CN105680070B - 燃料电池堆的激活装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃料电池堆的激活装置，当燃料电池堆进入框架时，该激活装置对燃料电池堆自动执行激活和性能评估估测，该激活装置包括：连接器连接组件，以电动方式安装在框架中，以在燃料电池堆的进入方向上往复运动，并且其被构造成将多个连接器探针连接至燃料电池堆的电池接线端；输出电缆连接组件，以电动方式安装在框架中，以在横向于燃料电池堆的第一侧的方向上往复运动，并且其被构造成将正(+)输出电缆连接至燃料电池堆的第一侧；以及流体供应管连接组件，以电动方式安装在框架中，以在横向于燃料电池堆的第二侧的方向上往复运动，并且其被构造成将负(‑)输出电缆连接至燃料电池堆的第二侧并且将流体供应管连接至燃料电池堆的歧管。

Description

燃料电池堆的激活装置
相关申请的交叉引证
本申请要求于2014年12月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0175099号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本发明构思的示例性实施方式涉及一种燃料电池堆的激活系统。更具体地，本发明构思涉及一种燃料电池堆的激活装置，该激活装置能够对燃料电池堆自动实施激活和性能评估过程。
背景技术
通常，燃料电池包括用于与燃料和氧化剂产生电化学反应的电极、用于传输由反应产生的质子的聚合物电解质膜、以及用于支撑电极和聚合物电解质膜的隔离件(在业内通常称为“隔板”)。
聚合物电解质燃料电池作为用于车辆的燃料电池而最受关注。聚合物电解质燃料电池的优点在于其具有高效率以及高电流密度和输出密度，其具有较短的启动时间，其不易腐蚀，并且与其他类型的燃料电池相比较，因为其使用聚合物电解质，所以不需要控制电解质。
而且，在全球汽车业中，因为聚合物电解质燃料是仅释放水作为排放气体的环境友好型能源，所以正在对聚合物电解质燃料电池进行积极的研究。
聚合物电解质燃料电池在通过燃料(包括氢气)与氧化剂(诸如，空气等)之间的电化学反应产生水和热的同时产生电能。
也就是说，在聚合物电解质燃料电池中，使供应的燃料在阳极的催化剂中分离成质子和电子，并且通过聚合物电解质膜将分离的质子传输至阴极。在这种情况下，使分离的质子与供应的氧化剂和通过外部导体接收的电子结合，从而在产生水的同时产生电能。
在用于车辆的实际燃料电池中，为了获得高电势，根据所需电势来堆叠单元电池。堆叠的单元电池被称为堆。
燃料电池的电极包括氢离子载体与催化剂的混合物。在制备燃料电池的初始操作中，电化学反应的活性可能较低。
其原因在于，因为反应物的移动路径被堵塞，所以反应物不能够到达催化剂，在初始操作中，形成三相界面的氢离子载体不易被水解，并且难以确保氢离子与电子的连续迁移率。
出于这个原因，为了确保在将燃料电池组装在燃料电池堆中之后的燃料电池的最佳性能，即，包括膜电极组件(包括电极和聚合物电解质膜)以及隔离件的燃料电池的发电总和，需要对燃料电池实施激活和性能评估过程。
激活和性能评估的目的是移除在膜电极组件和燃料电池堆的制备过程中流入的残留杂质、激活并不参与反应的部位、确保移动通道(反应物可在该移动通道中移动至催化剂)，并且通过使包括在聚合物电解质膜和电极中的电解质充分水解而确保氢离子通道。
根据燃料电池制造商，可以各种方式执行燃料电池的激活，但主要激活方法是在特定电压下的长时间操作。
在制备多个燃料电池的堆之后，通过将燃料和氧化剂供应至燃料电池、将从燃料电池产生的电能施加至电负载设备、以及检查电池电压，用于激活燃料电池的常规设备可对燃料电池堆执行激活和性能评估过程。
在燃料电池堆的激活和性能评估过程中，电压测量设备的连接器连接至分别从燃料电池堆的燃料电池突出的接线端，连接至电负载设备的输出电缆连接至燃料电池堆的两侧上的输出接线端，并且用于将流体(例如，氢气、空气、以及冷却剂)供应至燃料电池堆的燃料电池的流体供应管连接至燃料电池堆的歧管。
在将电压测量设备的连接器连接至从燃料电池堆的燃料电池突出的相应接线端的过程中，手动连接连接器与燃料电池的接线端。因此，在常规技术中，因为电压测量设备的连接器手动连接至燃料电池堆的燃料电池的接线端，所以可操作性可能较低，可能过多地浪费连接连接器与接线端所花费的任务时间，并且当将连接器连接至接线端时，可能损坏燃料电池堆。
而且，在将连接至电负载设备的输出电缆连接至燃料电池堆的两侧上的输出接线端的过程中，工人使用螺栓将连接至电负载设备的母线和输出电缆与燃料电池堆的输出接线端接合。因此，在常规技术中，如果工人将输出电缆手动连接至燃料电池堆的输出接线端以及手动使输出电缆与燃料电池堆的输出接线端断开连接，则工人可能暴露于电击的危险。即，尽管停止向燃料电池堆供应氢气和空气，但由于残留在燃料电池堆中的氢气与空气的电化学反应，还是会产生电流。因此，当使输出电缆从输出接线端分离时，工人可能遭遇电击事故。
而且，在使燃料供应管(该燃料供应管用于将流体供应至燃料电池堆的燃料电池)连接至燃料电池堆的歧管的过程中，将燃料电池堆手动地推动并连接至激活设备的流体供应管。因此，在常规技术中，因为将几十千克的燃料电池堆手动地推动并连接至激活设备的流体供应管，所以可操作性差。而且，当流体供应管与燃料电池堆的歧管连接时，难以保证流体供应管与燃料电池堆的歧管之间的气密性。
背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明构思的背景部分的理解，因此，其可能包含并不构成已为该国本领域技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开致力于提供具有下列优点的燃料电池堆的激活装置，该优点为，通过以多通道的方式对燃料电池堆自动地实施激活和性能评估过程，来处理用于燃料电池车辆的自动组装批量生产过程。
而且，本发明构思的示例性实施方式提供具有下列优点的燃料电池堆的激活装置，该优点为，同时自动地连接用于燃料电池堆的电压测量连接器、输出电缆以及流体供应管。
本发明构思的示例性实施方式提供燃料电池堆的激活装置，该激活装置用于对处于已经进入框架的状态的燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程。燃料电池堆的激活装置可包括：i)连接器连接组件，连接器连接组件以电动的方式安装在框架中，以在燃料电池堆的进入方向上进行往复运动，并且连接器连接组件被构造成将多个连接器探针连接至燃料电池堆的电池接线端；ii)输出电缆连接组件，输出电缆连接组件以电动的方式安装在框架中，以在横向于燃料电池堆的第一侧的方向上进行往复运动，并且输出电缆连接组件被构造成将正(+)输出电缆连接至燃料电池堆的第一侧；以及iii)流体供应管件连接组件，流体供应管连接组件以电动的方式安装在框架中，以在横向于燃料电池堆的第二侧的方向上进行往复运动，并且流体供应管连接组件被构造成将负(-)输出电缆连接至燃料电池堆的第二侧并且将流体供应管连接至燃料电池堆的歧管。
根据本发明构思的示例性实施方式的激活装置可在通过载体传输燃料电池堆并且对燃料电池堆执行外观测试之后对设置在至少两个通道中的至少两个燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，多个激活装置可通过燃料电池堆的传输路径介于激活装置之间的方式而彼此间隔开并且设置在两个通道中。
根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置可通过连接器连接组件而自动地连接电池电压测量设备与燃料电池堆的电池接线端，可通过输出电缆连接组件和流体供应管连接组件使电负载设备的输出电缆自动地连接至燃料电池堆的输出接线端，并且可通过流体供应管连接组件使流体供应设备的流体供应管自动地连接至燃料电池堆的歧管。
根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置可通过流体供应管将氢气和空气供应至燃料电池堆的单元电池，可通过输出电缆将由单元电池产生的电能施加给电负载设备，并且可使用电池电压测量设备来测量单元电池的施加给电负载设备的单元电压。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，连接器连接组件可包括：第一可移动体，第一可移动体安装在框架中，以通过第一致动器而在燃料电池堆的进入方向上进行往复运动；近端传感器，近端传感器安装在框架中并且被构造成限制第一可移动体的移动位置；接线端引导件，接线端引导件安装在第一可移动体中，以相对于燃料电池堆的电池接线端而进行往复运动，并且接线端引导件被构造成支撑电池接线端；以及连接单元，连接单元被构造成包括连接至电池接线端的连接器探针，电池接线端布置在接线端引导件中并且安装在第一可移动体中，以进行往复运动。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，接线端引导件可包括导块，导块安装在第一可移动体中，以通过第二致动器而在燃料电池堆的进入方向上进行往复运动。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，可在导块中形成“V”形槽以用于支撑电池接线端。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，可在V形槽中形成插入槽，电池接线端分别插入到插入槽中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，导块安装在第二致动器的连接平台中，以通过第一导杆而移动。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，用于缓冲电池接线端上的支撑压力的缓冲弹簧可安装在位于导块与第二致动器的连接平台之间的第一导杆中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，用于检测与第二致动器的连接平台的接触的第一棒状电池可安装在导块中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，连接单元可包括探针块，探针块安装在第一可移动体中，以通过第三致动器而上下往复运动。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，与电池接线端接触的连接器探针可被连续地布置在探针块中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，探针块可包括安装孔，每个安装孔均的内径均大于连接器探针的外径，并且用于支撑每个连接器探针的一对固定板可通过安装孔而安装在探针块中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，环形构件可牢固地安装在连接器探针中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，环形构件可以特定的间隔与固定板间隔开并且设置在固定板之间。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，每个连接器探针均可包括：外壳构件，外壳构件安装在探针块中；探针销，探针销以上下移动的方式安装在所述外壳构件内；复位弹簧，复位弹簧安装在外壳构件中并且被构造成向探针销施加弹力；以及连接器头，连接器头安装在探针销中，并且连接器头被构造成与每个电池接线端接触且具有支撑电池接线端的“V”形头槽。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，输出电缆连接组件可包括：第二可移动体，第二可移动体安装在框架中，以通过第四致动器而在横向于燃料电池堆方向的第一侧上的侧面的方向上进行往复运动；以及一对第一连接接线端装置，第一连接接线端装置弹性地安装在第二可移动体中并且连接至燃料电池堆的正(+)输出接线端。
在根据本方敏构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，用于支撑燃料电池堆的第一侧上的侧面的一对附接件可安装在第二可移动体中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，每个第一连接接线端装置均可包括：第一电缆连接构件，第一电缆连接构件牢固地安装在第二可移动体中并且通过正(+)输出电缆而连接至电负载设备；第一接线端棒，第一接线端棒从第一电缆连接构件的内部突出至外部，第一接线端棒被安装成在横向于燃料电池堆的第一侧上的侧面的方向上移动，并且第一接线端棒被构造成具有安装在第一接线端棒的突出端处的第一连接接线端；以及第一弹簧，第一弹簧安装在第一电缆连接构件内并且被构造成向第一接线端棒施加弹力。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，第一连接接线端可插入到设置在燃料电池堆的第一侧上的侧面中的每个接线端孔中并且被构造成形成锥形形状的外周缘。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，第四致动器可包括连接至第二可移动体的致动气缸。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，第二可移动体可安装在框架中，以通过一对第二导杆而进行往复运动。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，这一对第二导杆可插入到设置在框架中的一对第一支撑块中并且被构造成引导第二可移动体的移动。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，流体供应管连接组件可包括：第三可移动体，第三可移动体安装在框架中，以通过第五致动器而在横向于燃料电池堆的第二侧的方向上进行往复运动；一对第二连接接线端装置，第二连接接线端装置弹性地安装在第二可移动体中并且连接至燃料电池堆的负(-)输出接线端；以及多个管件连接组件，多个管件连接组件设置在第三可移动体中并且连接至流体供应设备的流体供应管。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，每个第二连接接线端装置均可包括：第二电缆连接构件，第二电缆连接构件牢固地安装在第三可移动体中并且通过负(-)输出电缆而连接至电负载设备；第二接线端棒，第二接线端棒从第二电缆连接构件的内部突出至外部，第二接线端棒被安装成在横向于燃料电池堆的第二侧的方向上移动，并且第二接线端棒被构造成具有安装在第二接线端棒的突出端处的第二连接接线端；以及第二弹簧，第二弹簧安装在第二电缆连接构件内并且被构造成对第二接线端棒施加弹力。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，第二连接接线端可插入到设置在燃料电池堆的第二侧上的侧面中的每个接线端孔中并且被构造成形成锥形形状的外周缘。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，第三可移动体以通过一对第三导杆而进行往复运动的方式安装在框架中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，第三导杆可插入到设置在框架上的一对第二支撑块中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，通过第五致动器而在横向于燃料电池堆的第二侧的方向上进行往复运动的可移动块可安装在框架中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，止动件可分别突出地形成在可移动块的两侧上。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，与止动件接合的止动块可分别安装在第三导杆中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，固定块可牢固地安装在可移动块中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，与固定块接触的第二棒状电池可安装在第三可移动体中。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，流体供应管连接组件还可包括构造成对燃料电池堆的气密性进行测试的气密性测试单元。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，气密性测试单元可包括：空气供应源，空气供应源被构造成将空气供应至管件连接组件；气动调节器，气动调节器被构造成对供应至管件连接组件的空气的压力进行控制；流量计，流量计被构造成测量所供应的空气的流动速率；以及压力传感器，压力传感器被构造成对作用在燃料电池堆内的空气的压力进行检测。
根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置还可包括：电池电压测量设备，电池电压测量设备电连接至连接器连接组件并且被构造成测试燃料电池堆的平均电池电压；以及显示装置，显示装置连接至电池电压测量设备，并且显示装置被构造成基于燃料电池堆的平均电池电压而从控制器接收控制信号且被构造成显示燃料电池堆是否正常。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，连接器连接组件可包括显示器，显示器电连接至连接器探针和接线端引导件，并且显示器被构造成外部地显示电池接线端与连接器探针的电连接。
在根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，显示器可包括LED灯泡，LED灯泡被构造成响应于电信号而发光。
根据本发明构思的示例性实施方式，通过连接器连接组件、输出电缆连接组件和流体供应管连接组件，可以多通道的方式无人地且自动地实施对燃料电池堆的激活和性能评估过程。
而且，在本发明构思的示例性实施方式中，因为不是手动地连接，而是通过自动过程来同时地连接用于燃料电池堆的电压测量连接器、输出电缆、以及流体供应管，所以可灵活处理燃料电池车辆的自动组装批量生产过程。
此外，在本发明构思的示例性实施方式中，因为自动执行对燃料电池堆的激活和性能评估过程，所以可改善可操作性，可以防止燃料电池堆的损坏以及防止工人发生电击事故，并且当供应流体时，可确保流体供应管与燃料电池堆的歧管之间的气密性。
附图说明
参考下列附图来描述本发明构思的示例性实施方式，因此，本发明构思的教导实质不得被解释为限于所附附图。
图1是示意性地示出了根据本发明构思的示例性实施方式所采用的燃料电池堆的激活装置来激活燃料电池堆的过程的框图。
图2A是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置的立体图。
图2B是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置的示意性平面图。
图3是示意性地示出了连接器连接组件的框图，该连接器连接组件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图4是示意性地示出了用于驱动连接器连接组件的可移动体的结构的示图，该结构可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图5是示意性地示出了连接器连接组件的接线端引导件的示图，该接线端引导件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图6是示意性地示出了连接器连接组件的连接单元的示图，该连接单元可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图7是示意性地示出了连接单元的连接器探针的示图，该探头可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图8是示意性地示出了燃料电池堆的示图，该燃料电池堆可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图9是示出了输出电缆连接组件的立体图，该输出电缆连接组件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图10是示意性地示出了用于驱动输出电缆连接组件的可移动体的结构的示图，该结构可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图11是示出了输出电缆连接组件的第一连接接线端装置的示图，该第一连接接线端装置可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图12是示出了流体供应管连接组件的立体图，该流体供应管连接组件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图13是示意性地示出了用于驱动流体供应管连接组件的可移动体的结构的示图，该结构可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
图14是示出了流体供应管连接组件的第二连接接线端装置的示图，该第二连接接线端装置可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的可燃料电池堆的激活装置。
图15是示意性地示出了流体供应管连接组件的气密性测试单元的示图，该气密性测试单元可用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
具体实施方式
在下文中，将参考所附附图更为全面地描述本发明构思，在附图中示出了本发明构思的示例性实施方式。本领域技术人员应当认识到，在不背离本发明构思的精神或者范围的情况下，可通过各种不同的方式修改所描述的实施方式。
为了清晰地描述本发明构思，省去了与该描述无关的部分的描述，并且在附图中，相同附图标记用于指示相同或者类似的部件。
而且，为易于描述，任意示出了附图中所示的各个元件的尺寸和厚度，并且本发明构思并不限于此。在附图中，为清晰起见，放大了部件和区域的厚度。
而且，在下列详细的描述中，因为第一和第二分别具有相同的构造，所以使用诸如第一和第二等词语的原因在于对元件进行区分，并且因此，元件并不限于下列描述中的这种顺序。
此外，在整个说明书中，除非有明确的相反的描述，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包括(comprises)”或者“包括(comprising)”等变形应被理解为默认包括所列出的元件，但并不排除任何其他元件。
而且，在本说明书中描述的诸如“…的单元”、“…的装置”、“…的部件”、以及“…的构件”等每个词语均指执行至少一种功能或操作的综合元件的单元。
图1是示意性地示出了根据本发明构思的示例性实施方式所采用的的燃料电池堆的激活装置来激活燃料电池堆的过程的框图。
参考图1，根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置1用于确保燃料电池堆5的性能，多个燃料电池(以下称为“单元电池”)堆叠在该燃料电池堆中。即，燃料电池堆的激活装置1用于形成燃料电池堆5的单元电池的激活和性能评估。
例如，燃料电池堆的激活装置1可通过将氢气、空气和冷却剂供应至单元电池并且将来自单元电池的特定电压施加至电子负载的方式对膜电极组件执行激活和性能评估过程。
更具体地，燃料电池堆的激活装置1可将氢气、空气和冷却剂供应至燃料电池堆5的单元电池并且将氢气与空气的电化学反应所产生的电能通过输出电缆而从单元电池施加至电负载设备。
而且，燃料电池堆的激活装置1可通过电池电压测量设备来测量施加至电负载设备的单元电池的电池电压并且该激活装置可检查燃料电池堆是否正常。
在制备燃料电池堆5之后，对应用燃料电池堆的激活装置1的燃料电池堆5执行激活和性能评估过程。
下面详细描述了应用燃料电池堆的激活装置1的燃料电池堆5的激活和性能评估过程。首先，在本发明构思的示例性实施方式中，测试通过载体3传输的燃料电池堆5的外观。
在测试燃料电池堆5的外观之后，将燃料电池堆5传输至根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置1。通过激活装置1对燃料电池堆5自动执行激活和性能评估过程。
在这种情况下，在对燃料电池堆5的激活和性能评估过程中，根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置1可被设置在两个通道中。即，根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的多个激活装置1可彼此分离并且设置在两个通道中，其中，燃料电池堆5的传输路径1a介于这两个通道之间。
根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置1被构造成以多通道的方式对燃料电池堆5自动实施激活和性能评估过程。
即，本发明构思的示例性实施方式提供燃料电池堆的激活装置1，该激活装置能够同时自动连接用于燃料电池堆5的电压测量连接器、输出电缆和流体供应管。
图2A是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置的立体图，并且图2B是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置的示意性平面图。
参考图2A和图2B，根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置1可基本包括框架7、连接器连接组件100、输出电缆连接组件200、以及流体供应管连接组件300。
框架7用于支撑下文所描述的各种组成元件，并且该框架可由单个框架或者由分割成两个或多个框架的框架形成。
框架7可包括用于支撑组成元件的各种附接元件，诸如，各个支架、杆、棒、板、外壳、壳体、块、障肋、肋条、轨道、以及柱环。
各种附接元件用于将下文更为详细描述的组成元件安装在框架7中。因此，在本发明构思的示例性实施方式中，除了例外情况，附接元件被统称为框架7。
而且，用于输入燃料电池堆5的移动装置被安装在框架7中，在移动装置中，多个单元电池堆叠到激活任务部分中，或者从激活任务部分中取出燃料电池堆5。
移动装置可包括：驱动装置(未示出)，该驱动装置用于将向前和向后的驱动扭矩提供至燃料电池堆5；以及第一导轨8，该第一导轨用于将燃料电池堆5引导至激活任务部分。
而且，在燃料电池堆5中形成从多个单元电池突出的电池接线端9(在工业中，通常被称为“SVM接线端”)(参考图3)。例如，电池接线端9可以特定的间隔而连续地布置在燃料电池堆5的下部分处。
图3是示意性地示出了连接器连接组件的框图，该连接器连接组件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
参考图2A、图2B和图3，在本发明构思的示例性实施方式中，连接器连接组件100用于自动地连接电池电压测量设备2与燃料电池堆5的电池接线端9，该电池电压测量设备用于测量形成燃料电池堆5的单元电池的平均电池电压。
连接器连接组件100可基本包括第一可移动体10、接线端引导件30、以及连接单元60。
在本发明构思的示例性实施方式中，第一可移动体10形成后文更详细描述的接线端引导件30和连接单元60。以相对于进入框架7的燃料电池堆5往复运动的方式安装第一可移动体10。
第一可移动体10可以这样的方式安装在框架7内，该方式为使得相对于位于燃料电池堆5的基部上的进入框架7的燃料电池堆5的电池接线端9在燃料电池堆5的进入方向(即，水平方向)上往复运动。
即，第一可移动体10可这样的方式安装在框架7内，该方式为使其在燃料电池堆5的通过第一导轨8进入框架7的进入方向上以电动的方式往复运动。
如图4所示，第一可移动体10安装成使得其以这样的方式被第一制动器11移动，该方式为使其在燃料电池堆5的进入方向上在框架7上往复运动。第一可移动体10可被安装成使其沿着位于框架7上的第二导轨13在燃料电池堆5的进入方向上往复运动。
第一致动器11可包括常见的气缸装置，以用于向第一可移动体10提供大气压力或者液压压力的向前和向后驱动扭矩，并且第一致动器可包括常见的可移动装置，以用于通过导螺杆(lead screw)和LM引导件将马达的扭矩转换成直线往复运动。
在这种情况下，用于限制第一可移动体10移动的位置的近端传感器17可安装在框架7中。
近端传感器17用于限制第一可移动体10相对于燃料电池堆5的向前位置。当第一可移动体10到达预定位置时，近端传感器17对预定位置进行检测并且将对应的检测信号输出至控制器90。因此，控制器90可通过将控制信号施加至第一致动器11而使第一可移动体10的移动停止。
如上所述，参考图3，在本发明构思的示例性实施方式中，接线端引导件30用于支撑进入框架7的燃料电池堆5的电池接线端9。
图5是示意性地示出了连接器连接组件的接线端引导件的示图，该接线端引导件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
参考图3和图5，在本发明构思的示例性实施方式中，接线端引导件30可被构造成在第一可移动体10中相对于燃料电池堆5的电池接线端9往复运动。
接线端引导件30可包括导块33，该导块被安装成使其通过第二致动器31而在与第一可移动体10平行的方向上(即，在燃料电池堆的进入方向上)往复运动。
第二致动器31可包括：常见的气缸装置，以用于将大气压力或者液压压力的向前和向后驱动扭矩提供至导块33；以及常见的可移动装置，以用于通过导螺杆和LM引导件将马达的扭矩转换成直线往复运动。
在导块33中形成用于对燃料电池堆5的电池接线端9进行支撑的“V”形支撑槽35。而且，在支撑槽35中形成插入槽37，电池接线端9插入到该插入槽中。
即，当第二致动器31将导块33移动至燃料电池堆5的电池接线端9时，电池接线端9可被引导至导块33的支撑槽35并且被插入到插入槽37中。
在这种情况下，导块33以通过第一导杆39而移动的方式安装在第二致动器31的连接平台中。用于使导块33对电池接线端9的支撑压力缓冲的缓冲弹簧41安装在位于导块33与第二致动器31的连接平台之间的第一导杆39中。
而且，用于检测与第二致动器31的连接平台的接触的第一棒状电池43安装在导块33中。第一棒状电池43检测第二致动器31的连接平台与导块33之间的接触压力并且将相应的检测信号输出至控制器90。
即，当第二致动器31将导块33移动至燃料电池堆5的电池接线端9时，第一棒状电池43通过缓冲弹簧41来缓冲导块33对电池接线端9的支撑压力。当第二致动器31的连接平台与导块33接触时，第一棒状电池43检测该接触并且将检测信号输出至控制器90。因此，控制器90可通过将控制信号应用于第二致动器31而使第二致动器31的操作停止。
参考图3，在本发明构思的示例性实施方式中，连接单元60与燃料电池堆5的电池接线端9接触，并且该连接单元在工业中通常被称为“CVM连接器”。
图6是连接器连接组件的连接单元的示图，该连接单元示意性地示出了根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
参考图3和图6，在本发明构思的示例性实施方式中，连接单元60可包括探针块63，该探针块安装在第一可移动体10中，使得其通过第三致动器61而向上和向下往复运动。
即，在由接线端引导件30的导块33支撑燃料电池堆5的电池接线端9的状态下，可通过第三致动器61使探针块63向下移动。
第三致动器61安装在第一可移动体10中。第三致动器61可包括通过液压压力或者大气压力而向前和向后驱动的常见的致动气缸装置，并且该第三致动器被构造成使探针块63向上和向下往复运动。
与布置成处于被支撑至导块33的状态中的电池接线端9接触(或者连接)的多个连接器探针65安装在探针块63中。
连接器探针65根据燃料电池堆5的电池接线端9以特定的间隔连续地布置在探针块63中。连接器探针65可通过接触的方式连接至燃料电池堆5的电池接线端9。
图7是示意性地示出了连接单元的连接器探针的示图，该连接器探针可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
参考图3、图6和图7，在本发明构思的示例性实施方式中，连接器探针65可以上下移动以及左右移动的方式安装在探针块63中。
为此，探针块63可包括：安装孔66，被构造成其内径大于连接器探针65的外径；以及一对固定板67，这一对固定板被构造成通过安装孔66而支撑连接器探针65。
而且，环形构件69牢固地安装在连接器探针65中。环形构件69以特定的间隔与固定板67间隔开并且设置在这一对固定板67之间。
即，连接器探针65被支撑于固定板67的安装孔66(该安装孔的直径大于连接器探针65的外径)，并且环形构件69安装在这一对固定板67之间。因此，连接器探针65可以向上移动以及向下移动(基于附图)的方式安装在探针块63中。
其原因在于，尽管连接器探针65以预定容差或者位置偏差而被竖直地放置在电池接线端9上，以使得电池接线端9被非均匀的布置，但因为允许连接器探针65上下移动以及左右移动，所以可准确地连接电池接线端9与连接器探针65。
在本发明构思的示例性实施方式中，连接器探针65可包括外壳构件71、探针销73、复位弹簧75、以及连接器头77。
外壳构件71可以上下移动以及左右移动的方式安装在探针块63中。探针销73可被安装成使其在外壳构件71内上下移动并且可突出至外壳构件71的外部。
复位弹簧75向电池接线端9提供接触力。复位弹簧75安装在外壳构件71内并且可向探针销73施加弹力。
而且，连接器头77与燃料电池堆5的电池接线端9充分接触并且可安装在探针销73的端部(即，附图中的底部)处。
在这种情况下，在连接器头77中形成“V”形头槽79以用于引导(或支撑)燃料电池堆5的电池接线端9。
即，如上所述，因为“V”形头槽79形成在连接器头77中，所以连接器探针65可允许探针块63上下移动以及左右移动。
参考图3和图7，根据本发明构思的示例性实施方式的连接器连接组件100还可包括显示器80，以用于外部地显示燃料电池堆5的电池接线端9与连接器探针65之间的电连接。
在本发明构思的示例性实施方式中，显示器80可包括LED灯泡81，该LED灯泡电连接至连接器探针65以及接线端引导件30的导块33并且该LED灯泡被构造成响应于电信号而发光(即，LED光)。
在这种情况下，连接器探针65和导块33可由导电材料制成。当连接器探针65连接(或者接触)至电池接线端9时，LED灯泡81可被供应电力并且可通过发光显示每个连接器探针65与每个电池接线端9之间的连接状态。
而且，如果连接器探针65与电池接线端9彼此未正常接触(或连接)或者单元电池有缺陷，则LED灯泡81不被供应电力并且不发光。因此，LED灯泡81可外部地显示对应电池的故障状态。
在本发明构思的另一示例性实施方式中，如图2A、图2B和图3所示，激活装置包括控制器90以用于控制激活装置1的全部操作。
控制器90可从近端传感器17接收上文提及的检测信号并且控制第一致动器11的驱动，从而能够限制用于燃料电池堆5的第一可移动体10的位置。
而且，当第二致动器31的连接平台与导块33彼此如上文所描述地接触时，控制器90可接收第一棒状电池43的检测信号(即，接触的检测结果)，并且该控制器控制第二致动器31的驱动。
此外，控制器90可通过控制第三致动器61而使探针块63上下往复运动，并且当连接器探针65与电池接线端9彼此接触时，该控制器可将电力施加至显示器80的LED灯泡81。
参考图2A和图2B，在本发明构思的示例性实施方式中，输出电缆连接组件200用于将电负载设备4的正(+)输出电缆4a自动地连接至进入框架7的燃料电池堆5的一侧上的侧面。
在这种情况下，如图8中的(a)所示，输出电缆连接组件200可将电负载设备4的正(+)输出电缆4a(以下参考图2B)自动地连接至设置在燃料电池堆5的一侧上的侧面中的正(+)输出接线端5a。
正(+)输出接线端5a设置在端板5b中，该端板设置在燃料电池堆5的一侧上。接线端孔5c形成在相应的正(+)输出接线端5a中。
图9是示出了输出电缆连接组件的立体图，该输出电缆连接组件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
参考图2A、图2B和图9，在本发明构思的示例性实施方式中，连接器连接组件200可基本包括第二可移动体110和第一连接接线端装置150。
第二可移动体110形成更为详细描述的第一连接接线端装置150，并且第二可移动体可被安装成相对于进入框架7的燃料电池堆5的一侧上的侧面而进行往复运动。
第二可移动体110可被安装成使其在横向于框架7上的燃料电池堆5的一侧的方向上相对于设置在进入框架7的燃料电池堆5的基部上的燃料电池堆5的一侧上的侧面中的端板5b(以下参考图8中的(a))的正(+)输出接线端5a(以下参考图8中的(a))而进行往复运动。
即，第二可移动体110可以这样的方式安装在框架7中，该方式为在横向于燃料电池堆5的一侧的方向上以电动的方式进行往复运动，该燃料电池堆通过第一导杆8进入框架7。
第二可移动体110以这样的方式安装在框架7中，该方式为在横向于燃料电池堆5的一侧的方向上通过第四致动器111进行往复运动。
第四致动器111可包括致动气缸115，以用于通过向第二可移动体110提供向前和向后驱动力而使第二可移动体110在横向于燃料电池堆5的一侧的方向上进行往复运动。例如，致动气缸115可包括气动气缸。
用于对燃料电池堆5的一侧上的侧面进行支撑的一对附接件117安装在第二可移动体110中。当第二可移动体110的前表面通过第四致动器111的向前驱动而紧密附接至燃料电池堆5的一侧上的侧面时，附接件117用于缓冲第二可移动体110的粘附力。
附接件117可由块形式的橡胶材料制成并且附接件可根据燃料电池堆5的一侧上的侧面而牢固地安装在第二可移动体110的前表面的两侧上。
在这种情况下，如图9和图10所示，第二可移动体110连接至第四致动器111的致动气缸115并且第二可移动体在横向于燃料电池堆5的一侧的方向上进行往复运动。第二可移动体110以通过一对第二导杆131而在框架7上进行往复运动的方式被支撑。
这一对第二导杆131连接至第二可移动体110的后表面并且这一对第二导杆被插入到固定在框架7上的一对第一支撑块133中。这一对第二导杆131可引导第二可移动体110的往复运动。
图11是示出了输出电缆连接组件的第一连接接线端装置的示图，该第一连接接线端装置可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置。
参考图9和图11，在本发明构思的示例性实施方式中，第一连接接线端装置150通过横向于燃料电池堆5的一侧移动的第二可移动体110而电连接至燃料电池堆5的正(+)输出接线端5a。
第一连接接线端装置150弹性地安装在第二可移动体110中并且该第一连接接线端装置电连接至设置在燃料电池堆5一侧上的侧面中的端板5b的正(+)输出接线端5a。
第一连接接线端装置150可包括牢固地安装在第二可移动体110中的第一电缆连接构件151、分别安装在第一电缆连接构件151中的第一接线端棒153、以及分别安装在第一电缆连接构件151中的第一弹簧155。
第一电缆连接构件151被构造成圆柱形状，第一电缆连接构件安装在第二可移动体110的后表面中，并且第一电缆连接构件通过正(+)输出电缆4a而连接至电负载设备4(参考图2B)。
每个第一接线端棒153均突出至第一电缆连接构件151内的第二可移动体110的前表面，并且每个第一接线端棒均被安装成在横向于燃料电池堆5的一侧的方向上移动。即，第一接线端棒153被安装成使其通过第一电缆连接构件151内的第二可移动体110的穿透孔157而突出至第二可移动体110的前表面。
电连接至燃料电池堆5的相应正(+)输出接线端5a的第一连接接线端159安装在第一接线端棒153的突出端处。第一连接接线端159分别插入到正(+)输出接线端5a的接线端孔5c中。在每个第一连接接线端159的外周缘表面中形成锥形表面161，使得将第一连接接线端159容易地插入到正(+)输出接线端5a的接线端孔5c中。
用于支撑燃料电池堆5的正(+)输出接线端5a的盘状第一支撑构件163安装在每个第一接线端棒153的突出端侧上。即，当将第一接线端棒153插入到正(+)输出接线端5a的接线端孔5c中时，第一支撑构件163支撑端板5b的正(+)输出接线端5a。
而且，第一弹簧155安装在第一电缆连接构件151内的第一接线端棒153中。第一弹簧155通过第一支撑构件163而对端板5b的正(+)输出接线端5a进行支撑，并且当将第一接线端棒153插入到正(+)输出接线端5a的接线端孔中时，第一弹簧向第一接线端棒153施加弹力。
即，第一接线端棒53可克服第一弹簧155的弹力，第一接线端棒可在第二可移动体110的后方方向上移动，并且第一接线端棒可通过第一连接接线端159而将第一弹簧155的弹力施加给正(+)输出接线端5a。
返回参考图2A和图2B，在本发明构思的示例性实施方式中，流体供应管连接组件300用于将电负载设备4的负(-)输出电缆4b自动地连接至进入框架7的燃料电池堆5另一侧上的侧面，并且用于将流体供应设备6的流体供应管6a自动地连接至燃料电池堆5。
在这种情况下，如图8中的(b)所示，流体供应管连接组件300可将电负载设备4的负(-)输出电缆4b(以下参考图2B)自动地连接至设置在燃料电池堆5另一侧上的侧面中的负(-)输出接线端5d。
负(-)输出接线端5d设置在位于燃料电池堆5另一侧上的端板5b中。接线端孔5e形成在相应的负(-)输出接线端5d中。
而且，燃料电池堆5可包括歧管5m，该歧管连接至流体供应管连接组件300并且被构造成注入或者排出通过流体供应设备6的流体供应管6a供应的氢气、空气以及冷却剂。
图12是示出了流体供应管连接组件的立体图，该流体供应管连接组件可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池的激活装置。
参考图2A、图2B以及图12，在本发明构思的示例性实施方式中，流体供应管连接组件300可基本包括第三可移动体210和第二连接接线端装置250。
第三可移动体210形成后文更为详细描述的第二连接接线端装置250，并且第三可移动体被安装成使其相对于进入框架7的燃料电池堆5的另一侧上的侧面而进行往复运动。
第三可移动体210可被安装成使其在横向于框架7上的燃料电池堆5的另一侧的方向上相对于进入框架7的燃料电池堆5的基部上的(设置在燃料电池堆5的另一侧上的侧面中的)端板5b的负(-)输出接线端5d(以下参考图8中的(b))而进行往复运动。
即，第三可移动体210可以电动方式安装在框架7中，以使其通过第一导轨8而在横向于进入框架7的燃料电池堆5的另一侧的方向上进行往复运动。
第三可移动体210安装在框架7中，使得其通过第五致动器211而在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上进行往复运动。第三可移动体210可被安装成使得通过放置在框架7上的第三导轨213而在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上进行往复运动。
第五致动器211可包括可移动装置，以用于通过导螺杆和LM引导件将马达215的旋转运动转换成直线往复运动。
在这种情况下，如图12和图13所示，第三可移动体210以这样的方式安装在框架7中，该方式为使其通过一对第三导杆231而在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上进行往复运动。第三导杆231连接至第三可移动体210的后表面，并且第三导杆被插入到设置在框架7上的一对第二支撑块233中。第三导杆231可引导第三可移动体210的移动。
而且，可移动块241根据第三可移动体210的后表面而被安装在框架7中，并且该可移动块被构造成通过第五致动器211而在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上进行往复运动。可移动块241在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上能滑动地连接至第三导杆213。
在这种情况下，止动件243以突出的方式一体地形成在可移动块241的两侧上。而且，与止动件243接合的止动块245根据止动件243而分别形成在第三导杆231的端部处。
因此，当第五致动器211使可移动块241从燃料电池堆5的另一侧上的侧面向后移动时，止动件243可与止动块245接合，从而能够向后移动第三可移动体210。
朝向第三可移动体210的后表面的固定块247可被牢固地安装在可移动块241中。当第五致动器211使可移动块241在燃料电池堆5的另一侧的方向上向前移动时，固定块247支撑第三可移动体210的后表面。
即，当第五致动器211使可移动块241在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上向前移动时，固定块247可在推动第三可移动体210的同时使第三可移动体210向前移动。
而且，第二棒状电池249根据固定块247而被安装在第三可移动体210的后表面中，并且第二棒状电池被构造成与固定块247接触。第二棒状电池249用于检测固定块247对第三可移动体210的接触压力。
第二棒状电池249检测与固定块247的接触压力并且将对应的检测信号输出至控制器90(以下参考图2B)。
当第五致动器211使可移动块241向前移动并且通过固定块247而将第三可移动体210的前表面紧密附接至燃料电池堆5的另一侧上的侧面时，第二棒状电池249检测固定块247对第三可移动体210的接触压力并且将对应的检测信号输出至控制器90。
因此，控制器90将施加到燃料电池堆5的另一侧上的侧面的压力与预定参考压力相比较。如果发现施加到燃料电池堆5的另一侧上的侧面的压力超过预定的参考压力，则控制器90可通过将控制信号施加至第五致动器211而使第五致动器211的操作停止。
图14是示出了流体供应管连接组件的第二连接接线端装置的示图，该第二连接接线端装置可应用于根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆。
参考图12和图14，在本发明构思的示例性实施方式中，第二连接接线端装置250用于通过在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上移动的第三可移动体210而将电负载设备4的负(-)输出电缆4b(以下参考图2B)连接至燃料电池堆5的负(-)输出接线端5d。第二连接接线端装置250可电连接至燃料电池堆5的负(-)输出接线端5d。
第二连接接线端装置250弹性地安装在第三可移动体210中，并且第二连接接线端装置电连接至设置在燃料电池堆5的另一侧上的侧面中的端板5b的负(-)输出接线端5d。
第二连接接线端装置250可包括牢固地安装在第三可移动体210中的第二电缆连接构件251、分别安装在第二电缆连接构件251中的第二接线端棒253、以及分别安装在第二电缆连接构件251内的第二弹簧255。
第二电缆连接构件251被配置成圆柱形状，第二电缆连接构件安装在第三可移动体210的后表面中，并且第二电缆连接构件通过负(-)输出电缆4b而连接至电负载设备4(参考图2B)。
第二接线端棒253朝向第二电缆连接构件251内的第三可移动体210的前表面突出，并且第二接线端棒被安装成在横向于燃料电池堆5的另一侧的方向上移动。即，第二接线端棒253被安装成通过第二电缆连接构件251内的第三可移动体210的穿透孔257而朝向第三可移动体210的前表面突出。
第二连接接线端259分别安装在第二接线端棒253的突出端处，并且第二连接接线端电连接至燃料电池堆5的负(-)输出接线端5d。第二连接接线端259分别插入到负(-)输出接线端5d的接线端孔5e中。在每个第二连接接线端259的外周缘表面上形成锥形表面261，使得第二连接接线端259被容易地插入到负(-)输出接线端5d的接线端孔5e中。
盘状的第二支撑构件263被构造成分别支撑燃料电池堆5的负(-)输出接线端5d，并且盘状的第二支撑构件均安装在第二接线端棒253的突出端侧上。即，当将第二接线端棒253插入到负(-)输出接线端5d的接线端孔5e中时，第二支撑构件263对端板5b的负(-)输出接线端5d进行支撑。
而且，第二弹簧255安装在第二电缆连接构件251内的第二接线端棒253中。第二弹簧255通过第二支撑构件263而对端板5b的负(-)输出接线端5d进行支撑。当将第二接线端棒253插入到负(-)输出接线端5d的接线端孔5e中时，第二弹簧255向第二接线端棒253施加弹力。
即，第二接线端棒253可克服第二弹簧255的弹力，第二接线端棒可在第三可移动体210的后方方向上移动，并且第二接线端棒可通过第二连接接线端259而将第二弹簧255的弹力施加给负(-)输出接线端5d。
参考图2A、图2B和图12，在本发明构思的示例性实施方式中，流体供应管连接组件300可包括多个管件连接组件270，该多个管件连接组件设置在第三可移动体210中并且连接至流体供应设备6的流体供应管6a。
管件连接组件270连接至燃料电池堆5的歧管5m(参考图8中的(b))并且管件连接组件被构造成包括流体供应/排出孔，以用于将氢气、空气和冷却剂供应至燃料电池堆5的歧管5m以及从燃料电池堆5中排出氢气、空气和冷却剂。
如图15所示，根据本发明构思的示例性实施方式的流体供应管连接组件300还可包括气密性测试单元290，以用于测试燃料电池堆5的气密性。
气密性测试单元290通过管件连接组件270而将流体供应设备6的流体供应管6a连接至燃料电池堆5的歧管5m。气密性测试单元290用于通过管件连接组件270而将空气注入到燃料电池堆5中并且测试燃料电池堆5的气密性。
气密性测试单元290可包括：空气供应源291，被构造成将空气供应至第三可移动体210的管件连接组件270；气动调节器293，被构造成对供应至管件连接组件270的空气的压力进行控制；流量计295，被构造成测量供应空气的流动速率；以及压力传感器297，被构造成检测在燃料电池堆5内作用的空气的压力。
因此，在本发明构思的示例性实施方式中，在管件连接组件270的流体供应孔打开且流体排放孔关闭的状态下，由空气供应源291供应的空气被注入到管件连接组件270的流体供应孔中。
在这种情况下，可通过气动调节器293将由空气供应源291供应的空气的压力控制在预定的压力，可通过流量计295测量供应空气的流动速率，并且可基于测量值将供应空气控制在预定的流动速率。
此外，压力传感器297检测在燃料电池堆5内作用的空气的压力，并且将对应的检测信号输出至控制器90(参考图2B)。因此，控制器90可将根据检测信号的燃料电池堆5内的实际大气压力与燃料电池堆5内的预定大气压力相比较并且确定燃料电池堆5的气密性是否正常。
同时，如图2B所示，根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置1还可包括显示装置400，以用于基于由电池电压测量设备2测量的燃料电池堆5的平均电池电压而接收来自控制器90的控制信号并且显示燃料电池堆5是否正常。
例如，控制器90可将由电池电压测量设备2测量的燃料电池堆5的平均电池电压与电压参考值相比较并且通过显示装置400显示燃料电池堆5是否正常。
下面参考上文提及的公开附图描述了根据本发明构思的示例性实施方式的如上所述配置的燃料电池堆的激活装置1的操作。
在本发明构思的示例性实施方式中，通过载体3来传输堆叠有多个单元电池的燃料电池堆5。对燃料电池堆5的外观进行测试，并且通过传输路径1a将检查过外观的燃料电池堆5传输至设置在两个通道中的激活装置1。
在这种情况下，燃料电池堆5进入装置1的框架7并且沿着框架7上的第一导轨8进入预定的激活任务区域。
在本发明构思的示例性实施方式中，在燃料电池堆5进入如上所述的激活任务区的状态下，通过连接器连接组件100而自动地连接电池电压测量设备2与燃料电池堆5的电池接线端9。
更具体地，首先，在本发明构思的示例性实施方式中，可通过第一致动器11使第一可移动体10在燃料电池堆5的进入方向上向前移动。
在这种情况下，第一可移动体10沿着框架7上的第二导轨13而向前移动至燃料电池堆5的进入侧。当第一可移动体10到达预定位置时，近端传感器17对其进行检测并且将对应的检测信号输出至控制器90。因此，控制器90通过将控制信号应用于第一致动器11而使第一可移动体10的移动停止。
在这种情况下，在本发明构思的示例性实施方式中，第二致动器31使接线端引导件30的导块33向前移动至燃料电池堆5的电池接线端9的一部分。
当第二致动器31使导块33移动至燃料电池堆5的电池接线端9的一部分时，电池接线端9被引导至导块33的“V”形支撑槽35并且被插入到插入槽37中。
在这种情况下，在本发明构思的示例性实施方式中，当第二致动器31将导块33移动至燃料电池堆5的电池接线端9的一部分时，缓冲弹簧41可缓冲导块33对电池接线端9的支撑压力。
第二致动器31克服缓冲弹簧41的弹力并且使导块33继续移动。在本发明构思的示例性实施方式中，当导块33与第二致动器31的连接平台接触时，第一棒状电池43对该接触进行检测并且将对应的检测信号输出至控制器90。因此，控制器90通过将控制信号应用于第二致动器31而使第二致动器31的操作停止。
如上所述，在本发明构思的示例性实施方式中，在通过接线端引导件30的导块33来支撑燃料电池堆5的电池接线端9的状态下，第三致动器61使连接单元60的探针块63向下移动。
因此，安装在探针块63中的多个连接器探针65与电池接线端9接触，该电池接线端布置成其对导块33进行支撑的状态。在这种情况下，连接器探针65可通过安装在探针销73的端部处的连接器头77而连接至电池接线端9。
在这个过程中，在本发明构思的示例性实施方式中，因为通过固定板67的安装孔66(该安装孔的半径大于连接器探针65的外径)来支撑连接器探针65并且环形构件69牢固地安装在位于这一对对固定板67之间的连接器探针65中，所以可允许连接器探针65相对于探针块63上下移动以及左右移动。
因此，在本发明构思的示例性实施方式中，尽管将连接器探针65以预定的容差或者位置偏差放置在竖直于电池接线端9的方向上，使得电池接线端9被非均匀地布置，但因为允许连接器探针65上下移动以及左右移动，所以可准确地连接电池接线端9与连接器探针65。
而且，因为连接器探针65通过外壳构件71内的复位弹簧75而弹性地支撑探针销73，所以可使连接器头77与电池接线端9的接触力增加。
而且，因为在连接器探针65的连接器头77中形成“V”形头槽79，所以通过头槽79可支撑电池接线端9。如上所述，可允许连接器探针65相对于探针块63而上下移动以及左右移动。
在本发明构思的示例性实施方式中，通过这个过程，输出电缆连接组件200可使电负载设备4的正(+)输出电缆4a自动地连接至设置在燃料电池堆5一侧上的侧面中的正(+)输出接线端5a。
更具体地，首先，在本发明构思的示例性实施方式中，第四致动器111使第二可移动体110在横向于燃料电池堆5一侧的方向上移动。
在这种情况下，可通过插入到第一支撑块133中的第二导杆131来引导第二可移动体110并且使第二可移动体在横向于燃料电池堆5一侧的方向上移动。
因此，第二可移动体110的前表面被紧密地附接至燃料电池堆5一侧上的侧面。由橡胶材料制成的附接件117对燃料电池堆5一侧上的侧面进行支撑。因此，在本发明构思的示例性实施方式中，附接件117可缓冲第二可移动体110与燃料电池堆5一侧上的侧面的紧密粘附力。
如上所述，在本发明构思的示例性实施方式中，当使第二可移动体110的前表面紧密附接至燃料电池堆5一侧上的侧面时，第一连接接线端装置150的第一接线端棒153克服第一弹簧155的弹力并且在第一接线端棒153支撑燃料电池堆5的正(+)输出接线端5a的状态下通过第一支撑构件163而在第二可移动体110的后方方向上移动。
在这种情况下，第一接线端棒153的第一连接接线端159被插入到正(+)输出接线端5a的接线端孔5c中。因为在第一连接接线端159的外周缘表面上形成锥形表面161，所以第一连接接线端159可被容易地插入到正(+)输出接线端5a的接线端孔5c中。
而且，因为第一弹簧155的弹力被施加至第一接线端棒153，所以可利用强大的闭合力(close force)将第一连接接线端159插入到正(+)输出接线端5a的接线端孔5c中并且使第一连接接线端与该接线端孔进行表面接触。
在本发明构思的示例性实施方式中，在这个过程中，流体供应管连接组件300可使电负载设备4的负(-)输出电缆4b自动地连接至设置在燃料电池堆5另一侧上的侧面中的负(-)输出接线端5d并且使流体供应设备6的流体供应管6a自动地连接至燃料电池堆5的歧管5m。
更具体地，在本发明构思的示例性实施方式中，第五致动器211使可移动块241沿着第三导轨213在横向于燃料电池堆5另一侧的方向上向前移动。
因此，固定至可移动块241的固定块247与第二棒状电池249接触，该固定块推动第三可移动体210，并且该固定块使第三可移动体210在横向于燃料电池堆5另一侧的方向上向前移动。
在这种情况下，可通过插入到第二支撑块233中的这一对第三导杆231来引导第三可移动体210并且可使第三可移动体在横向于燃料电池堆5另一侧的方向上移动。
如果使第三可移动体210从燃料电池堆5另一侧上的侧面向后移动，则第五致动器211使可移动块241从燃料电池堆5另一侧上的侧面向后移动。因此，设置在可移动块241中的止动件243与第三导杆231的止动块245接合，从而能够使第三可移动体210向后移动。
如上所述，当使第三可移动体210向前移动并且使第三可移动体210的前表面紧密附接至燃料电池堆5另一侧上的侧面时，固定块247对第二棒状电池249施压。
因此，第二棒状电池249检测固定块247对第三可移动体210的接触压力并且将对应的检测信号输出至控制器90。
因此，控制器90将施加到燃料电池堆5另一侧上的侧面的压力与预定的参考压力相比较。如果发现施加到燃料电池堆5另一侧上的侧面的压力超过预定的参考压力，则控制器90可通过将控制信号应用于第五致动器211而使第五致动器211的操作停止。
如上所述，在本发明构思的示例性实施方式中，当使第三可移动体210的前表面紧密附接至燃料电池堆5另一侧上的侧面时，第二连接接线端装置250的第二接线端棒253克服第二弹簧255的弹力并且在对燃料电池堆5的负(-)输出接线端5d进行支撑的状态下通过第二支撑构件263而在第三可移动体210的后方方向上移动。
在这种情况下，设置在第二接线端棒253中的第二连接接线端259被插入到负(-)输出接线端5d的接线端孔5e中。因为在第二连接接线端259的外周缘表面上分别形成锥形表面261，所以第二连接接线端259可被容易地插入到负(-)输出接线端5d的相应接线端孔5e中。
而且，因为第二弹簧255的弹力被施加至第二接线端棒253，所以第二连接接线端259可被插入到负(-)输出接线端5d的接线端孔5e中并且利用紧密的粘附力使第二连接接线端与接线端孔5e进行表面接触。
如上所述，在将第二连接接线端装置250的第二连接接线端259连接至燃料电池堆5的负(-)输出接线端5d的同时，可将第三可移动体210的管件连接组件270连接至燃料电池堆5的歧管5m。
如上所述，在本发明构思的示例性实施方式中，在通过管件连接组件270将流体供应设备6的流体供应管6a连接至燃料电池堆5的歧管5m之后，将由气密性测试单元290的空气供应源291供应的空气注入到管件连接组件270的流体供应孔中。
在这种情况下，通过气动调节器293可将由空气供应源291供应的空气的压力控制在预定的压力。通过流量计295来测量供应空气的流动速率，使得可基于测量值将其控制在预定的流动速率。
而且，气密性测试单元290的压力传感器297检测在燃料电池堆5内作用的空气的压力并且将对应的检测信号输出至控制器90。因此，控制器90可将根据检测信号的燃料电池堆5内的实际大气压力与燃料电池堆5内的预定大气压力相比较并且确定燃料电池堆5的气密性是否正常。
如上所述，在本发明构思的示例性实施方式中，通过连接器连接组件100可自动地连接用于测量燃料电池堆5的平均电池电压的电池电压测量设备2与燃料电池堆5的电池接线端9。
而且，在本发明构思的示例性实施方式中，通过输出电缆连接组件200可使电负载设备4的正(+)输出电缆4a自动地连接至设置在燃料电池堆5一侧上的侧面中的正(+)输出接线端5a。
此外，在本发明构思的示例性实施方式中，流体供应管连接组件300可使电负载设备4的负(-)输出电缆4b自动地连接至设置在燃料电池堆5另一侧上的侧面中的负(-)输出接线端5d，并且使流体供应设备6的流体供应管6a自动地连接至燃料电池堆5的歧管5m。
在这种情况下，在本发明构思的示例性实施方式中，通过流体供应管连接组件300的管件连接组件270将通过流体供应设备6的流体供应管6a供应的氢气、空气和冷却剂供应至燃料电池堆5。
因此，燃料电池堆5通过氢气与空气的电化学反应而产生电能。通过燃料电池堆5的正(+)输出接线端5a和由输出电缆连接组件200电连接的正(+)输出电缆4a以及燃料电池堆5的负(-)输出接线端5d和由流体供应管连接组件300电连接的负(-)输出电缆4b，将电能施加于电负载设备4。
如上所述，在本发明构思的示例性实施方式中，在将由燃料电池堆5产生的电能施加于电负载设备4的同时，可通过显示器80外部地显示连接器连接组件100的连接器探针65与燃料电池堆5的电池接线端9连接的状态。
即，在本发明构思的示例性实施方式中，连接器探针65、导块33以及显示器80被电连接，并且通过控制器90将电力供应至显示器80。因此，显示器80的LED灯泡81可发光。
如果连接器探针65与电池接线端9未正常地彼此接触(或连接)或者单元电池有缺陷时，则不将电力供应至显示器80的LED灯泡81。因此，可从外部显示对应电池有缺陷的状态。
因此，在本发明构思的示例性实施方式中，使用由显示器80的LED灯泡81产生的光可显示连接器探针65是否分别连接至电池接线端9。
在本发明构思的示例性实施方式中，当通过连接器连接组件100将电池电压测量设备2连接至燃料电池堆5的电池接线端9时，电池电压测量设备2可测量燃料电池堆5的平均电池电压。
如上所述，通过电池电压测量设备2测量的燃料电池堆5的平均电池电压的测量值被发送至控制器90。控制器90可将由电池电压测量设备2测量的燃料电池堆5的平均电池电压与电压参考值相比较，该控制器可确定燃料电池堆5是否正常，并且该控制器可通过显示装置400显示燃料电池堆5是否正常。
依照根据本发明构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置1，通过连接器连接组件100、输出电缆连接组件200、以及流体供应管连接组件300可以多通道方式无人地且自动地实施燃料电池堆5的激活和性能评估过程。
而且，在本发明构思的示例性实施方式中，因为通过自动控制过程可同时连接用于燃料电池堆5的电压测量连接器、输出电缆以及流体供应管，所以可灵活地处理燃料电池车辆的自动组装批量生产过程。
此外，在本发明构思的示例性实施方式中，因为通过自动过程可同时连接用于燃料电池堆5的电压测量连接器、输出电缆以及流体供应管，所以可改善燃料电池堆激活过程的可操作性、可防止燃料电池堆被损坏并且防止工人发生电击事故、并且可确保在供应流体时与燃料电池堆的气密性。
尽管上文已经描述了本发明构思的示例性实施方式，但本发明构思的技术精神并不限于本说明书中提出的示例性实施方式。本领域技术人员应当理解的是，通过在相同技术精神范围内的补充、更改、删除以及添加组成元件，本发明构思的技术精神可容易得出其他示例性实施方式。然而，这些补充、更改、删除以及添加可被理解为落在本发明构思的范围内。

Claims (24)

1.一种燃料电池堆的激活装置，所述激活装置用于对处于已经进入框架的状态的所述燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程，所述激活装置包括：
连接器连接组件，所述连接器连接组件以电动的方式安装在所述框架中，以在所述燃料电池堆的进入方向上进行往复运动，并且所述连接器连接组件被构造成将多个连接器探针连接至所述燃料电池堆的电池接线端；
输出电缆连接组件，所述输出电缆连接组件以电动的方式安装在所述框架中，以在横向于所述燃料电池堆的第一侧的方向上进行往复运动，并且所述输出电缆连接组件被构造成将正输出电缆连接至所述燃料电池堆的所述第一侧；以及
流体供应管连接组件，所述流体供应管连接组件以电动的方式安装在所述框架中，以在横向于所述燃料电池堆的第二侧的方向上进行往复运动，并且所述流体供应管连接组件被构造成将负输出电缆连接至所述燃料电池堆的所述第二侧并且将流体供应管连接至所述燃料电池堆的歧管，
其中，在通过载体传输所述燃料电池堆并且对所述燃料电池堆执行外观测试之后，对设置在至少两个通道中的至少两个所述燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程，
电池电压测量设备与所述燃料电池堆的所述电池接线端通过所述连接器连接组件而自动地连接；
电负载设备的输出电缆通过所述输出电缆连接组件和所述流体供应管连接组件而自动地连接至所述燃料电池堆的输出接线端；并且
流体供应设备的流体供应管通过所述流体供应管连接组件而自动地连接至所述燃料电池堆的所述歧管。
2.根据权利要求1所述的激活装置，其中，多个所述激活装置以所述燃料电池堆的传输路径介于所述激活装置之间的方式而彼此间隔开。
3.根据权利要求1所述的激活装置，其中：
通过所述流体供应管将氢气和空气供应至所述燃料电池堆的单元电池；
通过所述输出电缆将由所述单元电池产生的电能施加给所述电负载设备；并且
通过所述电池电压测量设备来测量所述单元电池施加给所述电负载设备的电池电压。
4.根据权利要求1所述的激活装置，其中，所述连接器连接组件包括：
第一可移动体，所述第一可移动体安装在所述框架中，以通过第一致动器而在所述燃料电池堆的进入方向上进行往复运动；
近端传感器，所述近端传感器安装在所述框架中并且被构造成限制所述第一可移动体的移动位置；
接线端引导件，所述接线端引导件安装在所述第一可移动体中，以相对于所述燃料电池堆的所述电池接线端而进行往复运动，并且所述接线端引导件被构造成支撑所述电池接线端；以及
连接单元，所述连接单元被构造成包括连接至所述电池接线端的连接器探针，所述电池接线端布置在所述接线端引导件中并且安装在所述第一可移动体中，以进行往复运动。
5.根据权利要求4所述的激活装置，其中：
所述接线端引导件包括导块，所述导块安装在所述第一可移动体中，以通过第二致动器而在所述燃料电池堆的进入方向上进行往复运动；
在所述导块中形成有V形槽以用于支撑所述电池接线端；并且
在所述V形槽中形成有插入槽，所述电池接线端分别插入到所述插入槽中。
6.根据权利要求5所述的激活装置，其中：
所述导块安装在所述第二致动器的连接平台中，以通过第一导杆而移动；
用于缓冲所述电池接线端上的支撑压力的缓冲弹簧安装在位于所述导块与所述第二致动器的所述连接平台之间的所述第一导杆中；并且
用于检测与所述第二致动器的所述连接平台的接触的第一棒状电池安装在所述导块中。
7.根据权利要求4所述的激活装置，其中：
所述连接单元包括探针块，所述探针块安装在所述第一可移动体中，以通过第三致动器而上下往复运动；
与所述电池接线端接触的所述连接器探针被连续地布置在所述探针块中，所述探针块包括安装孔，每个所述安装孔的内径均大于所述连接器探针的外径，并且用于支撑每个所述连接器探针的一对固定板通过所述安装孔而安装在所述探针块中；并且
环形构件牢固地安装在所述连接器探针中，其中，所述环形构件以特定的间隔与所述固定板间隔开并且设置在所述固定板之间。
8.根据权利要求7所述的激活装置，其中，每个所述连接器探针均包括：
外壳构件，所述外壳构件安装在所述探针块中；
探针销，所述探针销以上下移动的方式安装在所述外壳构件内；
复位弹簧，所述复位弹簧安装在所述外壳构件中并且被构造成向所述探针销施加弹力；以及
连接器头，所述连接器头安装在所述探针销中，并且所述连接器头被构造成与每个所述电池接线端接触且具有支撑所述电池接线端的“V”形头槽。
9.根据权利要求1所述的激活装置，其中，所述输出电缆连接组件包括：
第二可移动体，所述第二可移动体安装在所述框架中，以通过第四致动器而在横向于所述燃料电池堆的所述第一侧上的侧面的方向上进行往复运动；以及
一对第一连接接线端装置，所述第一连接接线端装置弹性地安装在所述第二可移动体中并且连接至所述燃料电池堆的正输出接线端。
10.根据权利要求9所述的激活装置，其中，用于支撑所述燃料电池堆的所述第一侧上的侧面的一对附接件安装在所述第二可移动体中。
11.根据权利要求9所述的激活装置，其中，每个所述第一连接接线端装置均包括：
第一电缆连接构件，所述第一电缆连接构件固定地安装在所述第二可移动体中并且通过所述正输出电缆而连接至电负载设备；
第一接线端棒，所述第一接线端棒从所述第一电缆连接构件的内部突出至外部，所述第一接线端棒被安装成在横向于所述燃料电池堆的所述第一侧上的侧面的方向上移动，并且所述第一接线端棒被构造成具有安装在所述第一接线端棒的所述突出端处的第一连接接线端；以及
第一弹簧，所述第一弹簧安装在所述第一电缆连接构件内并且被构造成向所述第一接线端棒施加弹力。
12.根据权利要求11所述的激活装置，其中，所述第一连接接线端插入到设置在所述燃料电池堆的所述第一侧上的侧面中的每个接线端孔中并且被构造成形成锥形形状的外周缘。
13.根据权利要求9所述的激活装置，其中，所述第四致动器包括连接至所述第二可移动体的致动气缸。
14.根据权利要求13所述的激活装置，其中：
所述第二可移动体安装在所述框架中，以通过一对第二导杆而进行往复运动；并且
所述一对第二导杆插入到设置在所述框架中的一对第一支撑块中并且被构造成引导所述第二可移动体的移动。
15.根据权利要求1所述的激活装置，其中，所述流体供应管连接组件包括：
第三可移动体，所述第三可移动体安装在所述框架中，以通过第五致动器而在横向于所述燃料电池堆的所述第二侧的方向上进行往复运动；
一对第二连接接线端装置，所述第二连接接线端装置弹性地安装在所述第三可移动体中并且连接至所述燃料电池堆的负输出接线端；以及
多个管件连接组件，所述管件连接组件设置在所述第三可移动体中并且连接至流体供应设备的流体供应管。
16.根据权利要求15所述的激活装置，其中，每个所述第二连接接线端装置均包括：
第二电缆连接构件，所述第二电缆连接构件固定地安装在所述第三可移动体中并且通过所述负输出电缆而连接至电负载设备；
第二接线端棒，所述第二接线端棒从所述第二电缆连接构件的内部突出至外部，所述第二接线端棒被安装成在横向于所述燃料电池堆的所述第二侧的方向上移动，并且所述第二接线端棒被构造成具有安装在所述第二接线端棒的所述突出端处的第二连接接线端；以及
第二弹簧，所述第二弹簧安装在所述第二电缆连接构件内并且被构造成向所述第二接线端棒施加弹力。
17.根据权利要求16所述的激活装置，其中，所述第二连接接线端插入到设置在所述燃料电池堆的所述第二侧上的侧面中的每个接线端孔中并且被构造成形成锥形形状的外周缘。
18.根据权利要求15所述的激活装置，其中：
所述第三可移动体以通过一对第三导杆而进行往复运动的方式安装在所述框架中，并且所述第三导杆插入到设置在所述框架上的一对第二支撑块中；
通过所述第五致动器而在横向于所述燃料电池堆的所述第二侧的方向上进行往复运动的可移动块安装在所述框架中，并且止动件分别突出地形成在所述可移动块的两侧上；并且
与所述止动件接合的止动块分别安装在所述第三导杆中。
19.根据权利要求18所述的激活装置，其中：
固定块牢固地安装在所述可移动块中；并且
与所述固定块接触的第二棒状电池安装在所述第三可移动体中。
20.根据权利要求15所述的激活装置，其中，所述流体供应管连接组件还包括构造成对所述燃料电池堆的气密性进行测试的气密性测试单元。
21.根据权利要求20所述的激活装置，其中，所述气密性测试单元包括：
空气供应源，所述空气供应源被构造成将空气供应至所述管件连接组件；
气动调节器，所述气动调节器被构造成对供应至所述管件连接组件的空气的压力进行控制；
流量计，所述流量计被构造成测量所供应的空气的流动速率；以及
压力传感器，所述压力传感器被构造成对作用在所述燃料电池堆内的空气压力进行检测。
22.根据权利要求1所述的激活装置，所述激活装置还包括：
电池电压测量设备，所述电池电压测量设备电连接至所述连接器连接组件并且被构造成测试所述燃料电池堆的平均电池电压；以及
显示装置，所述显示装置连接至所述电池电压测量设备，并且所述显示装置被构造成基于所述燃料电池堆的平均电池电压而从控制器接收控制信号且被构造成显示所述燃料电池堆是否正常。
23.根据权利要求4所述的激活装置，其中，所述连接器连接组件包括显示器，所述显示器电连接至所述连接器探针和所述接线端引导件，并且所述显示器被构造成在外部显示所述电池接线端与所述连接器探针之间的电连接。
24.根据权利要求23所述的激活装置，其中，所述显示器包括LED灯泡，所述LED灯泡被构造成响应于电信号而发光。
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