[发明专利]用于燃料电池堆的电连接器

说明书

用于电接触燃料电池堆(2)的至少一个双极板(8)的电连接器组件(1)，包括至少一个支撑结构(10)和至少一个接触销(20)，该电连接器组件适于电接触双极板(8)并由支撑结构(10)支撑，其特征在于支撑结构(10)包括至少一个适于面对燃料电池堆(2)的后表面(R)、与后表面(R)相对的前表面(F)、以及第一侧面和第二侧面(S、S₂)，其中，后表面(R)包括至少一个双极板容纳狭缝(12)，其从第一侧面(S)延伸到第二侧面(S₂)并且其适于至少部分地容纳双极板(8)，从而限定梳状支撑结构(10)，其具有从支撑底座(16)延伸的至少两个齿(14)，所述至少两个齿(14)由布置在中间的双极板容纳狭缝(12)分开，且其中支撑结构(10)还包括具有适于容纳接触销(20)的尺寸的至少一个接触销容纳开口(18)。

技术领域

本发明涉及一种用于电接触燃料电池堆中的至少一个双极板的电连接器的支撑结构。

背景技术

燃料电池堆通常通过将大量单元电池堆叠成多个层而形成。每个单元电池都包括至少一个膜电极组件(MEA)，该至少一个MEA具有夹在阳极与阴极之间的离子交换膜，以及位于MEA两外侧的一对双极板。氢燃料和氧化剂通过双极板被供给到产生电力的MEA。对于这样的燃料电池堆，为了控制所提供的氢和氧的量和/或找到损坏或故障单元燃料电池，必须对每个单元电池的发电状态进行管理。为了实现这种管理，会对每个单元电池产生的电压进行监视，并且基于监视的电压来进行控制。为了监视电压，每个双极板均连接到电连接器，电连接器通常包括支承多个接触元件的外壳，所述接触元件适于电接触双极板。

从现有技术，例如US2003/054220，已知了一种梳状电接触元件，其支承在支撑结构上，且其齿适于与双极板邻接，从而建立电接触。这种连接器的缺点是多方面的。首先，所使用的双极板必须具有一定的最小厚度，以通过邻接双极板和电接触元件来建立电接触。其次，电连接器容易脱离双极板，因此需要额外的固定元件来将电连接器固定到燃料电池堆。另一个问题是，必须仔细设计电触头齿之间的距离，以适应燃料电池堆。因此，仅允许最小的制造公差，这进而导致制造过程昂贵且耗时。

从文档US2008/003482中，我们知道了一种电连接器，其包括带有并排布置的多个电接触元件的外壳。每个接触元件都具有两个具有向外弯曲的尾部的扁平矩形条带，双极板插入这两个条带之间。

这种现有技术的缺点是燃料电池堆需要一定的最小尺寸，以便双极板可以连接到并列的接触元件上。即使一个接触元件已经布置在其他接触元件的顶部，为了解决薄燃料电池的空间问题，接触元件仍然需要有效空间。此外，电连接器的支撑壳体还需要特殊设计来装配到可用空间中。

另一个已知的电连接器的问题是，它们很容易从双极板上脱离，因此通常用额外的紧固件(例如，夹子或钩)将其固定到燃料电池堆。因此，双极板和电连接器的设计和制造复杂、昂贵且耗时。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电连接器，即便使用薄型单元燃料电池，该电连接器也可以容易地固定到燃料电池堆，并且进一步为双极板提供改进的电接触。

此目标通过根据本发明第一方面所述的电连接器组件，根据本发明第二方面所述的这种电连接器组件的支撑结构，根据本发明第三方面所述的燃料电池堆装置，以及根据本发明第四方面所述的用于将电连接器组件固定到燃料电池堆的双极板的方法来实现。

在下文中，公开了一种用于电接触燃料电池堆中的至少一个双极板的电连接器组件，以及用于这种电连接器组件的支撑结构，其中，电连接器组件包括至少一个支撑结构和至少一个接触销，该电连接器组件适于电接触双极板，并且在组装状态下由支撑结构支撑。支撑结构本身至少包括适于面对燃料电池堆的后表面、与后表面相对的前表面，以及至少两个侧面，即，第一侧面和第二侧面。此外，支撑结构的后表面还包括至少一个双极板容纳狭缝，下文中也称为狭缝，该狭缝从第一侧面延伸到第二侧面，并且适于容纳双极板。因此，支撑结构为梳状，具有至少两个从支撑底座延伸的齿，该齿被布置在中间的双极容纳狭缝分开。