JP2006019115A - Fuel cell cell voltage detection device - Google Patents
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Abstract
【課題】 端子とセルとの接続の不具合の発生を抑制しつつ、当該端子とセルとの接続を容易に行うことができる燃料電池のセル電圧検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明のセル電圧検出装置は、積層された複数のセル2を備える単位セルモジュール1を積層してスタックを形成する燃料電池のセル電圧を検出するセル電圧検出装置であって、前記単位セルモジュール1は、前記積層された複数のセル2を保持する保持部材3を備え、前記保持部材3は、前記積層された複数のセル2のうち少なくとも1のセル21に対して導通可能に接続する端子5を有する端子ホルダ4を備える。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell voltage detecting device for a fuel cell capable of easily connecting a terminal and a cell while suppressing occurrence of a problem in connection between the terminal and the cell.
A cell voltage detection device of the present invention is a cell voltage detection device for detecting a cell voltage of a fuel cell in which unit cell modules 1 including a plurality of stacked cells 2 are stacked to form a stack, The unit cell module 1 includes a holding member 3 that holds the plurality of stacked cells 2, and the holding member 3 can be electrically connected to at least one cell 21 among the plurality of stacked cells 2. The terminal holder 4 which has the terminal 5 connected to is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料電池のセルの電圧を検出するためのセル電圧検出装置に関する。 The present invention relates to a cell voltage detection device for detecting a voltage of a cell of a fuel cell.
従来、一般的な固体高分子型燃料電池として、イオン交換膜からなる電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟みこみ、さらにその外側を一対のセパレータで挟持してセル(単セル)を形成し、この形成された各セルを多数積層してスタックを形成するものがある。 Conventionally, as a general polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane composed of an ion exchange membrane is sandwiched between an anode electrode and a cathode electrode, and a cell (single cell) is sandwiched between a pair of separators on the outside. In some cases, a stack is formed by stacking a large number of the formed cells.
このように構成された燃料電池では、正常でないセルの早期発見等のために各セルの発電状態を管理する必要があるため、セル毎の電圧(以下、「セル電圧」という)が検出されている。セル電圧を検出する技術は、例えば、特開2003−86216号公報(特許文献1)などに記載されている。
しかしながら、上記特開2003−86216号公報に記載されているようなセル電圧検出装置は、燃料電池カバーの天板上方からセル電圧検出装置を押し込むことで、セル電圧検出装置の端子とセパレータの出力端子とを接続させる構成である。そのため、燃料電池の形成時(例えば、セルの積層時)において、セルの配置がずれていたような場合には、セル電圧検出装置の端子がセパレータの出力端子に噛合しにくいという不具合や、これに起因してセルや端子が破損するという不具合があった。 However, the cell voltage detection device as described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-86216 has an output of the terminal of the cell voltage detection device and the separator by pushing the cell voltage detection device from above the top plate of the fuel cell cover. It is the structure which connects with a terminal. For this reason, when the cells are misplaced when the fuel cell is formed (for example, when the cells are stacked), there is a problem that the terminal of the cell voltage detector is difficult to mesh with the output terminal of the separator. Due to this, there was a problem that the cells and terminals were damaged.
そこで、本発明は、端子とセルとの接続の不具合の発生を抑制しつつ、当該端子とセルとの接続を容易に行うことができる燃料電池のセル電圧検出装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cell voltage detection device for a fuel cell that can easily connect the terminal and the cell while suppressing the occurrence of a failure in the connection between the terminal and the cell. .
本発明のセル電圧検出装置は、積層された複数のセルを備える単位セルモジュールを積層してスタックを形成する燃料電池のセル電圧を検出するセル電圧検出装置であって、前記単位セルモジュールは、前記積層された複数のセルを保持する保持部材を備え、前記保持部材は、前記積層された複数のセルのうち少なくとも1のセルに対して導通可能に接続する端子を有する端子ホルダを備える。 The cell voltage detection device of the present invention is a cell voltage detection device that detects a cell voltage of a fuel cell that forms a stack by stacking unit cell modules each including a plurality of stacked cells, and the unit cell module includes: A holding member that holds the plurality of stacked cells is provided, and the holding member includes a terminal holder having a terminal that is connected to at least one of the plurality of stacked cells in a conductive manner.
当該構成によれば、単位セルモジュールの保持部材に端子ホルダが設けられているので、保持部材が保持する複数のセルと端子ホルダの端子とをより確実に噛合させ、端子とセルとの接続の不具合発生を抑制することができるようになる。 According to this configuration, since the terminal holder is provided on the holding member of the unit cell module, the plurality of cells held by the holding member and the terminals of the terminal holder are more reliably engaged, and the connection between the terminals and the cells is improved. Occurrence of defects can be suppressed.
前記保持部材は、前記端子ホルダを収容する収容部を備えていてもよい。 The holding member may include an accommodating portion that accommodates the terminal holder.
また、前記収容部は、前記枠体の所定部位を切り欠いて形成してもよい。当該構成によれば、端子ホルダを枠体の切り欠き部分にはめ込むことによって枠体の強度を高めつつセルを確実に保持することができる。 Moreover, you may form the said accommodating part by notching the predetermined site | part of the said frame. According to the said structure, a cell can be hold | maintained reliably, raising the intensity | strength of a frame by inserting a terminal holder in the notch part of a frame.
前記保持部材は、前記端子ホルダを回動可能に取り付ける取付部を備えてもよい。当該構成によれば、端子ホルダの端子とセルとを容易に接続させることができる。 The holding member may include an attachment portion that rotatably attaches the terminal holder. According to the said structure, the terminal of a terminal holder and a cell can be connected easily.
前記端子は、前記セルに対向する部分が略半円形状に形成されていてもよい。当該構成によれば、端子を当該端子に対応するセルに容易にはめ込むことができるようになる。 In the terminal, a portion facing the cell may be formed in a substantially semicircular shape. According to this configuration, the terminal can be easily fitted into the cell corresponding to the terminal.
また、前記端子は、セル面と平行に配置されていてもよい。 The terminal may be arranged in parallel with the cell surface.
さらにまた、前記端子ホルダは、前記端子を複数備え、各々の端子は、端子の単位セルに対する接続部の列がセル積層方向と非平行となるように並設されていてもよい。当該構成によれば、各々の端子は互いにオフセットされて配置されるので、端子をセルに挿入する際の摩擦力を軽減することが可能になる。 Furthermore, the terminal holder may include a plurality of the terminals, and each terminal may be arranged in parallel so that the row of connection portions of the terminals with respect to the unit cell is not parallel to the cell stacking direction. According to this configuration, since the terminals are arranged offset from each other, it is possible to reduce the frictional force when inserting the terminals into the cell.
また、前記端子ホルダは、前記端子を複数備え、各端子を離間した状態に保持する保持部を備えていてもよい。当該構成によれば、隣接する端子同士が離間された状態に維持されるので、端子同士が電気的に短絡することを防止できる。 The terminal holder may include a plurality of the terminals, and a holding portion that holds each terminal in a separated state. According to the said structure, since adjacent terminals are maintained in the state spaced apart, it can prevent that terminals short-circuit electrically.
また、前記端子ホルダは、前記端子からの出力に基づいてセル電圧を計測するモニタ手段を備えていてもよい。当該構成によれば、端子ホルダの空きスペースを利用してモニタ手段を効率的に配置することができるので、装置全体を小型化することが可能になる。 Further, the terminal holder may include monitoring means for measuring a cell voltage based on an output from the terminal. According to the said structure, since the monitor means can be efficiently arrange | positioned using the empty space of a terminal holder, it becomes possible to reduce the whole apparatus in size.
また、前記モニタ手段は、一方の端部が各端子に接続され他方の端部が共通化されている複数の導線を有するリレー回路を備えていてもよい。 Further, the monitoring means may include a relay circuit having a plurality of conductive wires having one end connected to each terminal and the other end shared.
さらにまた、前記モニタ手段は、前記リレー回路からの出力に基づいてセル電圧を計測する計測器を備え、前記リレー回路は、前記計測器への出力をセル毎に切り換えるように構成してもよい。当該構成によれば、モニタ手段までの導線数を減らすことができる。 Furthermore, the monitoring means may include a measuring instrument that measures a cell voltage based on an output from the relay circuit, and the relay circuit may be configured to switch the output to the measuring instrument for each cell. . According to the said structure, the number of conducting wires to a monitor means can be reduced.
さらにまた、前記保持部材は、当該保持部材を他の保持部材と連結するために形成された第1の連結部と第2の連結部とを備え、前記収容部は、前記第1の連結部と前記第2の連結部との間に設けるようにしてもよい。連結部の部位は剛性が高いので、保持部材の強度低下を招くことなく収容部を配置することができるようになる。 Furthermore, the holding member includes a first connecting portion and a second connecting portion that are formed to connect the holding member to another holding member, and the storage portion includes the first connecting portion. And the second connecting portion. Since the portion of the connecting portion has high rigidity, the accommodating portion can be arranged without causing a decrease in strength of the holding member.
本発明によれば、端子とセルとの接続の不具合の発生を抑制しつつ、当該端子とセルとの接続を容易に行うことができる燃料電池のセル電圧検出装置を提供することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the cell voltage detection apparatus of the fuel cell which can perform the connection of the said terminal and a cell easily, suppressing generation | occurrence | production of the malfunction of the connection of a terminal and a cell. .
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る燃料電池のセル電圧検出装置について説明する。なお、本実施形態に係るセル電圧検出装置が対象とする燃料電池は、例えば自動車などに搭載される固体高分子電解質型燃料電池が該当するが、自動車以外に適用されていてもよい。 Hereinafter, a cell voltage detection device for a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, although the fuel cell which the cell voltage detection apparatus which concerns on this embodiment makes object corresponds to the solid polymer electrolyte fuel cell mounted, for example in a motor vehicle etc., you may be applied other than a motor vehicle.
また、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。 The embodiments described below are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited only to these embodiments. Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
[第1の実施の形態]
図1は、本実施形態にかかる単位セルモジュールの概略を示す外観斜視図である。図2は、図1に示すセル集合体の概略を示す外観斜視図である。図3は、図1に示す保持部材(枠体)の概略を示す外観斜視図である。図4は、図1に示す端子ホルダを拡大して示す外観斜視図である。図5は、図1に示す端子ホルダとセル集合体を裁断して示す概略断面図である。図6は、複数の保持部材(枠体)に端子ホルダを取り付ける手順を説明するための図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an external perspective view showing an outline of a unit cell module according to the present embodiment. FIG. 2 is an external perspective view showing an outline of the cell assembly shown in FIG. FIG. 3 is an external perspective view schematically showing the holding member (frame body) shown in FIG. FIG. 4 is an external perspective view showing the terminal holder shown in FIG. 1 in an enlarged manner. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the terminal holder and the cell assembly shown in FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a procedure for attaching a terminal holder to a plurality of holding members (frame bodies).
図1に示すように、単位セルモジュール1は、積層された複数の単位セル(セル集合体)2を保持する保持部材としての枠体3と、該積層された複数の単位セルのうち少なくとも1の単位セルに対して導通可能に接続する端子(電圧測定用端子)5を備える端子ホルダ4と、を備える。
As shown in FIG. 1, the unit cell module 1 includes a
セル集合体2は、所定数(例えば、10セル)の単位セルを積層したものであり、セル集合体2を枠体3が保持すると単位セルモジュール1が形成される。そして、この単位セルモジュール1をセルの積層方向(以下、「セル積層方向」という)に所定数(例えば、20個)配置するとセルモジュール積層体が形成され、このセルモジュール積層体のセル積層方向両端に図示しないターミナル、インシュレータ、エンドプレートなどが配置される。そして、これらが、図示しない締結部材(例えば、ボルト、テンションプレート)で締結されると、スタック(燃料電池)が形成される。
The
図2に示すように、セル集合体2は、所定数の単位セルを積層することによって形成され、必要に応じて単位セル21同士は所定の接着剤にて接着される。
As shown in FIG. 2, the
各単位セル21は、図示してはいないが、イオン交換膜からなる電解質膜を、この電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極(アノード電極、燃料極)および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極(カソード電極、空気極)とで両側から挟みこみ、さらにその外側を一対のセパレータ(アノード電極側のセパレータを−セパレータ、カソード電極側のセパレータを+セパレータという)で挟持して形成されたものである。電解質膜を挟んだ−セパレータと+セパレータとの間に測定対象となるセル電圧(例えば、約1V)が発生する。
Although not shown, each
各単位セル21は、端子ホルダ4に設けられた各端子5が接続可能に構成される。単位セル21に端子5を接続させる構成は、端子5の仕様等に応じた任意の構成を採用することができるが、ここでは、単位セル21に端子5を収容する端子収容部22を設けている。
Each
端子収容部22は、単位セル21の端子ホルダ4の位置に対応する部位に設けられる。ここでは、端子ホルダ4が枠体3の強度低下を考慮して当該枠体3の長手方向と平行な一端部の略中央部に設けられているため、端子収容部22もまた、図2に示すように、単位セル21の長手方向と並行な一端部の略中央部に設けられている。なお、端子収容部22の位置は、端子ホルダ4の配置等に応じて任意に変更可能であるが、端子ホルダ4が、枠体3の強度低下を考慮して、後述する枠体31の連結部315間に設けられている場合には、端子収容部22もまた、当該連結部315間に対応する部位に設けられることが望ましい。
The
また、端子収容部22は、セル(具体的には、一対のセパレータのうちの任意の一のセパレータ)の長手方向と並行な一端部の所定部位を所定の形状に切り欠くことによって形成される。切り欠く形状は、収容した端子5がセパレータと電気的に接続可能なものであればよいが、切り欠く領域が大きくならないことが望ましい。ここでは、単位セル21への取り付けなどを考慮して当該端子5が略半円形状に形成されているため、端子収容部22は、図2に示すように湾曲状に形成されているが、逆に、単位セル21から凸状に突出した構造に形成されていてもよい。
Moreover, the
次に、枠体3について説明する。図3に示すように枠体3は、樹脂などの絶縁材料から形成され、セル集合体2の外周に沿って設けられた略矩形状の壁31と、壁31によって画定される空間としてのセル収容部32と、壁31の所定部位に設けられたホルダ収容部33と、壁31とホルダ収容部33とが接する部位に設けられたホルダ取付部34と、を備える。
Next, the
壁31は、セル集合体2の長手方向に沿って延びる第1の壁311及び第2の壁312と、セル集合体2の長手方向と直交する方向に添って延びる第3の壁313及び第4の壁314と、を備え、第1の壁311は第2の壁312と対向して配置され、第3の壁313は第4の壁314と対向して配置される。
The
セル集合体2が、これらの壁311〜314によって画定されるセル収容部32に収容されると、1のセルモジュールを形成する。セル集合体2の外周と各壁311〜314の内壁との間は必要に応じて接着剤にて接着され、各セル21の積層状態が固定される。なお、本発明の壁31は、図2に示すような矩形状に限られず、セル集合体2の積層状態を保持することできる形状であれば任意にこれを採用することができる。例えば、壁311〜314のうちの少なくとも1つの壁を含んでいればよく、隣接する2つの壁によってL字状を形成し、あるいは、隣接する3つの壁によってコ字状の形状に形成してもよい。
When the
また、壁31は、枠体3と、枠体3と同じ構成を備える他の枠体とを連結するための連結部315が、少なくとも1つ以上設けられている。連結部315は、セル収容部32と反対の方向へ突出する凸状に形成され、この凸状の部分にセル積層方向に貫通する孔316が形成されている。図3では、壁31の四角に1つずつ、第1の壁311と第2の壁312に3つずつ配置され、計10個の連結部が設けられているが、連結部の数や場所は任意に変更可能である。
The
枠体3と他の枠体とをセル積層方向に配置し、枠体3の各孔316と他の枠体の対応する孔に、連結対象となる全ての枠体3にわたってセル積層方向に延びる軸(例えば、スタック用締結シャフト)が挿通されると、全ての枠体3が連結され固定される。なお、本実施形態では、連結部315に軸を挿通させる場合について説明するが、隣接する枠体3を連結する方法は、これに限られず、例えば、ボルト、ネジ止め、外部表面からプレート部材で拘束する方法など、任意の構成を採用することができる。
The
次に、ホルダ収容部33は、壁31の所定部位を切り欠くことによって形成される切欠部であり、この切欠部に端子ホルダ4を収容する。ホルダ収容部33は、枠体3や端子ホルダ4の形状などに応じて設けることができるが、ここでは、第1の壁311の略中央部であって、2つの連結部(第1の連結部と第2の連結部)315間に設けている。連結部315は、構造上厚い(剛性が高い)ので、ホルダ収容部33を配置しても枠体3の強度低下を招かない。端子ホルダ4が枠体3のホルダ収容部33に収容されると、端子ホルダ4は枠体3と一体となってセル集合体2の外周を囲う枠を形成し、これにより、セル集合体2がより確実に固定される。
Next, the
また、ホルダ取付部34は、端子ホルダ4を枠体3に回動可能に取り付けるもので、例えば壁31とホルダ収容部33とが隣接する位置に設けられる。ホルダ取付部34の構造は、端子ホルダ4がホルダ収容部33に収容されるようにこれを取り付けることができるものであればよいが、ここでは、図3に示すように、ホルダ収容部33に隣接する連結部がホルダ取付部34を兼用するように構成している。
Moreover, the
ホルダ取付部34は、セル積層方向両端部間に形成された凹部341と、凹部341の両端に設けられた孔342と343と、を備える。孔342、343は、セル積層方向に貫通し、端子ホルダ4の一端が凹部341に挿入されると端子ホルダ4の被挿入部分に設けられた孔とともに通路を形成する。この通路に枠体3を連結する軸が挿通されると、端子ホルダ4が回動可能に取り付けられる。
The
次に、図4及び図5を用いて端子ホルダ4及び端子ホルダ4に設けられた複数の端子5について説明する。
Next, the
図4(A)に示すように、端子ホルダ4は、樹脂などの絶縁材料からなり、枠体3のホルダ収容部33に対応する任意の形状にて形成される。端子ホルダ4は、枠体3のホルダ取付部34に取り付けられる被取付部41と、枠体3のホルダ収容部33に収容される被収容部42と、各端子5(例えば、10個)を互いに離間した状態で保持する端子保持部43と、を備える。
As shown in FIG. 4A, the
被取付部41は、セル積層方向と並行な一端部に設けられ、セル積層方向に貫通し、枠体3のホルダ取付部34が有する孔342、343の径と略同径の孔44が形成されている。
The attached
被収容部42は、枠体3より切り欠けられた形状に対応し、枠体3のホルダ収容部33と対向する面に後述する端子保持部43と端子5とが設けられている。被収容部42は、枠体3のホルダ収容部33に収容されることにより、端子5をセル3に当接させ、かつ、枠体3とともにセル集合体2を固定する機能を備える。
The accommodated
端子保持部43は、枠体3のホルダ収容部33と対向する被収容部42の面に、セル21の方向へ突出して設けられる。端子保持部43は、例えば端子ホルダ4と一体成形にて形成され、セル集合体2のセル21の数と同数分(例えば、10個)設けられる。
The
各端子保持部43は、セル面と平行に配置され、セル集合体2の同じ極性のセパレータピッチに対応した所定の間隔で一列に配置される。各端子保持部43は、図4(B)に示すようにセル積層方向一端部から他端部へセル積層方向と並行に配置してもよいが、ここでは、図4(A)に示すように、各々の端子保持部43は、互いにセル面方向と平行な方向にオフセット配置されている。
Each
なお、端子保持部43は、その基端部45が被収容部42に埋設し、被収容部42から突出する突出部(セル21と対向する部分)46が、略半円形状に形成されている。ただし、突出部46の形状は、略半円形状に限られず、例えば、矩形状、多角形状に形成されていてもよい。
The
次に、端子ホルダ4の被収容部42に設けられた端子5について説明する。端子5は、セル面と平行に配置され、端子保持部43と同様に、セル集合体2の同じ極性のセパレータピッチに対応した所定の間隔で一列に、枠体3が保持するセル集合体2のセルの数と同数分(例えば、10端子)配置される。端子5の配置は、図4(B)に示すようにセル積層方向一端部から他端部へセル積層方向と平行に配置してもよいが、ここでは、図4(A)に示すように一端部の端子5から他端部の端子5へセル21の長手方向に少しずつずらしながら配置する。すなわち、各々の端子5を、端子の単位セルに対する接続部の列がセル積層方向と非平行となるように並設する。これによれば、各々の端子5は互いにセル面方向と平行な方向にオフセットされて配置されるので、各端子5をセル21に挿入する際の摩擦力を軽減することが可能になる。
Next, the
なお、端子5の配置をオフセットした場合には、当該端子5を収容するセル21の端子収容部22の配置もオフセットするか、端子収容部22の形状を全端子5に対応可能な形状に形成する必要がある。後者の場合、端子収容部22の領域は端子5のオフセット間隔に比例して大きくなるため、オフセット間隔は小さめ(例えば、5mm)に設定することが望ましい。なお、本実施形態では後者を採用しているため、図2に示すように、端子収容部22は、端子5のように略半円形状ではなく略楕円形状に形成されている。
When the arrangement of the
各端子5は、導電性の金属材料からなり、基端部51が被収容部42に埋設して固定される。また、被収容部42から突出する突出部(セル21と対向する部分)52が、端子保持部43と同様に略半円形状に形成されている。ただし、突出部52の形状は、略半円形状に限られない。
Each
突出部52は、セル積層方向一方の面の所定部位が端子保持部43によって保持され、他方の面の所定の部位が後述するセルのセパレータに当接する。端子5は、突出部52が端子保持部34によって、隣接する端子の突出部と離間された状態に保持され、端子5同士が電気的に短絡するのが防止される。
In the protruding
また、各端子5の基端部51は、図示しないワイヤハーネス(導線)を介して、セル電圧を計測するモニタ回路(セルモニタ)を収容する制御部に電気的に接続可能に構成されており、端子5がセルに当接することにより検出されるセル電圧を制御部へ供給する。なお、本実施形態では、かかるモニタ回路において、隣接する端子5からの出力に基づいて1のセルのセル電圧が測定されるように構成されている。
In addition, the
次に、以上のように構成される端子5とセル21との接続構成について図5を参照しながら説明する。図5によれば、セル21は、一対のセパレータ23、24と、当該セパレータの間に介在する絶縁部25と、端子収容部22と、を備える。一対のセパレータは、端子5が当接する側のセパレータ23(以下、「当接セパレータ」という)と、端子5が当接しない側のセパレータ24(以下、「非当接セパレータ」という)とから構成される。当接セパレータ23の極性は+であっても−であってもよいが、ここでは、+セパレータとする。
Next, a connection configuration between the terminal 5 and the
当接セパレータ23が非当接セパレータ24より突出するように非当接セパレータ24および絶縁部25を切り欠くと、端子収容部22が形成される。端子収容部22は、隣接する当接セパレータ22と絶縁部25によって画定される空間である(最後のセル21は隣接する当接セパレータ22はない)。当接セパレータ23は、対応する非当接セパレータ24と対向する側に、端子5が接続する端子接続部26を備える。
When the
一方、端子5は、セル積層方向に凹凸を有する形状に形成されてなり、凸状の部分が当接セパレータ23と接続する接続部53として機能し、凹状の部分が端子保持部43に固定される。
On the other hand, the
端子ホルダ4がセル21の方向へ回動すると、各端子5及び端子保持部43が、それぞれ対向する端子収容部22に収容される。各端子5の先端が対向する絶縁部25に当接すると、各端子5の接続部(凸部)53が当接セパレータ23の接続部26に当接した状態となる。当接セパレータ23は、端子5の接続部53と、隣接する端子5の保持部43によって挟み込まれた状態となるので、端子5の当接セパレータ23への接続をより確実に行うことが可能になる。
When the
次に、図6を用いて、複数の枠体3へ端子ホルダ4を取りつける場合の動作について説明する。
Next, the operation when the
まず、所定数(例えば、10セル)の単位セル21を任意の方向へ積層し、必要に応じてセル21同士を接着してセル集合体2を形成する。そして、形成したセル集合体21を、枠体3のセル収容部32に収容し、必要に応じてセル集合体21の外周と枠体3の内壁とを接着してセルモジュール1を形成する。セルモジュール1は、スタックを構成する全てのセルについて行う。例えば、スタックが200セルあって、10セルで1セルモジュールを構成する場合には、20個のセルモジュールを形成する。
First, a predetermined number (for example, 10 cells) of
所定数のセルモジュール(セル集合体2が収容された枠体3)1が形成されると、次に、これらセルモジュール1同士を連結するとともに、各枠体3に対応する端子ホルダ4を取り付ける。セルモジュール1の連結は、枠体3に設けられた連結部315同士を軸6によって連結することにより行う。なお、端子ホルダ4が取り付けられる連結部つまりホルダ取付部34については、他の連結部315の連結が終了した後に行う。
When a predetermined number of cell modules (
次に、端子ホルダ4の被取付部41を、枠体3のホルダ取付部34に配置する。そして、端子ホルダ4が配置された状態でホルダ取付部34と被取付部41の各孔に軸6を挿通させると、端子ホルダ4が回動可能に枠体3へ取り付けられる。
Next, the attached
その後、端子ホルダ4をホルダ収容部33方向へ回動させると、端子ホルダ4の被収容部42がホルダ収容部33に収容され、端子ホルダ4の各端子5(および端子保持部43)がそれぞれ対応するセル21の端子収容部22に収容され、端子5の先端部がセル21の絶縁部25に当接すると、端子5の接続部53が当接セパレータ23の接続部26に当接した状態となる。
Thereafter, when the
以上によれば、本実施形態に係るセル電圧検出装置では、セル集合体2を枠体3によって固定することとしたので、例えばセルの位置がずれた状態でセルが積層されることを防止して正常なセルの積層状態を保持することができる。そして、このような枠体3によってセル集合体2を固定した後に、枠体3のホルダ収容部3に端子ホルダ4を収容させることとしたので、端子ホルダ4の各端子5は、枠体3によって固定された各セル21と対向する結果、セル位置のずれなどによる端子5とセル21との接続の不具合を生じることなくセル21と接続することができる。
According to the above, in the cell voltage detection device according to the present embodiment, since the
また、端子ホルダ4ごとに、換言すればセル集合体2ごとに、端子5とセル21とを接続させるので、1セルモジュール分の端子5とセル21の接続を容易かつ効率的に行うことができるようになる。
Further, since the
また、各端子5は、略半円形状に形成されているので容易にセル21にはめ込むことができるとともに、オフセットされて配置されているのでセル21に挿入する際の摩擦力を軽減することが可能になる。
In addition, since each terminal 5 is formed in a substantially semicircular shape, it can be easily fitted into the
また、各端子5は、端子保持部43によって離間した状態に保持されるとともに、この端子保持部43によって保持された状態でセル21の端子収容部22に収容されることで確実にセル21と当接することができる。
In addition, each
また、枠体3に端子ホルダ4を取り付ける取付部34は、枠体3が備える連結部に設けられているため、枠体4の連結作業と端子ホルダ4の取付作業を同時に行え、より効率的に作業を行うことが可能になる。
Moreover, since the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態にかかるセル電圧検出装置について図面を参照して説明する。なお、第2の実施の形態では、第1の実施の形態で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a cell voltage detection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the same members as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7は、第2の実施の形態に係る端子ホルダが備える回路を示す回路図である。上記第1の実施の形態では、各端子5からの出力に基づいてセル21のセル電圧を計測するモニタ回路は、図示しない他の基板上に設けられた制御手段に収納されているものとして説明したが、第2の実施形態では、かかるモニタ回路を端子ホルダ4に内蔵する構成とした。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a circuit provided in the terminal holder according to the second embodiment. In the first embodiment, the monitor circuit for measuring the cell voltage of the
図7に示すように、モニタ回路7は、各端子5からの出力に基づいて各セル21のセル電圧を計測するセル電圧計測器71と、当該セル電圧計測器71と各セル21との間に介挿され各セル21からの出力をセル毎に切り換えるリレー回路72と、を備える。なお、モニタ回路7は、枠体3が保持する全てのセル21(例えば10セル)を対象とするが、図7では、説明の便宜上4つのセル21について例示している。
As shown in FIG. 7, the
セル電圧計測器71は、リレー回路72より出力される出力信号に基づいて各セル21のセル電圧を計測するとともに、図示しない他の基板上に設けられた制御手段に計測結果等の信号を入出力可能に構成されている。
The cell
リレー回路72は、一方の端部が各端子5を介して各セル21に接続されている複数の導線73を備える。各導線73は、他方の端部が他の導線73の端部と接続されることで共通化されている。また、リレー回路72には、抵抗74、スイッチ75、コンデンサ76などが所定箇所に介挿されており、計測対象となるセル21のリレーをONにすると、当該セル21からの出力信号がセル電圧計測器71に入力される。このように、リレー回路73は、セル電圧計測器71への出力をセル毎に切り換え可能に構成されている。なお、リレー回路72の具体的な構成は、図7に示したものに限られず適宜変更が可能である。
The
上記構成によれば、従来、図示しない他の基板上に収納されていたモニタ回路を端子ホルダ4に設けることとしたので、制御手段側にかかるモニタ回路を設ける必要がなくなり、端子ホルダ4のスペースを有効利用しつつ制御手段側の基板サイズの縮小を図ることが可能になる。
According to the above configuration, since the monitor circuit that has been conventionally housed on another substrate (not shown) is provided in the
また、各セル21からの出力をリレー回路72によって切り換えることができるので、セル電圧計測器71までの導線数を減少させることができる。特に、セル電圧計測器71については、端子ホルダ4に内蔵させず従来のように他の基板上に設けられた制御手段に収納するように構成できる。よって、かかる場合でも、上記端子ホルダのリレー回路72によれば、セル電圧計測器71までの導線数を減少させることができるので、より効果的である。
Moreover, since the output from each
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態にかかるセル電圧検出装置について図面を参照して説明する。なお、第3の実施の形態では、第1の実施の形態で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Third embodiment]
Next, a cell voltage detection apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the third embodiment, members similar to those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図8は、第3の実施の形態にかかる枠体(保持部材)3’の概略図である。第3の実施の形態にかかる枠体3’が、第1の実施の形態にかかる枠体3(図3参照)と異なる点は、壁の所定部位を切り欠いたホルダ収容部33の代わりに、フレーム形状のホルダ収容部33’を設けた点である。
FIG. 8 is a schematic view of a frame (holding member) 3 ′ according to the third embodiment. The
図8に示すように、ホルダ収容部33’は、壁31の所定部位に設けられ、端子ホルダ4の端子5が挿入される空間33aと、空間33aを画定するフレーム33bとを備えるように形成される。フレーム33bは壁31と一体形成される。ホルダ収容部33’は、枠体3の強度低下を考慮して、2つの連結部(第1の連結部と第2の連結部)315間に形成されている。図示しない端子ホルダ4がセル21の方向へ回動すると、端子ホルダ4の被収容部42の一部がフレーム33b支持されるとともに、端子ホルダ4の各端子5は、空間33aを介してセル21と当接する。
As shown in FIG. 8, the
この構成によれば、ホルダ収容部33’にフレーム33bを設けているので、枠体3’の強度低下を防止することがより可能になる。
According to this configuration, since the
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態にかかるセル電圧検出装置について図面を参照して説明する。なお、第4の実施の形態では、第1の実施の形態で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Fourth embodiment]
Next, a cell voltage detection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the fourth embodiment, members similar to those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図9(A)(B)は、第4の実施の形態にかかる端子ホルダの概略図である。第4の実施の形態にかかる端子ホルダが、第1の実施の形態にかかる端子ホルダ(図1参照)と異なる点は、端子ホルダ4’の先端を螺子48で壁31に取り付ける点である。
9A and 9B are schematic views of a terminal holder according to the fourth embodiment. The terminal holder according to the fourth embodiment is different from the terminal holder according to the first embodiment (see FIG. 1) in that the tip of the
図9(A)に示すように、端子ホルダ4’には、被取付部41と反対側の端部に貫通孔47が形成され、壁31には、当該貫通孔47に対応する位置に螺子孔317が形成されている。端子ホルダ4’がセル21の方向へ回動し、ホルダ収容部33に収容されると、螺子48が、貫通孔47を介して壁31の螺子孔317に通され、端子ホルダ4’は壁31に固定される。
As shown in FIG. 9A, the
この構成によれば、端子ホルダ4’の先端が壁31に螺子留めされるので、端子ホルダ4’と枠体3を、より確実に固定することができるようになるとともに、セルモジュール1の強度を高めることができるようになる。
According to this configuration, since the tip of the
(その他の実施形態)
以上、好適な実施の形態を用いて本発明を説明してきたが、上記実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was demonstrated using suitable embodiment, the said embodiment is an illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to these embodiment. . Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
上記実施形態では、セル集合体を形成する全ての単位セル21についてセル電圧を測定する場合について説明したが、特定の単位セル21についてセル電圧を測定する構成としてもよい。例えば、セル集合体が10セルで形成されている場合に、当該10セルのうち1のセルについてセル電圧を計測する場合には、当該任意の1のセルに対して接続される端子5aを端子ホルダ4に配置すればよい(図10参照)。また、10セルのうちの両端のセルについてセル電圧を計測する場合には、当該両端のセルに対して接続される端子を端子ホルダ4に配置すればよい。
In the above-described embodiment, the case where the cell voltage is measured for all the
1 セルモジュール(単位セルモジュール)
2 セル集合体
3 枠体(保持部材)
4 端子ホルダ
5 端子
6 軸
7 リレー回路
1 Cell module (unit cell module)
2
4
Claims (12)
前記単位セルモジュールは、前記積層された複数のセルを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、前記積層された複数のセルのうち少なくとも1のセルに対して導通可能に接続する端子を有する端子ホルダを備えるセル電圧検出装置。 A cell voltage detection device for detecting a cell voltage of a fuel cell in which a unit cell module including a plurality of stacked cells is stacked to form a stack,
The unit cell module includes a holding member that holds the stacked cells.
The said holding member is a cell voltage detection apparatus provided with the terminal holder which has a terminal connected so that conduction | electrical_connection is possible with respect to at least 1 cell among the several laminated | stacked cells.
前記リレー回路は、前記計測器への出力をセル毎に切り換えるように構成されている請求項10に記載のセル電圧検出装置。 The monitoring means includes a measuring instrument that measures a cell voltage based on an output from the relay circuit,
The cell voltage detection device according to claim 10, wherein the relay circuit is configured to switch an output to the measuring instrument for each cell.
前記収容部は、前記第1の連結部と前記第2の連結部との間に設けられている請求項1乃至11いずれか一項に記載のセル電圧検出装置。
The holding member includes a first connecting portion and a second connecting portion formed to connect the holding member with another holding member,
The cell voltage detection device according to claim 1, wherein the accommodating portion is provided between the first connecting portion and the second connecting portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004195338A JP2006019115A (en) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | Fuel cell cell voltage detection device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2004195338A JP2006019115A (en) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | Fuel cell cell voltage detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006019115A true JP2006019115A (en) | 2006-01-19 |
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| JP2004195338A Withdrawn JP2006019115A (en) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | Fuel cell cell voltage detection device |
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| JP (1) | JP2006019115A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007311203A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Espec Corp | Cell electromotive current distribution measurement device, and cell electromotive current distribution measurement method |
| WO2014167746A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | 富士電機株式会社 | Fuel cell system and fuel cell system control method |
| WO2017089808A1 (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | Intelligent Energy Limited | Connector system for a fuel cell stack |
| JP2019021522A (en) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | トヨタ自動車株式会社 | Cell monitor connector |
-
2004
- 2004-07-01 JP JP2004195338A patent/JP2006019115A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070315 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20081224 |