專利名稱:一種燃料電池單片電壓采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種燃料電池單片電壓采集裝置。
技術(shù)背景燃料電池的核心單元是電堆單元,其是由單體電池、采電端板和緊固裝置組成的。單體 電池最多只有1.229V的理論輸出電壓,有電流流過時大約是0.7 — 0.8V,這就意味著要提供 可用的電壓就必須將多個單體電池通過雙極板串聯(lián)在一起使用。燃料電池在工作時的管理非常重要,因?yàn)榇嬖谒?、氣、熱、電的使用和管理,所以如?管理好燃料電池也是燃料電池研究者非常關(guān)心的問題。燃料電池工作過程中最容易出現(xiàn)的一 個問題是反極,也就是單體電池出現(xiàn)電壓負(fù)的情況。 一般的原因有可能是堵水、膜電極過干 、氣體輕微互漏、使用超出電堆可輸出功率的負(fù)載等。 一旦反極,較輕微時一般不會影響電 堆的正常運(yùn)轉(zhuǎn),但是稍嚴(yán)重時,就會電解水,嚴(yán)重時會氧化碳單質(zhì),除了使Pt/C催化劑發(fā)生 形態(tài)的改變,嚴(yán)重?fù)p害膜電極外,還有可能引發(fā)爆炸等問題。目前的燃料電池如BALLARD等都在電堆上設(shè)計了單體電池電壓采集系統(tǒng),他們同時測量 兩個單體電池的電壓,具有制作麻煩,成本高的缺陷。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供了一種燃料電池單片電壓采集裝置,用于燃料電池工作過程中 的單體電池電壓監(jiān)測,其具有結(jié)構(gòu)簡單,操作方便的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供一種燃料電池單片電壓采集裝置,其采用下述技術(shù)方案一種燃料電池單片電壓采集裝置,包括電路板和固定于電路板上的采電探頭,所述的采 電探頭通過排線與雙排插針連接,所述的電路板上設(shè)有固定孔。所述的采電探頭可以是可伸縮性探針或?qū)щ娺B接體,其中所述的探針前端為半球形結(jié)構(gòu) ,其伸縮距離為l一10mm;所述的導(dǎo)電連接體由導(dǎo)電膠和導(dǎo)電海綿構(gòu)成,其中導(dǎo)電膠用于連 接電路板和電堆的雙極板,導(dǎo)電海綿用于給導(dǎo)電膠施加一定的壓力,使導(dǎo)電膠在雙極板和電 路板之間的導(dǎo)電連接更緊密,防止接觸不良的情況發(fā)生。所述的導(dǎo)電連接體與電路板之間設(shè)有電壓線接線板,其采用導(dǎo)電焊錫制成,寬度小于雙 極板厚度的1/2,以防止由于金屬板過寬造成的電池短路。所述的電路板可以是T型結(jié)構(gòu)或四邊形結(jié)構(gòu),其中所述的T型結(jié)構(gòu)可以是正T型結(jié)構(gòu)或倒T 型結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是所述的T型結(jié)構(gòu)的電路板上設(shè)有可伸縮性探針,所述的四邊形結(jié)構(gòu)的電路 板上設(shè)有導(dǎo)電連接體。所述的雙排插針可以是直插式雙排插針或貼片式雙排插針。所述的固定孔用于將所述的電路板安裝在電堆上,本實(shí)用新型采用角鋼支架將所述的電 路板固定于電堆上;其中對于T型結(jié)構(gòu),所述的電路板呈對角線設(shè)于角鋼支架的兩側(cè),主要 是由于單體電池重復(fù)單元太小,探針不宜設(shè)于電路板的邊緣,會造成一定程度上的膨脹、外 露,同時探針的間距又不宜過大,因此,將電路板設(shè)于角鋼支架的異側(cè),既避免了電路板安 裝上的沖突,又平衡了角鋼支架的受力,同時,T型結(jié)構(gòu)正好可以滿足位于異側(cè)的兩塊電路 板的端部同時與一塊雙極板連接;而對于四邊形結(jié)構(gòu),由于其采電探頭采用導(dǎo)電連接體,可 以設(shè)于電路板的邊緣,因此,可以將電路板設(shè)于角鋼支架的同側(cè)。本實(shí)用新型的燃料電池單片電壓采集裝置具有結(jié)構(gòu)簡單,使用方便的優(yōu)點(diǎn)。燃料電池單 片電壓采集裝置與燃料電池電堆的接觸點(diǎn)可以采用探針或?qū)щ娺B接體,當(dāng)采用可伸縮的彈性 探針時,探針前端可以自由伸縮,接觸點(diǎn)采用的半球形結(jié)構(gòu)保證了該探針與電堆的接觸壓力 ,同時又避免了對電堆的損害。探針間距和數(shù)量可以根據(jù)不同電堆的單電池單元進(jìn)行定制, 滿足了對不同尺寸的電堆的測量;當(dāng)采用導(dǎo)電連接體時,由于導(dǎo)電膠具有一定程度的緩沖作 用,可以避免電路板或電池單元的尺寸變化引起的電池短路。
圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實(shí)用新型的裝配示意圖;圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖;圖4為本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本實(shí)用新型的導(dǎo)電連接體的局部放大圖;具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 實(shí)施例l如圖1和圖2所示, 一種燃料電池單片電壓采集裝置包括電路板10和固定于電路板10上的采電探頭9,所述的電路板上設(shè)有采電探頭安裝孔8和固定孔7,所述的采電探頭9通過排線15 與直插式雙排插針4連接。所述的采電探頭9是可伸縮性探針,其中所述的探針前端為半球形 結(jié)構(gòu),其伸縮距離為l一10mm。所述的電路板采用T型結(jié)構(gòu),可以是正T型結(jié)構(gòu)或倒T型結(jié)構(gòu),首先在探針的邊緣位置刻 畫電池正負(fù)極符號"+ "和"-"1,在電路板上設(shè)計合適的固定孔7,以確定安裝所需要的尺 寸,然后根據(jù)電堆單體電池重復(fù)單元的尺寸設(shè)計探針間距并確定電路板10的寬度,最后根據(jù) 電路板10的寬度設(shè)計雙排插針4的尺寸,并最終確定整個電路板10的尺寸。在電路連接方面,以電池正負(fù)極符號"正"l為第一個探針的起點(diǎn),采用排線15連接直 插式雙排插針4的第1位置2,然后第二根探針與雙排插針4的第2位置5相聯(lián),從第二個探針開 始,每個探針既是上一單體電池的負(fù)極,又是下一單體電池的正極,所以第二根探針同時跟 直插式雙排插針4的第9位置3相聯(lián),這樣直插式雙排插針4的第1位置2和第9位置3分別和第一 MEA的正負(fù)極相對應(yīng),以此類推、順序連接即可。在電路板10與電堆間的安裝上,采用角鋼支架13固定一定數(shù)量的電路板10,然后再將角 鋼支架13用螺栓11固定在電堆上即可,如圖3所示。安裝時先將電路板10用四組螺栓11和螺母12固定在角鋼支架13上,然后將角鋼支架13通 過螺栓25固定在壓板20上。在單體電池超過36片時,在角鋼螺栓孔24處安裝一個絕緣墊19, 以避免由于金屬結(jié)構(gòu)引入而造成的短路,整體結(jié)構(gòu)安裝完成后,需要調(diào)整探針的位置,如圖 3中以第一雙極板21為單體電池的正極,則電路板22的正極14與之相對應(yīng),且第一根探針剛好處于第一雙極板21的正中位置,在有第一雙極板21, MEA22和第二雙極板23組成的單體電 池中,第二根探針與第二雙極板23的正中位置相接觸,其余探針以此類推。然后用力縮緊螺 母24即可完成第一塊的電路板10的固定。第二塊電路板16安裝時與第一塊電路板呈對角線設(shè)于角鋼支架13的兩側(cè),其呈倒T型結(jié) 構(gòu),因此需要重新設(shè)計,原理與第一塊電路板一致,如圖3所示,首先在探針的邊緣位置刻 畫電池正負(fù)極符號"+ "和"-"18,其中正極18與電路板10的負(fù)極1相對應(yīng),而且對于雙極 板17而言,既是第一塊電路板10的負(fù)極又是第二塊電路板16的正極。若是還有更多的電路板,則安照上述規(guī)律依次安裝即可。實(shí)施例2如圖3和圖5所示, 一種燃料電池單片電壓采集裝置包括電路板31和固定于電路板31上的 采電探頭28,所述的電路板31上設(shè)有固定孔33,所述的采電探頭28通過排線29與貼片式雙排 插針32連接。所述的采電探頭28是導(dǎo)電連接體,由導(dǎo)電膠40和導(dǎo)電海綿41構(gòu)成;所述的導(dǎo)電 連接體與電路板31之間設(shè)有電壓線接線板26,其采用導(dǎo)電焊錫制成,寬度小于雙極板厚度的 1/2 。所述的導(dǎo)電連接體與電路板31之間通過粘結(jié)連接。所述的電路板31采用四邊形結(jié)構(gòu),首先在電路板31上標(biāo)記正負(fù)極符號"+ "和"-"30 ,然后再根據(jù)燃料電池單體電池的雙極板厚度,來確定電壓線接線板26的寬度;電路板31上 設(shè)有貼片式雙排插針32,其與電壓線接線板26分別位于電路板31的兩側(cè),電壓線接線板26側(cè) 僅有各個電壓接線板是導(dǎo)電的,其他導(dǎo)電的材料設(shè)于另一側(cè)。第一個電壓線采集點(diǎn)與貼片式 雙排插針32的第1位置35相連,作為電壓采集的正極,而第二個電壓線采集點(diǎn)與第2位置36以 及第13位置34同時相連,即作為上一單體電池的負(fù)極又作為下一單體電池的正極。后面的接 線依次類推直到接完最后一根線為止,如圖4所示。電路板可以固定于角鋼支架的同側(cè)或異側(cè),其固定方式同實(shí)施例l。
權(quán)利要求1.一種燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所述的采集裝置包括電路板和固定于電路板上的采電探頭,所述的采電探頭通過排線與雙排插針連接,所述的電路板上設(shè)有固定孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的采電探頭是可伸縮性探針或?qū)щ娺B接體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的可伸縮性探針前端為半球形結(jié)構(gòu),其伸縮距離為l一10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的導(dǎo)電連接體由導(dǎo)電膠和導(dǎo)電海綿構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的導(dǎo)電連接體與電路板之間設(shè)有電壓線接線板。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的電路板是T型結(jié)構(gòu)或四邊形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的T型結(jié)構(gòu)是正T型結(jié)構(gòu)或倒T型結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的T型結(jié)構(gòu)的電路板上設(shè)有可伸縮性探針;所述的四邊形結(jié)構(gòu)的電路板上設(shè)有導(dǎo)電連接體
9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料電池單片電壓采集裝置,其特征在于所 述的雙排插針是直插式雙排插針或貼片式雙排插針。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種燃料電池單片電壓采集裝置,包括電路板和固定于電路板上的采電探頭,所述的采電探頭通過排線與雙排插針連接,所述的電路板上設(shè)有固定孔;所述的采電探頭是可伸縮性探針或?qū)щ娺B接體。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單,操作方便的優(yōu)點(diǎn),可用于采集燃料電池的單片電壓。
文檔編號G01R31/36GK201218824SQ200820301198
公開日2009年4月8日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者侯曉峰, 生 李, 閆永臣 申請人:漢能科技有限公司