用于燃料电池堆的电池电压监控连接器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于燃料电池堆中的电池电压监控的电连接系统。燃料电池堆包括多个层和从电池堆的至少一个表面向外延伸的多个导电连接接片。导电连接接片每一个形成为柔性密封垫片的横向延伸自由部分。垫片的其它部分被设置成提供燃料电池堆的至少两层之间的密封接合。通过使用垫片材料形成这种电连接接片而不是流动板，连接接片被制成具有柔性，以使得更容易连接到连接器组件中的标准连接器阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃料电池堆的电池电压监控连接器系统
本专利技术涉及燃料电池堆中使用的用于形成至燃料电池堆内的多个单独电池的电连接的电连接器系统。
技术介绍
传统的电化学燃料电池将燃料和氧化剂转换成电能和热能以及反应产物。典型的燃料电池包括夹在阳极流场板与阴极流场板之间的膜电极组件(MEA)。气体扩散层可以设置在每一个流场板与MEA之间。垫片可以用于分离各个层并提供需要的密封件。流场板典型地包括在板的与MEA相邻的表面上延伸的一个或多个通道，以用于将液体燃料或氧化剂运送到MEA的活性表面。在传统的燃料电池堆中，多个电池堆叠在一起，使得一个电池的阳极流场板相邻于该电池堆中的下一个电池的阴极流场板，以此类推。在一些结构中使用双极流动板，使得单个流场板在板的两侧均具有流体流动通道。双极板的一侧用作第一电池的阳极流动板，流动板的另一侧用作相邻电池的阴极流动板。可以通过构造成电池堆中的第一流动板和最后流动板的电连接从电池堆提取电力。典型的电池堆可以包括数十个乃至数百个电池。本专利技术涉及这些各种燃料电池堆结构中的所有燃料电池堆结构。在许多燃料电池堆中，重要的是能够监控电池堆中的各个电池的电压。因此，必须提供到电池堆中的许多流动板(通常是所有流动板)的电连接。传统地，这已经通过将电连接器接片设置到电池堆中的至少一些流动板而获得。这些电池电压监控接片从流动板的边缘从电池堆横向向外延伸，从而沿着电池堆的端面形成接片阵列，使得各个的电连接器可以连接到每一个接片。图1中显示了从每一个流动板延伸的电池电压监控接片的一种布置。图1中的燃料电池堆I具有多个实际上平行的电池2，每一个电池都具有阳极流动板，所述阳极流动板具有从燃料电池堆的表面4向外延伸的相应接片3。为了减小接片的堆积密度(即，为了增加相邻接片的间隔)或者为了将另外的连接点设置到电池堆中的相同或不同的板，接片3可以形成为两排5、6(或者更多排)。这些公头接片3通常可以和标准的母头电连接器一起使用，例如本领域众所周知的刀片式插座。对于每一个接片3使用单独的刀片式插座可用于制造小电池堆和小体积电池，但是考虑到连接单独插座的高劳动量，对于电池的批量生产是不理想的。理想的是使用多路或多极连接器同时连接到许多接片。行业标准连接器具有例如基于0.1英寸或2_或者其分数或多倍的尺寸的预定闲距(pitch)。在连接到燃料电池堆的接片中，一个潜在的问题是燃料电池的间距(或闲距)由上述的各种分层部件的压缩尺寸来确定，并且这可能会不匹配标准连接器闲距。另一个问题是标准连接器对于每一个端子具有定位精度，例如±0.2mm，而该精度水平不适于许多燃料电池设计中的接片间距的变化。因此，多路插座连接器(S卩，同时与许多接片接合的一个连接器)可能难以应用于燃料电池堆中。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服或减轻这些问题中的一些问题或所有问题。根据一个方面，本专利技术提供一种燃料电池堆，所述燃料电池堆包括多个层和从电池堆的至少一个表面向外延伸的多个导电连接接片，导电连接接片每一个都形成为柔性密封垫片的横向延伸自由部分，垫片的其它部分被设置成提供燃料电池堆的至少两层之间的密封接合。每一个所述垫片可以包括横向相邻于流场板设置的歧管垫片。每一个所述垫片可以设置在燃料电池的膜电极组件与电极板之间。每一个所述垫片可以设置在阴极电极与阳极电极之间。每一个垫片的第一部分可以电绝缘，而垫片的与相邻电极接触的第二部分可以导电并与导电连接接片电接触。连接接片可以与垫片的其余部分一体形成。垫片可以由给大部分垫片材料提供导电性的材料形成。垫片的包括连接接片的至少一部分可以具有形成在至少一个表面上的导电层。连接接片可以具有在10欧姆至1000欧姆的范围内的电阻。每一个连接接片可以从燃料电池堆的侧面向外延伸，以便沿着侧面形成至少一排连接接片。燃料电池堆可以包括接片导向件，所述接片导向件包括多个通道，每一个通道具有容纳在该通道中的相应的一个连接接片，通道被构造成使连接接片从连接接片的近端处的第一间距成扇形变化到连接接片的远端处的第二间距。燃料电池堆可以包括在远端处连接到接片导向件中的连接接片的电连接器组件。燃料电池堆可以包括连接到所述一排连接接片的电连接器组件。连接接片中的选定的接片可以具有不同于所述连接接片中的其它接片的电阻。【附图说明】以下将以示例的方式并参照【附图说明】本专利技术的实施例，在附图中:图1是燃料电池堆的立体图，上述燃料电池堆的侧面具有从每一个电池的侧面延伸出来的电池电压监控电连接接片的阵列；图2是示意性地显示流动板、垫片和膜电极组件的布置的燃料电池的部件的立体分解图；图3是示意性地显示流动板、垫片和膜电极组件的布置的燃料电池的部件的立体分解图，所述膜电极组件包括具有横向向外延伸的连接接片的歧管垫片；图4是示意性地显示流动板、垫片和膜电极组件的布置的燃料电池的部件的立体分解图，所述膜电极组件包括具有横向向外延伸的连接接片的阳极垫片；图5是具有横向向外延伸的连接接片的阳极垫片的一部分的示意平面图；图6是具有可选结构的横向向外延伸的连接接片的阳极垫片的一部分的示意平面图；图7是适于连接到垫片连接接片的电连接器组件的示意端视图；图8是适于容纳垫片连接接片以修正所述垫片连接接片的闲距的接片导向件的平面图；以及图9是用于将垫片连接接片连接到带状电缆连接器的电连接组件的立体图。【具体实施方式】为了清楚，图2以分解形式显示开顶阴极型燃料电池堆的燃料电池的部件的示意图。每一个电池20都包括阳极流动板2阳极垫片2膜电极组件(MEA) 24、阴极垫片25以及阴极流动板27。阳极垫片23在阳极流动板21与MEA24之间提供流体密封并环绕阳极扩散器22限定框架。类似地，阴极垫片25在阴极流动板27与MEA24之间提供流体密封并环绕阴极扩散器26限定框架。在图2的具体布置中，阴极流动板被设置作为波纹状阴极分离板27，并且一对歧管垫片28a、28b分别设置在每一端部处。在其它结构中，燃料电池可以为封闭的阴极系统，例如其中阴极流动板可以为平板，所述平板具有在该平板的表面中延伸的通道。在其它结构中，一个电池的阴极流动板可以与相邻电池的阳极流动板结合成为双极板。在图2所示的燃料电池的设计中，阳极流动板21包括示例性的电连接接片15 (例如，电池电压监控接片)，每一个电连接接片从流动板21的边缘横向向外延伸。这些接片将具有由阳极流动板的结构和位置确定的刚性和间距。这种接片的潜在缺陷已经在上面论述。在本专利技术中，已经认识到例如关于如图2所述的燃料电池中使用的垫片可以被修改成将接片式电连接器设置在垫片上，而不是像当前将接片设置在阳极、阴极或者由图2中的阳极流动板21上设置的接片15所例示的双极电极板上。图3显示与图2的燃料电池相似的燃料电池32的部件的示意图，但是具有修改的歧管垫片30，所述歧管垫片包括形成在歧管垫片30上或者形成为歧管垫片30的一体部件的电连接接片35(例如，电池电压监控接片)。垫片30包括适于相对于阴极分离器板27、相邻的阴极垫片25和下一个电池(图3未示出)的相邻的阳极板设置流体密封的弹性体或者其它可压缩和具有柔性的材料。垫片30应该足以压缩到吸收相邻部件的厚度的任何微小变化以及吸收燃料电池堆组件中的任何变形，同时相对于相邻的部件保持足够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池堆，包括多个层和从所述电池堆的至少一个表面向外延伸的多个导电连接接片，所述导电连接接片每一个都形成为柔性密封垫片的横向延伸自由部分，所述垫片的其它部分被设置成提供所述燃料电池堆的至少两层之间的密封接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.21 GB 1116283.11.一种燃料电池堆，包括多个层和从所述电池堆的至少一个表面向外延伸的多个导电连接接片，所述导电连接接片每一个都形成为柔性密封垫片的横向延伸自由部分，所述垫片的其它部分被设置成提供所述燃料电池堆的至少两层之间的密封接合。2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，每一个所述垫片包括横向相邻于流场板设置的歧管垫片。3.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，每一个所述垫片设置在所述燃料电池的膜电极组件与电极板之间。4.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，每一个垫片设置在阴极电极与阳极电极之间。5.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，每一个垫片的第一部分电绝缘，而所述垫片的与相邻电极接触的第二部分导电且与所述导电连接接片电接触。6.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述连接接片与所述垫片的其余部分一体形成。7.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述垫片由给所述垫片材料的大部分提供导电性的材料形成。8.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述垫片的包括所...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈里·约翰·卡尔曼森，约翰·弗雷德里克·克拉克，理查德·艾伯特·罗艾特，马克·卢埃林·琼斯，
申请(专利权)人：智慧能量有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB