一种电堆与燃料电池CVM控制器的连接结构及电堆总成的制作方法

一种电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构及电堆总成
技术领域
1.本发明涉及电堆的技术领域，特别是涉及一种电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构及电堆总成。


背景技术：

2.单片电压巡检(cvm)控制器是监测燃料电池发动机运行工况的重要零部件，电堆由多个单片的燃料电池以串联方式层叠组合构成。由于工作温度、湿度、压力及机械损伤等因素都直接影响燃料电池的单片电压，使用单片电压巡检(cvm)控制器能根据需求实时监控整个电堆的所有或者部分电池的电压，进而精准的掌握电堆的运行状态。现有的cvm控制器与电堆的连接一般经过金属插针或是金属接插块插入燃料电池设计的插孔内，没有合理的措施保证cvm控制器与燃料电池在苛刻的运行工况完全紧密接触，cvm控制器与燃料电池的连接部位容易松动、脱落，安装时候甚至会造成燃料电池受到损坏，使得电堆总成的整体可靠性不高。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构及电堆总成，本发明的电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构可以通过压杆固定在电堆上，通过第二槽体和焊接在燃料电池上的金属片的卡合，实现cvm控制器与燃料电池的稳固连接，提高单片电池电压的检测可靠性。
4.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构，包括座体、缓冲条，以及用于固定在电堆上的压杆；所述座体开设有用于所述缓冲条卡入的第一槽体、用于电堆的电池单元上的金属片卡入的第二槽体，以及用于cvm控制器的线束穿过并与所述第二槽体连通的第三槽体；所述压杆与所述缓冲条连接。
6.进一步的是：所述缓冲条具有第四槽体，所述压杆卡入所述第四槽体内。
7.进一步的是：所述第一槽体具有沿预定直线方向间隔布设的第一内壁和第二内壁，所述第一内壁和所述第二内壁相对设置，所述缓冲条具有沿所述预定直线方向依次设置的第一外壁和第二外壁；所述第一外壁和所述第二外壁之间的距离大于所述第一内壁和所述第二内壁之间的距离，所述第一外壁抵接在所述第一内壁上，所述第二外壁抵接在所述第二内壁上。
8.进一步的是：所述第一槽体还具有连接所述第一内壁和所述第二内壁的底壁，所述缓冲条还具有连接所述第一外壁和所述第二外壁的第三外壁，所述第三外壁与所述底壁之间具有预定间隙。
9.进一步的是：所述压杆为金属，所述缓冲条为非金属。
10.进一步的是：电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构还包括通过枢轴枢接在所述座体上的限位件；所述座体还开设有与所述第二槽体连通的第五槽体，所述限位件具有用
于卡入金属片的定位槽的定位部，所述限位件在第一位置和第二位置之间切换；所述限位件处于所述第一位置时，所述定位部从所述第五槽体伸入所述第二槽体内并卡入金属片的定位槽，所述限位件处于所述第二位置时，所述定位部脱离金属片的定位槽。
11.进一步的是：电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构还包括套设在所述枢轴上并用于对所述限位件施加弹力以使得所述定位部卡入金属片的定位槽的扭矩弹簧；所述扭矩弹簧具有第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述限位件连接，所述第二连接端与所述座体连接。
12.进一步的是：所述限位件呈l形。
13.一种电堆总成，包括箱体、安装在箱体内的多个电池单元、线束、安装在所述箱体上的支架、安装在支架上的cvm控制器，以及如上所述的电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构；所述连接结构有多个；
14.各所述电池单元上分别设有用于卡入所述第二槽体内的金属片；多个所述连接结构与多个所述金属片一一对应；
15.所述线束的一端穿过所述第三槽体和所述第二槽体并与所述金属片连接，所述线束的另一端设有用于与所述cvm控制器连接的连接器。
16.进一步的是：各所述金属片分别设有定位槽。
17.本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明的电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构可以通过压杆固定在电池单元上，连接结构先通过第二槽体和焊接在燃料电池上的金属片的卡合，再通过限位件对金属片进行定位，增大了连接结构与燃料电池的接触面积，使得金属片与线束的连接更牢固，实现cvm控制器与燃料电池的稳固连接。本发明的缓冲条硬度低、可压缩，即使电堆因振动而发生位移变形，也能保证压杆压紧卡合在缓冲条的第四槽体内，利用固定在电池单元上的压杆确保线束不会松动，脱落，同时保证燃料电池车在剧烈振动时金属片不会断裂，避免因金属片断裂而导致无法检测单片电压信号，提高单片电池电压的检测可靠性。本发明安装、拆卸维护方便。
附图说明
18.图1是电堆与燃料电池cvm控制器的连接结构的局部剖视图
19.图2是cvm控制器的结构示意图。
20.图3是图2的a处的放大视图。
21.图4是电堆总成的爆炸视图。
22.图5是电堆总成的主视图。
23.图6是电堆总成的侧视图。
24.图中，1、箱体；2、cvm控制器；3、连接结构；4、线束；5、支架；6、金属片；7、定位槽；8、连接器；31、座体；32、缓冲条；33、压杆；34、预定间隙；35、枢轴；36、限位件；37、扭矩弹簧；311、第二槽体；312、第三槽体；313、第五槽体；371、第一连接端；372、第二连接端。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.在发明的描述中，需要理解的是，发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
29.如图1至图3所示，本实施例提供一种电堆与燃料电池cvm控制器2的连接结构3，包括座体31、缓冲条32，以及用于固定在电堆上的压杆33；压杆33通过螺栓固定在电堆上，缓冲条32安装在压杆33上。座体31开设有用于缓冲条32卡入的第一槽体、用于电堆的电池单元上的金属片6卡入的第二槽体311，以及用于cvm控制器2的线束4穿过并与第二槽体311连通的第三槽体312；缓冲条32卡入第一槽体实现缓冲条32与座体31的稳固连接，压杆33与缓冲条32连接，使得压杆33能够将座体31固定。座体31用于连接电堆的燃料电池与燃料电池cvm控制器2。cvm控制器2的电缆或线束4通过座体31与电堆的燃料电池连接。燃料电池上焊接有金属片6，使用连接结构3的时候，先利用座体31的第二卡槽套设在燃料电池的金属片6上，金属片6卡入第二卡槽。cvm控制器2的线束4一端通过连接器8与cvm控制器2的cvm控制器2连接，cvm控制器2的线束4另一端穿过座体31的第三槽体312、第二槽体311后与金属片6连接，从而实现cvm控制器2与电堆的连接。连接结构3与电堆相对固定，因此当出现震动等现象的时候，连接结构3不容易松动、脱落，避免了金属片6断裂或者燃料电池受到损坏，提高了电堆与燃料电池cvm控制器2连接的可靠性。
30.具体的，在一个实施例中，缓冲条32具有第四槽体，压杆33卡入第四槽体内。压杆33的一部分嵌入缓冲条32内，压杆33的另一部分固定在电堆上。
31.具体的，在一个实施例中，第一槽体具有沿预定直线方向相对设置的第一内壁和第二内壁，缓冲条32具有沿预定直线方向依次设置的第一外壁和第二外壁；第一外壁和第二外壁之间的距离大于第一内壁和第二内壁之间的距离，第一外壁抵接在第一内壁上，第二外壁抵接在第二内壁上。缓冲条32与座体31为过渡配合，即第一槽体的槽宽h1小于缓冲条32的宽度h2。使得缓冲条32能稳固卡入第一槽体且不易脱落。
32.具体的，在一个实施例中，第一槽体还具有连接第一内壁和第二内壁的底壁，缓冲条32还具有连接第一外壁和第二外壁的第三外壁，第三外壁与底壁之间具有预定间隙34。缓冲条32不完全嵌入到第一槽体的槽底，h3的距离大于0，当出现震动的时候，缓冲条32能够有震动的空间，缓冲条32能利用预定间隙34变形减震，减缓连接结构3的震动，使得连接结构3能够更加稳固连接电堆与cvm控制器2。
33.具体的，在一个实施例中，压杆33为金属，缓冲条32为非金属。非金属的缓冲条32硬度低，可压缩，可消除电堆制造公差。压杆33能够有足够的强度，压杆33卡入缓冲条32内时撑大缓冲条32使得缓冲条32稳固卡入座体31的第一槽体，即使电堆发生xyz三个方向变形时，也能保证压杆33通过缓冲条32压紧在座体31的第一槽体内。
34.具体的，在一个实施例中，电堆与燃料电池cvm控制器2的连接结构3还包括通过枢轴35枢接在座体31上的限位件36；座体31还开设有与第二槽体311连通的第五槽体313，限位件36具有用于卡入金属片6的定位槽7的定位部，限位件36在第一位置和第二位置之间切换，限位件36处于第一位置时，定位部从第五槽体313伸入第二槽体311内并卡入金属片6的定位槽7，定位部位于金属片6的移动路径上，使得金属片6与稳固座体31稳固连接，避免金属片6从座体31脱离。限位件36处于第二位置时，定位部离开金属片6的定位槽7。当需要解开连接结构3的时候，通过转动限位件36是的定位部离开金属片6的定位槽7，实现电堆与cvm控制器2的拆解。
35.具体的，在一个实施例中，电堆与燃料电池cvm控制器2的连接结构3还包括套设在枢轴35上并用于对限位件36施加弹力以使得定位部卡入金属片6的定位槽7的扭矩弹簧37；扭矩弹簧37具有第一连接端371和第二连接端372，第一连接端371与限位件36连接，第二连接端372与座体31连接。通过按压限位件36驱动限位件36转动，定位部离开金属片6的定位槽7，连接结构3与金属片6分离，实现电堆与cvm控制器2的拆解。当松开限位件36，限位件36自动复位，定位部从第五槽体313伸入第二槽体311内。金属片6卡入第一槽体之后定位部可以自动卡入金属片6的定位槽7，利用扭矩弹簧37保证连接结构3与金属片6稳固连接。扭矩弹簧37增大与连接结构3与燃料电池的金属片6的接触面积。
36.具体的，在一个实施例中，限位件36呈l形。
37.如图1、图4至图6所示，一种电堆总成，包括箱体1、安装在箱体1内的多个电池单元、线束4、安装在所述箱体1上的支架5、安装在支架5上的cvm控制器2，以及如上所述的电堆与燃料电池cvm控制器2的连接结构3；连接结构3有多个；多个连接结构3依次排列，缓冲条32依次穿过所有座体31的第一槽体并卡入所有第一槽体。
38.各电池单元上分别设有用于卡入第二槽体311内的金属片6；多个连接结构3与多个金属片6一一对应。
39.cvm控制器2安装在支架5上，支架5与箱体1通过螺栓连接固定。支架5兼顾固定cvm控制器2和线束4的作用。
40.线束4的一端穿过第三槽体312和第二槽体311并与金属片6连接，线束4的另一端固定在支架5上并设有与cvm控制器2电性连接的连接器8。
41.具体的，在一个实施例中，各金属片6上分别设有定位槽7。金属片6卡入第一槽体后，定位槽7位于第一槽体内。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。