帶有嵌入式電源連接器的燃料電池部件的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001 ] 燃料電池由電化學(xué)反應(yīng)來(lái)提供電力。典型的燃料電池裝置包括由多個(gè)單獨(dú)的燃料電池單元構(gòu)成的電池堆組件。處于電池堆組件的端部的集電器收集由電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流。端板典型地是抵靠集電器而放置。端板通常被用作壓板，它是用于將電池堆組件保持在一起的結(jié)構(gòu)的一部分。
[0002]從燃料電池獲得電能典型地是通過(guò)將連接器附裝到端板來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用諸如螺栓的緊固件的機(jī)械連接在端板處建立導(dǎo)電連接。盡管這樣的布置已被證明有效且有用，但它們并非沒(méi)有缺點(diǎn)。機(jī)械連接點(diǎn)引進(jìn)跨越該連接的潛在電壓損失的可能性。此外，在機(jī)械連接處那里可能會(huì)有熱量積聚。機(jī)械連接還引入額外的勞動(dòng)時(shí)間并且易于遭受裝配錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種示例性燃料電池部件包括:包含導(dǎo)電材料的板。電連接器包括被嵌入在板中的第一部分。電連接器的第二部分從板延伸出來(lái)。第二部分被構(gòu)造成與另一個(gè)設(shè)備形成導(dǎo)電連接。
[0004]一種示例性燃料電池裝置包括:包含多個(gè)燃料電池的電池堆組件。處于電池堆組件一端的端板包含導(dǎo)電材料。電連接器包括被嵌入在端板中的第一部分。電連接器的第二部分從端板延伸出來(lái)。第二部分被構(gòu)造成與另一個(gè)設(shè)備形成導(dǎo)電連接。
[0005]一種制作燃料電池部件的示例性方法包括:形成包含導(dǎo)電材料的板。導(dǎo)電性連接器的第一部分被嵌入在板中，而連接器的第二部分從板延伸出來(lái)。
[0006]所公開(kāi)示例實(shí)施例的各種特征和優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言從下列詳細(xì)說(shuō)明將變得顯而易見(jiàn)。伴隨于該詳細(xì)說(shuō)明的附圖可以簡(jiǎn)要地描述如下。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而設(shè)計(jì)的示例燃料電池裝置。
[0008]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例而設(shè)計(jì)的示例燃料電池部件。
[0009]圖3示出示例導(dǎo)電性連接器。
[0010]圖4A-4D示意性地示出制造諸如圖2的示例的燃料電池部件的示例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1示出可用于以電化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)來(lái)產(chǎn)生電力的燃料電池裝置20。電池堆組件22包括以公知方式所布置的多個(gè)單獨(dú)的燃料電池單元。結(jié)構(gòu)24包括用于將電池堆組件22保持在一起的壓板26。
[0012]端板30被接收在壓板26和電池堆組件22之間。該端板30包含導(dǎo)電材料。在一個(gè)示例中，該導(dǎo)電材料是碳基的。一個(gè)示例端板30包含石墨。
[0013]端板30被構(gòu)造為用于收集在電池堆組件22內(nèi)所發(fā)生的電流的集電器。
[0014]圖2示出端板30。該端板30包括嵌入在端板30內(nèi)的導(dǎo)電性連接器32。導(dǎo)電性連接器32具有端部34，該端部34被構(gòu)造成用于與另一裝置(諸如由燃料電池裝置20所供電的負(fù)載)形成導(dǎo)電連接。導(dǎo)電性連接器32包括被嵌入在端板30內(nèi)的第一部分36。導(dǎo)電性連接器32的第二部分38從板30延伸出來(lái)。
[0015]在一個(gè)示例中，連接器32的第一部分36完全地由板30的材料包圍。在另一示例中，該第一部分36至少部分地由板30的材料包住。
[0016]圖3示出示例導(dǎo)電性連接器32。這個(gè)示例包含多個(gè)柔性絲線股。在這個(gè)示例中整個(gè)連接器32是柔性的。有些示例包括大致扁平的連接器，其長(zhǎng)度大于該連接器的寬度。寬度大于該連接器的厚度。
[0017]圖3的示例包含編織絲線構(gòu)造。在連接器32的一些絲線股之間存在間隔。在一個(gè)示例中，當(dāng)連接器32被嵌入在板30內(nèi)時(shí)，板30的至少一些導(dǎo)電材料被容納在連接器32的不同股之間的間隔內(nèi)。在導(dǎo)電材料包圍并且至少部分地滲透連接器32的主體的情況下，在板30的材料和連接器32之間建立更加可靠的機(jī)械連接。在連接器32的絲線股之間的間隔內(nèi)所容納的導(dǎo)電材料，增加了用于使板30的材料和連接器32之間的導(dǎo)電連接增強(qiáng)的表面接觸量。
[0018]圖4A-4D示意性地示出制造諸如示例板30的燃料電池部件的示例方法。模具40包括模具部分42和44。在所圖示的示例中，模具部分42被構(gòu)造為可模制形式的導(dǎo)電材料可存放到其中的托盤(pán)。在圖4A的示例中，粉末形式的導(dǎo)電材料諸如石墨被放置在模具部分42內(nèi)。如圖4B中所示，至少連接器32的第一部分36位于模具部分42內(nèi)。如圖4C中所示，附加的導(dǎo)電材料42被加入到模具部分42。在這個(gè)示例中，附加的導(dǎo)電材料完全地覆蓋在連接器32的第一部分36上。
[0019]一旦在模具40內(nèi)有了所需量的可模制導(dǎo)電材料46，第二模具部分44和第一模具部分42就聚攏在一起用于形成板30。在一個(gè)示例中，施加熱和壓力以形成實(shí)心板30，其中連接器32的第一部分36被嵌入在該板的材料內(nèi)。
[0020]所公開(kāi)的示例消除了在導(dǎo)電性連接器和燃料電池裝置之間形成機(jī)械連接的要求。因此，帶有一體式電連接器32的板30消除了熱量積聚、電壓損失、裝配錯(cuò)誤或它們的組合的潛在來(lái)源。嵌入式連接器32減少了需要進(jìn)行處理的部件數(shù)量以及在燃料電池裝置組裝過(guò)程中所需的時(shí)間量。利用所圖示的示例就不再需要單獨(dú)的集電器和端板，這進(jìn)而提供節(jié)省成本。
[0021]不再需要單獨(dú)的金屬集電器板提供了另一個(gè)益處。在包括無(wú)孔的石墨端板30的示例中，就不用關(guān)心若使用金屬集電器板則可能會(huì)出現(xiàn)的腐蝕問(wèn)題。
[0022]前述說(shuō)明在本質(zhì)上是示例性而非限制性。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，針對(duì)所公開(kāi)示例的變化和修改可能變得顯而易見(jiàn)，卻無(wú)需背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。因此，給予本發(fā)明的法律保護(hù)的范圍只能通過(guò)研宄以下權(quán)利要求來(lái)加以確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種燃料電池部件，包括: 包含導(dǎo)電材料的板；以及 包括被嵌入在所述板內(nèi)的第一部分和從所述板延伸出來(lái)的第二部分的電連接器，所述第二部分被構(gòu)造成與另一個(gè)設(shè)備形成導(dǎo)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于，所述連接器的所述第一部分完全地由所述板材料包圍。
3.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于，所述板包含端板，該端板被構(gòu)造成位于燃料電池堆組件的端部。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于，所述板被構(gòu)造為用于燃料電池堆組件的端部的集電器。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于，所述連接器包含在至少一些絲線股之間帶有間隔的多個(gè)柔性絲線股；以及 一些所述板材料被容納在所述間隔中。
6.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于，所述連接器包含編織電纜。
7.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于， 所述連接器具有長(zhǎng)度、寬度和厚度； 所述厚度和所述寬度基本垂直于所述長(zhǎng)度；并且 所述寬度大于所述厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于，所述板包含碳。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料電池部件，其特征在于，所述板包含石墨。
10.一種燃料電池裝置，包括: 包含多個(gè)燃料電池的電池堆組件； 處于所述電池堆組件的一端的端板，所述端板包含導(dǎo)電材料；以及包括被嵌入在所述端板中的第一部分和從所述端板延伸出來(lái)的第二部分的電連接器，所述第二部分被構(gòu)造成與另一個(gè)設(shè)備形成導(dǎo)電連接。
11.如權(quán)利要求10所述的燃料電池，其特征在于，所述連接器的所述第一部分完全地由所述板材料包圍。
12.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述端板被構(gòu)造為處于所述電池堆組件的端部的集電器。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于， 所述連接器包括在至少一些絲線股之間帶有間隔的多個(gè)柔性絲線股；以及 一些所述板材料被容納在所述間隔中。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述連接器包含編織電纜。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述端板包含碳。
16.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述端板包含石墨。
17.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于， 所述連接器具有長(zhǎng)度、寬度和厚度； 所述厚度和所述寬度基本垂直于所述長(zhǎng)度；并且 所述寬度大于所述厚度。
18.—種制作燃料電池部件的方法，包括如下步驟: 形成包含導(dǎo)電材料的板；以及 將導(dǎo)電性連接器的第一部分嵌入在所述板中，其中所述連接器的第二部分從所述板延伸出來(lái)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述嵌入包括用所述板材料完全地包圍所述連接器的所述第一部分。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，包括: 將包含導(dǎo)電材料的粉末引入到模具中； 使所述導(dǎo)體的所述第一部分位于所述模具中；以及 在所述第一部分處于所述模具中的時(shí)候?qū)λ瞿＞咧械乃龇勰┦┘訜岷蛪毫Α?br>【專利摘要】一種示例性燃料電池部件包括：包含導(dǎo)電材料的板。電連接器包括被嵌入在板中的第一部分。電連接器的第二部分從板延伸出來(lái)。第二部分被構(gòu)造成與另一個(gè)設(shè)備形成導(dǎo)電連接。
【IPC分類】H01M8-04, H01M8-02, H01M8-24
【公開(kāi)號(hào)】CN104584296
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380030906
【發(fā)明人】M. 費(fèi)雷拉 D., J. 卡內(nèi)瓦勒 C., M. 艾倫 G.
【申請(qǐng)人】百拉得動(dòng)力系統(tǒng)公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年6月10日
【公告號(hào)】EP2862224A1, US20130337363, WO2013188264A1