[发明专利]带有嵌入式电源连接器的燃料电池部件

说明书

背景技术

燃料电池由电化学反应来提供电力。典型的燃料电池装置包括由多个单独的燃料电池单元构成的电池堆组件。处于电池堆组件的端部的集电器收集由电化学反应产生的电流。端板典型地是抵靠集电器而放置。端板通常被用作压板，它是用于将电池堆组件保持在一起的结构的一部分。

关于联邦资助的研究或开发的声明

本发明是在由交通运输部/联邦运输代理处所授予的合同编号CA-04-7003-00下利用政府支持进行。因此政府对本发明拥有一定的权利。燃料电池由电化学反应来提供电力。典型的燃料电池装置包括由多个单独的燃料电池单元构成的电池堆组件。处于电池堆组件的端部的集电器收集由电化学反应产生的电流。端板典型地是抵靠集电器而放置。端板通常被用作压板，它是用于将电池堆组件保持在一起的结构的一部分。

从燃料电池获得电能典型地是通过将连接器附装到端板来实现。使用诸如螺栓的紧固件的机械连接在端板处建立导电连接。尽管这样的布置已被证明有效且有用，但它们并非没有缺点。机械连接点引进跨越该连接的潜在电压损失的可能性。此外，在机械连接处那里可能会有热量积聚。机械连接还引入额外的劳动时间并且易于遭受装配错误。

发明内容

一种示例性燃料电池部件包括：包含导电材料的板。电连接器包括被嵌入在板中的第一部分。电连接器的第二部分从板延伸出来。第二部分被构造成与另一个设备形成导电连接。

一种示例性燃料电池装置包括：包含多个燃料电池的电池堆组件。处于电池堆组件一端的端板包含导电材料。电连接器包括被嵌入在端板中的第一部分。电连接器的第二部分从端板延伸出来。第二部分被构造成与另一个设备形成导电连接。

一种制作燃料电池部件的示例性方法包括：形成包含导电材料的板。导电性连接器的第一部分被嵌入在板中，而连接器的第二部分从板延伸出来。

所公开示例实施例的各种特征和优点，对于本领域技术人员而言从下列详细说明将变得显而易见。伴随于该详细说明的附图可以简要地描述如下。

附图说明

图1示出根据本发明的一实施例而设计的示例燃料电池装置。

图2示出根据本发明的一实施例而设计的示例燃料电池部件。

图3示出示例导电性连接器。

图4A-4D示意性地示出制造诸如图2的示例的燃料电池部件的示例方法。

具体实施方式

图1示出可用于以电化学反应为基础来产生电力的燃料电池装置20。电池堆组件22包括以公知方式所布置的多个单独的燃料电池单元。结构24包括用于将电池堆组件22保持在一起的压板26。

端板30被接收在压板26和电池堆组件22之间。该端板30包含导电材料。在一个示例中，该导电材料是碳基的。一个示例端板30包含石墨。

端板30被构造为用于收集在电池堆组件22内所发生的电流的集电器。

图2示出端板30。该端板30包括嵌入在端板30内的导电性连接器32。导电性连接器32具有端部34，该端部34被构造成用于与另一装置(诸如由燃料电池装置20所供电的负载)形成导电连接。导电性连接器32包括被嵌入在端板30内的第一部分36。导电性连接器32的第二部分38从板30延伸出来。

在一个示例中，连接器32的第一部分36完全地由板30的材料包围。在另一示例中，该第一部分36至少部分地由板30的材料包住。

图3示出示例导电性连接器32。这个示例包含多个柔性丝线股。在这个示例中整个连接器32是柔性的。有些示例包括大致扁平的连接器，其长度大于该连接器的宽度。宽度大于该连接器的厚度。

图3的示例包含编织丝线构造。在连接器32的一些丝线股之间存在间隔。在一个示例中，当连接器32被嵌入在板30内时，板30的至少一些导电材料被容纳在连接器32的不同股之间的间隔内。在导电材料包围并且至少部分地渗透连接器32的主体的情况下，在板30的材料和连接器32之间建立更加可靠的机械连接。在连接器32的丝线股之间的间隔内所容纳的导电材料，增加了用于使板30的材料和连接器32之间的导电连接增强的表面接触量。

图4A-4D示意性地示出制造诸如示例板30的燃料电池部件的示例方法。模具40包括模具部分42和44。在所图示的示例中，模具部分42被构造为可模制形式的导电材料可存放到其中的托盘。在图4A的示例中，粉末形式的导电材料诸如石墨被放置在模具部分42内。如图4B中所示，至少连接器32的第一部分36位于模具部分42内。如图4C中所示，附加的导电材料42被加入到模具部分42。在这个示例中，附加的导电材料完全地覆盖在连接器32的第一部分36上。