(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112103539 A(43)申请公布日 2020.12.18
(21)申请号 202011090875.7(22)申请日 2020.10.13
(71)申请人 风氢扬氢能科技（上海）有限公司
地址 201800 上海市嘉定区银龙路258弄2
号(72)发明人 霍茂森 王富强 牛永凯 王昊 (74)专利代理机构 北京信远达知识产权代理有
限公司 11304
代理人 王会会(51)Int.Cl.
H01M 8/04537(2016.01)H01M 8/2465(2016.01)H01M 8/247(2016.01)G01R 19/00(2006.01)G01R 31/3835(2019.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图4页
G01R 31/396(2019.01)
CN 112103539 A(54)发明名称
电堆与燃料电池CVM模块的连接结构和电堆总成
(57)摘要
本发明公开一种电堆与燃料电池CVM模块的连接结构和电堆总成；电堆与燃料电池CVM模块的连接结构包括用于与固定在电堆上的线束支架，电堆包括多片单电池，每片单电池均设置有电池卡接结构和导电插槽，线束支架设置有用于与电池卡接结构卡接的支架卡接结构；用于一一固定燃料电池CVM模块的线束并实现线束与单电池电连接的多个线束插件，线束插件设置在线束支架上并设置有插接在导电插槽中的导电部。燃料电池CVM模块检测时，利用本发明的连接结构的线束插件将线束一一固定在线束支架上，且线束支架与电堆卡接固定，从而实现线束与单电池有效的稳固连接，进而提高了单片电池电压的检测可靠性，同时能够避免因电堆短路损坏电堆。
CN 112103539 A
权 利 要 求 书
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1.一种电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，其特征在于，包括：用于固定在电堆上的线束支架(2)，所述电堆包括多片单电池(1)，每片所述单电池(1)均设置有电池卡接结构(11)和导电插槽(12)，所述线束支架(2)设置有用于与所述电池卡接结构(11)卡接的支架卡接结构(23)；
用于一一固定所述燃料电池CVM模块的线束(3)并实现所述线束(3)与所述单电池(1)电连接的多个线束插件(4)，所述线束插件(4)设置在所述线束支架(2)上并设置有插接在所述导电插槽(12)中的导电部。
2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述线束支架(2)至少为一个，一个所述线束支架(2)的支架卡接结构(23)能够与多片所述单电池(1)上的电池卡接结构(11)均卡接。
3.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述支架卡接结构(23)包括卡接凸起，所述电池卡接结构(11)包括设置在所述单电池(1)上的卡接槽。
4.根据权利要求3所述的连接结构，其特征在于，所述卡接凸起为两个，能够分别固定在所述电堆相交的两个面上。
5.根据权利要求4所述的连接结构，其特征在于，所述卡接凸起为钩状凸起，所述卡接槽为矩形槽。
6.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述线束支架(2)能够通过变形实现所述支架卡接结构(23)脱离所述电池卡接结构(11)，所述线束支架(2)远离所述电池卡接结构(11)的面上设置有促进变形的拆装手柄(21)。
7.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述线束支架(2)上设置有插件插接通孔(22)；
所述线束插件(4)包括：
插接在所述插件插接通孔(22)内的线束卡接部(42)，所述线束卡接部(42)设置有供所述线束(3)穿过的线束(3)穿孔；
与所述线束卡接部(42)固定连接的金属导电片(41)，所述金属导电片(41)用于与所述线束(3)焊接并能够与所述导电插槽(12)过盈配合。
8.根据权利要求7所述的连接结构，其特征在于，所述金属导电片(41)为具有三个弯折部的波形导电片。
9.根据权利要求8所述的连接结构，其特征在于，所述导电插槽(12)为矩形槽，所述插件插接通孔(22)为矩形孔。
10.一种电堆总成，包括电堆和设置在所述电堆上、用于与燃料电池CVM模块的线束(3)连接的连接结构，其特征在于，所述连接结构为如权利要求1-9任一项所述的电堆与燃料电池CVM模块的连接结构。
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说 明 书
电堆与燃料电池CVM模块的连接结构和电堆总成
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技术领域
[0001]本发明涉及电堆检测技术领域，更具体地说，涉及一种电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，本发明还涉及一种电堆总成。背景技术
[0002]燃料电池电堆由几十片或者上百片单电池组成，在电堆运行的过程中需要保证每一片单电池运行的状况正常，才能保证正常的输出电压；然而每一片单电池在运行时需要通过燃料电池CVM(CellVoltage Monitor的缩写，电池电压监视器)模块时时检测电压是否正常，检测时需要在每片单电池或者每几片单电池上连接检测需要的线束，线束一般使用扎带或者胶带进行临时固定，线束数量较多，较易出现松动或者脱落，进而导致无法检测单电池，或者造成电堆短路，进而损坏电堆。[0003]此外，由于线束固定的不可靠性，燃料电池CVM模块仅在出厂前的试验阶段对电堆进行燃料电池单片电压的检测，不能在装车后时时检测电堆单片电池电压，进而不能保证电堆是否在正常的使用状况。
发明内容
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于公开一种电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，以提高单片电池电压的检测可靠性，同时避免损坏电堆。
[0005]本发明的另一目的在于公开一种具有上述电堆与燃料电池CVM模块的连接结构的电堆总成。
[0006]为了达到上述目的，本发明公开如下技术方案：[0007]一种电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，包括：[0008]用于与固定在电堆上的线束支架，所述电堆包括多片单电池，每片所述单电池均设置有电池卡接结构和导电插槽，所述线束支架设置有用于与所述电池卡接结构卡接的支架卡接结构；[0009]用于一一固定所述燃料电池CVM模块的线束并实现所述线束与所述单电池电连接的多个线束插件，所述线束插件设置在所述线束支架上并设置有插接在所述导电插槽中的导电部。
[0010]优选的，上述连接结构中，所述线束支架至少为一个，一个所述线束支架的支架卡接结构能够与多片所述单电池上的电池卡接结构均卡接。[0011]优选的，上述连接结构中，所述支架卡接结构包括卡接凸起，所述电池卡接结构包括设置在所述单电池上的卡接槽。[0012]优选的，上述连接结构中，所述卡接凸起为两个，能够分别固定在所述电堆相交的两个面上。
[0013]优选的，上述连接结构中，所述卡接凸起为钩状凸起，所述卡接槽为矩形槽。[0014]优选的，上述连接结构中，所述线束支架能够通过变形实现所述支架卡接结构脱
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说 明 书
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离所述电池卡接结构，所述线束支架远离所述电池卡接结构的面上设置有促进变形的拆装手柄。
[0015]优选的，上述连接结构中，所述线束支架上设置有插件插接通孔；[0016]所述线束插件包括：
[0017]插接在所述插件插接通孔内的线束卡接部，所述线束卡接部设置有供所述线束穿过的线束穿孔；
[0018]与所述线束卡接部固定连接的金属导电片，所述金属导电片用于与所述线束焊接并能够与所述导电插槽过盈配合。[0019]优选的，上述连接结构中，所述金属导电片为具有三个弯折部的波形导电片。[0020]优选的，上述连接结构中，所述导电插槽为矩形槽，所述插件插接通孔为矩形孔。[0021]从上述的技术方案可以看出，本发明公开的电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，用于连接电堆与燃料电池CVM模块，电堆包括多片单电池，每片单电池均设置有电池卡接结构和导电插槽。
[0022]连接结构包括用于固定在电堆上的线束支架，线束支架设置有用于与电池卡接结构卡接的支架卡接结构；用于一一固定燃料电池CVM模块的线束并实现线束与单电池电连接的多个线束插件，线束插件设置在线束支架上并设置有插接在导电插槽中的导电部。[0023]应用时，利用线束插件一一固定燃料电池CVM模块的线束；将线束支架的支架卡接结构与电堆的电池卡接结构卡接，在卡接的同时保证线束插件的导电部插接在对应的导电插槽中，实现线束支架有效固定在电堆上且线束与单电池电连接。[0024]燃料电池CVM模块检测时，利用本发明的连接结构的线束插件将线束一一固定在线束支架上，且线束支架与电堆卡接固定，从而实现线束与单电池有效的稳固连接，进而提高了单片电池电压的检测可靠性，同时能够避免因电堆短路损坏电堆。[0025]此外，由于连接结构能够实现线束的可靠固定，燃料电池CVM模块能够(出厂前和装车后)时时检测电堆的每一片单电池的电压，更好地保证电堆的正常运行，避免电堆损坏、衰减。
[0026]本发明还公开了一种电堆总成，包括电堆和设置在所述电堆上、用于与燃料电池CVM模块的线束连接的连接结构，所述连接结构为上述任一种电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，由于上述电堆与燃料电池CVM模块的连接结构具有上述效果，具有上述连接结构的电堆总成具有同样的效果，故本文不再赘述。附图说明
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本发明实施例公开的电堆与燃料电池CVM模块的连接结构应用时的立体结构示意图；
[0029]图2是本发明实施例公开的电堆与燃料电池CVM模块的连接结构应用时的剖视图；[0030]图3是本发明实施例公开的线束支架的立体结构示意图；
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CN 112103539 A[0031][0032][0033][0034]
说 明 书
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图4是本发明实施例公开的线束支架另一方向的立体结构示意图；图5是本发明实施例公开的电堆的立体结构示意图；
图6是本发明实施例公开的线束插件的立体结构示意图；
图7是本发明实施例公开的线束插件的导电部与单电池的导电插槽的配合结构示
意图。
具体实施方式
[0035]本发明实施例公开了一种电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，能够提高单片电池电压的检测可靠性，同时避免损坏电堆。[0036]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0037]请参考附图1-7，本发明实施例公开的电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，用于连接电堆与燃料电池CVM模块，电堆包括多片单电池1，每片单电池1均设置有电池卡接结构11和导电插槽12。
[0038]连接结构包括用于固定在电堆上的线束支架2，线束支架2设置有用于与电池卡接结构11卡接的支架卡接结构23；用于一一固定燃料电池CVM模块的线束3并实现线束3与单电池1电连接的多个线束插件4，线束插件4设置在线束支架2上并设置有插接在导电插槽12中的导电部。
[0039]需要说明的是，由于燃料电池CVM模块需要检测电堆上每一片单电池1的电压，线束3数量与单电池1数量相当，则用于固定线束3的线束插件4以及与线束插件4导电部配合的导电插槽12和单电池1数量均相同。
[0040]线束支架2采用非金属绝缘材料，本身无任何导电现象；通过线束插件4实现线束3与单电池1的电连接。[0041]如图5所示，本发明在电堆的单电池1上加工出导电插槽12作为检测线束3的接入端口，线束插件4中的导电部插入导电插槽12中进行CVM线束3和单电池1连接。在单电池1上加工出电池卡接结构11用于与线束支架2卡接配合。[0042]如图1-2所示，应用时，利用线束插件4一一固定燃料电池CVM模块的线束3；将线束支架2的支架卡接结构23与电堆的电池卡接结构11卡接，在卡接的同时保证线束插件4的导电部插接在对应的导电插槽12中，实现线束支架2有效固定在电堆上且线束3与单电池1电连接，有效避免了线束3的松脱。[0043]燃料电池CVM模块检测时，利用本发明的连接结构的线束插件4将线束3一一固定在线束支架2上，且线束支架2与电堆卡接固定，从而实现线束3与单电池1有效的稳固连接，进而提高了单片电池电压的检测可靠性，同时能够避免因电堆短路损坏电堆。[0044]此外，由于连接结构能够实现线束3的可靠固定，燃料电池CVM模块能够(出厂前和装车后)时时检测电堆的每一片单电池1的电压，更好地保证电堆的正常运行，避免电堆损坏、衰减。
[0045]优选的，线束支架2至少为一个，一个线束支架2的支架卡接结构23能够与多片单
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CN 112103539 A
说 明 书
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电池1上的电池卡接结构11均卡接。本发明通过一个线束支架2与多片单电池1同时卡接固定，提高了两者的固定强度；电堆由几十片或者几百片单电池1组成，整个电堆可以通过使用数个线束支架2并接在电堆上，实现所有单电池1的电压检测；此外，随着燃料电池产业发展，大功率电堆产品会逐渐被开发出来，燃料电池的单电池1片数会增加，通过只增加线束支架2的数量不改变其结构进行装配，有效简化了结构和增加了装配效率，同时也能节省了线束支架2的开发。
[0046]为了提高线束支架2与电堆的连接强度，多个线束支架2之间也可以卡接配合。线束支架2也可以为一个，与所有的单电池1同时卡接配合。[0047]如图4-5所示，为了简化结构，支架卡接结构23包括卡接凸起，电池卡接结构11包括设置在单电池1上的卡接槽。本实施例通过在单电池1上开卡接槽，与线束支架2上的卡接凸起卡接固定；可以理解的是，支架卡接结构23还可以包括卡扣，电池卡接结构11包括设置在单电池1上的凸起，卡扣可以与凸起卡接固定。[0048]进一步的技术方案中，卡接凸起为两个，能够分别固定在电堆相交的两个面上。相应的，电堆相交的两个面上分别设置有卡接槽，通过该卡接槽与卡接凸起的一一配合将线束支架2卡接在电堆上；由于线束支架2与电堆的两个面均卡接固定，提高了线束支架2的固定强度。可以理解的是，卡接凸起还可以固定在电堆的同一个面上。卡接凸起也可以为其他个数，如一个或三个等。[0049]为了简化结构，卡接凸起为钩状凸起，卡接槽为矩形槽，如图2所示。钩状凸起卡入矩形槽后能与矩形槽形成钩挂作用，实现两者的卡接固定。[0050]如图5中所示，在每个单电池1的两个面上均增加矩形槽，数片单电池1组装完成后可形成一个整体的卡接槽，来卡接并固定线束支架2。[0051]当然，卡接凸起还可以为矩形凸起、圆形凸起等。矩形槽还可以为弧形槽或者底宽顶窄的梯形槽。
[0052]为了方便拆装，线束支架2能够通过变形实现支架卡接结构23脱离电池卡接结构11，线束支架2远离电池卡接结构11的面上设置有促进变形的拆装手柄21。[0053]本实施例中，线束支架2为可塑形变形件，通过按压拆装手柄21，带动支架卡接结构23发生变形，可实现将钩状凸起卡入或脱离矩形槽，方便线束支架2的拆卸和装配。[0054]具体的，拆装手柄21设置在线束支架2水平面的一端并与钩状凸起位置对应，当然也可以设置在线束支架2的竖直面上。[0055]可以理解的是，本申请的线束支架2还可以不能变形，借助拆卸工具实现拆卸。[0056]为了方便线束3的固定，线束支架2上设置有插件插接通孔22，如图3所示；线束插件4包括插接在插件插接通孔22内的线束卡接部42，线束卡接部42设置有供线束3穿过的线束3穿孔；与线束卡接部42固定连接的金属导电片41，金属导电片41用于与线束3焊接并能够与导电插槽12过盈配合，如图6所示。[0057]应用时，首先使线束3穿过线束卡接部42上的线束3穿孔，并使线束3与金属导电片41焊接，为了保证两者的电连接有效性，金属导电片41靠近线束卡接部42的一端设置有固定线束3的套筒，线束3与套筒焊接；接着使线束插件4带着线束3一起插入到线束支架2的插件插接通孔22中，将线束插件4卡接在线束支架2上并将金属导电片41通过和电堆的导电插槽12进行过盈配合，将金属导电片41固定在电堆上。
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说 明 书
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本实施例的线束插件4与线束支架2可拆卸连接，方便线束3的拆装；当然，线束插
件4与线束支架2也可以不可拆卸。本申请还可以采用导电柱作为线束插件4的导电部。[0059]金属导电片41为具有三个弯折部的波形导电片。如图7所示，本申请的波形导电片弹性较好，能够与导电插槽12的弹性接触，提高了线束3与电堆的电连接可靠性。可替换的，金属导电片41也可以为V形、U形、半圆弧形等。[0060]为了进一步简化结构，导电插槽12为矩形槽，插件插接通孔22为矩形孔。通过在电堆上开矩形槽卡接线束插件4的金属导电片41，方便拆装。导电插槽12还可以为圆形，六边形等。
[0061]本发明实施例还公开了一种电堆总成，包括电堆和设置在所述电堆上、用于与燃料电池CVM模块的线束3连接的连接结构，所述连接结构为上述任一项实施例提供的电堆与燃料电池CVM模块的连接结构，能够提高单片电池电压的检测可靠性，同时避免损坏电堆，其优点是由电堆与燃料电池CVM模块的连接结构带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。
[0062]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。[0063]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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图6
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