CN111313072A - 具有用于可拆卸地安装电池监测连接器的结构的燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有用于可拆卸地安装电池监测连接器的结构的燃料电池，包括：多个隔板，被布置成沿第一方向彼此间隔开，每个隔板包括布置在其一侧的容纳槽；以及多个垫圈，分别设置在多个隔板上并位于容纳槽的周围，其中，电池监测连接器包括：壳体，其至少一部分被容纳在由每个隔板的容纳槽所限定的容纳空间中；以及***在壳体中的多个连接端子，多个连接端子分别连接到多个隔板，并且壳体包括：本体，其沿着与第一方向相交的第二方向***到容纳空间中，本体的至少一部分被容纳在容纳空间中；以及包含锁止突起的杆部，被配置成在沿着与第一方向和第二方向相交的第三方向被加压时移动，锁止突起被锁止到多个垫圈中的相应垫圈或与之分离。

Description

具有用于可拆卸地安装电池监测连接器的结构的燃料电池
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及一种燃料电池，其上具有可拆卸地安装电池监测连接器的结构。
背景技术
燃料电池堆是将通过供应到聚合物电解质膜的一个表面的空气，以及供应到聚合物电解质膜的另一表面的氢气之间的电化学反应产生的电力供应到外部负载的装置。
燃料电池堆具有其中堆叠数百个电池的结构。当单元电池在燃料电池堆的运行期间正常工作时，单元电池可形成预定大小的电压。如果数百个电池中的任何一个不能表现出正常的性能，则燃料电池堆的总输出会降低。如果反向电压现象继续，则需要停止燃料电池堆的工作。电池监测连接器检查电池的状态并持续监测电池的电压。为此，电池监测连接器可电连接到电池，以检查燃料电池堆的每个单元电池的电压。人们已研究出各种用于电连接电池监测连接器与燃料电池堆的结构。
发明内容
因此，本发明的示例性实施方式涉及一种燃料电池，其上具有可拆卸地安装电池监测连接器的结构，该燃料电池基本上消除了因现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种燃料电池，其上具有可以以容易、快速和简单的方式可拆卸地安装电池监测连接器的结构。
根据本发明的一个示例性实施方式，一种具有用于可拆卸地安装电池监测连接器的结构的燃料电池，包括：多个隔板，被布置成沿第一方向彼此间隔开，多个隔板中的每个隔板包括布置在其一侧的容纳槽；以及多个垫圈，分别设置在多个隔板上并位于容纳槽的周围。电池监测连接器包括：壳体，壳体的至少一部分被容纳在由多个隔板中的每个隔板的容纳槽所限定的容纳空间中；以及***在壳体中的多个连接端子，多个连接端子分别连接到多个隔板。壳体包括：本体，其沿着与第一方向相交的第二方向***到容纳空间中，本体的至少一部分被容纳在容纳空间中；以及包含锁止突起的杆部，锁止突起被配置成在沿着与第一方向和第二方向相交的第三方向被加压时移动，锁止突起被锁止到多个垫圈中的相应垫圈或与之分离。
在一个示例性实施方式中，杆部包括分别连接到本体的相反两侧的多个杆部。
在一个示例性实施方式中，容纳槽具有从多个隔板中的每个隔板的外边缘向内凹进的形状。
在一个示例性实施方式中，容纳槽包括：沿第三方向彼此面对的第一侧和第二侧；以及布置在第一侧和第二侧之间的第三侧，第三侧面向电池监测连接器，并且多个隔板被设置成沿第一方向彼此重叠，其中每个隔板包括具有第一侧、第二侧和第三侧的容纳槽。
在一个示例性实施方式中，多个垫圈包括第一垫圈和第二垫圈，其中第一垫圈和第二垫圈被设置成相对于容纳槽沿第三方向彼此面对。
在一个示例性实施方式中，第一垫圈和第二垫圈中的每个垫圈均具有钩形，并且第一垫圈的钩形和第二垫圈的钩形相对于容纳槽沿第三方向彼此对称。
在一个示例性实施方式中，第一垫圈和第二垫圈中的每个垫圈均包括沿第三方向面向容纳槽的第一端和沿第二方向面向相应隔板的外边缘的第二端，第一端与容纳槽的第一侧和第二侧中的相应一侧间隔开，并且第一垫圈和第二垫圈中的每个垫圈的第二端与外边缘间隔开。
在一个示例性实施方式中，多个垫圈中的每个垫圈包括防移位部件，该防移位部件设置在相应隔板上并且位于容纳槽的第三侧附近。多个隔板中的每个隔板包括：设置第一垫圈的第一区域，第一区域与容纳槽的第一侧邻接；设置第二垫圈的第二区域，第二区域与容纳槽的第二侧邻接；以及设置防移位部件的第三区域，第三区域与容纳槽的第三侧邻接，并且与第一区域和第二区域一起围绕容纳槽。壳体的本体包括防移位槽，以允许防移位部件沿第二方向***防移位槽中。
在一个示例性实施方式中，防移位部件可包括第三垫圈，第三垫圈设置在多个隔板中的每个隔板的第三区域中，第三垫圈在第二方向上具有直线形状，在第一方向上具有突出的突起形状。
在一个示例性实施方式中，第三垫圈包括面向容纳槽的第三侧的第三端，并且第三垫圈的第三端与容纳槽间隔开。
在一个示例性实施方式中，每个杆部可包括：第一端部，其被构造成接收压力，第一端部沿第三方向与本体的上侧间隔开；第二端部，其连接到本体的下侧；以及翼部，其设置在第一端部与第二端部之间，翼部具有弯曲形状。每个锁止突起设置在多个杆部的相应一个的翼部的外侧，并且第一端部和翼部被配置成在被加压时沿第三方向移动，其中第二端部作为支承轴。
在一个示例性实施方式中，每个锁止突起包括沿第一方向以规则间隔彼此间隔开的多个锁止突起，并且多个隔板中的每个隔板布置在沿第一方向彼此间隔开的多个锁止突起之间所限定的多个第一狭缝中的相应一个之中。
在一个示例性实施方式中，杆部可包括绝缘材料。
在一个示例性实施方式中，锁止突起沿第一方向具有彼此相同的厚度，并且多个第一狭缝沿第一方向具有彼此相同的宽度。
在一个示例性实施方式中，电池监测连接器还包括可拆卸地结合到壳体的端子***，该端子***被配置成使得多个连接端子以压配合方式结合到壳体。
附图说明
在结合于此的附图和以下详细描述中，更详细地阐述了本发明的布置和示例性实施方式，这些附图与以下详细说明一起用于解释本发明的某些原理，其中：
图1是燃料电池的端板和电池堆的剖视图；
图2是示出根据本发明示例性实施方式的燃料电池中的电池监测连接器和隔板之间的连接的立体图；
图3是图2中所示的电池监测连接器和隔板的分解立体图；
图4是图3中所示的电池监测连接器和隔板的部分分解(或连接的)立体图；
图5是沿第一方向观察时图2-图4中示出的隔板的视图；
图6A和图6B是当沿第一方向观察时根据本发明示例性实施方式的电池监测连接器的视图；
图7A和图7B分别是根据本发明示例性实施方式的连接端子的立体图和平面图；
图8A和图8B示出壳体***容纳空间中的状态；以及
图9是配备有根据比较例的电池监测连接器的燃料电池的立体图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，附图中示出了各种示例性实施方式。然而，这些示例可以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加彻底和完整，并且更加充分地向本领域技术人员传达本发明的范围。
应当理解，当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，其可以直接位于该元件的上/下，或者也可以存在一个或多个中间元件。
当元件被称为“上”或“下”时，可根据元件包括“在元件下”以及“在元件上”。
此外，诸如“第一”、“第二”、“上/上部/以上”和“下/下部/以下”等关系术语，仅用于区分一个本体或元件与另一本体或元件，不一定要求或涉及本体或元件之间的任何物理或逻辑关系或序列。
在下文中，将参照附图描述根据本发明一个示例性实施方式的具有用于可拆卸地安装电池监视连接器的结构的燃料电池。为了便于描述，将使用笛卡尔坐标系(x，y，z)，描述具有用于可拆卸地安装电池监测连接器的结构的燃料电池。然而，也可使用其他不同的坐标系。在附图中，笛卡尔坐标系的x轴、y轴和z轴彼此垂直。然而，实施方式不限于此。换言之，x轴、y轴和z轴可彼此交叉。在以下描述中，x轴方向可被称为“第一方向”，y轴方向被称为“第二方向”，而z轴方向被称为“第三方向”。第一至第三方向可彼此垂直，或者可彼此交叉。
根据本发明的示例性实施方式的燃料电池可以是例如聚合物电解质膜燃料电池(或质子交换膜燃料电池)(PEMFC)，其已被广泛地研究作为用于驱动车辆的动力源。然而，该实施例不限于任何特定形式的燃料电池。
燃料电池可包括端板(压板或压缩板)(未示出)和电池堆(未示出)。
在下文中，将参考图1描述电池堆的示例。然而，实施方式不限于电池堆的任何特定结构。
图1是燃料电池的端板和电池堆的剖视图。
电池堆122可包括沿第一方向堆叠的多个单元电池122-1至122-N。在此，“N”是1或更大的正整数，并且可处于几十到几百的范围内。“N”的范围可以是例如100～300，具体地可以是220。然而，该实施例不限于“N”的任何特定值。
每个单元电池122-n(其中1≤n≤N)可产生0.6伏～1.0伏，平均0.7伏的电力。因此，“N”可根据从燃料电池提供给负载的功率的强度来确定。在此，“负载”指当车辆中使用燃料电池时需要动力的车辆的部件。
每个单元电池122-n可包括膜电极组件(MEA)210、气体扩散层(GDL)222和224、垫圈232、234和236、以及隔板(或双极板)242和244。
膜电极组件210具有这样的结构，其中发生电化学反应的催化剂电极层附着到电解质膜的两侧，氢离子通过该电解质膜移动。具体地，膜电极组件210包括聚合物电解质膜(或质子交换膜)212、燃料电极(氢电极或阳极)214、以及空气电极(氧电极或阴极)216。另外，膜电极组件210还可包括子垫圈238。
聚合物电解质膜212设置在燃料电极214与空气电极216之间。
作为燃料电池中的燃料的氢，可通过第一隔板242供应到燃料电极214，而含有作为氧化剂的氧的空气，可通过第二隔板244供应到空气电极216。
供应到燃料电极214的氢，通过催化剂分解成氢离子(质子)(H+)和电子(e-)。只有氢离子可通过聚合物电解质膜212选择性地传输到空气电极216，同时，电子可通过作为导体的隔板242和244传输到空气电极216。为了实现上述操作，可在每个燃料电极214和空气电极216上施加催化剂层。上述电子的移动使电子流过外部线路，从而产生电流。换言之，燃料电池可通过作为燃料的氢与包含在空气中的氧之间的电化学反应而产生电力。
在空气电极216中，通过聚合物电解质膜212供应的氢离子和通过隔板242和244传送的电子与供应到空气电极216的空气中的氧相遇，从而引起产生水(“冷凝水”或“产物水”)的反应。
在某些情况下，将燃料电极214称作阳极，将空气电极216称作阴极。可选地，也可将燃料电极214称作阴极，将空气电极216称作阳极。
气体扩散层222和224用于均匀地分配作为反应气体的氢和氧，并传递所产生的电能。为此，气体扩散层222和224设置在膜电极组件210的两侧上。换言之，第一气体扩散层222设置在燃料电极214的左侧，第二气体扩散层224设置在空气电极216的右侧。
第一气体扩散层222可用于扩散并均匀地分配通过第一隔板242的作为反应气体供应的氢，并且可以是导电的。第二气体扩散层224可用于扩散并均匀地分配通过第二隔板244的作为反应气体供应的空气，并且可以是导电的。
第一和第二气体扩散层222和224中的每一个，可以是结合有微细碳纤维的微孔层。然而，实施方式不限于第一和第二气体扩散层222和224的任何特定结构。
垫圈232、234和236用于使电池堆相对于反应气体和冷却剂的气密性和夹紧压力保持在适当水平，以在隔板242和244堆叠时分散应力，并独立地密封流路。这样，由于通过垫圈232、234和236保持气密性和水密性，因此可确保与产生电力的电池堆122相邻的表面的平坦度，从而使表面压力均匀地分布在电池堆122的反应表面上。为此，垫圈232、234和236可由橡胶制成。然而，该实施方式不限于垫圈的任何特定材料。
隔板242和244可用于移动反应气体和冷却介质，并将每个单元电池与其他单元电池隔开。此外，隔板242和244可用于在结构上支承膜电极组件210和气体扩散层222和224，并且收集产生的电流并将所收集的电流传送到集电器112。
隔板242和244分别设置在气体扩散层222和224的外侧。换言之，第一隔板242设置在第一气体扩散层222的左侧，第二隔板244设置在第二气体扩散层224的右侧。
第一隔板242用于通过第一气体扩散层222，将作为反应气体的氢供应到燃料电极214。第二隔板244用于通过第二气体扩散层224将作为反应气体的空气供应到空气电极216。此外，第一和第二隔板242和244中的每一个可形成冷却介质(例如，冷却剂)可流经的通道。此外，隔板242和244可由石墨基材料、复合石墨基材料或金属基材料制成。然而，该实施方式不限于隔板242和244的任何特定材料。
图1中所示的端板110A和110B设置在电池堆122的两端，并且可支承和固定单元电池122-1至122-N。换言之，第一端板110A设置在电池堆122的一端，第二端板110B设置在电池堆122的相反端。
第一和第二端板110A和110B中的每一个可被配置成使得金属插件被注塑产品包围。第一和第二端板110A和110B中的每一个的金属插件可具有高刚度，以承受内表面压力，并且可通过机械加工金属材料而形成。例如，第一和第二端板110A和110B中的每一个可通过组合多个板而形成。然而，该实施方式不限于第一和第二端板110A和110B的任何特定构造。
集电器112设置在电池堆122与第一和第二端板110A和110B的面向电池堆122的内表面110AI和110BI之间。集电器112用于收集由电池堆122中的电子流动产生的电能，并将电能提供给使用燃料电池的负载。
此外，第一端板110A可包括多个歧管(或连通部)M。图1所示的第一和第二隔板242和244中的每一个，可包括在与第一端板110A的歧管相同的位置处形成为相同形状的歧管。在此，歧管包括入口歧管和出口歧管。作为膜电极组件210中需要的反应气体的氢和氧，通过入口歧管从外部被引入到电池堆122中。其中被加湿并供应到电池的反应气体以及在电池中产生的冷凝水相结合的气体或液体，可通过出口歧管排放到燃料电池的外部。冷却介质可通过入口歧管从外部流入电池堆122，并且可通过出口歧管从电池堆122流到外部。如上所述，歧管允许流体流入和流出膜电极组件210。
为了确定电池堆122的性能和故障，每个电池的隔板242和244使用电池监测连接器和电线连接到控制电路，以便测量每个电池的电压。在此，控制电路指的是包括测量装置和用于操作车辆中的燃料电池的电子控制单元的电路。
在下文中，将根据实施方式描述用于检查燃料电池中的每个单元电池的状态(例如，电压)的电池监测连接器，以及具有用于可拆卸地安装连接器的结构的燃料电池。
图2是示出根据本发明示例性实施方式的燃料电池中的电池监测连接器300与隔板600之间的连接的立体图；图3是图2中所示的电池监测连接器300和隔板600的分解立体图；图4是图3中所示的电池监测连接器300和隔板600的部分分解(或连接)立体图；而图5是沿第一方向观察时，图2至图4中所示的隔板600的视图。
为了便于描述，图2至图5仅示出了隔板600和垫圈410至430，其是根据本发明的示例性实施方式的电池监测连接器300可拆卸地安装在燃料电池中的部件。在根据示例性实施方式的燃料电池中，除了隔板600和垫圈410至430之外的部件可以以各种配置来实施，不限于其他部件的任何特定构造。
隔板600可对应于图1中所示的隔板242和244，并且垫圈410至430可对应于图1中所示的垫圈232、234和236。可选地，垫圈410至430可以是与图1中所示的垫圈232、234和236不同的单独垫圈。
隔板600可被设置成沿第一方向彼此间隔开。每个隔板600包括形成在其一侧的容纳槽H1。容纳槽H1具有从每个隔板600的外边缘600E向内凹进的形状。
容纳槽H1包括沿第三方向彼此面对的第一侧H1S1和第二侧H1S2，以及形成在第一侧H1S1与第二侧H1S2之间以面向电池监测连接器300的第三侧H1B。
包含在电池堆122中的隔板600，对应于包含在燃料电池中的所有隔板中的一部分。
例如，包含在燃料电池中的所有隔板可被分为多个单元组，如图所示，每个单元组可包括多个隔板600。例如，图2至图4中所示的单元组可包括十个隔板600。在这种情况下，电池监测连接器能够可拆卸地安装在燃料电池的每个单元组上。
隔板600可被设置成沿第一方向彼此重叠，其中每个隔板形成有包括第一侧H1S1、第二侧H1S2和第三侧H1B的容纳槽H1。形成在隔板600中的容纳槽H1，限定其中安装电池监测连接器300的容纳空间。换言之，沿第一方向设置的容纳槽H1形成容纳空间。
垫圈设置在每个隔板600的相对表面上(例如，图7B中所示的600S1和600S2，后面将进一步描述)，以便位于容纳槽H1的周围，并且可具有钩形。在此，钩形是图6A所示的锁止突起314M和316M(稍后将描述)可锁止的形状。如图5所示，钩形可以是“L”形，但是实施方式不限于此。
例如，垫圈可包括第一和第二垫圈410和420。第一垫圈410和第二垫圈420可被设置成相对于容纳槽H1沿第三方向彼此面对。
第一垫圈410和第二垫圈420的钩形，可相对于容纳槽H1彼此对称。例如，参照图5，第一垫圈410和第二垫圈420的“L”形状可相对于容纳槽H1的中心线CL，沿第三方向彼此对称。
第一和第二垫圈410和420中的每个垫圈的面向容纳槽H1的第一端，可与容纳槽H1间隔开；并且第一和第二垫圈410和420中每个垫圈的面向每个隔板600的外边缘600E的第二端，可与外边缘600E间隔开。例如，第一垫圈410的面向容纳槽H1的第一端410E1可与容纳槽H1的第一侧H1S1间隔开第一间隙G1，并且第一垫圈410的面向每个隔板600的外边缘600E的第二端410E2可与外边缘600E间隔开第二间隙G2。
如果第一和第二垫圈410和420中的每个垫圈的第一和第二端，被设置成与容纳槽H1和外边缘600E邻接而不与其间隔开，则第一和
第二垫圈410和420可能进入容纳槽H1，或者可能从外边缘600E向外突出。此外，考虑到为了避免上述问题而制造第一和第二垫圈410和420的过程可能会比较复杂。因此，根据本发明的示例性实施方式，第一垫圈410和第二垫圈420中的每个垫圈的第一端和第二端，分别与容纳槽H1和外边缘600E间隔开第一间隙G1和第二间隙G2，从而防止上述问题。
每个隔板600的相对表面中的每一个，可包括围绕容纳槽H1的第一至第三区域A1至A3。第一区域A1是形成第一垫圈410的区域，并且是与容纳槽H1的第一侧H1S1邻接的区域。第二区域A2是形成
第二垫圈420的区域，并且是沿第三方向面对第一区域A1的同时与容纳槽H1的第二侧H1S2邻接的区域。第三区域A3是与第一区域A1与第二区域A2之间的容纳槽H1的第三侧H1B邻接的区域。
根据本发明的示例性实施方式的燃料电池可进一步包括防移位部件。防移位部件设置在隔板600的第三区域A3中的容纳槽H1的第三侧H1B附近。防移位部件可实施为垫圈。实施为防移位部件的第三垫圈430设置在隔板600的第三区域A3中，以具有沿第二方向延伸的细长直线(—)形状，并且可形成为沿第一方向突出的突起形状。
第三垫圈430的面向容纳槽H1的第三侧H1B的第三端430E，可与容纳槽H1的第三侧H1B间隔开第三间隙G3。
第一至第三间隙G1、G2和G3可彼此相同或不同。
如果第三垫圈430的第三端430E被设置成与容纳槽H1的第三侧H1B邻接而不与其隔开，则第三垫圈430可能会进入容纳槽H1，超出容纳槽H1的第三侧H1B。此外，考虑到为避免上述问题而制造第三垫圈430的过程可能会比较复杂。因此，根据本发明的示例性实施方式，第三垫圈430的第三端430E与容纳槽H1的第三侧H1B间隔开第三间隙G3，从而防止上述问题。
根据本发明的示例性实施方式的电池监测连接器300，具有能够可拆卸地安装在燃料电池上的结构。
电池监测连接器300包括壳体310和连接端子320，还可包括端子***(terminalposition assurance,TPA)330。
图6A和图6B是当沿第一方向观察时，根据本发明的示例性实施方式的电池监测连接器300的视图。
壳体310的至少一部分可容纳在由隔板600的容纳槽H1限定的容纳空间中。壳体310可包括本体312和杆部。
本体312可***到通过沿第二方向布置容纳槽H1而形成的容纳空间中，本体312的至少一部分可容纳在该容纳空间中。
杆部可连接于本体312的相反两侧中的至少一个，并且当本体312移动以沿第二方向***到容纳空间中时，杆部可与本体312一起朝向容纳空间移动。例如，如图所示，杆部可包括多个杆部314和316，其分别连接到本体312的相反两侧。
在下文中，将通过示例的方式描述杆部包括多个杆部314和316的构造。然而，以下描述也可应用到杆部包括杆部314和316中的任何一个的构造。
杆部314和316可分别包括锁止突起314M和316M。锁止突起314M和316M通过外力的加压作用下，而沿着与第一和第二方向相交的第三方向移动，并且可被锁止到钩形的第一和第二垫圈410和420或者从钩形的第一和第二垫圈410和420分离。
每个杆部314和316包括第一端部S1、第二端部S2和翼部S3。
第一端部S1可以是直接施加压力的部分，也可以是用户触摸的部分。第一端部S1可沿第三方向与本体312的上侧间隔开预定距离z1或z2。当杆部314和316未被加压时，杆部314和316中每一个的第一端部S1可与本体312的上侧间隔开第一预定距离z1，如图6A所示。当对杆部314和316加压时，杆部314和316中每一个的第一端部S1可与本体312的上侧间隔开第二预定距离z2，如图6B所示，其中第二预定距离z2小于第一预定距离z1。
第二端部S2可连接到本体312的下侧。
翼部S3设置在第一端部S1与第二端部S2之间，并且可具有弯曲的形状。每个锁止突起314M和316M设置在杆部314和316中相应一个的翼部S3的外侧。
当被加压时，杆部314和316的第一端部S1和翼部S3的锁止突起314M和316M可沿第三方向移动，其中第二端部S2作为支承轴。换言之，当被加压时，杆部314和316的第一端部S1和翼部S3的锁止突起314M和316M，可沿第三方向从图6A所示的状态移动到图6B所示的状态。另一方面，当施加的压力被移除时，杆部314和316的第一端部S1和翼部S3的锁止突起314M和316M，可沿第三方向从图6B所示的状态移动到图6A所示的状态。
杆部314和316中每一个的锁止突起可包括多个锁止突起，这些锁止突起沿第一方向以规则间隔彼此间隔开。例如，参照图4，杆部314的锁止突起可包括多个锁止突起(例如314M1和314M2)，其沿第一方向以规则间隔彼此间隔开。
每个隔板600可装配到限定在锁止突起314M1和314M2之间的第一狭缝(例如，SL11和SL12)的相应一个之中。例如，参照图4，隔板600中的一个可装配到限定在锁止突起314M1和314M2之间的第一狭缝SL11中。如果杆部314和316由绝缘材料制成，则限定第一狭缝SL11的相邻锁止突起314M1和314M2的彼此面对的两个内表面314S1和314S2可具有绝缘特性。为此，包括锁止突起314M1和314M2的壳体310可实现为具有绝缘特性的注塑产品。
通常情况下，每个相邻的隔板600都是导电的。在此，具有绝缘特性的锁止突起314M1和314M2，用作将装配到相应的第一狭缝SL11和SL12中的隔板600电绝缘的绝缘体，从而防止相邻隔板600之间发生短路。
如果锁止突起314M1和314M2沿第一方向的厚度t相同，并且第一狭缝SL11和SL12沿第一方向的宽度w相同，则隔板600沿第一方向彼此规则地或等距地间隔开。因此，可消除隔板600在第一方向上的堆叠公差。如此，包含在电池堆122中的隔板600处于良好的对准状态时，限定容纳空间的容纳槽H1可在没有位置偏移的情况下对准。借此，电池监测连接器300可容易地安装到隔板600。此外，当电池监测连接器300安装到隔板600时，可防止与容纳槽H1的第一、第二和第三侧H1S1、H1S2和H1B邻接的每个隔板600的内边缘发生弯曲(变形)或损坏。
此外，壳体310的本体312包括形成在其中的防移位槽H2，以使设置在每个隔板600上的防移位部件(例如，第三垫圈430)沿第二方向***其中。如此，当第三垫圈430***防移位槽H2中时，可防止连接到燃料电池的电池监测连接器300沿第三方向移位。
当燃料电池安装在车辆中时，如果电池监测连接器300因车辆行驶引起的振动和冲击而沿第三方向摆动，则不可能准确地测量电压值。换言之，测量的电压值不稳定地发生改变，因此测量值的可靠性降低。在最坏的情况下，电池监测连接器300可能与隔板600分离。然而，根据本发明的示例性实施方式，使用用作防移位部件的第三垫圈430和防移位槽H2，防止电池监测连接器300沿第三方向移位，从而防止出现上述问题。
此外，壳体310包括形成在其后表面的多个第二狭缝318。位于限定容纳空间的容纳槽H1的第三侧H1B处的隔板600，可装配到相应的第二狭缝318中。第二狭缝318可相对于防移位槽H2分成两个部分318A和318B。如果省略防移位槽H2，则第二狭缝318可分成沿第三方向彼此面对的两个部分318A和318B。这两个部分318A和318B中的一个包括其中安装位于奇数(或偶数)位置处的隔板600的狭缝，并且两个部分318A和318B中的另一个包括其中安装位于偶数(或奇数)位置的隔板600的狭缝。如此，当相邻的隔板600交替地安装到两个不同的部分318A和318B的第二狭缝中时，相邻的隔板600之间沿第一方向的间隔可减小。
图7A和图7B分别是根据本发明示例性实施方式的连接端子320的立体图和平面图。
多个连接端子320可***壳体310中的连接端子***孔中，并且可连接到相应的隔板600。为此，壳体310可包括形成在其前表面中的连接端子***孔，以与第二狭缝318连通。
每个连接端子320可包括端子连接部322和电线保持部324。端子连接部322***相应的连接端子***孔中，以连接到相应的隔板600。电线保持部324从端子连接部322延伸，以保持线(电线)，即被电线缠绕。
端子连接部322包括连接件322a和322b，连接件322a和322b弹性地展开并接触隔板600的相对表面600S1和600S2。连接件322a和322b的连接点P1和P2可设置成彼此交叉。如此，根据实施例，由于连接件322a和322b的连接点P1和P2彼此交叉，因此当隔板600***由两个连接件322a和322b限定的第三狭缝322S时，可增加隔板600与连接件322a和322b之间的接触力，并且可更有弹性地支承隔板600。因此，即使在隔板600被实施为厚度为0.1mm或更小的超薄膜时，也可防止连接端子320意外地与隔板600分离。即，将连接端子320保持在隔板600上的力可能增加，这提高了产品的可靠性。
连接端子320的端子连接部322具有在前侧开口的长方体形状，但是本实施方式不限于此。
此外，连接端子320还可包括第一锁定突起326。第一锁定突起326设置在端子连接部322的底面上，以朝向电线保持部324定向。第一锁定突起326具有从端子连接部322的底面弯曲并向下延伸的形状。
此外，连接端子320还可包括连接引导部328。连接引导部328可防止通过壳体310连接到隔板600的连接端子320与隔板600分离。
端子***(TPA)330能够可拆卸地装配到形成在壳体310的前表面的TPA端子***孔中，并且可将连接端子320压配合到壳体310中。换言之，TPA 330可增加连接端子320的***力，可通过正确地定位连接端子320来防止错误组装，并且尽管隔板600之间的间距很小，但是也可以以高电气可靠性地连续检测电压值。为此，壳体310可包括形成在连接端子***孔上方的TPA端子***孔。
参照图3，TPA 330包括顶面固定件330U和底面固定件330D。此外，壳体310包括第二锁定突起312A和第三锁定突起(未示出)。第二锁定突起312A形成在本体312的连接第一杆部314的一个侧面上，第三锁定突起形成在本体312的连接第二杆部316相反侧面上。
TPA 330的顶面固定件330U连接到第二锁定突起312A，并且TPA330的底面固定件330D连接到第三锁定突起。
TPA 330还可包括对应于连接端子***孔的通孔330T，以及***连接端子插孔中的TPA端子330S。
当将TPA 330组装到壳体310时，TPA 330与壳体310的前表面对齐并且沿第二方向向前移动，结果是TPA 330的顶面固定件330U被锁定到第二锁定突起312A，并且TPA 330的底面固定件330D被锁定到第三锁定突起。此外，连接端子320***TPA 330中的通孔330T以及壳体310中的连接端子***孔中。此时，图7A中所示的第一锁定突起326被夹在壳体310中，并被图2所示的TPA 330的锁定构件330M阻挡。因而，即使在施加外部振动或冲击时，也可防止连接端子320与壳体310分离，从而保持与隔板600的连接。
在下文中，描述将电池监测连接器300安装到具有上述结构的燃料电池，以及将电池监测连接器300从具有上述结构的燃料电池中拆卸的过程。
图8A和图8B示出壳体310***到由容纳槽H1限定的容纳空间中的状态。
如图6B所示，在加压时，杆部314和316可沿第三方向靠近本体312移动，并且如图8A所示，其至少一部分可与本体312一起容纳在容纳空间中。此后，当去除所施加的压力时，如图6A所示，杆部314和316可沿第三方向远离本体312移动，并且如图8B所示，锁止突起314M和316M可被锁止到钩形的垫圈410和420。当锁止突起314M和316M被锁止到钩形垫圈410和420时，电池监测连接器300可监测包含在燃料电池的单元组中的每个电池的状态。在此，监测的状态是指每个电池的性能和故障，例如，相应电池的电压。
如图8B所示，当在锁止突起314M和316M被锁止到钩形垫圈410和420的状态下再次加压时，杆部314和316的锁止突起314M和316M，可与钩形垫圈410和420分离，如图8A所示。此后，壳体310可沿第二方向移动，并且可脱离容纳空间。当锁止突起314M和316M与钩形垫圈410和420分离时，电池监测连接器300和燃料电池可彼此断开电连接，并且可终止对单元组中的每个电池的状态监测。
在下文中，将描述根据比较例的燃料电池和根据本发明的示例性实施方式的燃料电池。
图9是配备有根据比较例的电池监测连接器30的燃料电池的立体图。
假设图9中所示的电池监测连接器30和隔板60，分别执行与根据本发明示例性实施方式的电池监测连接器300和隔板600相同的功能。
在比较例中，如图9所示，在电池监测连接器30连接到隔板60之后，由塑料制成并被称作“连接器***(CPA)”的锁定装置，沿箭头AR1和AR2所示的方向压配合到电池监测连接器30的上端和下端，从而使电池监测连接器30完全安装到隔板60上。
由于使用CPA将电池监测连接器30固定到隔板60，因此可防止电池监测连接器30因外部振动和冲击而与隔板60分离。然而，在生产和维修保养方面，由于存在将两个CPA装配到电池监测连接器30的上端和下端以及从电池监测连接器30的上端和下端将其移除的步骤，因此将电池监测连接器30安装到隔板60上或将其从隔板60上拆卸下来需要花费很长时间。此外，由于需要两个CPA，因此增加了生产成本。
另一方面，根据本发明的示例性实施方式，由于电池监测连接器300的锁止突起314M和316M被装配成能够通过加压操作，而被锁止到钩形的第一和第二垫圈410和420或者与钩形的第一和第二垫圈410和420分离，因此可以在没有比较例中所使用的CPA的情况下，将电池监测连接器300安装到隔板600或将其从隔板600拆下。这样，由于不需要CPA，因此与比较例相比，在生产和维修保养方面，可缩短将电池监测连接器300安装到隔板600以及将其从隔板600拆卸所需的时间，从而提高组装效率。此外，由于不需要CPA，因此降低了生产成本。
通过以上描述显而易见，根据本发明的示例性实施方式的具有用于可拆卸地安装电池监测连接器的结构的燃料电池，锁止突起用作使装配到相应的第一狭缝中的隔板彼此电绝缘的绝缘体，从而防止相邻隔板之间出现短路。
此外，如果锁止突起在第一方向上的厚度相同且第一狭缝在第一方向上的宽度相同，则隔板可在第一方向上彼此规则地或等距地间隔开。因此，可消除隔板在第一方向上的堆叠公差。这样，隔板处于良好的对准状态，使得限定容纳空间的容纳槽可以在没有位置偏移的情况下对准。因此，电池监测连接器可容易地装配到隔板。此外，当将电池监测连接器安装到隔板上时，可防止与容纳槽的第一、第二和第三侧邻接的每个隔板的内边缘发生弯曲(变形)或损坏。
此外，当根据比较例的燃料电池安装在车辆中时，如果电池监测连接器因车辆行驶引起的振动和冲击而在第三方向上摆动，则不可能准确地测量电压值。换言之，所测量的电压值不稳定地发生改变，因此测量值的可靠性降低。在最坏的情况下，电池监测连接器可能会与隔板分离。然而，根据该实施例，使用用作防移位部件的第三垫圈和防移位槽，可防止电池监测连接器沿第三方向移位，从而防止出现上述问题。
此外，根据本发明的示例性实施方式，由于相邻的隔板交替地装配到两个不同部分的第二狭缝中，因此可减小相邻隔板间沿第一方向的间隔。
此外，根据本发明的示例性实施方式，由于连接到每个隔板的连接件的连接点彼此交叉，因此当将隔板***由两个连接件限定的第三狭缝中时，可以增加隔板与连接件之间的接触力，并且可更有弹性地支承隔板。因此，即使当隔板被实施为超薄膜时，也可防止连接端子意外地与隔板分离。换言之，将连接端子保持在隔板上的力会增大，而这会提高产品的可靠性。
此外，根据本发明的示例性实施方式，由于电池监测连接器的锁止突起通过加压操作装配成与钩形的第一和第二垫圈锁止或分离，因此可以在不需要诸如连接器***(CPA)等单独设备的情况下，将电池监测连接器安装到隔板或将其拆下。因此，在生产和维修保养方面，可以缩短将电池监测连接器安装到隔板和将其从隔板拆下所需的时间，从而提高组装效率并降低生产成本。
在不脱离本发明目的的情况下，除非彼此相反，否则上述各种示例性实施方式可彼此组合。另外，对于任何示例性实施方式未详细描述的任何元件，可参考另一示例性实施方式的具有相同附图标记的元件的描述。
尽管已经参考本发明的示例性实施方式具体示出和描述了本发明，但是这些示例性实施方式仅是出于说明性目的而提出，而并非用以限制本发明，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离在此阐述的示例性实施方式的基本特征的情况下，还可以在形式和细节上进行各种改变。例如，可以修改和应用示例性实施方式中阐述的各种配置。此外，这些修改和应用的差异应该被解释为落入由所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种具有用于可拆卸地安装电池监测连接器的结构的燃料电池，所述燃料电池包括：
多个隔板，被布置成沿第一方向彼此间隔开，所述多个隔板中的每个隔板包括布置在其一侧的容纳槽；以及
多个垫圈，分别设置在所述多个隔板上并位于所述容纳槽的周围，
其中，所述电池监测连接器包括：
壳体，所述壳体的至少一部分被容纳在由所述多个隔板中的每个隔板的容纳槽所限定的容纳空间中；以及
***在所述壳体中的多个连接端子，所述多个连接端子分别连接到所述多个隔板，并且
其中，所述壳体包括：
本体，其沿着与所述第一方向相交的第二方向***到所述容纳空间中，所述本体的至少一部分被容纳在所述容纳空间中；以及
包含锁止突起的杆部，所述锁止突起被配置成在沿着与所述第一方向和第二方向相交的第三方向被加压时移动，所述锁止突起被锁止到所述多个垫圈中的相应垫圈或与之分离。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述杆部包括分别连接到所述本体的相反两侧的多个杆部。
3.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述容纳槽具有从所述多个隔板中的每个隔板的外边缘向内凹进的形状。
4.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述容纳槽包括：
沿所述第三方向彼此面对的第一侧和第二侧；以及
布置在所述第一侧和所述第二侧之间的第三侧，所述第三侧面向所述电池监测连接器，并且
其中，所述多个隔板被设置成沿所述第一方向彼此重叠，其中每个隔板包括具有第一侧、第二侧和第三侧的所述容纳槽。
5.根据权利要求4所述的燃料电池，其中，所述多个垫圈包括第一垫圈和第二垫圈，其中所述第一垫圈和所述第二垫圈被设置成相对于所述容纳槽沿所述第三方向彼此面对。
6.根据权利要求5所述的燃料电池，其中，所述第一垫圈和所述第二垫圈中的每个垫圈均具有钩形，并且
所述第一垫圈的钩形和所述第二垫圈的钩形相对于所述容纳槽沿所述第三方向彼此对称。
7.根据权利要求5所述的燃料电池，其中，所述第一垫圈和所述第二垫圈中的每个垫圈均包括沿所述第三方向面向所述容纳槽的第一端和沿所述第二方向面向相应隔板的外边缘的第二端，
其中，所述第一端与所述容纳槽的第一侧和第二侧中的相应一侧间隔开，并且
其中，所述第二端与所述外边缘间隔开。
8.根据权利要求5所述的燃料电池，其中，所述多个垫圈中的每个垫圈包括防移位部件，所述防移位部件设置在相应隔板上并且位于所述容纳槽的第三侧附近。
9.根据权利要求8所述的燃料电池，其中，所述多个隔板中的每个隔板包括：
设置所述第一垫圈的第一区域，所述第一区域与所述容纳槽的第一侧邻接；
设置所述第二垫圈的第二区域，所述第二区域与所述容纳槽的第二侧邻接；以及
设置所述防移位部件的第三区域，所述第三区域与所述容纳槽的第三侧邻接，并且与所述第一区域和所述第二区域一起围绕所述容纳槽。
10.根据权利要求9所述的燃料电池，其中，所述壳体的本体包括防移位槽，以允许所述防移位部件沿所述第二方向***所述防移位槽中。
11.根据权利要求10所述的燃料电池，其中，所述多个垫圈包括第三垫圈，所述第三垫圈包括设置在所述多个隔板中的每个隔板的第三区域中的所述防移位部件，所述第三垫圈在所述第二方向上具有直线形状，在所述第一方向上具有突出的突起形状。
12.根据权利要求11所述的燃料电池，其中，所述第三垫圈包括面向所述容纳槽的第三侧的第三端，并且
其中，所述第三垫圈的第三端与所述容纳槽间隔开。
13.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述杆部包括：
第一端部，其被构造成接收压力，所述第一端部沿所述第三方向与所述本体的上侧间隔开；
第二端部，其连接到所述本体的下侧；以及
翼部，其设置在所述第一端部与所述第二端部之间，所述翼部具有弯曲形状，
其中，所述锁止突起设置在所述杆部的翼部的外侧，并且
其中，所述第一端部和所述锁止突起被配置成在被加压时沿所述第三方向移动，其中所述第二端部作为支承轴。
14.根据权利要求13所述的燃料电池，其中，所述锁止突起包括沿所述第一方向以规则间隔彼此间隔开的多个锁止突起，并且
其中，所述多个隔板中的每个隔板布置在沿所述第一方向彼此间隔开的所述多个锁止突起之间所限定的多个第一狭缝中的相应一个之中。
15.根据权利要求14所述的燃料电池，其中，所述杆部包括绝缘材料。
16.根据权利要求14所述的燃料电池，其中，所述锁止突起沿所述第一方向具有彼此相同的厚度，并且
其中，所述多个第一狭缝沿所述第一方向具有彼此相同的宽度。
17.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述电池监测连接器还包括可拆卸地结合到所述壳体的端子***，所述端子***被配置成使得所述多个连接端子以压配合方式结合到所述壳体。
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