measurement can be minimized. have.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs can make various modifications, changes, and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1' : 제어기
2' : 커넥터
3' : 와이어 하네스
4' : 연료 전지 스택
100 : 전자 제어 장치
1 : 연료 전지
10 : 연료 전지 스택
11 : 단위 전지
12 : 단자
20 : 케이스
30 : 고정블록
40 : 커넥터부
41 : 스페이서
42 : 연결부
50 : 인쇄 회로 기판
60 : 컨트롤러
61 : 하우징
62 : 커넥팅 유닛
63 : 개구부
70 : 포팅부1': controller
2': connector
3': wire harness
4': fuel cell stack
100: electronic control device
1: fuel cell
10: fuel cell stack
11: unit battery
12: terminal
20: case
30: fixed block
40: connector part
41: spacer
42: connection
50: printed circuit board
60: controller
61: housing
62: connecting unit
63: opening
70: potting part

Claims (13)

복수의 단위 전지들로부터 돌출된 단자들을 포함하는 연료전지 스택에 결합되는 전자 제어 장치에 있어서,
상기 단자들에 연결되고, 내부에 복수의 스페이서를 포함하는 커넥터부; 및
상기 커넥터부의 일측에 연결되는 인쇄 회로 기판;을 포함하는 전자 제어 장치.In the electronic control device coupled to the fuel cell stack including terminals protruding from a plurality of unit cells,
A connector part connected to the terminals and including a plurality of spacers therein; And
Electronic control device comprising a; a printed circuit board connected to one side of the connector. 제 1항에 있어서,
상기 인쇄 회로 기판은 상기 커넥터부의 일측에 솔더링으로 전기 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.The method of claim 1,
The electronic control device, wherein the printed circuit board is electrically connected to one side of the connector part by soldering. 제 1항에 있어서,
상기 단자들은 상기 복수의 스페이서 사이에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.The method of claim 1,
The electronic control device, wherein the terminals are respectively inserted between the plurality of spacers. 제 1항에 있어서,
상기 커넥터부의 일부와 상기 인쇄 회로 기판을 수용하는 하우징 및 외부 장치와 연결되는 커넥팅 유닛을 구비하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치. The method of claim 1,
And a controller including a housing for accommodating a portion of the connector part and the printed circuit board, and a connecting unit connected to an external device. 제 1항에 있어서,
상기 인쇄 회로 기판 및 상기 커넥터부의 접촉부에는 포팅부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치. The method of claim 1,
The electronic control device, characterized in that a potting part is formed on the contact part of the printed circuit board and the connector part. 복수의 단위 전지들로부터 돌출된 단자들을 포함하는 연료전지 스택에 결합되는 전자 제어 장치에 있어서,
외부 장치와 연결되는 커넥팅 유닛을 구비하고, 상기 단자들과 연결되어 상기 연료전지 스택의 단위 전지 전압을 측정하는 컨트롤러;를 포함하는 전자 제어 장치. In the electronic control device coupled to the fuel cell stack including terminals protruding from a plurality of unit cells,
And a controller having a connecting unit connected to an external device and connected to the terminals to measure a unit cell voltage of the fuel cell stack. 제 6항에 있어서,
상기 컨트롤러는 중앙부에 길이방향으로 형성되는 오목한 개구부가 형성되고,
상기 개구부에는 내부에 복수의 스페이서를 포함하는 커넥터부가 장착되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.The method of claim 6,
The controller has a concave opening formed in the longitudinal direction in the central portion,
The electronic control device, characterized in that the connector portion including a plurality of spacers is mounted therein to the opening. 제 7항에 있어서,
상기 커텍터부 일측에는 솔더링으로 전기 연결되는 인쇄 회로 기판이 상기 컨트롤러 내부에 형성되고, 상기 인쇄 회로 기판의 일단에는 상기 커넥팅 유닛이 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.The method of claim 7,
A printed circuit board electrically connected by soldering is formed inside the controller at one side of the connector, and the connecting unit is fixedly coupled to one end of the printed circuit board. 제 7항에 있어서,
상기 커넥터부의 일측에는 상기 개구부를 밀폐하는 포팅부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치. The method of claim 7,
An electronic control device, characterized in that a potting part is formed on one side of the connector part to seal the opening. 제 7항에 있어서,
상기 단자들은 상기 복수의 스페이서 사이에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.The method of claim 7,
The electronic control device, wherein the terminals are respectively inserted between the plurality of spacers. 제 6항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 고정블록과 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.The method of claim 6,
The controller is an electronic control device, characterized in that the screw coupled to the fixing block. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
상기 연료전지 스택을 내부에 수용하는 케이스 및 상기 케이스의 일측에 형성되고 상기 돌출된 단자들을 둘러싸는 고정블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.The method of claim 1 or 6,
The electronic control device further comprising a case accommodating the fuel cell stack therein, and a fixing block formed on one side of the case and surrounding the protruding terminals. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
상기 커넥터부는 일측의 양 끝단에 절곡되어 형성되는 복수의 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.
The method of claim 1 or 7,
The electronic control device, characterized in that the connector portion further comprises a plurality of connection portions formed by bending at both ends of one side.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024411A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Honda Motor Co Ltd Fuel cell stack
KR20120052611A (en) * 2010-11-16 2012-05-24 한국에너지기술연구원 Apparatus for measuring voltage of fuel cell stack
KR101434537B1 (en) 2013-04-17 2014-08-29 엘아이지넥스원 주식회사 Apparatus for Measuring Unit Cell Voltage of Fuel Cell
JP2014534589A (en) * 2011-11-04 2014-12-18 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン Fuel cell voltage measuring device
JP2018067445A (en) * 2016-10-19 2018-04-26 本田技研工業株式会社 Cable fixing structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024411A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Honda Motor Co Ltd Fuel cell stack
KR20120052611A (en) * 2010-11-16 2012-05-24 한국에너지기술연구원 Apparatus for measuring voltage of fuel cell stack
JP2014534589A (en) * 2011-11-04 2014-12-18 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン Fuel cell voltage measuring device
KR101434537B1 (en) 2013-04-17 2014-08-29 엘아이지넥스원 주식회사 Apparatus for Measuring Unit Cell Voltage of Fuel Cell
JP2018067445A (en) * 2016-10-19 2018-04-26 本田技研工業株式会社 Cable fixing structure

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