DE102007015735A1

DE102007015735A1 - Optische Zellenspannungsüberwachungseinrichtung für Brennstoffzellenstapel

Info

Publication number: DE102007015735A1
Application number: DE102007015735A
Authority: DE
Inventors: Glenn W. Skala; Robert S. Foley
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2027-04-03
Also published as: US7687174B2; DE102007015735B4; US20070231641A1

Abstract

Ein Spannungsüberwachungssystem zum Messen der Spannung der Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel verwendet optische Vorrichtungen, um ein optisches Signal der gemessenen Spannung vorzusehen, wobei eine oder mehrere der Brennstoffzellen die optischen Vorrichtungen betreiben. Eine oberflächenmontierte Vorrichtung ist mit gegenüberliegenden Platten in dem Stapel oder gegenüberliegenden Platten über eine Vielzahl von Zellen in dem Stapel elektrisch gekoppelt. Die oberflächenmontierte Vorrichtung weist einen gebondeten Kontakt und einen Federkontakt auf, um die elektrische Verbindung vorzusehen. Entfernt von dem Stampel ist ein Detektor positioniert, der die optischen Signale aufnimmt und diese zurück in elektrische Signale umwandelt, die die Spannung angeben.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein ein Spannungsüberwachungssystem für einen Brennstoffzellenstapel und insbesondere ein Spannungsüberwachungssystem für einen Brennstoffzellenstapel, das optische Vorrichtungen verwendet, um ein optisches Signal vorzusehen, das die Spannung jeder Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellenstapel angibt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er rein ist und dazu verwendet werden kann, effizient Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu erzeugen. Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyt dazwischen aufweist. Die Anode nimmt Wasserstoffgas auf, und die Kathode nimmt Sauerstoff oder Luft auf. Das Wasserstoffgas wird in der Anode aufgespalten, um freie Wasserstoffprotonen und Elektronen zu erzeugen. Die Wasserstoffprotonen gelangen durch den Elektrolyt an die Kathode. Die Wasserstoffprotonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode, um Wasser zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht durch den Elektrolyt gelangen und werden somit durch eine Last geführt, in der sie Arbeit verrichten, bevor sie an die Kathode geliefert werden.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) stellen eine populäre Brennstoffzelle für Fahrzeuge dar. Die PEMFC weist allgemein eine protonenleitende Festpolymerelektrolytmembran auf, wie eine Perfluorsulfonsäuremembran. Die Anode und die Kathode weisen typischerweise fein geteilte katalytische Partikel, gewöhnlich Platin (Pt), auf, die auf Kohlenstoffpartikeln getragen und mit einem Ionomer gemischt sind. Die katalytische Mischung ist auf entgegengesetzten Seiten der Membran abgeschieden. Die Kombination der katalytischen Anodenmischung, der katalytischen Kathodenmischung und der Membran definiert eine Membranelektrodenanordnung (MEA). MEAs sind relativ teuer herzustellen und erfordern bestimmte Bedingungen für einen effektiven Betrieb.
Typischerweise werden mehrere Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. Beispielsweise kann ein typischer Brennstoffzellenstapel für ein Fahrzeug 200 oder mehr gestapelte Brennstoffzellen aufweisen. Der Brennstoffzellenstapel nimmt Kathodeneingangsgas auf, typischerweise eine Strömung aus Luft, die durch einen Kompressor über den Stapel getrieben wird. Es wird nicht der gesamte Sauerstoff von dem Stapel verbraucht, und ein Teil der Luft wird als ein Kathodenabgas ausgegeben, das Wasser als ein Stapelnebenprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel nimmt auch ein Anodenwasserstoffeingangsgas auf, das in die Anodenseite des Stapels strömt.
Der Brennstoffzellenstapel weist eine Serie von Bipolarplatten auf, die zwischen den verschiedenen MEAs in dem Stapel positioniert sind. Die Bipolarplatten weisen eine Anodenseite und eine Kathodenseite für benachbarte Brennstoffzellen in dem Stapel auf. Auf der Anodenseite der Bipolarplatten sind Anodengasströmungskanäle vorgesehen, die ermöglichen, dass der Anodenreaktand an die jeweilige MEA strömen kann. Auf der Kathodenseite der Bipolarplatte sind Kathodengasströmungskanäle vorgesehen, die ermöglichen, dass das Kathodenreaktandengas an die jeweilige MEA strömen kann. Die Bipolarplatten bestehen aus einem elektrisch leitenden Material, wie rostfreiem Stahl, so dass sie die von den Brennstoffzellen erzeugte Elektrizität aus dem Stapel herausleiten. Die Bipolarplatten weisen auch Strömungskanäle auf, durch die ein Kühlfluid strömt.
Typischerweise wird der Spannungsausgang jeder Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellenstapel so überwacht, dass das System Kenntnis besitzt, wenn eine Brennstoffzellenspannung zu niedrig ist, wodurch ein möglicher Ausfall angegeben wird. Es sei in der Technik zu verstehen, dass, da alle Brennstoffzellen elektrisch in Reihe geschaltet sind, wenn eine Brennstoffzelle in dem Stapel ausfällt, dann der gesamte Stapel ausfällt. Es können bestimmte Abhilfeaktionen für eine ausfallende Brennstoffzelle als eine temporäre Lösung unternommen werden, bis das Brennstoffzellenfahrzeug gewartet werden kann, wie eine Erhöhung der Wasserstoffströmung und/oder Erhöhung der Kathodenstöchiometrie.
Die Brennstoffzellenspannungen werden durch ein Zellenspannungsüberwachungssubsystem gemessen, das einen Draht aufweist, der mit jeder Bipolarplatte in dem Stapel und Endplatten des Stapels verbunden ist, um ein Spannungspotential zwischen den positiven und negativen Seiten jeder Zelle zu messen. Daher weist ein Stapel mit 400 Zellen 401 mit dem Stapel verbundene Drähte auf. Aufgrund der Größe der Teile, der Toleranzen der Teile und der Anzahl der Teile, etc. kann es unpraktisch sein, eine physikalische Verbindung mit jeder Bipolarplatte in einem Stapel mit diesen vielen Brennstoffzellen vorzusehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist ein Spannungsüberwachungssystem zum Messen der Spannung der Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel offenbart, das optische Vorrichtungen verwendet, um ein optisches Signal der gemessenen Spannungen vorzusehen, wobei die Spannung die Leistung zum Betrieb der optischen Vorrichtungen bereitstellt. Eine oberflächenmontierte Vorrichtung ist mit gegenüberliegenden Platten in dem Stapel oder gegenüberliegenden Platten über eine Vielzahl von Brennstoffzellen in dem Stapel elektrisch gekoppelt. Die oberflächenmontierte Vorrichtung weist einen gebondeten Kontakt und einen Federkontakt auf, um die elektrische Verbindung vorzusehen. Die oberflächenmontierte Vorrichtung weist auch eine Schaltung zum Messen der Spannung der Zelle oder der Zellen auf, die als ein optisches Signal durch die optische Vorrichtung übertragen wird. Entfernt von dem Stapel ist ein Detektor positioniert, der die optischen Signale empfängt und diese zurück zu elektrischen Signalen umwandelt, die die Spannung angeben. Wenn eine einzelne optische Vorrichtung für mehr als eine Brennstoffzelle vorgesehen ist, dann kann die Schaltung die Brennstoffzellen abtasten, wobei zu einem beliebigen bestimmten Zeitpunkt ein optisches Signal von einer der Brennstoffzellen geliefert wird.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht einer Vielzahl von Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel, der eine separate optische Vorrichtung aufweist, um ein optisches Signal zu liefern, das die Spannung jeder Brennstoffzelle in dem Stapel angibt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht einer Vielzahl von Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel, der eine optische Vorrichtung aufweist, um ein optisches Signal zu liefern, das die Spannung jeder Brennstoffzelle in dem Stapel angibt, wobei eine einzelne optische Vorrichtung ein optisches Signal für eine Vielzahl der Brennstoffzellen liefert, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
3 ist eine Draufsicht einer Vielzahl von Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel, der ein Spannungsüberwachungssystem aufweist, das die Spannung jeder Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellenstapel misst und ein optisches Signal überträgt, das die gemessene Spannung angibt, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein Spannungsüberwachungssystem gerichtet ist, das eine optische Vorrichtung aufweist, um ein optisches Signal zu liefern, das die Spannung der Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel angibt, ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken.
1 ist eine Draufsicht eines Brennstoffzellenstapels 10, der eine Vielzahl von Brennstoffzellen 12 aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Jede Brennstoffzelle 12 weist eine anodenseitige Diffusionsmediumschicht 14, eine kathodenseitige Diffusionsmediumschicht 16 und eine Membran 18 dazwischen auf. Auf jeder Seite jeder Brennstoffzelle 12 ist eine Bipolarplatte 20 vorgesehen, wobei die Seite der Bipolarplatte 20, die zu der anodenseitigen Diffusionsmediumschicht 14 weist, anodenseitige Reaktandengasströmungskanäle (nicht gezeigt) aufweist, und die Seite der Bipolarplatte 20, die zu einer benachbarten Brennstoffzelle 12 weist, Kathodenreaktandengasströmungskanäle (nicht gezeigt) aufweist. Ferner weisen die Bipolarplatten 20 Kühlfluidströmungskanäle (nicht gezeigt) auf. Auch ist an einem Außenrand jeder Brennstoffzelle 12 eine elastische Dichtung 22 vorgesehen, um die verschiedenen Fluide in dem Stapel 10 zu halten.
Wie oben beschrieben ist, wird die Spannung jeder Brennstoffzelle 12 in dem Brennstoffzellenstapel 10 typischerweise durch elektrisches Koppeln eines Drahtes mit jeder Bipolarplatte 20 und Verwenden einer geeigneten Schaltung überwacht, um das Spannungspotential über die Platten 20 zu messen. Gemäß der Erfindung wird die Spannung jeder Brennstoffzelle 12 durch eine oberflächenmontierte Vorrichtung (SMD) 30 gemessen, die eine optische Vorrichtung 32 aufweist, wie eine lichtemittierende Diode (LED). Die SMDs 30 werden geeignet bemessen, so dass sie in den Spalt zwischen den Bipolarplatten 20 passen, ohne zu bewirken, dass sich die Bipolarplatten 20 jeder Brennstoffzelle 12 biegen. Die SMD 30 weist einen gebondeten Kontakt 34, der mit einer Bipolarplatte 20 elektrisch gekoppelt ist, und einen Federkontakt 36 auf, der mit einer gegenüberliegenden Bipolarplatte 20 elektrisch gekoppelt ist, so dass die Vorrichtung 30 einen guten elektrischen Kontakt mit den gegenüberliegenden Bipolarplatten 20 für jede Brennstoffzelle 12 herstellt. Der gebondete Kontakt 34 kann an der Bipolarplatte 20 durch eine beliebige geeignete Technik befestigt werden, wie Klebstoff, Löten, Schweißen, etc. Der Federkontakt 36 sieht einen elektrischen Kontakt vor, so dass, wenn der Stapel 10 zusammengebaut und komprimiert wird, eine vollständige Schaltung über die Bipolarplatten 20 vorgesehen wird. Der Federkontakt 36 sieht einen guten elektrischen Kontakt vor, während der Verschiedenheit der Toleranzen zwischen den Bipolarplatten 20 entsprochen wird.
Die SMD 30 weist eine Schaltung 38 auf, die das Spannungspotential zwischen den Platten 20 misst. Die Spannung der Brennstoffzelle 12 wird dazu verwendet, die LEDs 32 zu betreiben, um ein optisches Signal zu erzeugen. Fachleuten sind leicht verschiedene Schaltungen offensichtlich, die das Spannungspotential der Brennstoffzellen 12 messen und ein optisches Signal liefern können, das das Spannungspotential angibt. Daher ändert sich, wenn sich der Spannungsausgang einer bestimmten Brennstoffzelle 12 ändert, das optische Signal von der LED 32 dementsprechend. In der Technik existieren viele Techniken, bei denen das optische Signal von der LED 32 eine Angabe des Spannungspotentials vorsehen kann. Beispielsweise kann in einer analogen Version die Intensität des Lichtes von der LED 32 eine Angabe des Spannungspotentials darstellen, wobei das optische Signal proportional zu der Spannung ist. Die Schaltung 38 kann einen Spannungsregler und/oder eine andere Schaltung aufweisen, um die Spannung in einen Pegel umzuwandeln, der von der LED 32 verwendet werden kann. Auch kann die Schaltung 38 ein digitales optisches Signal erzeugen, das beispielsweise frequenzmoduliert ist, um die Spannung zu codieren. Die SMDs 30 können entlang des Randes des Stapels 10 ausgerichtet sein, wie gezeigt ist, oder können entlang des Randes des Stapels 10 verschachtelt sein, um eine Trennung vorzusehen und zu ermöglichen, dass sich jede Platte biegt und einen elektrischen Kontakt aufrecht erhält.
Die meisten LEDs besitzen eine minimale Durchlassspannung von etwa 1,2 Volt, was diese zur Messung einer Spannung einer einzelnen Zelle unpraktisch macht. Somit kann die Schaltung 38 einen Spannungserhöhungswandler in Miniaturform aufweisen, um die gemessene Spannung zu verstärken. Der Regelkreis der Spannungserhöhungswandler kann derart ausgelegt sein, dass ihr Ausgangsstrom der Eingangsspannung folgt, wodurch ermöglicht wird, dass die Intensität der LED 32 mit der Zellenspannung variiert.
2 ist eine Draufsicht eines Brennstoffzellenstapels 40 ähnlich dem Brennstoffzellenstapel 10, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform weist jede zweite Bipolarplatte 20 eine Kerbe auf, um eine gekerbte Platte 42 vorzusehen. Zusätzlich sind die SMDs 30 durch SMDs 44 ersetzt, die die Höhe von zwei Brennstoffzellen 12 überspannen, wobei die Kerbe in den Bipolarplatten 42 den Raum für die SMD 44 vorsieht. Jede SMD 44 weist eine LED 52, einen gebondeten Kontakt 46, einen Federkontakt 48 und eine Schaltung 50 auf. Zusätzlich weisen die SMDs 44 einen Federkontakt 54 in elektrischem Kontakt mit der gekerbten Bipolarplatte 42 auf, wie gezeigt ist, so dass die Spannung der Brennstoffzellen 12, die durch eine einzelne SMD 44 abgedeckt ist, separat gemessen werden kann. Bei anderen Ausführungsformen können die Federkontakte 54 starre Kontakte sein. Die Schaltung 50 kann derart ausgelegt sein, dass sie selektiv das Spannungspotential über eine Brennstoffzelle 12 und dann der anderen Brennstoffzelle misst.
Wenn der Federkontakt 54 für die gekerbte Platte 42 weggelassen wird, dann misst die SMD 44 das Spannungspotential über zwei der Brennstoffzellen 12. Wenn somit eine der Zellen ausfällt, gibt das optische Signal von der LED 52 an, dass eine der Zellen ausgefallen ist und ein potenzielles Problem besteht. Somit kann eine einzelne SMD dazu verwendet werden, das Spannungspotential von mehr als einer einzelnen Brennstoffzelle zu messen. Bei anderen Ausführungsformen können mehr gekerbte Platten vorgesehen sein, so dass die Anzahl von Brennstoffzellen 12, die die SMD überwacht, größer sein kann.
Es kann ein Detektor notwendig sein, um die optischen Signale von den LEDs 32 und 52 zu detektieren. Es existieren viele verschiedene Techniken zur Konstruktion eines derartigen Detektors. Beispielsweise könnte der Detektor zu der Gruppierung von SMDs weisend angebracht sein und das optische Signal von allen LEDs 32 oder 52 auf einmal detektieren. Alternativ dazu können die optischen Signale durch verschiedene Optiken, wie Spiegel, Faseroptik, Prismen, etc. geführt werden, so dass die Lichtintensität jeder LED entfernt, beabstandet von dem Rand der Bipolarplatten 20, erfasst werden kann. Ferner können ein oder mehrere Mikrospiegel, wie diejenigen, die in DLP-Projektoren verwendet werden, gekoppelt mit einer Optik vorgesehen sein, so dass ein Detektor mit einem einzelnen Element verwendet werden kann, wobei der Spiegel dazu verwendet wird, die optischen Signale abzutasten. Ferner könnte eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) dazu verwendet werden, die optischen Signale zu erfassen.
3 ist eine Draufsicht eines Brennstoffzellenstapels 60 ähnlich den Brennstoffzellenstapeln 10 und 40, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. 3 zeigt zwei Ausführungsformen zum Messen der Spannung der Brennstoffzellen 12. Bei einer Ausfüh rungsform sind eine Serie von SMDs 62 miteinander elektrisch gekoppelt, wobei jede SMD 62 eine LED 64 aufweist. Die Serie von SMDs 62 erstreckt sich über mehrere Brennstoffzellen 12 und gekerbte Platten 42. Ein gebondeter Kontakt 66 ist an einem Ende der Serie von SMDs 62 vorgesehen, und ein Federkontakt 68 ist an dem anderen Ende der Serie von SMDs 62 vorgesehen. Zusätzlich ist ein Federkontakt 70 in Kontakt mit den SMDs 62 und den gekerbten Bipolarplatten 42 vorgesehen, wie gezeigt ist. Somit ist eine separate LED 64 für jede Brennstoffzelle 12 vorgesehen, um ein optisches Signal ihres Spannungsausganges vorzusehen.
Bei der anderen Ausführungsform weist der Brennstoffzellenstapel 10 eine Serie von SMDs 74 auf, die eine einzelne LED 76 besitzen, und ist ähnlich der SMD 44. Die Serie von SMDs 70 weist einen gebondeten Kontakt 78, der elektrisch mit einer Bipolarplatte 20 gekoppelt ist, einen Federkontakt 80, der elektrisch mit einer anderen Bipolarplatte 20 gekoppelt ist, und Federkontakte 82 auf, die elektrisch mit gekerbten Bipolarplatten 42 dazwischen gekoppelt sind.
Es ist ein Detektor 90 vorgesehen, um die optischen Strahlen von den LEDs 66 und 72 zu detektieren. Der Detektor 90 weist einen Spiegel 92 und ein CCD-Feld 94 auf. Die optischen Strahlen von den LEDs 64, die proportional zu der Spannung von einzelnen Brennstoffzellen 12 sind, werden von dem Spiegel 92 reflektiert und an ein bestimmtes Pixel oder an eine bestimmte Gruppe von Pixeln auf dem CCD-Feld 94 gelenkt. Das CCD-Feld 94 wandelt die Lichtintensität in ein elektrisches Signal um, das verarbeitet wird, um dieses in eine Zellenspannung umzuwandeln. Die SMDs 74 sind so ausgebildet, dass eine Schaltung darin das Spannungspotential sequentiell von den Brennstoffzellen 12 zu der LED 76 lenkt, die dann den optischen Strahl zu einem Pixel oder einer Gruppe von Pixeln an dem CCD-Feld 94 lenkt. Daher wird zu einem beliebigen gegebenen Zeit punkt eine beliebige der Brennstoffzellen 12, die durch die SMDs 74 detektiert werden, von dem CCD-Feld 94 ausgegeben. Die Anzahl von Zellen, die jede SMD betreiben, kann abhängig davon variieren, welche Spannung erforderlich ist, um eine derartige Vorrichtung zu betreiben, und von dem erwarteten Spannungsbereich, der von den Brennstoffzellen erzeugt wird.
Die vorhergehende Beschreibung offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Fachleute erkennen leicht aus einer derartigen Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen und Ansprüchen, dass verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Variationen darin ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, durchgeführt werden können.

Claims

Brennstoffzellenstapel, mit: einem Stapel von Brennstoffzellen; einer Vielzahl voneinander beabstandeter Bipolarplatten, die die Brennstoffzellen in dem Brennstoffzellenstapel trennen; und zumindest einer Spannungsüberwachungsschaltung, die zwischen und in elektrischem Kontakt mit gegenüberliegenden Bipolarplatten positioniert ist, wobei die zumindest eine Spannungsüberwachungsschaltung eine optische Vorrichtung aufweist, die von einer oder mehreren der Brennstoffzellen angetrieben wird, wobei die Spannungsüberwachungsschaltung die Spannung zumindest einer der Brennstoffzellen misst und die optische Vorrichtung ein optisches Signal aussendet, das die gemessene Spannung angibt.
Stapel nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Spannungsüberwachungsschaltung eine oberflächenmontierte Vorrichtung ist.
Stapel nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Spannungsüberwachungsschaltung einen gebondeten Kontakt, der mit einer Bipolarplatte elektrisch gekoppelt ist, und einen Federkontakt aufweist, der mit der gegenüberliegenden Bipolarplatte elektrisch gekoppelt ist.
Stapel nach Anspruch 1, wobei die optische Vorrichtung eine LED ist.
Stapel nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Spannungsüberwachungsschaltung die Spannung einer Vielzahl benachbarter Brennstoffzellen misst, wobei mit jeder Bipolarplatte in der Serie von Brennstoffzellen ein separater Kontakt elektrisch gekoppelt ist.
Stapel nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Spannungsüberwachungsschaltung eine Vielzahl von Spannungsschaltungen darstellt, wobei eine separate Spannungsüberwachungsschaltung die Spannung jeder Brennstoffzelle überwacht.
Stapel nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Spannungsüberwachungsschaltung eine Vielzahl von Spannungsüberwachungsschaltungen darstellt, wobei eine Spannungsüberwachungsschaltung die Spannung von mehr als einer Brennstoffzelle überwacht.
Stapel nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl von Spannungsüberwachungsschaltungen eine einzelne optische Vorrichtung aufweist, wobei die einzelne optische Vorrichtung eine Spannung von den Brennstoffzellen aufeinander folgend ausgibt.
Stapel nach Anspruch 1, ferner mit einem Detektor zum Detektieren des optischen Signals.
Stapel nach Anspruch 9, wobei der Detektor einen Spiegel zum Reflektieren des optischen Signals aufweist.
Stapel nach Anspruch 9, wobei der Detektor ein Feld einer ladungsgekoppelten Vorrichtung aufweist, das das optische Signal aufnimmt und dieses in ein elektrisches Signal umwandelt.
Brennstoffzellenstapel, mit: einem Stapel von Brennstoffzellen; einer Vielzahl voneinander beabstandeter Bipolarplatten, die die Brennstoffzellen in dem Brennstoffzellenstapel trennen; einer Vielzahl von Spannungsüberwachungsschaltungen, die zwischen und in elektrischem Kontakt mit gegenüberliegenden Bipolarplatten positioniert sind, wobei die Spannungsüberwachungsschaltungen eine oder mehrere optische Vorrichtungen aufweisen, die von einer oder mehreren der Brennstoffzellen angetrieben sind, wobei die Spannungsüberwachungsschaltungen die Spannung der Brennstoffzellen messen und die eine oder die mehreren optischen Vorrichtungen ein optisches Signal aussenden, das die gemessene Spannung angibt; und einem Detektor zum Detektieren der optischen Signale.
Stapel nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Spannungsüberwachungsschaltungen die Spannung von mehr als einer Brennstoffzelle überwacht.
Stapel nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Spannungsüberwachungsschaltungen eine einzelne optische Vorrichtung aufweist, wobei die einzelne optische Vorrichtung eine Spannung von den Brennstoffzellen nacheinander ausgibt.
Stapel nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Spannungsüberwachungsschaltungen oberflächenmontierte Vorrichtungen sind.
Stapel nach Anspruch 12, wobei die Spannungsüberwachungsschaltungen einen gebondeten Kontakt, der mit einer Bipolarplatte elektrisch gekoppelt ist, und einen Federkontakt aufweisen, der mit einer gegenüberliegenden Bipolarplatte elektrisch gekoppelt ist.
Stapel nach Anspruch 12, wobei die optischen Vorrichtungen LEDs sind.
Stapel nach Anspruch 12, wobei der Detektor ein Feld einer ladungsgekoppelten Vorrichtung aufweist, das das optische Signal aufnimmt und dieses in ein elektrisches Signal umwandelt.
Brennstoffzelle mit gegenüberliegenden elektrischen Platten, einer Spannungsmessschaltung, die mit den Platten elektrisch gekoppelt ist, und einer optischen Vorrichtung, wobei die Spannungsmessschaltung die Spannung der Brennstoffzelle misst und die optische Vorrichtung ein optisches Signal aussendet, das die gemessene Spannung darstellt, wobei die optische Vorrichtung von der Brennstoffzelle angetrieben ist.
Brennstoffzelle nach Anspruch 19, wobei die Schaltung einen gebondeten Kontakt, der mit einer Platte elektrisch gekoppelt ist, und einen Federkontakt aufweist, der mit der anderen Platte elektrisch gekoppelt ist.