特許 6598779 燃料電池スタック組立体のためのコネクタシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6598779

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】燃料電池スタック組立体のためのコネクタシステム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/2465 20160101AFI20191021BHJP

   H01M 8/02 20160101ALI20191021BHJP

   H01R 12/58 20110101ALN20191021BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/2465

   H01M8/02

   !H01R12/58

【請求項の数】16

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-540995(P2016-540995)

(86)(22)【出願日】2014年12月16日

(65)【公表番号】特表2017-502463(P2017-502463A)

(43)【公表日】2017年1月19日

(86)【国際出願番号】GB2014053716

(87)【国際公開番号】WO2015092381

(87)【国際公開日】20150625

【審査請求日】2017年12月12日

(31)【優先権主張番号】1322428.2

(32)【優先日】2013年12月18日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】504175659

【氏名又は名称】インテリジェント エナジー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＥＮＥＲＧＹ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アドコック，ポール・レナード

【審査官】 守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８７８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１９４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７７８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１４８４３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１１５３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１３３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４６４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６６４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１８６４５６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／２４

Ｈ０１Ｍ ８／０２

Ｈ０１Ｒ １２／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池スタック組立体であって、
積み重ね型構成で配置される燃料電池であって、各電池が、ｘ−ｙ平面に対して実質的に平行であり、かつｘ方向に、前記電池内の平板の縁から側方に延びて、前記ｘ−ｙ平面と直交するｚ方向に、前記燃料電池スタックの側面に沿って延びるタブの配列を形成するタブを含む、燃料電池と、
前記燃料電池スタックのタブと係合するためのコネクタであって、前記コネクタが、
支持領域、
係合領域であって、各々が、前記支持領域により画成され、前記ｘ方向での係合により前記タブの配列のうちの１つを受容するように構成される、係合領域、及び
可撓性導体であって、それらの各々が、前記支持領域から前記係合領域のうちの１つの少なくとも一部分に亘って側方に延び、受容されたタブにより前記支持領域から離れて偏向されるように構成される、可撓性導体を備えるコネクタとを備え、
前記可撓性導体が、前記受容されたタブにより前記支持領域から離れて前記ｘ方向に偏向されるように構成される、燃料電池スタック組立体。

【請求項2】

各係合領域が、前記支持領域中の別個の開口部により提供され、各係合領域が、前記ｘ方向に前記開口部を通して前記タブの配列のうちの１つを受容するように構成される、請求項１に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項3】

各可撓性導体が、前記タブにより偏向されたときに、前記受容されたタブと電気的に接触するように構成される、請求項１〜２のいずれか１項に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項4】

前記支持領域が、ｙ−ｚ平面に延びる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項5】

前記支持領域が、前記可撓性導体と電気的に接触する導電層を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項6】

前記支持領域の前記導電層及び前記可撓性導体が、一体的に形成される、請求項５に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項7】

前記コネクタ上に、前記可撓性導体に電気的に結合される電気ソケットまたはプラグをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項8】

前記電気ソケットまたはプラグと前記可撓性導体のうちの少なくとも１つとの間で各々電気的に結合される抵抗器をさらに備える、請求項７に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項9】

前記係合領域の各々は、異なる抵抗器と相互作用する、請求項８に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項10】

前記支持領域が、前記可撓性導体より堅固である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項11】

前記支持領域が、前記係合領域の各々を包囲する、請求項１に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項12】

前記支持領域上に、前記係合領域のうちの１つの内に各々ある剛性導体をさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項13】

前記コネクタからの前記タブの解放を防止するために、前記タブが各々、それぞれの剛性導体と係合するように構成されるラッチを備える、請求項１２に記載の燃料電池スタック組立体。

【請求項14】

燃料電池スタックのタブの配列と係合するためのコネクタであって、
前記コネクタが、
前記タブの配列のうちの１つを受容するように各々構成される複数の開口部を中に画定する平板型基板と、
前記基板の平面中の前記開口部のうちの１つの中に各々延び、前記開口部中に受容されたタブにより前記基板の前記平面から外れて偏向されるように、かつこのタブと係合するように構成される可撓性導体とを備える、コネクタ。

【請求項15】

前記平板型基板が、印刷回路基板を備え、前記可撓性導体が各々、前記印刷回路基板に結合される導電層を備え、前記可撓性導体が各々、前記印刷回路基板より可撓性がある、請求項１４に記載のコネクタ。

【請求項16】

可撓性‐剛性ＰＣＢ材料を使用して形成される、請求項１５に記載のコネクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池スタック内で複数の個別の電池へ電気的に接続するための、燃料電池スタックで使用される電気コネクタシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電気化学燃料電池は、燃料及び酸化体を電気エネルギー及び反応生成物に転換する。典型的な燃料電池は、アノード流場板とカソード流場板との間に挟み込まれる膜−電極組立体（ＭＥＡ）を備える。流場板は典型的に、流体燃料または酸化体をＭＥＡの活性表面へ送達するための、ＭＥＡに近接する平板の表面に亘って延びる１つ以上のチャネルを含む。流場板は、ＭＥＡへの電気的接触をその表面全体に提供する機能も果たす。

【0003】

従来の燃料電池スタックにおいて、複数の電池が、纏めて積み重ねられ、よって例えば１つの電池のアノード流場板がスタック内の次の電池のカソード流場板に近接している。いくつかの配置において、双極流板が、使用され、よって単一の流場板が平板の両側で流体流チャネルを有する。双極板の１つの側は、第１の電池に対してアノード流板としての役割を果たし、流板の他の側は、近接する電池に対してカソード流板としての役割を果たす。電力は、スタック内の第１及び最後の流板に電気的に接続することによりスタックから抽出され得る。典型的なスタックは、数十個、さらには数百個の電池を備え得る。

【0004】

多くの燃料電池スタックにおいて、スタック内の個別の電池の電圧を監視できることが重要である。したがって、スタック内の流板の多くに電気コネクタタブを提供することが必要である。これらの電池電圧監視タブは、平板の平面において、スタックから側外方に延び、それによりスタックの縁面に沿ってタブの配列を形成し、よって個別の電気コネクタが各タブに結合され得る。

【0005】

燃料電池スタックのサイズ及び重量を低減し、それ故に燃料電池スタックの電力密度を増加させるために、常により薄い流板への傾向があり、これは、波状にされて、流板の各面に必須のチャネルを形成する導電性金属または箔の薄いシートから形成され得る。これは、燃料電池スタックのサイズ及び重量を実質的に低減し得るが、流板の縁から側方に延びる電池電圧監視タブの形成を困難にする可能性を生み出す。今までのところ、流板の典型的な厚さは、およそ０．６ｍｍまで低減されてきており、これは、ほとんど問題を生じさせることがなく、個別の電池電圧監視コネクタが使用されている。しかし、流板の厚さのさらなる低減、例えば０．１ｍｍまでの計画は、従来の電気コネクタに関して著しい困難を生じさせ得る。同様に、単一の燃料電池スタック上の非常に多くの（例えば、数百個を超える）電池電圧監視タブは、それらへの接続を労働集約にし及び困難な操作を生み出す。

【0006】

流板の低減される厚さは、そこから延びる個別のタブが燃料電池スタックに対して遠位であるタブの端から各タブに適用される従来の押し込み嵌合バネ仕掛けまたは摩擦嵌合雌型コネクタにより確立される必要な圧縮力に抵抗するために必須である堅固さまたは構造的に完全な状態をもはや有し得ないことを意味する。したがって、コネクタに配列のタブに対する低挿入力を提供することが有益であり得る。

【0007】

別の問題は、タブが概して完璧な配列を形成せず、全てのタブが近接するタブと十分に整列されており、それらから均等に間隔が空いているということである。これは、燃料電池スタック組立時の標準的な製作公差及び組立公差に起因し、このことは、マルチタブコネクタを使用することが所望される場合、タブの整列においてさらに困難を提供し得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

一態様によると、本発明は、
積み重ね型構成で配置される燃料電池であって、各電池が、ｘ−ｙ平面に対して実質的に平行であり、かつｘ方向に、電池内の平板の縁から側方に延びて、ｘ−ｙ平面と直交するｚ方向に、燃料電池スタックの側面に沿って延びるタブの配列を形成するタブを含む、燃料電池と、
燃料電池スタックのタブと係合するためのコネクタであって、コネクタが、
支持領域、
係合領域であって、各々が、支持領域により画成され、ｘ方向での係合によりタブの配列のうちの１つを受容するように構成される、係合領域、及び
可撓性導体であって、それらの各々が、支持領域から係合領域のうちの１つの少なくとも一部分に亘って側方に延び、受容されたタブにより支持領域から離れて偏向されるように構成される、可撓性導体を備えるコネクタと、を備える、燃料電池スタック組立体を提供する。

【0009】

可撓性導体は、受容されたタブにより支持領域から離れてｘ方向に偏向されるように構成され得る。各係合領域は、支持領域中の別個の開口部により提供され得る。各係合領域は、ｘ方向に、開口部を通してタブの配列のうちの１つを受容するように構成され得る。各可撓性導体は、タブにより偏向されたときに、受容されたタブと電気的に接触するように構成され得る。支持領域は、ｙ−ｚ平面に延び得る。支持領域は、可撓性導体と電気的に接触する導電層を備え得る。支持領域の導電層及び可撓性導体は、単一の層を備え得る。燃料電池スタック組立体は、コネクタ上に、可撓性導体に電気的に結合される電気ソケットまたはプラグを備え得る。燃料電池スタック組立体が、ソケットまたはプラグと可撓性導体のうちの少なくとも１つとの間で各々電気的に結合される抵抗器をさらに備え得る。係合領域の各々に、異なる抵抗器が関連し得る関連。支持領域は、可撓性導体より堅固であり得る。支持領域は、係合領域の各々を包囲し得る。燃料電池スタック組立体は、係合領域のうちの１つに各々関連する支持領域上の剛性導体をさらに備え得る。コネクタからのタブの解放を防止するために、タブが各々、それぞれの剛性導体と係合するように構成されるラッチを備え得る。

【0010】

さらなる態様によると、本発明は、燃料電池スタックのタブの配列と係合するためのコネクタを提供し、このコネクタは、
タブの配列のうちの１つを受容するように各々構成される複数の開口部を中に画定する平板型基板と、
基板の平面中の開口部のうちの１つの中に各々延び、開口部中に受容されたタブにより基板の平面から外れて偏向されるように、かつこのタブと係合するように構成される可撓性導体と、を備える。

【0011】

コネクタは、電気的接続をタブに提供するために、燃料電池システムまたは任意の他のシステムで使用され得る。平板型基板は、印刷回路基板を備え得、可撓性導体は各々、印刷回路基板に結合される導電層を備え得、この可撓性導体は各々、印刷回路基板より可撓性がある。

【0012】

本発明の実施形態は、例を通して及び添付の図面に関連してここで説明される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】各電池の側面から延びる電池電圧監視電気的接続タブの配列を備える燃料電池スタックの側面の一部分の透視図である。

【図2a】燃料電池スタックのタブと係合するためのコネクタの一部分の概略正面図である。

【図2b】図１の燃料電池スタックのタブと部分的に係合する、示される図２ａのコネクタのＡ−Ａ線上の断面図である。

【図3】複数の係合領域を示す図２ａのコネクタの概略正面図である。

【図4】複数の係合領域を備える別のコネクタの概略正面図であり、各係合領域は、複数の可撓性導体を備える。

【図5】複数の係合領域を備える別のコネクタの概略正面図を例示し、各係合領域は、複数の可撓性導体を備え、共通の接続点を有する。

【図6a】図５のコネクタの断面図を例示する。

【図6b】図６ａのコネクタの直交断面図を例示する。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本明細書を通して、「上」、「底」、「左」、「右」、「上方」、「下方」、「前」、「後ろ」、ならびにそれらの任意の形容詞及び副詞の派生語などの相対配向及び相対位置に関する記述語は、図面で表示されるように燃料電池スタックの配向の意味で使用される。しかし、かかる記述語は、記載されるかまたは特許請求される発明の目的の使用に多少なりとも限定することを意図されない。

【0015】

図１に関連して、燃料電池スタックは、多数の電池１を積み重ね型構成で含む。スタック内の電池の関係する縁のみ示される。各電池１は多数の構成要素を含む、例えば、膜及び電極組立体、電極拡散材料、及び封止ガスケットなど及び当技術分野では周知であり、ここではさらに説明されることはない流体流板間に挟み込まれる要素。各電池１は概して、ｘ−ｙ平面を占める平板型構造である。図１に示されるように、ｘ軸は、紙面の平面中に及び平面から延びるが、ｙ軸は、垂直方向に延びる。ｚ軸は、左から右へ延びる。しかし、直交するｘ−ｙ−ｚ軸の配向のいずれの特定の選択によっても、スタック上の限定は示されない。

【0016】

スタック内の各双極流板は、燃料電池スタックの側面３からｘ方向に延びる電池電圧監視電気的接続タブ２を含む。表現「タブ」は、燃料電池スタックの側面３から外方に延び、燃料電池スタック内の電池１の電極に導電を提供する任意の好適な電気導体を包含することが意図される。各タブ２は、例えば一対のガスケット封止体（図示せず）を通して、それぞれの電池１の縁４から出てくる。複数のタブ２は配列を形成し、示される実施形態において、配列は、二次元の配列であり、タブ２の第１の列５は、タブ２の第２の列６からｙ方向に分離される。タブ２の第２の列６も、タブ２の第１の列５からｚ方向に相殺される。これは、ｚ方向にタブの密度が実質的に低減、この場合半分になり得るように、スタック内の双極板が交互に、配列の各列５、６中の電池電圧監視タブ２を介して接続されることを可能にする。

【0017】

タブ２の配列中の列５、６の数が、１つ、２つ、またはそれ以上であり得ることが理解されよう。タブ２は、スタック内の全ての電池か、またはスタック内の全てよりも少ない電池に提供され得る。タブ２は、本例に記載されるような各双極板に対応し得るか、または別個のカソード流板及びアノード流板がスタック内で使用される場合、タブ２は、カソード及びアノード流板の各々の１つまたはその両方に提供され得る。

【0018】

各タブ２は好ましくは、例えば平板と同時にシートをプレスするか、又はシートから型に合わせて切るかなど、平板の不可欠な部分として形成される。タブ２は、圧着され得、例えば、ｘ軸の周囲でカーブを付けられて、ｚ方向への曲げに対する追加の堅固さを提供する。タブ２は、平板の１つ以上の縁上の複数の場所で形成され得る。

【0019】

図１に示されるように、各タブ２は、タブ２の先端７に鉤８、９を付けて形成され得る（先端は、平板の主要部から離れた端である）。鉤８、９は各々、ｙ方向、即ちスタックの側面３と平行に延びる。鉤が全て外方に向くように、第１の列５中の鉤８は、正向きのｙ方向に延び得、第２の列６中の鉤９は、反対に、即ち負向きのｙ方向に延び得る。製作公差により、スタック内の各平板、したがって配列中の各タブ２は、図面で誇張して示されるように正確に規則的な配列位置から僅かに移動され得る。構成要素の典型的な散乱は、±０．２ｍｍの位置公差から発生し得る。タブ２の薄さは、０．１ｍｍ以下の薄さであり得る。

【0020】

図２ａ及び２ｂは、燃料電池スタックのタブと係合するためのコネクタシステムの一部分（単純にコネクタ２０と称され得る）を例示する。コネクタ２０は、図１の燃料電池スタックに関して定義されるようなｘ方向に垂直であるｙ−ｚ平面に延びる。

【0021】

図２ａは、コネクタ２０の一部分のｙ−ｚ平面の前面図を例示する。コネクタ２０は、支持領域２１（基板とも称され得る）、係合領域２２（基板内に開口部を形成することを伴い得る）、開口部中に延びる可撓性導体２４、及び可撓性導体と基板との間の間隙２３を備える。単一の係合領域２２及び可撓性導体２４のみが、図２ａで例示されるコネクタ２０の部分中に示されるが、図３〜５と関連して考察されるような他のものも存在し得る。

【0022】

支持領域２１は、ｙ−ｚ平面に延びる。支持領域２１は、印刷回路基板（ＰＣＢ）により提供され得る。支持領域２１は、好ましくは剛性である。

【0023】

係合領域２２は、燃料電池のタブ２を受容するように構成される。係合領域２２は、支持領域２１中の開口部により提供され、支持領域２１により画成もされる。図２ａに示される例において、支持領域２１は、係合領域２２の開口部を全体的に包囲するが、別の例において、係合領域２２は、支持領域２１により、より少ない面（例えば、３つの面）で画成される可能性もある。

【0024】

図２ｂは、燃料電池スタックのタブ２５と係合する間際であるコネクタ２０の一部分のｘ−ｚ平面の概略断面図を例示する。係合領域２２の開口部は、ｙ−ｚ平面に対して垂直であるｘ方向での係合により燃料電池のタブ２５を受容するように構成される。つまり、タブ２５は、単純な押し込み嵌合配置で係合領域２２の開口部中にまたは開口部を通って挿入され得る。これを行うために、コネクタ２０は、ｘ方向に、燃料電池スタックの面３に向かってプレスされる。コネクタ２０は、任意の適切な保持機構を使用して、燃料電池スタックの面３に対する位置に保持され得る。

【0025】

開口部は、水切断、レーザー切断、または型抜きなどの任意の好適なプロセスにより形成され得る。係合領域２２の開口部の幅ｗは、対応するタブ２５の厚さｔよりも（ｙまたはｚ方向に）実質的により広くてもよい。タブ２５よりも２倍または３倍広い係合領域２２を提供することは、コネクタ２０に対するｙ−ｚ平面における嵌合要件の公差を低減し得る。これは、燃料電池スタック上のタブの配列における許容誤差に起因する、支持領域２１との接触によるタブ２５への損傷の可能性を回避し得る。かかる例において、燃料電池のタブは、特別な強度のための圧着が不要であり得るため、製作の複雑さを低減する。

【0026】

可撓性導体２４は、支持領域２１からｙ−ｚ平面に側方に延びる。コネクタ２０が燃料電池スタックのタブ２５と係合しないときに、可撓性導体２４は、係合領域２２の少なくとも一部分に亘って延びる。可撓性導体２４のみが係合領域２２の一部分に亘って延びる場合、間隙２３が、可撓性導体２４と係合領域２２の１つ以上の縁との間に存在する。

【0027】

可撓性導体２４は、受容されたタブ２５により支持領域から偏向されるように構成される。例えば、可撓性導体２４は、基板または支持領域２１の平面から偏向される。タブ２５による可撓性導体２４上に及ぼされる力は、可撓性導体２４の変形を生じ得る。示される例において、この変形は、可撓性導体２４が支持領域２１に境する場所に近接する、可撓性導体２４の曲げとして明らかになる。可撓性導体２４は、弾性的に可撓性があり、よってタブ２５が可撓性導体２４から解放されたときに、それが弾性的に支持領域２１の平面に戻る材料を備え得る。あるいは、タブ２５の係合により生じる可撓性導体２４の変形には、柔軟性があり得る。

【0028】

タブ２５と係合するための可撓性導体２４の提供は、コネクタ２０との係合によるタブ２５の任意の機械的変形が最低限に抑えられるか、または少なくとも低減され、それによりタブの損傷を回避することを確実にする。これは、タブ２５及び係合領域２２の繰り返される取り付け及び取り外しを可能にする。しかし、タブ２５は、良好な電気的接続を確実にするために、可撓性導体と接触するときに、曲解または屈曲するように構成され得る。曲解は好ましくは、弾性変形であり、よってコネクタの動作が反転可能になり、再係合することができる。

【0029】

支持領域２１は、支持層２７に貼着される導電層２６を備える。図２ｂで示されるように、複数の支持層２７が存在し得る。導電層２６は、可撓性導体２４と電気的に接触し、可撓性導体２４と外部構成要素との接続を可能にする。支持層２７は、支持領域２６に剛性を提供する。

【0030】

導電層２６及び可撓性導体２４は、一元的であり得、例えば、タブ２５が係合しないときにｙ−ｚ平面に位置する材料の１つ以上の層を備える同一層または層状構造により提供され得る。したがって、支持領域２１の導電層２６及び可撓性導体２４は、一体的に形成され得、よって可撓性導体２４は、同一材料層の延長部または係合領域２２中に入り込む導電層２６の層である。

【0031】

導電層２６は、例えば印刷回路基板（ＰＣＢ）または可撓性ＰＣＢ上のトラックなどの導電性トラックを形成し得る。可撓性導体２４は、可撓性ＰＣＢ上の導電領域として提供され得る。導電層２６及び／または可撓性導体２４のための他の好適な材料には、その上に好適な導電膜、例えば銅、ニッケル、または金などを含む金属膜及び炭素シートまたはポリアミドが含まれる。あるいは、可撓性導体２４は、金属膜よりもむしろ、金属シートなどのより剛性な材料または構造により提供され得る。この場合、可撓性導体２４の可撓性は、それと導電層２６との機械的係合の方法により提供され得る。例えば、ヒンジ、または相対的弱さもしくはより高い可撓性の領域は、可撓性導体２４と導電層２６との間で提供され得る。

【0032】

支持層２７は、可撓性導体２４または導電層２６より堅固な材料により提供され得る。支持層２７は、ＰＣＢの誘電体層により提供され得る。支持層２７は、ＰＣＢ製作で一般的に使用されるテフロン（登録商標）、ＦＲ−４、ＦＲ−１、ＣＥＭ−１、またはＣＥＭ−３などの材料により提供され得る。支持層２７は、図２ｂで例示される挟み込み配置にある導電層２６のいずれかの側または両側に提供され得る。概して、コネクタ２０の支持領域２１及び係合領域２２の組み合わされた構造は、最近開発された剛性‐屈曲性／可撓性‐剛性ＰＣＢ技法を使用して形成され得、この場合、可撓性基板及び剛性基板が共に積層されて、可撓性の領域及び剛性領域のより堅固な領域を有する印刷回路基板を形成する。

【0033】

図２〜６に例示される類似の特徴は、対応する参照数字で表示され、後の図に関して詳細に記載される必要はないであろう。

【0034】

図３は、コネクタ３０のｙ−ｚ平面の前面図を例示し、図２ａで例示される係合領域と各々類似する複数の係合領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを示す。本例において、各係合領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、単一の可撓性導体３４ａ、３４ｂ、３４ｃを提供する。

【0035】

支持領域３１は、係合領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの各々を画成する連続的支持領域である。各係合領域は、それぞれのタブ２、２５への接続を提供する。

【0036】

係合領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、ｚ方向に延びる配列として提供され、燃料電池スタックのタブ２と各々整列する。３つの係合領域のみが示されるが、配列は、多数のタブ２に対応する多くの係合領域を含有し得る。コネクタ３０は、ｚ方向に各々延び、ｙ方向に互いに間隔を空けている２つの列を提供することにより図１の燃料電池スタックのタブと係合するように構成され得る。各配列は、図１の燃料電池のタブの各々を係合するために１８箇所の係合領域を備える必要があるであろう。

【0037】

多くのタブに同時に結合するコネクタ３０を使用することにより、組立費用が著しく低減され得、組立エラーも低減され得る。絶縁体が各タブ間に支持領域３１により提供され得るため、近接するタブの間を詰めるリスクも、かかるコネクタ３０の提供により低減され得る。

【0038】

タブのコネクタ３０との係合に必要とされる低挿入力は、コネクタ３０を、タブへの損傷を与えない容易な取り外し及び再接続にとって好適とする。コネクタ３０は本質的に、容易にモジュラー作製可能である。ＰＣＢ平板支持領域３１の使用は、コネクタ３０が安価で作製されることを可能にしながら、燃料電池システムの他の構成要素との容易な一体化を可能にする。コネクタ組立体３０は、エッチング及びプレスされた燃料電池場板及び分離板の両方に使用され得る。

【0039】

図４は、複数の係合領域４２ａ、４２ｂ、４２ｃを備える別のコネクタ４０のｙ−ｚ平面の前面図を例示する。各係合領域４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、タブ２、２５により別々に偏向可能な複数の可撓性導体４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを備える。第１の係合領域４２ａに関連する複数の可撓性導体４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄの各々は、間隙４３（係合領域４２ａの開口部の覆われていない部分）により第１の係合領域４２ａの他の可撓性導体４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄから分離される。

【0040】

本例において、係合領域４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、長方形である。第１の係合領域４２ａの可撓性導体４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄの各々は、第１の係合領域４２ａの異なる側部から延びる。このように、ｘ方向に、係合領域４２ａ中に挿入されたタブは、少なくともいくつかの、好ましくは全ての可撓性導体４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを支持領域のｙ−ｚ平面から離して偏向させる。

【0041】

図５は、複数の係合領域５２ａ、５２ｂを備える別のコネクタ５０のｙ−ｚ平面の前面図を例示する。係合領域５２ａ、５２ｂの下のタブ５５の輪郭は、図５に例示される。各係合領域５２ａ、５２ｂは、共通の接続点を有する複数の可撓性導体５４ａ〜５４ｄを備える。これらの特徴は、例として係合領域５２ａの一つ目に関連して下記でさらに詳細が考察されるであろう。

【0042】

第１の係合領域５２ａは、概括的に長方形であり、第１の側部５９ａ、反対の第２の側部５９ｂ、第１及び第２の側部５９ａと５９ｂとの間に延びる第３の側部５９ｃ、ならびに第３の側部５９ｃの反対にある第４の側部５９ｄを有する。第１の係合領域５２ａは、第１の可撓性導体５４ａ、第２の可撓性導体５４ｂ、第３の可撓性導体５４ｃ、及び第４の可撓性導体５４ｄを備える。可撓性導体５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、係合領域５２ａ中に各々延びる複数のはねぶたを画定するとみなされ得る。

【0043】

可撓性導体５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、第１の係合領域５２ａの周辺に延びる周囲の可撓性材料により互いに接続される。可撓性導体も、概括的に長方形であり、各々が、第１の係合領域５２ａの側部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄのうちの１つから延びる側部を有する。間隙５３は、近接する可撓性導体５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの各々の間に延びる。

【0044】

第１及び第３の可撓性導体５４ａ、５４ｃは共に、第１の係合領域５２ａの第１の側部５９ａから反対の第２の側部５９ｂに向かって延び、周囲の可撓性材料の一部分により接続される。

【0045】

第２の可撓性導体５４ｂは、第１及び第３の可撓性導体５４ａと５４ｃとの間に挟まれ、第１の係合領域５２ａの第２の側部５９ｂから第１の側部５９ａに向かって延びる。第２の可撓性導体５４ｂは、周囲の可撓性材料の一部分により第１の可撓性導体５４ａに接続される。

【0046】

第４の可撓性導体５４ｄは、第１の係合領域５２ａの第３の側部５９ｃから第４の側部５９ｄに向かって延びる。第４の可撓性導体５４ｄは、周囲の可撓性材料のそれぞれの部分により第２及び第３の可撓性導体５４ｂ、５４ｃに接続される。

【0047】

電気ソケット、ピン、ブレード、コンセント、またはプラグ５６が、支持領域５１に搭載されて、外部接続点を形成し得る。ソケット、ピン、ブレード、またはプラグは、可撓性導体５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄの各々に電気的に結合され得る。コネクタ５０は、ソケットまたはプラグと係合領域５２ａ、５２ｂの可撓性導体との間で各々電気的に結合される電流制限抵抗器５８を含み得る。係合領域５２ａ、５２ｂの各々に、別個の抵抗器５８が関連し得る。各抵抗器５８は、保護要件に従って、同一の抵抗値または異なる抵抗値であり得る。抵抗器５８は、接続時の燃料電池コネクタとコネクタ５０との間の過負荷電流を防止し、かつ／または静電放電のリスクを低減するように構成され得るが、電池の電圧の監視をなおも可能にする。電池電圧監視回路は、コネクタ５０の支持領域５１上の本来の場所にも提供され得、例えば、抵抗器と外部接続点５６との間の回路基板上で電気的に位置され得る。

【0048】

図６は、図５のコネクタの一部分及びタブ６５の２つの直交断面図を例示する。タブ６５は、図１の燃料電池のタブ２などの双極板の縁コネクタである。図６ａは、タブ６５及びコネクタ６０のｘ−ｚ平面を通る側面図を例示する。図６ｂは、タブ６５及びコネクタ６０のｘ−ｙ平面を通る側面図を例示する。

【0049】

コネクタ６０は、支持領域６１及び係合領域６２を備える。係合領域６２は、支持領域６１中の開口部により画定される。コネクタ６０の第１、第２、及び第４の可撓性導体６４ａ、６４ｂ、６４ｄも図６ａ及び６ｂで可視可能である。第３の可撓性導体６４ｃ及び第１の可撓性導体６４ａは、図６ａで共通の外形を有する。可撓性導体６４ａ、６４ｂ、６４ｄの全ては、支持領域６１から係合領域６２の少なくとも一部分に亘って延びる。

【0050】

図６ａにおいて、第１及び第２の可撓性導体６４ａ、６４ｂは、偏向された状態で見られ得る。第１及び第２の可撓性導体６４ａ、６４ｂは、支持領域６１の反対の縁からｚ方向に延びる。

【0051】

図６ｂにおいて、第４の可撓性導体６４ｄは、偏向された状態で見られ得る。第４の可撓性導体６４ｄは、支持領域６１の縁から係合領域６２の一部分に亘ってｙ方向に延びる。支持領域６１の反対の縁に近接する支持領域６１の（ｙ−ｚ平面における）上表面は、タブ６５に当接し得るラッチ領域７０を提供する。ラッチ領域７０は、タブ６５と電気的ならびに機械的に接触するように構成される剛性導体であり得る。

【0052】

タブ６５は、ラッチ縁７２ｂの反対側にある平坦縁７２ａを有する。ラッチ縁７２ｂは、支持領域６１のラッチ領域７０に当接し得るラッチ面７６を提供する。タブ６５は、燃料電池スタックに対して近位部分７４ａ及び遠位部分７４ｂを有する。タブ６５の遠位部分７４ｂは、近位部分７４ａの幅ｗ１よりもｙ方向により大きな幅ｗ２を有し、それにより、タブ６５の幅において段階的変化を提供して、ラッチ縁７２ｂを画定する。

【0053】

タブ６５及びコネクタ６０の係合中、下記のステップが実行される。
タブ６５を、係合領域６２を画定する支持領域６１中の開口部を通してｘ方向に挿入する。タブ６５を、平坦縁７２ａが第３の可撓性導体６４ｄに近接して位置し、ラッチ縁７２ｂが係合領域６２の剛性導体７０側に近接して位置するように挿入する。挿入されたタブ６５が、可撓性導体６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄをｘ方向に支持領域６１から離して移動させ、偏向させる。

【0054】

次に、コネクタ６０をタブ６５に対してｙ方向に押し、よってタブ６５のラッチ面７６が、ラッチ領域７０に面する。第４の可撓性導体６４ｄは、タブ６５をｙ方向に、ラッチ領域７０に向かって偏らせるように構成され得る。一度ラッチ面７６がラッチ領域７０と整列すると、ラッチ領域７０は、負向きのｘ方向にタブ６５が外れるのを防止する。

【0055】

反する意図が明白でない限り、一例に関して記載される特徴が、任意の他の例で例示される特徴に加えて提供され得ることが理解されるであろう。

【0056】

印刷回路基板と共に記載されるか、その上に記載されるか、またはその中に組み込まれるようなコネクタ２０、３０、４０、５０、６０を形成することは、他の構成要素のコネクタ中への容易な一体化または他の構成要素との接続、ならびに既存の便宜的なＰＣＢ製作技法の使用を可能にする。ＰＣＢの平面におけるＰＣＢ内の開口部の配列中に延びる偏向可能な可撓性導体の使用は、全てのタブの迅速な接続のための、燃料電池スタックの全てのタブの開口部の配列への容易な、低い力の挿入を可能にする。燃料電池スタック上の非常に多くの（例えば、３００個を超える）タブコネクタが、迅速に容易に接続される必要がある場合、これは特に有利であり得る。

【0057】

他の実施形態は意図的に、添付の請求項の範囲内である。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】