燃料电池系统的电连接组件以及燃料电池系统的制作方法

1.本发明涉及燃料电池系统技术领域，尤其是涉及一种燃料电池系统的电连接组件以及燃料电池系统。


背景技术：

2.燃料电池系统包括：燃料电池电堆以及dc/dc转换器等，燃料电池电堆产生的电流可以通过燃料电池电堆端子输出，dc/dc转换器的输入端通过电连接组件与燃料电池电堆的输出端电连接，燃料电池电堆以在dc/dc转换器稳压后，将电流输出给系统负载以及外电路。
3.相关技术中，电连接组件包括：汇流排、密封垫等，密封垫与汇流排、dc/dc壳体与密封垫、密封垫与燃料电池电堆壳体两两配合的密封接触面的接触压力需要大于燃料电池电堆内部的最大压力，以避免外部潮湿空气或水进入燃料电池电堆内部，满足防水要求，保证燃料电池系统的安全稳定运行。
4.但是，使接触压力大于电堆内部的最大压力，装配过程中需要设置较大的过盈量实现，人工装配难以实现，而采用工装设备进行辅助组装，则装配成本较高且装配效率低。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种燃料电池系统的电连接组件，所述电连接组件在可以实现燃料电池系统稳定密封的前提下，可以降低装配难度，人工即可实现快速装配，降低装配成本。
6.本发明进一步提出了一种采用上述燃料电池系统的车辆。
7.根据本发明第一方面实施例的燃料电池系统的电连接组件，包括：插线座以及设置在所述插线座周侧的第一密封件，所述插线座穿设于所述第一密封件，所述第一密封件与所述插线座一体成型，所述第一密封件设置在电堆壳体与dc/dc壳体之间以封堵电堆壳体与dc/dc壳体之间的间隙；所述插线座包括：壳体以及设置在壳体上的隔板，所述壳体通过所述隔板限定出第一插槽和第二插槽，所述第一插槽用于与dc/dc转换器的连接端子插接配合，所述第二插槽用于与电堆的电堆端子插接配合。
8.根据本发明实施例的燃料电池的输出装置，通过使第一密封件与插线座一体成型，并使插线座位于第一密封件两端的部分可以分别与电堆端子、连接端子插接配合并电连接，可以提高电连接组件的集成化程度，并无需采取大过盈量实现稳定密封，可以简化装配工序，降低装配难度，无需配套的工装即可完成装配，可以降低装配成本。
9.在一些实施例中，所述隔板上设置有穿设所述隔板的连接片，所述连接片的两端分别与所述连接端子、所述电堆端子电连接，所述连接片构造为板状件，所述连接片的两端均设置有导向面，且所述连接片的两端的端部均设置有通孔。
10.进一步地，所述第一插槽和所述第二插槽的内壁上均设置有限位槽。
11.根据本技术的一些实施例，所述第一密封件的一侧具有与所述dc/dc壳体配合的
第一密封凹槽，所述第一密封凹槽的下方设置有与所述电堆壳体配合的第二密封凸起。
12.根据本技术第二方面实施例的燃料电池系统，包括：上述实施例中所述的电连接组件，电堆，所述电堆包括：电堆端子和电堆壳体，所述电堆通过所述电堆端子与所述插线座的一端插接配合并实现电连接；dc/dc转换器，所述dc/dc转换器包括：连接端子和dc/dc壳体，所述dc/dc转换器通过所述连接端子与所述插线座的另一端插接配合并实现电连接。
13.在一些实施例中，所述连接端子和所述电堆端子均包括：插板，穿设于所述插板并用于与所述电连接组件电连接的连接部以及与所述连接部连接的引出线束，所述引出线束用于与dc/dc转换器的输入端或与所述燃料电池系统的电堆电连接，所述插板与所述插线座插接配合。
14.进一步地，所述插板上设置有构造为圆柱形且凸出于所述插板设置的凸起部，所述连接部穿设于所述凸起部并用于与所述插线座的连接片电连接，所述连接部具有插孔且所述插孔朝向所述连接片的一端设置有开口，所述连接片插入所述插孔内，所述连接片的端部以及所述插孔的开口上均设置有导向面。
15.进一步地，所述插板的周侧设置有密封槽，所述密封槽内设置有第二密封件，所述插板的边角位置、所述插线座的第一插槽、第二插槽的边角位置均设置为圆角过渡，所述第一插槽和所述第二插槽的内壁上均设置有限位槽，且所述电堆端子和所述连接端子的插板上均设置有与所述限位槽配合的限位块。
16.进一步地，所述限位块的一端与所述插板固定，所述限位块的另一端朝向所述插线座的内壁延伸，所述限位槽构造为直角梯形槽，所述限位块构造为直角梯形块。
17.可选地，所述dc/dc壳体上设置有朝向所述电堆壳体延伸的第一凸台，所述第一凸台上设置有围设所述连接端子的第一密封凸起，所述第一密封件上具有与所述第一密封凸起配合的第一密封凹槽，所述第一密封凹槽的下方设置有第二密封凸起，所述电堆壳体上设置有朝向所述dc/dc壳体延伸的第二凸台，所述第二凸台上设置有围设所述电堆端子的第二密封凹槽，所述第一密封件夹设在所述第一凸台与所述第二凸台之间。
18.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本发明实施例的电连接组件与电堆壳体、dc/dc壳体的配合示意图；
21.图2是根据本发明实施例的电连接组件的插线座的示意图；
22.图3是根据本发明实施例的电连接组件的插线座的一个角度的剖视示意图；
23.图4是根据本发明实施例的电连接组件的插线座的另一个角度的剖视示意图；
24.图5是根据本发明实施例的连接端子和电堆端子的示意图；
25.图6是根据本发明实施例的电连接组件的第一密封件与电堆壳体、dc/dc壳体的配合示意图；
26.图7是根据本发明实施例的电堆壳体的示意图；
27.图8是根据本发明实施例的dc/dc壳体的示意图。
28.附图标记：
29.电连接组件100，电堆壳体200，dc/dc壳体300，
30.插线座110，壳体111，隔板112，第一插槽113，第二插槽114，连接片115，限位槽116，
31.第一密封件120，第一密封凹槽121，第二密封凸起122，
32.电堆端子210，第二凸台220，第二密封凹槽230，连接端子310，第一凸台320，第一密封凸起330，
33.插板101，连接部102，引出线束103，凸起部104，密封槽105，限位块106。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的燃料电池系统的电连接组件100以及燃料电池系统。
36.如图1所示，根据本发明第一方面实施例的燃料电池系统的电连接组件100，包括：插线座110以及第一密封件120。
37.其中，第一密封件120设置在插线座110周侧，插线座110穿设于第一密封件120，第一密封件120与插线座110一体成型，第一密封件120设置在电堆壳体200与dc/dc壳体300之间，第一密封件120设置在电堆壳体200与dc/dc壳体300之间以封堵电堆壳体200与dc/dc壳体300之间的间隙。
38.即电堆端子210设置在电堆壳体200内并与插线座110位于第一密封件120一侧的一端插接，连接端子310设置在dc/dc壳体300内并与插线座110位于第一密封件120另一侧的一端插接。
39.具体而言，dc/dc转换器的输入端与电堆的输出端通过电连接组件100实现电连接，电堆用于产生电能，dc/dc转换器用于将电堆的电压转换为需求电压(稳压)，并以需求电压输出电流，以带动负载(用电设备)。
40.第一密封件120与插线座110一体成型，第一密封件120设置在dc/dc壳体300与电堆壳体200之间，插线座110与第一密封件120一体成型，确保了两者之间的密封性，插线座110与第一密封件120之间无间隙，无需使插线座110与第一密封件120接触面的接触压力大于电堆内部的压力，即可实现稳定的密封。
41.优选地，第一密封件120采用橡胶材料件，插线座110构造为金属件。
42.可以理解的是，插线座110的两端分别用于与连接端子310、电堆端子210插接配合，插线座110的两端位于第一密封件120的两侧，连接端子310与dc/dc转换器的输入端电连接，电堆端子210与电堆的输出端电连接，以实现燃料电池系统向外界输出电流，而通过第一密封件120与插线座110的一体设置，并使插线座110可以实现电堆端子210与连接端子310的转接，可以确保密封要求，并提高电连接组件100的集成化程度。
43.如图2、图3和图4所示，插线座110包括：壳体111以及设置在壳体111中间位置上的隔板112，壳体111通过隔板112限定出第一插槽113和第二插槽114，第一插槽113用于与连
接端子310插接配合，第二插槽114用于与电堆端子210插接配合。
44.需要指出的是，插线座110与连接端子310、电堆端子210的双向快插形式装配，拆装难度均较低，便于拆装，且可以通过选用通用结构的连接端子310以及电堆端子210，还可以避免错装或倒装现象的出现。
45.根据本发明实施例的燃料电池的电连接组件100，通过使第一密封件120与插线座110一体成型，并使插线座110位于第一密封件120两端的部分可以分别与电堆端子210、连接端子310插接配合并电连接，可以提高电连接组件100的集成化程度，并无需采取大过盈量实现稳定密封，可以简化装配工序，降低装配难度，无需配套的工装即可完成装配，可以降低装配成本。
46.如图3和图4所示，在一些实施例中，隔板112上设置有穿设隔板112的连接片115，连接片115的两端分别与连接端子310、电堆端子210电连接，连接片115构造为板状件，连接片115的两端均设置有导向面，且连接片115的两端的端部均设置有通孔。
47.具体而言，电堆构造为燃料电池系统的直流电源，包括正极输出端和负极输出端，dc/dc转换器包括：正极输入端和负极输入端，连接片115包括：在隔板112上相对且间隔设置的第一连接片和第二连接片，正极输出端与第一连接片的一端、负极输出端与第二连接片的一端通过电堆端子210电连接，正极输入端与第一连接片的另一端、负极输入端与第二连接片的另一端通过连接端子310电连接，以使插线座110、连接端子310以及电堆端子210的电连接稳定性更高。
48.此外，板状的连接片115的两端分别与连接端子310、电堆端子210电连接，电连接装配过程中通过导向面进行导向，可以提高装配便利性，而通孔的设置(可以是圆孔、方形孔等)，在燃料电池系统1000发生窜动时，可以确保连接片115与连接端子310或电堆端子210的电连接区域的稳定连接，以提高电连接稳定性。
49.如图2、图3和图5所示，第一插槽113和第二插槽114的内壁上均设置有限位槽116，电堆端子210和连接端子310的插板101上对应设置有与限位槽116配合的限位块106，限位块106的一端与插板101固定，限位块106的另一端朝向插线座110的内壁延伸(即第一插槽113、第二插槽114)，限位槽116构造为直角梯形槽，限位块106构造为直角梯形块。
50.换言之，限位槽116构造为直角梯形槽，对应限位块106插入至限位槽116内的部分的截面构造为直角梯形，两者配合，可以进一步提高电堆端子210与插线座110、连接端子310与插线座110的连接稳定性。
51.可以理解的是，第一密封件120的一侧具有与dc/dc壳体300配合的第一密封凹槽121，第一密封凹槽121的下方设置有与电堆壳体200配合的第二密封凸起122。由此，可以通过第一密封凹槽121与dc/dc壳体300之间的弹性形变，第二密封凸起122与电堆壳体200之间的弹性形变，进一步提高燃料电池系统1000的密封性能。
52.如图1所示，根据本发明第二方面实施例的燃料电池系统，包括：上述实施例的电连接组件100，电堆，电堆包括：电堆壳体200和电堆端子210，电堆通过电堆端子210与插线座110的一端插接配合并实现电连接；dc/dc转换器，dc/dc转换器包括：dc/dc壳体300和连接端子310，dc/dc转换器通过连接端子310与插线座110的另一端插接配合并实现电连接。
53.需要指出的是，dc/dc转换器是指直流转直流的电压转换器，用于调整输出电压。
54.根据本技术实施例的燃料电池系统，采用上述电连接组件100，在电堆、dc/dc转换
器以及电连接组件100的装配过程中，无需采用较大的过盈量实现密封配合，从而可以降低装配难度，无需采用专用工装进行装配，在提高装配效率的同时，还可以降低装配成本。
55.如图5所示，进一步地，连接端子310和电堆端子210均包括：插板101，穿设于插板101并用于与连接板电连接的连接部102以及与连接部102连接的引出线束103，引出线束103与dc/dc转换器的输入端或与燃料电池系统的电堆电连接，插板101与插线座110(即第一插槽113或第二插槽114)插接配合。
56.具体而言，电堆的正极输出端、负极输出端分别通过引出线束103与电堆端子210电连接，dc/dc转换器的正极输入端和负极输入端分别通过引出线束103与连接端子310电连接，连接端子310以及电堆端子210在插线座110的两侧与插线座110插接配合，并与连接片115电连接以实现dc/dc转换器与电堆的电连接。
57.在图5所示的具体的实施例中，插板101上设置有构造为圆柱形且凸出于插板101设置的凸起部104，连接部102穿设于凸起部104并用于与插线座110的连接片115电连接，连接部102具有插孔且插孔朝向连接片115的一端设置有开口，连接片115插入插孔内，连接片115的端部以及插孔的开口上均设置有导向面。
58.具体而言，凸起部104构造为圆柱形且凸出于插板101设置，可以提高连接部102与插板101的接触面积，提高密封效果，确保位于插板101上的两个连接部102的距离，以提高工作稳定性和使用安全性，而两个连接部102以及连接片115上均设置导向面，可以提高装配效率以及电连接稳定性。
59.插孔与连接部102的开口连通，插孔构造为圆孔或方孔，在连接部102与连接片115的装配过程中，连接片115通过连接部102的开口插入连接部102的插孔处，同时，连接部102的开口部分位于连接片115的通孔处，连接部102限定出开口的实体部分位于连接片115在左右方向上的中线的两侧，而连接片115插入到插孔内的实体部分位于连接部102在上下方向上的中线的两侧，当燃料电池系统1000出现窜动时，连接部102的限定出开口的实体部分可以在通孔内窜动，而连接片115伸入到插孔内的实体部分可以在插孔内窜动，以避免连接片115与连接部102刚性连接，导致连接片115或连接部102在窜动过程中出现断裂，使连接片115与连接部102可以总是稳定的电连接，以提高电连接稳定性。
60.需要指出的是，导向面可以是导向斜面或导向弧面，插板101构造为绝缘材料件，连接片115构造为导电材料件，而凸起部104可以是两个连接片115距离更大，以提高使用安全性。
61.进一步地，插板101的周侧设置有密封槽105，密封槽105内设置有第二密封件，插板101的边角位置、插线座110的第一插槽113、第二插槽114的边角位置均设置为圆角过渡。
62.这样，通过密封槽105以及设置在密封槽105内的第二密封件，可以提高电堆端子210与插线座110、连接端子310与插线座110的连接效果，提高密封性，而通过设置圆角过渡，可以进一步降低装配难度，提高装配效率。
63.如图6、图7和图8所示，dc/dc壳体300上设置有朝向电堆壳体200延伸的第一凸台320，第一凸台320上设置有且围设连接端子310的第一密封凸起330，第一密封件120上具有与第一密封凸起330配合的第一密封凹槽121，第一密封凹槽121的下方设置有第二密封凸起122，电堆壳体200上设置有朝向dc/dc壳体300延伸的第二凸台220，第二凸台220上设置有围设电堆端子210的第二密封凹槽230，第一密封件120夹设在第一凸起320与第二凸起
220之间。
64.这样，dc/dc壳体300通过第一凸台320压抵第一密封件120，可以实现两者的初步密封，而第一密封凸起330第一密封凸起330伸入第一密封凹槽121内以与第一密封凹槽121密封配合，可以进一步地提高dc/dc壳体300与第一密封件120的密封效果，电堆壳体200通过第二凸台220压抵第一密封件120，以实现两者的初步密封，进而第二密封凸起122伸入第二密封凹槽230内以与第二密封凹槽230密封配合，可以进一步提高第一密封件120和电堆壳体200的密封效果。
65.优选地，第二密封凸起可以构造为环形密封筋，环形密封件可以为多个，多个环形密封筋依次设置，也可以进一步提高密封性能，无需增大dc/dc壳体300与第一密封件120、电堆壳体200与第一密封件120之间的接触压力的前提下，即可实现稳定的密封效果。
66.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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
67.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
68.在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
69.在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
70.在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。