或夹上式电气连接器可以在堆组装期间或堆组装之后附接到凸耳或所制作的焊接接合处。
[0028]区域31可以例如通过在图案化于衬底上的导电材料薄片或导电材料层26中提供缺口来提供对抗热分层的保护。这可以允许材料层26和下伏衬底25的差异性热膨胀率。
[0029]在优选布置中，电气部件27为传感器，并且在又一优选布置中，所述传感器为用于监测温度的热敏电阻器。多个传感器可以分布在阴极电流收集器板的区域上。在所展示的优选实施例中，热敏电阻器是表面安装式的，并且从印刷电路板25的主表面向上突出，以使得其部分突出到空气流动通道29中(参见图2)，并且因此准确地监测穿过阴极流动通道的空气流的温度。
[0030]可以将其它类型的传感器以类似方式安装到印刷电路板25以便感应燃料电池的状态。这类传感器可以包括温度传感器、湿度传感器、杂质传感器等。印刷电路板衬底25可以更一般来说横向延伸超过由堆配置中的电池2界定的堆组件I的面(例如，正面7)，以便在堆的主体外部界定横向延伸部分(除横向延伸凸耳30之外或者代替横向延伸凸耳30)，电气部件27可以安装在这个横向延伸部分上。举例而言，热敏电阻器可以在主体外部与主要空气流动路径相邻地有效工作。
[0031]安装到印刷电路板25的电气部件27可以经由设置在板的背侧(也就是，与设置有阴极电流收集导体26的那一侧相反的侧)上的电气轨道被电气连接。这个选项可以提供导体26的更广阔或无破损区域，同时仍然允许与横向延伸凸耳30形成电气连接。
[0032]阴极电流收集凸耳12和用于传感器导电轨道28的凸耳30可以组合成一个凸耳。传感器连接和阴极电流收集连接可以设置在凸耳的相反两面上。
[0033]在另一布置中，可以省去所述横向延伸凸耳中的一些或全部。可以通过在端板14中提供切口而在收集器板11的主体上提供电流收集连接，所述切口允许进入所述收集器板中与导电材料26所在的那一面相反的面的连接器区。可以使用常规电气穿孔或类似穿孔来形成穿过印刷电路板衬底25的电气连接。可以提供多个这类连接。
[0034]在印刷电路板25上充当堆电流收集电极的导电材料26的主要场区域不必在阴极电流收集器11的整个表面上都是连续的。在如图所示的开放阴极燃料电池堆的例示性布置中，印刷电路板的导电性在板25将与阴极的波纹板6进行物理接触的区域中很重要。因此，可能提供导电材料26离散轨道，这些轨道各自与波纹板6的与印刷电路板形成接触的相应部分对准。跨越堆宽度的共同导轨随后可以将这些离散轨道中的每个轨道进行电气连接，以便连接到阴极电流收集凸耳12。这个共同导轨可以提供在印刷电路板的任一面上。
[0035]仅仅在印刷电路板和波纹板6之间的接触区域中提供导电轨道26的可能优点在于，金属轨道不必形成于流动通道上方。因此，金属轨道更少地暴露于在通道29中流动的流体，并且更不容易受到这类流体的腐蚀。在另一布置中，导电材料26的选定部分可以涂有保护层。
[0036]然而，一般来说，印刷电路板上充当堆电流收集电极的金属轨道可以由任何可印刷在或以其它方式沉积在衬底25上的合适导电材料形成。优选金属包括具有最高导电性的金属，但是其它材料可以用于减少与相邻流动通道中的任何气体流的反应。例示性材料可以包括银、金或不锈钢层或涂层。
[0037]将印刷电路板用作电流收集器板的原理不必仅仅用于阴极电流收集器板11，而是也适用于阳极电流收集器板9。由印刷电路板形成的阳极电流收集器板9不必包括传感器，但是也可以包括传感器。如图所示，印刷电路板收集器板9不必在整个堆宽度上延伸，而是可以是以间隔板23、24为界的局部层。间隔板可以是垫片材料，但也可以由印刷电路板衬底材料制造而成，但是其上不必具有导电轨道。印刷电路板衬底材料可以选择成具有垫片类密封性质，例如，某种程度的压缩性和气体密封能力，或者，可以具有粘合到衬底上的垫片材料。可以使用单层板或多层板来提供印刷电路板。
[0038]印刷电路板电流收集器板9、11的使用在模块性和设计变化方面提供了显著的益处。用于任何类型堆组件的电流收集器板所需的导电性型样，可以轻易地使用高效完善的PCB制造技术进行更改，并且可以适于以下方面:阳极流板4或阴极流板5的不同配置；不同的传感器位置；以及不同的外部连接，如凸耳或焊点。它们高度适合于批量制造和组装，并且具有很高的成本效益。可以使用标准PCB连接器布置，并且可以使用标准部件安装技术，以便降低成本。将传感器(如温度传感器)集成到电流收集器板中意味着可以降低部件数和制造复杂性。
[0039]本文所描述的组件特别适合于具有几个电池的小型燃料电池堆，如可以用于消费性电子装置中的燃料电池堆。然而，所述原理可以应用于更大的燃料电池堆。
[0040]用作电流收集器板的印刷电路板不必由刚性衬底材料形成。挠性板是可获得的，并且可以在堆设计容许的情况下或者在需要收集器板具有一些挠性的情况下使用，例如以便吸收顶部端板13和底部端板14所施加的不均匀压缩力。
[0041]用作电流收集器板的印刷电路板可以与多种类型的燃料电池堆结构一起使用，并且不必限于附图中所展示的并且说明性实施方案中所描述的堆的特定配置。其它实施方案意在处于所附权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种燃料电池堆组件，其包括: 在堆配置中的多个电池，每个电池包括设置在阳极流板和阴极流板之间的膜电极组件； 在所述堆的每个末端处的电流收集器板；以及 压缩组件，其被配置来将所述堆保持在压缩状态下； 其中，所述电流收集器板中的至少一个包括印刷电路板，所述印刷电路板具有被设置成抵靠所述堆中最外面电池的阴极流板或阳极流板的第一面；并且 其中，所述第一面包括设置在所述印刷电路板的衬底上的导电层。
2.如权利要求1所述的燃料电池堆组件，其中所述印刷电路板的所述第一面还包括设置在其上的至少一个电子部件。
3.如权利要求2所述的燃料电池堆组件，其中所述至少一个电子部件包括传感器。
4.如权利要求3所述的燃料电池堆组件，其中所述至少一个传感器包括热敏电阻器或其它温度传感器。
5.如权利要求3或权利要求4所述的燃料电池堆组件，其中所述传感器部件在所述印刷电路板上定位成与沿着所述阴极流板或所述阳极流板的相邻面延伸的流动通道对准。
6.如权利要求5所述的燃料电池堆组件，其中所述传感器部件被配置成凸出超过所述印刷电路板的所述面，而进入到所述流动通道的体积中。
7.如权利要求1所述的燃料电池堆组件，其中所述印刷电路板包括从所述堆组件的面横向向外延伸的连接器凸耳，并且其中所述导电层延伸到所述连接器凸耳上。
8.如权利要求2所述的燃料电池堆组件，其中所述印刷电路板包括至少一个导电轨道，所述至少一个导电轨道从所述电子部件延伸到从所述堆组件的面横向向外延伸的连接器凸耳，所述连接器凸耳提供电气端子用于与所述电子部件的电气连接。
9.如权利要求1所述的燃料电池堆组件，其中所述印刷电路板衬底由电绝缘介质材料形成。
10.如权利要求1所述的燃料电池堆组件，其中在所述堆的每个末端处的所述电流收集器板各自包括印刷电路板，所述印刷电路板具有被设置成抵靠所述堆中最外面电池的相应阳极流板或阴极流板的第一面。
11.如权利要求1所述的燃料电池堆组件，其中所述印刷电路板的所述第一面上的所述导电层被配置来充当堆电流收集器电极。
12.如权利要求11所述的燃料电池堆组件，其还包括位于所述印刷电路板的与所述第一面相反的第二面上的导电轨道，所述导电轨道被配置来充当与安装到所述印刷电路板的所述第一面的一个或多个电子部件的电气连接。
13.如权利要求1所述的燃料电池堆组件，其中所述电流收集器板中的至少一个横向延伸超过由所述堆配置中的所述多个电池界定的所述堆组件的面以界定横向延伸部分，并且还包括安装在所述横向延伸部分上的至少一个电子部件。
14.一种燃料电池堆组件，其大致上如本文中参考附图所描述。
【专利摘要】一种燃料电池堆组件具有在堆配置中的多个电池。每个电池包括设置在阳极流板和阴极流板之间的膜电极组件。电流收集器板设置在所述堆的每个末端处，并且压缩组件将所述堆维持在压缩状态下。所述电流收集器板中的至少一个形成为印刷电路板，所述印刷电路板具有：被设置成抵靠所述堆中最外面电池的阴极流板或阳极流板的第一面，和与所述第一面相反的第二面。所述第一面包括导电层，所述导电层设置在所述印刷电路板的衬底上以充当堆电流收集器电极。如温度传感器的电气部件可以安装在所述印刷电路板上，以使得它们位于沿着所述阳极流板或阴极流板的相邻面延伸的流动通道中或与所述流动通道相邻。所述印刷电路板可以提供横向延伸的连接凸耳，以用于与所述电流收集器电极和与所述电气部件的电气连接。
【IPC分类】H01M8-04, H01M8-02
【公开号】CN104823315
【申请号】CN201380053652
【发明人】马克·菲利普·霍洛克
【申请人】智慧能量有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2013年10月11日
【公告号】CA2887905A1, EP2907186A1, US20150255806, WO2014060728A1