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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stecker zum Messen der Zellenspannung eines Brennstoffzellenstapels und insbesondere einen Stecker zum Messen der Zellenspannung eines Brennstoffzellenstapels, bei dem ein Verriegelungsansatz einer CPA in eine Verriegelungsnut eines Anschlusses einer Trennplatte so eingeführt wird, dass er verriegelt bleibt, damit ein ungewolltes Freikommen des Steckers aus der Trennplatte eines Stapels aufgrund einer externen Stoßbelastung wie Vibrationen oder einer Kollision des Fahrzeugs verhindert wird.
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(b) Hintergrundtechnik
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Allgemein werden Brennstoffzellen, bei denen es sich um umweltfreundliche Energiequellen mit hohem Wirkungsgrad handelt, zunehmend für verschiedene Anwendungsgebiete eingesetzt, wobei von den verschiedenen Typen von Brennstoffzellen insbesondere eine Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) bei einer niedrigen Temperatur im Verhältnis zu anderen Brennstoffzellen arbeitet, und ein rasches Start- und Ansprechverhalten aufweist, weshalb sie als mobile Stromquelle für Fahrzeuge weiterentwickelt wird.
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Ein Stapel mit Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen wird durch Schichten der Zelleinheiten wie erforderlich gebildet, wobei jede Zelleinheit eine Membranelektrodenbaugruppe (MEA) enthält, die eine Brennstoffelektrode, eine Luftelektrode und einen Polyelektrolytfilm zwischen der Brennstoffelektrode und der Luftelektrode sowie eine Trennplatte enthält, die als Bipolarplatte bezeichnet wird und aus einem Metallmaterial besteht
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Das in einer Zelle erzeugte elektrische Potential beträgt ca. 0,6 V bis 1,3 V, und eine Mehrzahl Zellen werden in Reise so geschichtet, dass die für den Antrieb des Fahrzeugs erforderliche elektrische Spannung erzeugt werden kann.
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Ein Stromabnehmer und eine Kompressionsplatte sind an gegenüberliegenden Seiten der geschichteten Trennplatten angeordnet und eine Traverse wird so installiert, dass sie durch den Stromabnehmer und die Kompressionsplatte verläuft, wodurch der Stapel im zusammengebauten Zustand in der obigen Konfiguration gehalten wird.
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Zur Prüfung der Leistung bzw. des Ausfalls des Stapels in einem Fahrzeug wird die Trennplatte jeder Zelle über einen Stecker und. einen Leiterdraht mit einer Steuerschaltung verbunden (Schaltung mit einer elektronischen Steuereinheit für den Betrieb eines Brennstoffzellensystems in einem Messgerät und einem Fahrzeug) und die Spannung jeder Zelle gemessen.
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Die in den Stecker eingesetzten Anschlüsse ragen an vorgegebenen Stellen einer Seitenfläche der Trennplatte heraus, so dass die Anschlüsse in dem Zustand, in dem eine Stapelbaugruppe fertiggestellt wird, eine Anschlussreihe an der Seitenfläche des Stapels bilden und der Stecker auf der Anschlussreihe installiert wird.
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Da jedoch der Stecker gemäß der verwandten Technik integral ausgebildet ist und eine Länge entsprechend dem gesamten Stapel hat und so hergestellt ist, dass die Anschlüsse sämtlicher Trennplatten in den Stecker eingeführt werden, ist es im Fall einer Fehlausrichtung der Trennplatten bei der Herstellung des Stapels wegen der Fehlausrichtung der Trennplatten unmöglich, den Stecker auf dem Stapel zu installieren. Wenn also bei der Installation des Steckers eine übermäßige Kraft aufgewendet wird, können die Anschlüsse der Trennplatten umgebogen (verformt) oder beschädigt werden.
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Da ferner der Stecker in einem Fahrzeug eingesetzt und Vibrationen oder Stoßbelastungen beim Fahren des Fahrzeugs ausgesetzt ist, kann der Spannungswert nicht genau gemessen werden und sich der Stecker in einem ungünstigen Fall, wenn die Kontakte des Steckers und der Anschlüsse nicht fest sind, aus dem Stapel lösen. Die gemessenen Spannungswerte können z. B. schwanken.
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Zur Lösung der Probleme enthält ein Zellenspannungs-Messstecker für eine Brennstoffzellenstapel eines Fahrzeugs, der in der
Koreanischen Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 10-2010-0058995 , offenbart ist, ein Gehäuse mit einem Anschlusseinführschlitz, in den ein Anschluss einer Mehrzahl Anschlussreihen, die an den Seiten der Trennplatten eines Stapels an dessen Rückseite ausgebildet sind, eingeführt wird, und einer Anschlussklemmen-Einführöffnung, die mit dem Anschlusseinführschlitz in Verbindung steht und an dessen Frontfläche ausgebildet ist; einen Basisrahmen mit einer Durchgangsöffnung, die sich mit der Anschlussklemmen-Einführöffnung deckt; einen TPA-Anschluss, der im Basisrahmen ausgebildet ist und in die TPA-Anschluss-Einführöffnung eingeführt wird; eine Anschlusspositionierungs-Sicherung (terminal positioning assurance (TPA)) mit einem seitlichen Fixierungsende, das an einer Seitenfläche des Basisrahmens ausgebildet und fest an einer Seitenfläche des Gehäuses angebracht ist; einen Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt, der in die Anschlussklemmen-Einführöffnung des Gehäuses durch die Durchgangsöffnung eingeführt und mit dem Anschluss der Trennplatte verbunden ist; und einen Draht-Klemmabschnitt, der mit dem Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt verdrahtet und mit einem Ende eines mit der Steuerschaltung verbundenen Drahtes verbunden ist.
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Allerdings löst sich der in der
Koreanischen Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 10-2010-0058995 offenbarte Zellenspannungs-Messstecker für eine Brennstoffzellenstapel aufgrund von Vibrationen und Stoßbelastungen des Fahrzeugs leicht aus den Trennplatten, was die Zuverlässigkeit des Produktes verschlechtert. Wenn ferner die Trennplatten aus Dünnfilmen mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger bestehen, wird die Kontaktkraft des Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitts geschwächt und die Anschlussklemmen lösen sich leicht von den Anschlüssen der Trennplatten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Zellenspannungs-Messstecker für einen Brennstoffzellenstapel bereit, wobei ein Stecker daran gehindert werden kann, sich unbeabsichtigt aus den Trennplatten eines Stapels selbst im Fall von Vibrationen oder externen Stoßbelastungen des Fahrzeugs zu lösen, indem ein Verriegelungszustand aufrechterhalten wird, bei dem Verriegelungsansätze einer CPA in Verriegelungsnuten von Anschlüssen der Trennplatten eingeführt werden und Verbindungspunkte von Verbindungsteilen der Anschlussklemmen so angeordnet sind, dass sie nicht aufeinander treffen und sich bezüglich einer Kontaktreihe überlappen, so dass sich die Anschlussklemmen nicht unbeabsichtigt aus den Trennplatten lösen, selbst wenn die Trennplatten aus einem ultradünnen Film mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger bestehen, so dass die Zuverlässigkeit des Produktes verbessert werden kann
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Zellenspannungs-Messstecker für einen Brennstoffzellenstapel bereit, wobei dann, wenn der Stecker zum Ersatz eines Bauteils getrennt werden muss, ein Ende eines Trennwerkzeugs in eine Verriegelungsfreigabeöffnung einer CPA eingeführt wird, ohne dass eine Verkleidung abgebaut werden muss, und der Verriegelungszustand der CPA aufgehoben wird, indem die CPA angehoben wird, so dass der Stecker leicht getrennt werden kann.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Zellenspannungs-Messstecker für einen Brennstoffzellenstapel bereitgestellt, der auf Anschlussreihen installiert wird, die von einer Mehrzahl Anschlüssen an Seiten der Trennplatten des Stapels ausgebildet sind, wobei der Zellenspannungs-Messstecker enthält: ein Gehäuse mit an seiner Rückseite ausgebildeten Anschlusseinführschlitzen mit Anschlussklemmen-Einführöffnungen, die mit den Anschlusseinführschlitzen in der Frontfläche in Verbindung stehen, mit TPA-Anschlusseinführöffnungen oberhalb der Anschlussklemmen-Einführöffnungen und mit Verriegelungen, die Verriegelungsnuten in den Anschlüssen der Trennplatten entsprechen; Anschlussklemmen, die jeweils einen Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt haben, der in die Anschlussklemmen-Einführöffnung eingeführt und mit dem Anschluss der Trennplatte verbunden wird, und einen Draht-Klemmabschnitt, der sich vom Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt erstreckt, so dass er einen Draht umgibt; eine Anschlusspositionierungs-Sicherung (TPA), die an der Frontfläche des Gehäuses zur Presspassung der in das Gehäuse einzuführenden Anschlussklemmen angebracht ist; und eine CPA, die mit den Verriegelungsnuten verriegelt wird, während sie selektiv in die Verriegelungen eingeführt wird, um zu verhindern, dass sich das Gehäuse von den Trennplatten löst.
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Gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung, sind Verriegelungsansätze an gegenüberliegenden Seitenflächen der CPA ausgebildet, und Verriegelungsstufen sind an gegenüberliegenden Seite der Verriegelungen so ausgebildet, dass sie an den Verriegelungsansätzen anschlagen.
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Gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung sind eine Mehrzahl Anschläge und eine Mehrzahl Verriegelungsansätze in unteren Abschnitten der Frontfläche der CPA ausgebildet, Anschlagstufen, die mit den Anschlägen in Kontakt kommen, sind an der oberen Oberfläche des Gehäuses ausgebildet, um die Position der CPA vor dem Verriegeln der CPA zu begrenzen, und mit den Verriegelungsansätzen gekoppelte Verriegelungsnuten sind an einer Innenseite des Gehäuses ausgebildet.
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Gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine Verriegelungsfreigabeöffnung zur Aufhebung der Verriegelung der CPA in der Frontfläche der CPA ausgebildet.
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Gemäß eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung hat der Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt erweiterte Verbindungsteile, die mit gegenüberliegenden Seitenflächen des Anschlusses in elastischem Kontakt stehen, so dass die Verbindungspunkte der Verbindungsteile nicht aufeinander treffen und einander bezüglich der Kontaktlinie überlappen.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung sind in gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuses Vertiefungen so ausgebildet, dass sie nicht aufeinander treffen, seitliche Fixierteile sind an gegenüberliegenden Seiten der TPA so ausgebildet, dass sie den Vertiefungen entsprechen, und die seitlichen Fixierteile der TPA greifen in die Vertiefungen des Gehäuses während seines Anbaus ein.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung sind erste Verriegelungsansätze auf den Vertiefungen ausgebildet, um mit den seitlichen Fixierteilen gekoppelt zu werden, zweite Verriegelungsansätze sind auf einer oberen Oberfläche des Gehäuses ausgebildet, obere Fixierteile sind auf oberen Abschnitten der TPA ausgebildet, um mit den zweiten Verriegelungsansätzen gekoppelt zu werden, Fixierstufen sind in einer unteren Oberfläche des Gehäuses in vorgegebenen Abständen ausgebildet, untere Fixierteile, die zwischen die Fixierstufen eingeführt werden, sind auf unteren Abschnitten der TPA ausgebildet, die TPA hat Durchgangsöffnungen, die den Anschlussklemmen-Einführöffnungen entsprechen, und TPA-Anschlüsse, die in die Anschlussklemmen-Einführöffnungen eingeführt worden sind, ragen aus der Innenoberfläche der TPA heraus.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung hat der Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt der Anschlussklemme eine Parallelepiped-Form mit einer offenen Vorderseite, Anschlusseinführschlitzen sind auf der oberen und unteren Oberfläche des Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitts ausgebildet und V-förmige Verbindungsteile befinden sich an den vorderen Enden der linken und rechten Seitenflächen des Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitts, die nach innen weisend gebogen sind.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung sind an den Rückseiten der linken und rechten Seitenflächen des Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitts Lagerungsteile vorgesehen, die nach innen weisend und dann geneigt nach oben gebogen sind.
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Wie oben beschrieben kann verhindert werden, dass sich ein Stecker selbst bei Vibrationen oder einer externen Stoßbelastung des Fahrzeugs unbeabsichtigt aus den Trennplatten eines Stapels löst, indem ein Verriegelungszustand aufrechterhalten wird, bei dem Verriegelungsansätze einer CPA in Verriegelungsnuten der Anschlüsse der Trennplatten eingeführt werden, und die Verbindungspunkte der Verbindungsteile von Anschlussklemmenn so angeordnet werden, dass sie nicht aufeinander treffen und sich bezüglich einer Kontaktlinie überlappen, so dass sich die Anschlussklemmen nicht unbeabsichtigt aus den Trennplatten lösen können, selbst wenn die Trennplatten aus einem ultradünnen Film mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger bestehen, wodurch die Zuverlässigkeit des Produktes erhöht wird.
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Wenn ferner der Stecker zum Ersetzen eines Bauteils getrennt werden muss, wird ein Ende eines Trennwerkzeugs in eine Verriegelungsfreigabeöffnung einer CPA eingeführt, ohne dass eine Verkleidung abgebaut werden muss, und der Verriegelungszustand der CPA wird aufgehoben, indem die CPA angehoben wird, so dass der Stecker leicht getrennt werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele, die in den beiliegenden Zeichnungen nur beispielhaft dargestellt sind, nachstehend ausführlich beschrieben und schränken somit die vorliegende Erfindung nicht ein; es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht, die den Einbauzustand eines Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 eine perspektivische Vorderansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Ansicht von unten des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 eine perspektivische Rückansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Vorderansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Seitenansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2;
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8 eine perspektivische Vorderansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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9 eine perspektivische Explosionsansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 eine Vorderansicht eines Gehäuses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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11 eine Rückansicht des Gehäuses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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12 eine Draufsicht des Gehäuses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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13 eine perspektivische Ansicht eines Anschlussklemme gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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14 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1;
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15A und 15B Schnittansichten zum Vergleich einer herkömmlichen Anschlussklemme und eines Verbindungsteils des Anschlussklemme gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
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16 einen Trennprozess des Steckers.
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Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstäblich sind, da sie eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale zeigen, die für die Grundlagen der Erfindung beispielhaft sind. Die hierin offenbarten spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung die z. B. bestimmte Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen umfassen, werden zum Teil durch die besondere vorgesehene Anwendung und die Umgebungsbedingungen am Einsatzort bestimmt.
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In den Figuren kennzeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird ein Zellenspannungs-Messstecker für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Einbauzustand eines Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine perspektivische Vorderansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine Ansicht von unten des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine perspektivische Rückansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Vorderansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine Seitenansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2. 8 ist eine perspektivische Vorderansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Zellenspannungs-Messsteckers für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine Vorderansicht eines Gehäuses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 ist eine Rückansicht des Gehäuses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 ist eine Draufsicht des Gehäuses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine perspektivische Ansicht einer Anschlussklemme gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 1.
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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist ein Zellenspannungs-Messstecker für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Anschlussreihen installiert, die von einer Mehrzahl Anschlüssen 11 an den Seiten der Trennplatten 10 des Stapels ausgebildet sind, und enthält: ein Gehäuse 110 mit Anschlusseinführschlitzen 111 in der hinteren Oberfläche mit Anschlussklemmen-Einführöffnungen 112, die mit den Anschlusseinführschlitzen 111 in der Frontfläche in Verbindung stehen, mit TPA-Anschluss-Einführöffnungen 113 über den Anschlussklemmen-Einführöffnungen 112 und mit Verriegelungen 114, die Verriegelungsnuten 11a in den Anschlüssen 11 der Trennplatten 10 entsprechen; Anschlussklemmen 120 mit jeweils einem Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt 121, der in die Anschlussklemmen-Einführöffnungen 112 eingeführt und mit dem Anschluss 11 der Trennplatte 10 verbunden wird, und einen Draht-Klemmabschnitt 122, der sich vom Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt 121 erstreckt und einen Draht umgibt; eine Anschlusspositionierungs-Sicherung (TPA) 130, die an der Frontfläche des Gehäuses 110 für den Presssitz der in das Gehäuse 110 eingeführten Anschlussklemmen 120 installiert ist; und eine CPA 140, die beim selektiven Einführen in die Verriegelungen 114 mit den Verriegelungsnuten 11a verriegelt wird, um zu verhindern, dass sich das Gehäuse 110 von den Trennplatten 10 löst.
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Genauer ausgedrückt hat der Zellenspannungs-Messstecker 100 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl Anschlüsse 11, die an den Seiten der Trennplatten 10 des Stapels ausgebildet sind, so dass er auf den von den Anschlüssen 11 gebildeten Anschlussreihen installiert werden kann, und das Gehäuse 110 mit den Anschluss-Einführschlitzen 111 an seiner Rückseite.
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Die Anschlussklemmen 112, die mit den Anschluss-Einführschlitzen 111 in Verbindung stehen, sind an der Frontfläche des Gehäuses 110 ausgebildet und TPA-Anschluss-Einführöffnungen 113 sind in oberen Abschnitten der Anschlussklemmen-Einführöffnungen 112 ausgebildet. Die den Verriegelungsnuten 11a in den Anschlüssen 11 der Trennplatten 10 entsprechenden Verriegelungen 114 sind in einer oberen Oberfläche des Gehäuses 110 ausgebildet.
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Der Zellenspannungs-Messstecker 100 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Mehrzahl Anschlussklemmen 120.
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Jeder der Anschlussklemmen 120 hat einen Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt 121, der in die Verbindungsanschluss-Einführöffnung 112 eingeführt und mit dem Anschluss 11 der Trennplatte 10 verbunden wird, und einen Draht-Klemmabschnitt 122, der sich vom Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt 121 aus so erstreckt, dass er einen Draht umgibt.
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Der Zellenspannungs-Messstecker 100 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ferner eine TPA 130, die an der Frontfläche des Gehäuses 110 für den Presssitz der in das Gehäuse 110 eingeführten Anschlussklemmen 120 installiert ist.
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Der Zellenspannungs-Messstecker 100 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ferner eine beim selektiven Einführen in die Verriegelungen 114 mit den Verriegelungsnuten 11a verriegelte CPA 140, um zu verhindern, dass sich das Gehäuse 110 von den Trennplatten 10 löst.
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Verriegelungsansätze 141 sind an gegenüberliegenden Seitenflächen der CPA 140 und Verriegelungsstufen 114 an gegenüberliegenden Seite der Verriegelungen 114 so ausgebildet, dass sie an den Verriegelungsansätzen 141 anschlagen.
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Eine Mehrzahl Anschläge 142 und eine Mehrzahl Verriegelungsansätze 143 sind auf unteren Abschnitten der Frontfläche der CPA 140 und Anschlagstufen 115, die mit den Anschlägen 142 in Kontakt kommen, auf einer oberen Oberfläche des Gehäuses 110 ausgebildet, um die Position der CPA 140 festzulegen, bevor die CPA 140 verriegelt wird.
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Die mit den Verriegelungsansätzen 143 gekoppelten Verriegelungsnuten 116 sind an der Innenseite des Gehäuses 110 ausgebildet.
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Eine Verriegelungsfreigabeöffnung 144 zur Aufhebung der Verriegelung der CPA 140 ist in der Frontfläche der CPA 140 ausgebildet.
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Der Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt 121 hat erweiterte Verbindungsteile 121a und 121b, die mit gegenüberliegenden Seitenflächen des Anschlusses 11 in elastischem Kontakt stehen, so dass die Verbindungspunkte P1 und P2 der Verbindungsteile 121a und 121b nicht aufeinander treffen und einander bezüglich einer Kontaktlinie L überlappen.
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Vertiefungen 110a sind in gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuses 110 so ausgebildet, dass sie nicht aufeinander treffen, seitliche Fixierteile 131 sind auf gegenüberliegenden Seiten der TPA 130 so ausgebildet, dass sie den Vertiefungen 110a entsprechen, und die seitlichen Fixierteile 131 der TPA 130 werden während der Montage auf den Vertiefungen 110a des Gehäuses 110 befestigt.
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Erste Verriegelungsansätze 110b sind auf den Vertiefungen 110a zum Koppeln mit den seitlichen Fixierteilen 131, zweite Verriegelungsansätze 117 auf einer oberen Oberfläche des Gehäuses 110 und obere Fixierteile 132 auf oberen Abschnitten der TPA 130 so ausgebildet, dass sie mit den zweiten Verriegelungsansätzen 117 gekoppelt werden.
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Fixierstufen sind auf einer unteren Oberfläche des Gehäuses 110 in vorgegebenen Abständen ausgebildet und untere Fixierteile 133, die zwischen den Fixierstufen 118 eingeführt sind, sind an unteren Abschnitten der TPA 130 ausgebildet. Die unteren Fixierteile 133 sind mit dritten Verriegelungsansätzen 119 verriegelt (gekoppelt).
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Die TPA 130 hat Durchgangsöffnungen 135, die den Anschlussklemmen-Einführöffnungen 112 entsprechen, und TPA-Anschlüsse 134, die in die Anschlussklemmen-Einführöffnungen 112 werden, ragen aus der Innenfläche der TPA 130 hervor.
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Der Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitt 121 des Anschlussklemme 120 hat eine Parallelepipedform mit einer offenen Frontseite, Anschluss-Einführschlitze S sind in einer oberen und einer unteren Oberfläche des Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitts 121 ausgebildet und die vorderen Enden der linken und rechten Seitenfläche des Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitts 121 haben V-förmige Verbindungsteile 121a, die nach innen weisend gebogen sind.
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Die Rückseiten der linken und rechten Seite des Anschlussklemmen-Verbindungsabschnitts 121 haben Lagerteile 121b, die nach innen und dann schräg nach oben verlaufend gebogen sind.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise des Zellenspannungs-Messsteckers 100 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wenn die TPA 130 an der Frontfläche des Gehäuses 110 angeordnet und dann nach vorne bewegt wird, wenn die TPA 130 in das Gehäuse 110 eingebaut wird, werden zuerst die unteren Fixierteile 133 der TPA 130 zwischen die zwei Fixierstufen 118 an der unteren Oberfläche des Gehäuses 110 eingeführt und die unteren Fixierteile 133 der TPA 130 mit den Verriegelungsansätzen 119 verriegelt.
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Dann werden die seitlichen Fixierteile 131 der TPA 130 an den Vertiefungen 110a an gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuses 110 angebracht und mit den ersten Verriegelungsansätzen 110b und die oberen Verriegelungsteile 132 der TPA 130 mit den zweiten Verriegelungsansätzen 117 auf der oberen Oberfläche des Gehäuses 110 verriegelt.
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Die Anschlussklemmen 120 werden in die Durchgangsöffnungen 135 der TPA 130 und die Anschlussklemmen-Einführöffnungen 112 des Gehäuses 110 eingeführt, wobei die Lagerteile 121b an der Innenseite des Gehäuses 110 anschlagen und von den TPA-Anschlüssen 134 der TPA blockiert werden, so dass die Anschlussklemmen 120 selbst im Fall von Vibrationen oder externen Stoßbelastungen daran gehindert werden, aus dem Gehäuse 110 herausgezogen zu werden.
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Wenn der zusammengebaute Stecker 110 an den Trennplatten 10 des Stapels zu installieren ist, werden die Trennplatten 10 des Stapels in die an der Rückseite des Gehäuses 110 ausgebildeten Anschluss-Einführschlitze 111 eingeführt, und die Verriegelungen 114 werden mit den in den Anschlüssen 11 der Trennplatten 10 ausgebildeten Verriegelungsnuten 11a zur Deckung gebracht.
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Wenn die CPA 140 in die Verriegelungen 114 des Gehäuses 110 eingeführt wird, kommen dann die Anschläge 142 und die Verriegelungsansätze 143 der CPA 140 mit dem Anschlag 142 in Kontakt, wobei dann, wenn die CPA 140 nach unten gedrückt wird, die Verriegelungsansätze 143 mit den Verriegelungsnuten 116 des Gehäuses 110 verriegelt werden, so dass die CPA 140 nicht bewegt werden kann.
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Auf diese Weise wird der Verriegelungszustand der Verriegelungsansätze 143 der CPA 140, bei dem die Verriegelungsansätze 143 in die Verriegelungsnuten 11a des Gehäuses 110 eingeführt sind, aufrechterhalten, so dass verhindert werden kann, dass sich der Stecker 100 auch bei Vibrationen oder Stoßbelastungen des Fahrzeug von den Trennplatten 10 des Stapels löst, wodurch die Produktzuverlässigkeit erhöht werden kann.
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Da ferner bei den Anschlussklemmen 40 gemäß der verwandten Technik die Verbindungspunkte P der Verbindungsteile 41ca und 41da so angeordnet sind, dass sie einander berühren, wird die Kontaktkraft zwischen den Verbindungsteilen 41ca und 41cd erheblich gemindert, so dass sich der Stecker unbeabsichtigt aus den Trennplatten 10 löst, wenn die Anschlüsse 11 der Trennplatten 10 ultradünne Filme mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger sind (siehe 15A). Da jedoch beim Zellenspannungs-Messstecker 100 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verbindungspunkte P1 und P2 der Verbindungsteile 121a und 121b der Anschlussklemmen 120 so angeordnet sind, dass sie nicht aufeinander treffen und sich bezüglich einer Kontaktlinie L überlappen, werden die Verbindungsteile 121a und 121b durch eine höhere Kontaktkraft (mit einem Pfeil angedeutet) elastisch gelagert, wenn die Anschlüsse 11 der Trennplatten 10 in die Anschluss-Einführschlitze S eingeführt werden. Somit werden die Anschlussklemmen 120 selbst dann nicht unbeabsichtigt aus den Trennplatten 10 gezogen, wenn die Trennplatten 10 aus einem ultradünnen Film mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger bestehen, so dass die Produktzuverlässigkeit erhöht werden kann (siehe 15B).
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Wenn wie in 16 dargestellt der Stecker 100 zum Ersetzen eines Bauteils zu trennen ist, wird zuerst ein Trennwerkzeug 200 in eine Öffnung eines Verkleidung P eingeführt, ein Ende des Trennwerkzeugs 200 wird in die Verriegelungsfreigabeöffnung 144 einer CPA eingeführt und der Verriegelungszustand der CPA wird aufgehoben, indem die CPA 140 angehoben wird, so dass der Stecker 100 leicht getrennt werden kann.
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Wie oben beschrieben wird verhindert, dass sich der Stecker 100 selbst im Fall von Vibrationen oder einer externen Stoßbelastung des Fahrzeugs unbeabsichtigt aus den Trennplatten 10 eines Stapels lost, indem ein Verriegelungszustand aufrechterhalten wird, bei dem Verriegelungsansätze 143 einer CPA 140 in Verriegelungsnuten 11a der Anschlüsse von Trennplatten eingeführt werden, und Verbindungspunkte P1 und P2 von Anschlussteilen 121a und 121b der Anschlussklemmen 120 so angeordnet sind, dass sie nicht aufeinander treffen und einander relativ zu einer Kontaktlinie L überlappen, wodurch sich die Anschlussklemmen 120 nicht unbeabsichtigt aus den Trennplatten 10 lösen können, selbst wenn die Trennplatten 10 aus einem ultradünnen Film mit der Dicke von 0,1 mm oder weniger bestehen, so dass die Produktzuverlässigkeit erhöht werden kann.
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Wenn ferner der Stecker 100 zum Auswechseln eines Bauteils getrennt werden muss, wird ein Ende eines Trennwerkzeugs 200 in eine Verriegelungsfreigabeöffnung 144 einer CPA eingeführt, ohne eine Verkleidung P abzubauen, und der Verriegelungszustand der CPA wird aufgehoben, indem die CPA 140 angehoben wird, so dass der Stecker 100 leicht getrennt werden kann.
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Obwohl ein Zellenspannungs-Messstecker für einen Brennstoffzellenstapel gemäß der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels beschrieben worden ist, liegt es auf der Hand, dass die vorliegende Erfindung auch für andere Gebiete als Brennstoffzellenstapel angewendet werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2010-0058995 [0010, 0011]
