DE102015217821A1 - Aktivierungsvorrichtung für einen Brennstoffzellenstapel - Google Patents

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Abstract

Eine Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellen, die Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge an den Brennstoffzellenstapel automatisch durchführt, wenn die Brennstoffzellenstapel in einen Rahmen eingeführt sind, weist auf: i) einen Verbinderverbindungsaufbau, der in den Rahmen auf eine elektrisch-angetriebene Weise, und zwar auf eine solche Weise installiert ist, dass er in der Eingangsrichtung des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbar ist, und der dazu geeignet ist, eine Mehrzahl von Verbindersonden mit Zellenanschlüssen des Brennstoffzellenstapels zu verbinden, ii) einen Ausgangskabelverbindungsaufbau, der in den Rahmen auf eine elektrisch-angetriebene Weise, und zwar auf eine solche Weise installiert ist, dass er in einer Richtung quer zu einer ersten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbar ist, und der dazu geeignet ist, positive (+) Ausgangsanschlüsse mit der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels zu verbinden und iii) einen Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau, der in dem Rahmen auf eine elektrisch-angetriebene Weise installiert ist, und zwar auf eine solche Weise, dass er in einer Richtung quer zu einer zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbar ist, und der dazu geeignet ist, negative (–) Ausgangskabel mit der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels zu verbinden und eine Fluidzuführleitung mit dem Verteiler des Brennstoffzellenstapels zu verbinden.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patent Anmeldung Nr. 10-2014-0175099 , die am 8. Dezember 2014 beim Korean Intellectual Property Office eingereicht worden ist, wobei deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Aktivierungssystem für einen Brennstoffzellenstapel. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Aktivierungsvorrichtung für einen Brennstoffzellenstapel, die dazu geeignet ist, eine Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge für einen Brennstoffzellenstapel bzw. einen Brennstoffzellenstack automatisch zu implementieren.
  • HINTERGRUND
  • Im Allgemeinen weist eine Brennstoffzelle eine Elektrode zum Erzeugen einer elektrochemischen Reaktion mit einem Kraftstoff und einem Oxidationsmittel, eine Polymerelektrolytmembran zum Übertragen von Protonen, die durch die Reaktion erzeugt werden, und einen Separator (gemeinhin in der Industrie als "Separationsplatte" bezeichnet) zum Stützen der Elektrode und der Polymerelektrolytmembran auf.
  • Eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle hat als Brennstoffzelle für ein Fahrzeug besondere Aufmerksamkeit erhalten. Die Polymerelektrolytbrennstoffzelle weist im Vergleich zu anderen Typen von Brennstoffzellen Vorteile auf, dass sie eine hohe Effizienz und hohe Stromdichte und Ausgabedichte bzw. Leistungsdichte aufweist, eine kurze Startzeit aufweist, nicht korrodiert und dass sie nicht einen Elektrolyten steuern muss, da sie einen Polymerelektrolyten verwendet.
  • In der globalen Fahrzeugindustrie wird ferner aktive Forschung zu Polymerelektrolytbrennstoffzellen betrieben, weil die Polymerelektrolytbrennstoffzelle eine umweltfreundliche Leistungsquelle darstellt, die als Abgas lediglich Wasser abgibt.
  • Die Polymerelektrolytbrennstoffzelle kann elektrische Energie erzeugen, während Wasser und Wärme erzeugt werden, und zwar durch eine elektrochemische Reaktion zwischen Kraftstoff, einschließlich Wasserstoff, und einem Oxidationsmittel, wie Luft.
  • Das heißt, zugeführter Kraftstoff wird in der Polymerelektrolytbrennstoffzelle in dem Katalysator der Anode in Protonen und Elektronen getrennt bzw. geteilt, und die getrennten Protonen werden durch eine Polymerelektrolytmembran zu der Kathode übertragen. Auf diese Weise werden die getrennten Protonen mit einem zugeführten Oxidationsmittel und Elektronen kombiniert, die durch einen externen Leiter aufgenommen werden, wodurch elektrische Energie erzeugt wird, während Wasser erzeugt wird.
  • Um in einer tatsächlichen Brennstoffzelle für ein Fahrzeug ein hohes Potential zu erzielen, werden Einheitszellen in Abhängigkeit des benötigten Potentials gestapelt. Die gestapelten Einheitszellen werden als ein Stapel bzw. als ein Stack bezeichnet.
  • Die Elektrode einer Brennstoffzelle weist eine Mischung von Wasserstoffionenträgern und einen Katalysator („catalyst“) auf. Bei einer anfänglichen Betätigung, nachdem eine Brennstoffzelle hergestellt worden ist, kann die Aktivität von elektrochemischen Reaktionen niedrig sein.
  • Der Grund dafür liegt darin, dass Reaktionsmittel den Katalysator nicht erreichen können, weil der Bewegungspfad der Reaktionsmittel verstopft ist, wobei die Wasserstoffionenträger, die eine Dreiphasengrenze bilden, in der anfänglichen Betätigung nicht in einfacher Weise hydrolysiert werden, und es ist schwierig, die kontinuierliche Mobilität von Wasserstoffionen und Elektronen zu sichern.
  • Aus diesem Grund muss ein Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgang an den Brennstoffzellen ausgeführt werden, um eine maximale Leistung der Brennstoffzellen zu sichern, nachdem die Brennstoffzellen in einen Brennstoffzellenstapel zusammengesetzt worden sind, das heißt einem elektrischen Erzeugungsaggregat der Brennstoffzellen, das einen Membranelektrodenaufbau mit einer Elektrode und einer Polymerelektrolytmembran und einen Separator aufweist.
  • Ein Ziel der Aktivierungs- und Leistungsbeurteilung liegt darin, zurückgebliebene Verunreinigungen zu entfernen, die in einem Herstellungsprozess eines Membranelektrodenaufbaus und eines Brennstoffzellenstapels strömen, Stellen zu aktivieren, die nicht zu einer Reaktion beitragen, einen Bewegungsdurchgang zu sichern, in welchem sich Reaktionsmittel zu einem Katalysator bewegen können, und einen Wasserstoffionendurchgang zu sichern, indem ein Elektrolyt in der Polymerelektrolytmembran und einer Elektrode ausreichend hydrolysiert werden.
  • Die Aktivierung von Brennstoffzellen wird in Abhängigkeit von Brennstoffzellenherstellern auf unterschiedlichen Weisen durchgeführt, ein Hauptaktivierungsverfahren ist aber eine Langzeitbetätigung bei einer spezifischen Spannung.
  • Nachdem ein Stapel mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen hergestellt worden ist, kann übliche Ausrüstung zum Aktivieren von Brennstoffzellen Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge an der Brennstoffzelle durchführen, indem Kraftstoff und ein Oxidationsmittel zu den Brennstoffzellen zugeführt werden, von den Brennstoffzellen erzeugte elektrische Energie an eine elektronische Lasteinrichtung angelegt wird, und Zellspannungen überprüft werden.
  • Beim Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgang des Brennstoffzellenstapels werden die Verbinder einer Spannungsmessausrüstung mit Anschlüssen verbunden, die jeweils von den Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels hervorstehen, ein Ausgangskabel, das mit einer elektronischen Lasteinrichtung verbunden ist, wird mit den Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels auf beiden Seiten verbunden, und eine Fluidzuführleitung zum Zuführen von Fluiden (zum Beispiel Wasserstoff, Luft, und ein Kühlmittel) zu den Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels wird mit dem Verteiler ("manifold") des Brennstoffzellenstapels verbunden.
  • Beim Vorgang des Verbindens der Verbinder der Spannungsmessausrüstung mit den jeweiligen Anschlüssen, die von den Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels hervorstehen, werden die Verbinder und Anschlüsse der Brennstoffzellen manuell verbunden. Dementsprechend ist bei der konventionellen Technik, da die Verbinder der Spannungsmessausrüstung manuell mit den Anschlüssen der Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels verbunden werden, eine Verarbeitbarkeit möglicherweise eingeschränkt, eine Zeitdauer, die zum Verbinden der Verbinder und der Anschlüsse in Anspruch genommen wird, kann exzessiv lang sein, und der Brennstoffzellenstapel kann beschädigt werden, wenn die Verbinder mit den Anschlüssen verbunden werden.
  • Darüber hinaus bringt eine Arbeitskraft beim Vorgang des Verbindens des Ausgangskabels, das mit der elektronischen Lasteinrichtung verbunden ist, mit den Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels auf beiden Seiten eine Stromschiene und das Ausgangskabel, das mit der elektronischen Lasteinrichtung verbunden ist, unter Verwendung von Bolzen mit den Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels in Eingriff. Dementsprechend kann eine Arbeitskraft bei der konventionellen Technik einer Gefahr eines elektrischen Schocks ausgesetzt sein, wenn er oder sie das Ausgangskabel manuell mit den Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels verbindet oder dieses manuell davon löst. Das heißt, obwohl die Zufuhr von Wasserstoff und von Luft zu dem Brennstoffzellenstapel gestoppt ist, wird ein elektrischer Strom erzeugt aufgrund einer elektrochemischen Reaktion von Wasserstoff und von Luft, die in dem Brennstoffzellenstapel zurückbleiben. Dementsprechend kann deine Arbeitskraft beim Trennen des Ausgangskabels von den Ausgangsanschlüssen einen Stromschlagunfall erfahren.
  • Ferner wird die Brennstoffzelle beim Vorgang des Verbindens der Fluidzuführleitung zum Zuführen eines Fluids zu den Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels mit dem Verteiler des Brennstoffzellenstapels manuell gedrückt und mit der Fluidzuführleitung der Aktivierungsausrüstung verbunden. Dementsprechend ist bei einer konventionellen Technik, da der Brennstoffzellenstapel mit mehreren zehn Kilogramm manuell gedrückt und mit der Fluidzuführleitung der Aktivierungsausrüstung verbunden wird, eine Verarbeitbarkeit verschlechtert. Darüber hinaus ist es schwierig, eine Luftdichtigkeit zwischen der Fluidzuführleitung und dem Verteiler des Brennstoffzellenstapels zu sichern, wenn sie verbunden werden.
  • Die vorstehende Information, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart ist, dient lediglich der Förderung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Information enthalten, die nicht Stand der Technik bildet, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Rahmen einer Anstrengung konzipiert, die Aktivierungsvorrichtung von Brennstoffzellenstapeln zu schaffen, mit dem Vorteil der Realisierung eines automatischen Montagemassenherstellungsverfahrens für ein Brennstoffzellenfahrzeug, indem Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge für Brennstoffzellen gemäß einem Mehrkanalweg bzw. mit mehreren Kanälen automatisch implementiert werden.
  • Ferner schaffen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel mit einem Vorteil des simultanen, automatischen Verbindens eines Spannungsmessverbinders, einem Ausgangskabel und einer Fluidzuführleitung für Brennstoffzellenstapel.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel zum automatischen Durchführen von Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgängen an der Brennstoffzelle in einem Zustand, in welchen die Brennstoffzellenstapel in bzw. auf einem Rahmen („frame“) aufgenommen worden sind. Die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel kann aufweisen: i) einen Verbinderverbindungsaufbau, der in bzw. auf den Rahmen auf eine elektrisch angetriebene Weise derart montiert ist, dass er in der Eingangsrichtung des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbar ist und dazu geeignet ist, eine Mehrzahl von Verbindersonden bzw. Verbinderfühlern bzw. Verbindersonden ("connector probes") mit Zellenanschlüssen des Brennstoffzellenstapels zu verbinden, ii) einen Ausgangskabelverbindungsaufbau, der in bzw. auf dem Rahmen auf eine elektrisch angetriebene Weise derart montiert ist, dass er in einer Richtung quer zu einer ersten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbar ist und dazu geeignet ist, positive (+) Ausgangskabel mit der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels zu verbinden und iii) einem Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau, der in bzw. auf dem Rahmen auf eine elektrisch angetriebene Weise derart montiert ist, dass er in einer Richtung quer zu einer zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbar ist und dazu geeignet ist, negative (–) Ausgangskabel mit der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels zu verbinden und eine Fluidzuführleitung mit dem Verteiler ("manifold") des Brennstoffzellenstapels zu verbinden.
  • Die Aktivierungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge an zumindest zwei Brennstoffzellenstapeln, die in zumindest zwei Kanälen bzw. Reihen angeordnet sind, automatisch ausführen, nachdem die Brennstoffzellenstapel durch einen Träger übertragen worden sind und ein Test der äußeren Erscheinung bzw. ein äußerer Erscheinungstest an den Brennstoffzellenstapeln ausgeführt worden ist.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können eine Mehrzahl der Aktivierungsvorrichtungen zueinander beabstandet sein, wobei ein Übertragungspfad der Brennstoffzellenstapel zwischen den Aktivierungsvorrichtungen eingefügt ist und in zwei Kanälen bzw. Reihen angeordnet ist.
  • Die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Zellspannungsmessgerät und die Zellanschlüsse der Brennstoffzellenstapel mittels des Verbinderverbindungsaufbaus automatisch verbinden, kann die Ausgangskabel eines elektronischen Lastgeräts bzw. von elektronischen Lastgeräten automatisch mit den Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels mittels des Ausgangskabelverbindungsaufbaus und des Fluidzuführleitungsverbindungsaufbaus verbinden, und kann die Fluidzuführleitung eines Fluidzuführgeräts mit dem Verteiler des Brennstoffzellenstapels mittels des Fluidzuführleitungsverbindungsaufbaus automatisch verbinden.
  • Die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann den Einheitszellen des Brennstoffzellenstapels durch die Fluidzuführleitung Wasserstoff und Luft zuführen, kann elektrische Energie, die durch die Einheitszellen erzeugt wird, durch das Ausgangskabel an das elektronische Lastgerät anlegen, und kann die Zellspannungen der Einheitszellen, welche an das elektronische Lastgerät angelegt werden, unter Verwendung des Zellspannungsmessgeräts messen.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Verbinderverbindungsaufbau einen ersten beweglichen Körper, der in bzw. auf dem Rahmen auf eine solche Weise montiert ist, dass er sich in der Eingangsrichtung des Brennstoffzellenstapels mittels eines ersten Aktuators hin- und her bewegen kann, einen Näherungssensor, der in dem Rahmen montiert und dazu geeignet ist, die Bewegungsstelle des ersten beweglichen Körpers zu begrenzen, eine Anschlussführung, die in dem ersten beweglichen Körper auf eine solche Weise montiert ist, dass sie sich in Bezug auf die Zellanschlüsse der Brennstoffzellenstapel hin- und her bewegen kann und dazu geeignet ist, die Zellanschlüsse zu stützen, und eine Verbindungseinheit aufweisen, die dazu geeignet ist, die Verbindersonden aufzuweisen, die mit den Zellanschlüssen verbunden sind, welche in der Anschlussführung angeordnet sind und in dem ersten beweglichen Körper auf eine solche Weise montiert sind, dass sie sich hin- und her bewegen.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anschlussführung einen Führungsblock aufweisen, der in dem ersten beweglichen Körper auf eine solche Weise montiert ist, sodass er durch einen zweiten Aktuator in der Eingangsrichtung des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbar ist.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die "V"-förmigen Vertiefungen bzw. "V"-förmigen Nuten zum Stützen der Zellanschlüsse in dem Führungsblock ausgebildet sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Einführvertiefungen bzw. Einführnuten, in welche die Zellanschlüsse jeweils eingeführt sind, in den Stützvertiefungen bzw. Stütznuten ausgebildet sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Führungsblock an der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators auf eine solche Weise angebracht sein, sodass er sich mittels der ersten Führungsschiene bzw. Führungsstange („guide bar“) bewegt.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Ausgleichsfeder bzw. Pufferfeder zum Puffern eines Stützdrucks an den Zellanschlüssen in der ersten Führungsschiene zwischen dem Führungsblock und der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators montiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine erste Stabzelle („rod cell“) zum Erfassen eines Kontakts mit der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators in dem Führungsblock montiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verbindungseinheit einen Sondenblock ("probe block") aufweisen, der in dem ersten beweglichen Körper auf eine solche Weise montiert ist, sodass er sich durch einen dritten Aktuator aufwärts und abwärts hin- und her bewegt.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die mit den Zellanschlüssen in Kontakt gebrachten Verbindersonden konsekutiv bzw. nacheinander in dem Sondenblock angeordnet sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Sondenblock Montagelöcher aufweisen, die einen Innendurchmesser aufweisen, der größer ist als der Außendurchmesser der Verbindersonde bzw. Verbinderprobe („connector probe“), und ein Paar von Befestigungsplatten zum Stützen von jeder der Verbindersonden kann durch das Montageloch in dem Sondenblock installiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Ringelement fest in bzw. an der Verbindersonde installiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Ringelement in einem bestimmten Abstand von den Befestigungsplatten beabstandet und zwischen den Befestigungsplatten angeordnet sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jede der Verbindersonden ein äußeres Schalenelement, das in dem Sondenblock installiert ist, einen Sondenstift bzw. Taststift ("probe pin"), der in dem äußeren Schalenelement auf eine solche Weise installiert, sodass er sich aufwärts und abwärts bewegt, eine Rückstellfeder, die in dem äußeren Schalenelement installiert ist und dazu geeignet ist, eine elastische Kraft auf den Tast- bzw. Sondenstift auszuüben, und einen Verbinderkopf aufweisen, der in dem Sondenstift installiert ist und dazu geeignet ist, mit jedem der Zellanschlüsse in Kontakt zu gelangen und eine "V"-förmige Kopfvertiefung bzw. Kopfnut aufzuweisen, die den Zellanschluss stützt bzw. abstützt.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Ausgangskabelverbindungsaufbau einen zweiten beweglichen Körper, der in dem Rahmen auf eine solche Weise montiert ist, sodass er mittels eines vierten Aktuators in der Richtung quer zu der Seitenfläche auf der ersten Seite der Brennstoffzellenstapelrichtung hin- und her bewegbar ist, und ein Paar von ersten Verbindungsanschlussgruppen aufweisen, die in bzw. an dem zweiten beweglichen Körper elastisch installiert und mit den positiven (+) Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels verbunden sind.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Paar von Anbauteilen bzw. Anhängen ("attachments") zum Stützen der Seitenflächen auf der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels in bzw. an dem zweiten beweglichen Körper installiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jede der ersten Verbindungsanschlussgruppen ein erstes Kabelverbindungselement, das in dem zweiten beweglichen Körper fest installiert ist und mit einem elektronischen Lastgerät durch die positiven (+) Ausgangskabel verbunden ist, einen ersten Anschlussstab („terminal rod“), der von der Innenseite des ersten Kabelverbindungselements zu der Außenseite hervorsteht und der auf eine solche Weise installiert ist, sodass er sich in der Richtung quer zu der Seitenfläche auf der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels bewegt und dazu geeignet ist einen ersten Verbindungsanschluss aufzuweisen, der bei dem hervorstehenden Ende des ersten Anschlussstabs installiert ist, und eine erste Feder aufweisen, die in dem ersten Kabelverbindungselement installiert ist und dazu geeignet ist, eine elastische Kraft auf den ersten Anschlussstab auszuüben.
  • In der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der erste Verbindungsanschluss in jedes der in der Seitenfläche an der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels vorgesehenen Anschlusslöcher eingeführt werden und dazu ausgebildet sein, einen Außenumfang mit einer verjüngten Form auszubilden.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der vierte Aktuator einen Betätigungszylinder aufweisen, der mit dem zweiten bewegbaren Körper verbunden ist.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite bewegbare Körper in dem Rahmen auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich mittels eines Paars von zweiten Führungsschienen hin- und her bewegt.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Paar von zweiten Führungsschienen in ein Paar von ersten Stützblocks eingeführt sein, die in bzw. an dem Rahmen vorgesehen sind und dazu geeignet sind, eine Bewegung des zweiten bewegbaren Körpers zu führen.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Fluidzuführrohrverbindungsaufbau bzw. der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau einen dritten bewegbaren Körper, der in bzw. an dem Rahmen auf eine solche Weise installiert ist, dass er sich mittels eines fünften Aktuators in der Richtung quer zu der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegt, ein Paar von zweiten Verbindungsanschlussgruppen, die in dem dritten bewegbaren Körper elastisch installiert sind und zu den negativen (–) Ausgabeanschlüssen der Brennstoffzellenstapel verbunden sind, und eine Mehrzahl von Rohrverbindungsanordnungen aufweisen, die in dem dritten bewegbaren Körper vorgesehen sind und mit dem Fluidzuführrohr bzw. der Fluidzuführleitung eines Fluidzuführgeräts verbunden sind.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jede der zweiten Verbindungsanschlussgruppen ein zweites Kabelverbindungselement, das in dem dritten bewegbaren Körper fest installiert ist und durch die negativen (–) Ausgangskabel mit einem elektronischen Lastgerät verbunden ist, einen zweiten Anschlussstab ("second terminal rod"), der von der Innenseite des zweiten Kabelverbindungselements nach außen hervorsteht und der auf eine solche Weise installiert ist, dass er sich in der Richtung quer zu der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels bewegt, und der dazu geeignet ist, einen zweiten Verbindungsanschluss aufzuweisen, der bei dem hervorstehenden Ende des zweiten Anschlusstabs installiert ist, und eine zweite Feder aufweisen, die in dem zweiten Kabelverbindungselement installiert ist und dazu geeignet ist, eine elastische Kraft auf den zweiten Anschlussstab auszuüben.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Verbindungsanschluss in jedes der an einer Seitenfläche einer zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels vorgesehenen Anschlusslöcher eingeführt sein und dazu geeignet sein, einen Außenumfang mit einer verjüngten Form auszubilden.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der dritte bewegbare Körper in bzw. an dem Rahmen auf eine solche installiert sein, dass er sich mittels eines Paars von dritten Führungsschienen hin- und her bewegt.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die dritten Führungsschienen in ein Paar von zweiten Stützblocks eingeführt sein, die an dem Rahmen vorgesehen sind.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können mittels des fünften Aktuators in der Richtung quer zu der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegbare bewegliche Blocks in bzw. an dem Rahmen installiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Stoppelemente jeweils an beiden Seiten der bewegbaren Blocks auf eine solche Weise ausgebildet sein, dass sie hervorstehen.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Stoppblocks, die mit den Stoppelementen in Eingriff stehen, jeweils in bzw. an den dritten Führungsschienen installiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Befestigungsblock fest in den bewegbaren Blocks installiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine mit dem Befestigungsblock in Kontakt stehende zweite Stabzelle in dem dritten bewegbaren Körper installiert sein.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Fluidzuführrohrverbindungsaufbau ferner eine Luftdichtheitstesteinheit aufweisen, die dazu geeignet ist, eine Luftdichtheit bzw. Luftdichtigkeit bzw. Luftundurchlässigkeit des Brennstoffzellenstapels zu testen.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Luftdichtheitstesteinheit eine Luftzuführquelle, die dazu geeignet ist, Luft zu dem Rohrverbindungsaufbau bzw. Leitungsverbindungsaufbau zuzuführen, einen pneumatischen Regler, der dazu geeignet ist, einen Druck der zu dem Rohrverbindungsaufbau zugeführten Luft zu steuern, einen Durchflussmesser, der dazu geeignet ist, eine Strömungsrate der zugeführten Luft zu messen, und einen Drucksensor aufweisen, der dazu geeignet ist, einen Luftdruck zu erfassen, der in dem Brennstoffzellenstapel wirkt.
  • Die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Zellspannungsmessgerät, das elektrisch mit dem Verbinderverbindungsaufbau verbunden ist und dazu geeignet ist, die durchschnittliche Zellspannung des Brennstoffzellenstapels zu testen, und ein Anzeigeelement bzw. eine Anzeigeeinrichtung aufweisen, das bzw. die mit dem Zellspannungsmessgerät verbunden ist und dazu geeignet ist, ein Steuersignal von einer Steuerung auf Basis der durchschnittlichen Zellspannung des Brennstoffzellenstapels zu empfangen und anzuzeigen, ob der Brennstoffzellenstapel normal ist.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Verbinderverbindungsaufbau eine Anzeige aufweisen, die elektrisch mit den Verbindersonden und den Anschlussführungen verbunden ist und dazu geeignet ist, eine elektrische Verbindung mit den Zellanschlüssen und den Verbindersonden extern anzuzeigen.
  • Bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anzeige ein LED-Leuchtmittel bzw. eine LED-Birne aufweisen, das bzw. die zum Emittieren von Licht als Reaktion auf ein elektrisches Signal geeignet ist.
  • Gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Aktivierungs- und Leistungsauswertungsvorgänge für Brennstoffzellenstapel automatisiert bzw. unbemannt, d.h. ohne Bedienperson, und mittels des Verbinderverbindungsaufbaus, des Ausgangskabelverbindungsaufbaus und des Fluidzuführrohrverbindungsaufbaus auf eine Mehrkanal-Weise bzw. mit mehreren Kanälen automatisch implementiert werden.
  • Darüber hinaus kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein automatisches Montagemassenherstellungsverfahren für ein Brennstoffzellenfahrzeug flexibel gehandhabt werden, weil der Spannungsmessverbinder, das Ausgangskabel, und das Fluidzuführrohr bzw. die Fluidzuführleitung für Brennstoffzellen nicht manuell verbunden werden, sondern durch einen automatisierten Prozess simultan verbunden werden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zudem, da Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge für Brennstoffzellenstapel automatisch ausgeführt werden, eine Bearbeitbarkeit verbessert werden, es kann gegen Schaden an einem Brennstoffzellenstapel und gegen einen elektrischen Schockunfall eines Arbeiters vorgebeugt werden, und eine Luftdichtigkeit zwischen dem Fluidzuführrohr und dem Verteiler eines Brennstoffzellenstapels kann gesichert werden, wenn ein Fluid zugeführt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Um beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, wird Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen genommen, und daher sollte der technische Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht als auf die begleitenden Zeichnungen beschränkt ausgelegt werden.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Vorgang einer Aktivierung von Brennstoffzellenstapel schematisch zeigt, bei dem eine Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • 2A ist eine Perspektivansicht, welche die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2B ist ein schematischer Grundriss, der die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das einen Verbinderverbindungsaufbau schematisch zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 4 ist ein Diagramm, das eine Struktur zum Antrieb des bewegbaren Körpers des Verbinderverbindungsaufbaus schematisch zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 5 ist ein Diagramm, welches die Anschlussführung des Verbinderverbindungsaufbaus schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 6 ist ein Diagramm, welches die Verbindungseinheit des Verbinderverbindungsaufbaus schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 7 ist ein Diagramm, welches die Verbindersonde der Verbindungseinheit schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 8 ist ein Diagramm, das einen Brennstoffzellenstapel zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 9 ist eine Perspektivansicht, die einen Ausgangskabelverbindungsaufbau zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 10 ist ein Diagramm, das eine Struktur zum Antrieb des bewegbaren Körpers eines Ausgangskabelverbindungsaufbaus schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 11 ist ein Diagramm, welches die erste Verbindungsanschlussgruppe des Ausgangskabelverbindungsaufbaus zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 12 ist eine Perspektivansicht, die einen Fluidzuführrohrverbindungsaufbau zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 13 ist ein Diagramm, das eine Struktur zum Antrieb des bewegbaren Körpers des Fluidzuführrohrverbindungsaufbaus schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 14 ist ein Diagramm, welches die zweite Verbindungsanschlussgruppe des Fluidzuführrohrverbindungsaufbaus zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 15 ist ein Diagramm, welches die Luftdichtheitstesteinheit des Fluidzuführrohrverbindungsaufbaus schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Hiernach wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung illustriert sind. Wie der Fachmann verstehen wird, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen abgewandelt werden, alles ohne den Rahmen und Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Um die vorliegende Erfindung klarer zu beschreiben, wird eine Beschreibung von Teilen, die sich nicht auf die Beschreibung beziehen, weggelassen und dieselben Bezugszeichen werden durch die Zeichnung hin verwendet, um dieselben oder entsprechende Teile zu bezeichnen.
  • Darüber hinaus sind die Größe und Dicke von all den in den Zeichnungen dargestellten Elementen zur Vereinfachung der Beschreibung zufällig illustriert, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. In den Zeichnungen wurden die Dicken von Teilen und Bereichen zur Förderung der Klarheit vergrößert.
  • Ferner ist der Grund dafür, dass in der nachstehenden detaillierten Beschreibung Begriffe, wie der/die/das erste und der/die/das zweite, zum Unterscheiden zwischen Elementen verwendet werden, dass der/die/das erste und der/die/das zweite jeweils dieselbe Konstruktion aufweisen, und daher sind die Elemente in der nachstehenden Beschreibung nicht darauf beschränkt, eine solche Reihenfolge aufzuweisen.
  • In der gesamten Beschreibung sind, wenn nicht explizit gegenteilig angegeben, das Wort "aufweist" und Variationen wie "aufweisend" oder "weist auf" so zu verstehen, dass sie das Vorhandensein von angegebenen Elementen angeben, nicht aber den Ausschluss von irgendwelchen weiteren Elementen.
  • Darüber hinaus bezeichnet jeder der Begriffe wie "...einheit", "...mittel", "...teil", und "...element", wie in der Beschreibung beschrieben, eine Einheit eines umfassenden Elements, welches mindestens eine Funktion oder Betätigung ausführt.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Vorgang der Aktivierung von Brennstoffzellen schematisch zeigt, bei dem die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 1, wird die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine Leistung eines Brennstoffzellenstapels 5 zu sichern, bei dem eine Mehrzahl von Brennstoffzellen (hiernach als "Einheitszellen" bezeichnet) gestapelt sind. Das heißt die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel wird für die Aktivierung und für die Beurteilung von Einheitszellen verwendet, welche den Brennstoffzellenstapel 5 bilden.
  • Die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel kann beispielsweise eine Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge an einem Membranelektrodenaufbau auf eine solche Weise durchführen, dass Wasserstoff, Luft, und ein Kühlmittel zu Einheitszellen zugeführt werden und eine spezifische Spannung von einer Einheitszelle an eine elektrische Last angelegt wird.
  • Spezifischer kann die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel Wasserstoff, Luft und ein Kühlmittel zu den Einheitszellen des Brennstoffzellenstapels 5 zuführen und elektrische Energie, die von den Einheitszellen durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Luft erzeugt wird, durch ein Ausgangskabel an ein elektronisches Lastgerät zuführen.
  • Ferner kann die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel durch ein Zellspannungsmessgerät die Zellspannungen von Einheitszellen messen, die an das elektronische Lastgerät angelegt werden, und kann überprüfen, ob der Brennstoffzellenstapel normal ist.
  • Die Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge für den Brennstoffzellenstapel 5, bei dem die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel eingesetzt wird, werden durchgeführt, nachdem der Brennstoffzellenstapel 5 hergestellt worden ist.
  • Die Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge für den Brennstoffzellenstapel 5, bei dem die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel eingesetzt wird, werden nachstehend detailliert beschrieben. Zuerst wird bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine äußere Erscheinung des Brennstoffzellenstapels 5, der durch einen Träger 3 übermittelt bzw. umgelagert wird, geprüft.
  • Nachdem die äußere Erscheinung des Brennstoffzellenstapels 5 geprüft worden ist, wird der Brennstoffzellenstapel 5 zu der Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übermittelt bzw. transferiert.
  • Die Aktivierungs- und die Leistungsbeurteilungsvorgänge werden durch die Aktivierungsvorrichtung 1 automatisch an dem Brennstoffzellenstapel 5 ausgeführt.
  • In diesem Fall kann die Aktivierungsvorrichtung 1 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in zwei Kanälen („channels“) bzw. Reihen in den Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgängen für den Brennstoffzellenstapel 5 angeordnet sein. Das heißt, eine Mehrzahl der Aktivierungsvorrichtungen 1 für einen Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann voneinander getrennt sein und in zwei Kanälen angeordnet sein, wobei ein Übertragungspfad 1a für den Brennstoffzellenstapel 5 dazwischen eingefügt ist.
  • Die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dazu geeignet, die Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge für den Brennstoffzellenstapel 5 mittels mehrerer Kanäle ("multiple channel manner") automatisch zu implementieren.
  • Das heißt, beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel, die dazu geeignet ist, automatisch einen Spannungsmessverbinder, ein Ausgangskabel, und eine Fluidzuführleitung für den Brennstoffzellenstapel 5 simultan zu verbinden.
  • 2A ist eine Perspektivansicht, welche die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2B ist ein schematischer Grundriss, der die Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 2A und 2B kann die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung grundsätzlich einen Rahmen 7, einen Verbinderverbindungsaufbau 100, einen Ausgangskabelverbindungsaufbau 200 und einen Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 aufweisen.
  • Der Rahmen 7 wird zum Stützen von verschiedenen Bestandteilselementen verwendet, die nachstehend beschrieben werden, und kann als ein einzelner Rahmen oder als ein Rahmen ausgebildet sein, der in zwei oder mehr Rahmen unterteilt bzw. segmentiert ist.
  • Der Rahmen 7 kann verschiedene befestigte Elemente zum Stützen von Bestandteilselementen aufweisen, wie verschiedene Halter bzw. Klammern, Stangen, Stäbe, Platten, Gehäuse, Kasten, Blocks, Barriererippen, Rippen, Schienen und Kragen ("collars").
  • Die verschiedenen befestigten Elemente werden zum Installieren der Bestandteilselemente, die nachstehend detaillierter beschrieben werden, in dem Rahmen 7 verwendet. Dementsprechend werden die befestigten Elemente bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kollektiv als der Rahmen 7 bezeichnet, anders als in einem Ausnahmefall.
  • Ferner ist in dem Rahmen 7 eine Bewegungsvorrichtung zum in einen Aktivierungsmaßnahmenbereich Einführen des Brennstoffzellenstapels 5, in welchem eine Mehrzahl von Einheitszellen gestapelt sind, oder zum Herausnehmen des Brennstoffzellenstapels 5 aus dem Aktivierungsmaßnahmenbereich installiert.
  • Die Bewegungsvorrichtung kann ein (nicht gezeigtes) Antriebsmittel, um dem Brennstoffzellenstapel 5 ein Vorwärts- und Rückwärtsantriebsmoment zu verleihen, und eine erste Führungsschiene 8 aufweisen, um den Brennstoffzellenstapel 5 zu dem Aktivierungsmaßnamebereich zu führen.
  • Ferner sind Zellanschlüsse 9 (gemeinhin in der Industrie als "SVM"-Anschlüsse bzw. "SVM"-Terminals bezeichnet) (siehe 3), die von der Mehrzahl von Einheitszellen hervorstehen, in dem Brennstoffzellenstapel 5 ausgebildet. Die Zellanschlüsse 9 können beispielsweise konsekutiv in bestimmten Abständen bzw. Intervallen bei dem unteren Teil der Brennstoffzellenstapels 5 angeordnet sein.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das einen Verbinderverbindungsaufbau schematisch zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt bzw. bei dieser angebracht werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 3, kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verbinderverbindungsaufbau 100 verwendet werden, um ein Zellspannungsmessgerät 2 zum Messen der durchschnittlichen Zellspannung von Einheitszellen, welche den Brennstoffzellenstapel 5 bilden, und der Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 zu verbinden.
  • Der Verbinderverbindungsaufbau 100 kann grundsätzlich einen ersten bewegbaren Körper 10, eine Anschlussführung 30, und eine Verbindungseinheit 60 aufweisen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet der erste bewegbare Körper 10 die Anschlussführung 30 und die Verbindungseinheit 60, welche später detaillierter beschrieben werden. Der erste bewegbare Körper 10 ist auf eine solche Weise installiert, dass er sich in Bezug auf den Brennstoffzellenstapel 5, der in den Rahmen 7 gelangt ist, hin- und her bewegt.
  • Der erste bewegbare Körper 10 kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in der Einführrichtung (das heißt: der Horizontalrichtung) des Brennstoffzellenstapels 5 an dem Rahmen 7 in Bezug auf die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5, auf der Basis des Brennstoffzellenstapels 5, der in den Rahmen 7 gelangt ist, hin- und her bewegt.
  • Das heißt, der erste bewegbare Körper 10 kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich an dem Rahmen 7 auf eine elektroangetriebene Weise in der Einführrichtung des Brennstoffzellenstapels 5, der durch die ersten Führungsschienen 8 in den Rahmen 7 gelangt, hin- und her bewegt.
  • Wie in 4 gezeigt, ist der erste bewegbare Körper 10 so installiert, dass er durch einen ersten Aktuator 11 auf eine solche Weise bewegt wird, dass er sich an dem Rahmen 7 in der Einführrichtung des Brennstoffzellenstapels 5 hin- und her bewegt. Der erste bewegbare Körper 10 kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in der Einführrichtung des Brennstoffzellenstapels 5 entlang einer zweiten Führungsschiene 13 hin- und her bewegt, die auf dem Rahmen 7 platziert ist.
  • Der erste Aktuator 11 kann eine übliche Zylindervorrichtung aufweisen, die dazu geeignet ist, den ersten bewegbaren Körper 10 mit dem Vorwärts- und Rückswärtsantriebsmoment eines Luftdrucks oder eines Hydraulikdrucks zu versorgen und kann eine übliche bewegbare Vorrichtung aufweisen, zum durch eine Leitspindel ("lead screw") und eine LM-Führung ("LM guide") Umwandeln des Moments eines Motors in eine geradlinige Hin- und Her Bewegung.
  • In diesem Fall kann ein Näherungssensor 17 zum Begrenzen der Position einer Bewegung des ersten bewegbaren Körpers 10 in dem Rahmen 7 installiert sein.
  • Der Näherungssensor 17 wird zum Begrenzen der Vorwärtsposition des ersten bewegbaren Körpers 10 in Bezug auf den Brennstoffzellenstapel 5 verwendet. Wenn der erste bewegbare Körper 10 eine vorgegebene Position erreicht, erfasst der Näherungssensor 17 die vorgegebene Position und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an eine Steuerung 90 aus. Dementsprechend kann die Steuerung 90 eine Bewegung des ersten bewegbaren Körpers 10 durch an den ersten Aktuator 11 Aussenden eines Steuersignals stoppen.
  • Unter Bezugnahme auf 3 dient die Anschlussführung 30 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu, die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 zu stützen, der in den Rahmen 7 eingeführt ist, wie vorstehend beschrieben.
  • 5 ist ein Diagramm, welches die Anschlussführung des Verbinderverbindungsaufbaus schematisch zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 5 kann die Anschlussführung 30 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu geeignet sein, sich in Bezug auf die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 in dem ersten bewegbaren Körper 10 hin- und her zubewegen.
  • Die Anschlussführung 30 kann einen Führungsblock 33 aufweisen, der auf eine solche Weise installiert ist, dass er sich in der Richtung horizontal zu dem ersten bewegbaren Körper 10 (das heißt in der Einführrichtung des Brennstoffzellenstapels) mittels eines zweiten Aktuators 31 hin- und her bewegt.
  • Der zweite Aktuator 31 kann eine übliche Zylindervorrichtung zum Versorgen des Führungsblocks mit einem Vorwärts- und Rückwärtsantriebsmoment eines Luftdrucks oder eines Hydraulikdrucks und eine übliche bewegbare Vorrichtung aufweisen, zum Umwandeln des Moments eines Motors in eine geradlinige Hin- und Her Bewegung, und zwar durch eine Leitspindel und eine LM-Führung.
  • V-förmige Stütznuten 35 bzw. Stützvertiefungen 35 zum Stützen der Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 sind in dem Führungsblock 33 ausgebildet. Darüber hinaus sind Einführnuten bzw. Einführvertiefungen 37 in welche die Zellanschlüsse 9 eingeführt sind, in den Stütznuten 35 ausgebildet.
  • Das heißt, wenn der zweite Aktuator 31 den Führungsblock 33 zu den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt, können die Zellanschlüsse 9 zu den Stütznuten 35 des Führungsblocks 33 geführt und in die Einführnuten 37 eingeführt werden.
  • In diesem Fall ist der Führungsblock 33 in der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators 31 auf eine solche Weise installiert, dass er sich über bzw. durch eine erste Führungsschiene bzw. Führungsleiste 39 bzw. ersten Führungsstab 39 („guide rod 39“) bewegt. Eine Pufferfeder 41 zum Puffern des Stützdrucks des Führungsblocks 33 für die Zellanschlüsse 9 ist in der ersten Führungsschiene 39 bzw. an der ersten Führungsschiene 39 zwischen dem Führungsblock 33 und der Verbindungsstufe des zweiten Aktautors 31 installiert.
  • Ferner ist eine erste Stabzelle („rod cell“) 43 zum Erfassen eines Kontakts mit der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators 31 in bzw. an dem Führungsblock 33 installiert. Die erste Stabzelle 43 erfasst einen Kontaktdruck zwischen der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators 31 und dem Führungsblock 33 und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus.
  • Das heißt, wenn der zweite Aktuator 31 den Führungsblock 33 zu den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt, puffert die erste Stabzelle 43 den Stützdruck des Führungsblocks 33 für die Zellanschlüsse 9 durch die Pufferfeder 41. Wenn die Verbindungsstufe des zweiten Aktuators 31 mit dem Führungsblock 33 in Kontakt gelangt, erfasst die erste Stabzelle 43 den Kontakt und gibt ein Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus. Dementsprechend kann die Steuerung 90 die Betätigung des zweiten Aktuators 31 durch Ausgeben eines Steuersignals an den zweiten Aktuator 31 stoppen.
  • Unter Bezugnahme auf 3 gelangt die Verbindungseinheit 60 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5 in Kontakt und wird in der Industrie gemeinhin als ein "CVM-Verbinder" bzw. „CVM connector“ bezeichnet.
  • 6 ist ein Diagramm, welches die Verbindungseinheit des Verbinderverbindungsaufbaus schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 6, kann die Verbindungseinheit 60 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Sondenblock 63 ("probe block 63") aufweisen, der in dem ersten bewegbaren Körper 10 installiert ist, sodass er durch einen dritten Aktuator 61 aufwärts und abwärts hin- und her bewegbar ist.
  • Das heißt, der Sondenblock 63 kann durch den dritten Aktuator 61 in dem Zustand abwärts bewegt werden, in welchem die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 durch den Führungsblock 33 der Anschlussführung 30 gestützt worden sind.
  • Der dritte Aktuator 61 ist in dem ersten bewegbaren Körper 10 installiert. Der dritte Aktuator 61 kann eine übliche Betätigungszylindervorrichtung aufweisen, die durch Hydraulikdruck oder Luftdruck vorwärts und rückwärts angetrieben wird, und ist dazu geeignet, den Sondenblock 63 nach oben und nach unten hin- und her zubewegen.
  • Eine Mehrzahl von Verbindersonden 65, die mit den in dem Zustand, in welchen die Zellanschlüsse 9 an dem Führungsblock 33 gestützt sind, angeordneten Zellanschlüssen 9 in Kontakt gebracht werden(oder verbunden sind), sind in dem Sondenblock 63 installiert.
  • Die Verbindersonden 65 sind in spezifischen Intervallen bzw. Abständen konsekutiv in dem Sondenblock 63 angeordnet, gemäß bzw. in Übereinstimmung mit den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5. Die Verbindersonden 65 können mit den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5 in Kontakt verbunden sein.
  • 7 ist ein Diagramm, welches die Verbindersonde der Verbindungseinheit schematisch zeigt, die bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 3, 6 und 7 kann die Verbindersonde 65 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Sondenblock 63 auf eine solche Weise installiert sein, dass sie sich nach oben und nach unten und nach links und nach rechts bewegt.
  • In dieser Hinsicht kann der Sondenblock 63 ein Montageloch 66, welches mit einem größeren Innendurchmesser als dem Außendurchmesser der Verbindersonde 65 ausgebildet ist, und ein Paar von Befestigungsplatten 67 aufweisen, die dazu geeignet sind, die Verbindersonde 65 durch das Montageloch 66 zu stützen.
  • Ferner ist ein Ringelement 69 fest in der Verbindersonde 65 installiert. Das Ringelement 69 ist von den befestigen Platten bzw. Befestigungsplatten 67 in einem spezifischen Intervall beabstandet und zwischen dem Paar von Befestigungsplatten 67 angeordnet.
  • Das heißt, die Verbindersonde 65 ist an dem Montageloch 66 der Befestigungsplatte 67 mit einem größeren Durchmesser als dem Außendurchmesser der Verbindersonde 65 gestützt, und das Ringelement 69 ist zwischen dem Paar von Befestigungsplatten 67 installiert. Dementsprechend kann die Verbindersonde 65 in dem Sondenblock 63 auf eine solche Weise installiert werden, dass sie sich nach oben und nach unten und nach links und nach rechts (auf Basis der Zeichnung) bewegt.
  • Der Grund dafür ist dass, obwohl die Verbindersonden 65 an den Zellanschlüssen 9 mit einer vorbestimmten Toleranz oder einer Lageabweichung vertikal platziert sind, sodass die Zellanschlüsse 9 nicht uniform angeordnet sind, die Zellanschlüsse 9 und die Verbindersonden 65 genau verbunden werden können, weil es den Verbindersonden 65 ermöglicht wird, sich nach oben und nach unten und nach links und nach rechts zu bewegen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verbindersonde 65 ein äußeres Schalenelement 71, einen Sondenstift 73 („probe pin 73“), eine Rückstellfeder 75, und einen Verbinderkopf 77 aufweisen.
  • Das äußere Schalenelement 71 kann in dem Sondenblock 63 auf eine solche Weise installiert sein, dass es sich nach oben und nach unten und nach links und nach rechts bewegt. Der Sondenstift 73 kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in dem äußeren Schalenelement 71 nach oben und nach unten bewegt, und kann nach außerhalb des äußeren Schalenelements 71 hervorstehen.
  • Die Rückstellfeder 75 stellt den Zellanschlüssen 9 eine Kontaktkraft bereit. Die Rückstellfeder 75 ist in dem äußeren Schalenelement 71 installiert und kann eine elastische Kraft auf den Sondenstift 73 ausüben.
  • Ferner gelangt der Verbinderkopf 77 im Wesentlichen mit den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5 in Kontakt und kann bei dem bzw. am Ende des Sondenstifts 73 (das heißt unten in der Zeichnung) installiert sein.
  • In diesem Fall sind V-förmige Kopfvertiefungen bzw. Kopfnuten 79 zum Führen (oder Stützen) der Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 in den Verbinderköpfen 77 ausgebildet.
  • Das heißt, da die V-förmigen Kopfnuten 79 in den Verbinderköpfen 77 ausgebildet sin, können die Verbindersonden 65 dem Sondenkopf 63 erlauben, sich nach oben und nach unten und nach links und nach rechts zu bewegen, wie vorstehend beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 3 bis 7, kann der Verbinderverbindungsaufbau 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine Anzeige 80 zum externen Anzeigen einer elektrischen Verbindung zwischen den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5 und den Verbindersonden 65 aufweisen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anzeige 80 eine LED-Leuchte 81 aufweisen, die mit den Verbindersonden 65 und dem Führungsblock 33 der Anschlussführung 30 elektrisch verbunden ist und dazu geeignet ist, als Reaktion auf ein elektrisches Signal Licht (das heißt LED-Licht) zu emittieren.
  • In diesem Fall können die Verbindersonden 65 und der Führungsblock 33 aus leitfähigen Materialien ausgebildet sein. Wenn die Verbindersonden 65 mit den Zellanschlüssen 9 verbunden sind (oder in Kontakt gelangen), kann die LED-Leuchte 81 mit Leistung versorgt werden und unter Verwendung von emittierten Licht einen Verbindungszustand zwischen jeder Verbindersonde 65 und jedem Zellanschluss 9 anzeigen.
  • Wenn die Verbindersonden 65 und die Zellanschlüsse 9 normalerweise nicht miteinander in Kontakt stehen (oder verbunden sind) oder eine Einheitsbatterie defekt ist, wird die LED-Leuchte 81 ferner nicht mit Leistung versorgt und emittiert kein Licht. Dementsprechend kann die LED-Leuchte 81 den fehlerhaften Zustand einer entsprechenden Zelle anzeigen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 2A, 2B und 3 gezeigt, weist die Aktivierungsvorrichtung die Steuerung 90 zum Steuern einer Gesamtbetätigung der Aktivierungsvorrichtung 1 auf.
  • Die Steuerung 90 kann das vorstehend erwähnte Erfassungssignal von dem Näherungssensor 17 empfangen und den Antrieb des ersten Aktuators 11 steuern, wodurch sie somit in der Lage ist, die Lage bzw. Position des ersten bewegbaren Körpers 10 für den Brennstoffzellenstapel 5 zu begrenzen bzw. zu beschränken.
  • Wenn die Verbindungsstufe des zweiten Aktuators 31 und der Führungsblock 33 ferner miteinander in Kontakt gelangen, wie vorstehend beschrieben, kann die Steuerung 90 das Erfassungssignal der ersten Stabzelle 43 empfangen, das heißt ein Ergebnis der Erfassung des Kontakts, und den Antrieb des zweiten Aktuators 31 steuern.
  • Zusätzlich kann die Steuerung 90 den Sondenblock 63 aufwärts und abwärts hin- und her bewegen, indem sie den dritten Aktuator 61 steuert, und kann der LED-Leuchte 81 der Anzeige 80 Leistung zuführen, wenn die Verbindersonden 65 und die Zellanschlüsse 9 miteinander in Kontakt gelangen.
  • Unter Bezugnahme auf 2A und 2B dient der Ausgangskabelverbindungsaufbau 200 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum automatischen Verbinden von positiven (+) Ausgangskabeln 4a eines elektrischen Lastgeräts 4 mit einer Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5, der in den Rahmen 7 gelangt ist.
  • In diesem Fall kann der Ausgangskabelverbindungsaufbau 200, wie in (a) von 8 gezeigt, die positiven (+) Ausgangskabel 4a des elektronischen Lastgeräts 4 (siehe hiernach 2B) automatisch mit positiven (+) Ausgangskabeln 5a verbinden, die in der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen sind.
  • Die positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a sind in einer Endplatte 5b vorgesehen, die an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen ist. Anschlusslöcher 5c sind in den jeweiligen positiven (+) Ausgangsanschlüssen 5a vorgesehen.
  • 9 ist eine Perspektivansicht, die den Ausgangskabelverbindungsaufbau zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 9 kann der Verbinderverbindungsaufbau 200 bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung grundsätzlich einen zweiten bewegbaren Körper 110 und eine erste Verbindungsanschlussgruppe 150 aufweisen.
  • Der zweite bewegbare Körper 110 bildet die erste Verbindungsanschlussgruppe 150, die später detaillierter beschrieben wird, und kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in Bezug auf die Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5, der in den Rahmen 7 eingeführt worden ist, hin- und her bewegt.
  • Der zweite bewegbare Körper 110 kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in einer Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 an dem Rahmen 7 in Bezug auf die positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a (siehe hiernach (a) von 8) der Endplatte 5b (siehe hiernach (a) von 8), die an der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen ist, auf Basis des Brennstoffzellenstapels 5, der in den Rahmen 7 eingedrungen ist hin- und her bewegt.
  • Das heißt, der zweite bewegbare Körper 110 kann in dem Rahmen 7 auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich auf eine elektrisch angetriebene Weise in einer Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5, der durch die erste Führungsschiene 8 in den Rahmen 7 eingeführt worden ist, hin- und her bewegt.
  • Der zweite bewegbare Körper 110 ist in dem Rahmen 7 auf eine solche Weise installiert, dass er sich mittels eines vierten Aktuators 111 in der Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 hin- und her bewegt.
  • Der vierte Aktuator 111 kann einen Betätigungszylinder 115 zum Hin- und Her bewegen des zweiten bewegbaren Körpers 110 in der Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 aufweisen, indem Vorwärts- und Rückwärtsantriebskräfte auf den zweiten bewegbaren Körper 110 übertragen werden. Der Betätigungszylinder 115 kann beispielsweise einen pneumatischen Zylinder aufweisen.
  • Ein Paar Befestigungen 117 zum Stützen der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 ist in bzw. an dem zweiten bewegbaren Körper 110 installiert. Wenn die Vorderfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 durch den Vorwärtsantrieb des vierten Aktuators 111 eng an der Seitenfläche des Brennstoffzellenstapels 5 befestigt ist, dienen die Befestigungen 117 zum Puffern der Adhäsions- bzw. Haftkraft des zweiten bewegbaren Körpers 110.
  • Die Befestigungen 117 können aus Gummimaterialien in einer Blockform ausgebildet sein und können fest an beiden Seiten der Vorderfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 gemäß bzw. in Übereinstimmung mit der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 installiert sein.
  • Wie in 9 und 10 gezeigt, ist der zweite bewegbare Körper 110 in diesem Fall mit dem Betätigungszylinder 115 des vierten Aktuators 111 verbunden und bewegt sich in der Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 hin und her. Der zweite bewegbare Körper 110 ist auf eine solche Weise gestützt, dass er sich an dem Rahmen 7 durch ein Paar von zweiten Führungsschienen bzw. Führungsstangen („guide bars“) 131 hin- und her bewegt.
  • Das Paar zweiter Führungsschienen 131 ist mit der Rückfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 verbunden und in ein an dem Rahmen 7 befestigtes Paar erster Stützblocks 133 eingeführt. Das Paar zweiter Führungsschienen 131 kann eine Hin- und Her Bewegung des zweiten bewegbaren Körpers 110 führen.
  • 11 ist ein Diagramm, welches die erste Verbindungsanschlussgruppe des Ausgangskabelverbindungsaufbaus zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 9 und 11 ist die erste Verbindungsanschlussgruppe 150 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung elektrisch mit dem positiven (+) Ausgangsanschlüssen 5a des Brennstoffzellenstapels 5 durch den zweiten bewegbaren Körper 110 verbunden, der sich quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt.
  • Die erste Verbindungsanschlussgruppe 150 ist in bzw. an dem zweiten bewegbaren Körper 110 elastisch installiert und elektrisch mit dem positiven (+) Ausgangsanschlüssen 5a der Endplatte 5b verbunden, die in der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen ist.
  • Die erste Verbindungsanschlussgruppe 150 kann erste Kabelverbindungselemente 151, die fest in dem zweiten bewegbaren Körper 110 installiert sind, erste Anschlussstäbe 153 („terminal rods 153“), die jeweils in den ersten Kabelverbindungselementen 151 installiert sind, und erste Federn 155 aufweisen, die jeweils in den ersten Kabelverbindungselementen 151 installiert sind.
  • Die ersten Kabelverbindungselemente 151 sind in einer zylindrischen Form ausgebildet, in bzw. an der Rückfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 installiert und mit dem elektronischen Lastgerät (siehe 2B) durch die positiven (+) Ausgangskabel 4a verbunden.
  • Jeder der ersten Anschlussstäbe 153 steht zu der Vorderfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 in dem ersten Kabelverbindungselement 151 hervor und ist auf eine solche Weise installiert, dass er sich in der Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt. Das heißt, der erste Anschlussstab 153 ist so installiert, dass er zu der Vorderfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 durch ein Durchgangsloch 157 des zweiten bewegbaren Körpers 110 in dem ersten Kabelverbindungselement 151 hervorsteht.
  • Erste Verbindungsanschlüsse 159, die mit den jeweiligen positiven (+) Ausgangsanschlüssen 5a des Brennstoffzellenstapels 5 elektrisch verbunden sind, sind bei den hervorstehenden Enden der ersten Anschlussstäbe 153 installiert. Die ersten Verbindungsanschlüsse 159 sind jeweils in die Anschlusslöcher 5c der positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a eingeführt. Eine verjüngte Fläche 161 bzw. konische Fläche 161 ist an der Außenumfangsfläche von jedem der ersten Verbindungsanschlüsse 159 ausgebildet, sodass der erste Verbindungsanschluss 159 in einfacher Weise in das Anschlussloch 5c des positiven (+) Ausgangsanschlusses 5a eingeführt wird.
  • Ein erstes Stützelement 163 mit einer Scheibenform zum Stützen des positiven (+) Ausgangsanschlusses 5a des Brennstoffzellenstapels 5 ist an der hervorstehenden Endseite von jedem der ersten Anschlussstäbe 153 installiert. Das heißt, das erste Stützelement 163 stützt den positiven (+) Ausgangsanschluss 5a der Endplatte 5b, wenn der erste Anschlussstab 153 in das Anschlussloch 5c des positiven (+) Ausgangsanschlusses 5a eingeführt ist.
  • Ferner ist die erste Feder 155 in dem ersten Anschlussstab 153 in dem ersten Kabelverbindungselement 151 installiert. Die erste Feder 155 stützt den positiven (+) Ausgangsanschluss 5a der Endplatte 5b durch das erste Stützelement 163 und übt eine elastische Kraft auf den ersten Anschlussstab 153 aus, wenn der erste Anschlussstab 153 in das Anschlussloch 5c des positiven (+) Ausgangsanschluss 5a eingeführt wird.
  • Das heißt, der erste Anschlussstab 153 kann die elastische Kraft der ersten Feder 155 überwinden, kann sich in der Rückwärtsrichtung des zweiten bewegbaren Körpers 110 bewegen, und kann durch den ersten Verbindungsanschluss 159 die elastische Kraft der ersten Feder 155 auf den positiven (+) Ausgangsanschluss 5a ausüben.
  • Unter Bezugnahme auf 2A und 2B, dient der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu, negative (–) Ausgangskabel 4b des elektronischen Lastgeräts 4 automatisch mit einer Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 zu verbinden, der in den Rahmen 7 gelangt ist, und zum automatischen Verbinden einer Fluidzuführleitung 6a eines Fluidzuführgeräts 6 mit dem Brennstoffzellenstapel 5.
  • In diesem Fall kann der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300, wie in (b) von 8 gezeigt, die negativen (–) Ausgangskabel 4b des elektronischen Lastgeräts 4 (siehe hiernach 2B) automatisch mit negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d verbinden, die an einer Seitenfläche an der anderen Seiten des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen sind.
  • Die negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d sind in der Endplatte 5b vorgesehen, die an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen ist. Anschlusslöcher 5e sind in den jeweiligen negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d ausgebildet.
  • Ferner kann der Brennstoffzellenstapel 5 einen Verteiler 5m ("manifold 5m") aufweisen, der mit dem Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 verbunden ist und dazu geeignet ist, Wasserstoff, Luft und ein durch die Fluidzuführleitung 6a des Fluidzuführgeräts 6 zugeführtes Kühlmittel einzuspritzen oder abzugeben.
  • 12 ist eine Perspektivansicht, die den Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 12 kann der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung grundsätzlich einen dritten bewegbaren Körper 210 und eine zweite Verbindungsanschlussgruppe 250 aufweisen.
  • Der dritte bewegbare Körper 210 bildet die zweite Verbindungsanschlussgruppe 250, die später detaillierter beschrieben wird, und ist auf eine solche Weise installiert, dass er sich in Bezug auf die Seitenfläche an der andere Seite des Brennstoffzellenstapels 5, der in den Rahmen 7 eingeführt ist, hin- und her bewegt.
  • Der dritte bewegbare Körper 210 kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 an dem Rahmen 7 in Bezug auf die negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d (siehe hiernach (b) von 8) der Endplatte 5b hin- und her bewegt, die an der Seitenfläche der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen ist, auf der Basis des Brennstoffzellenstapels 5, der in den Rahmen 7 eingeführt ist.
  • Das heißt, der dritte bewegbare Körper 210 kann in dem Rahmen 7 auf eine elektrisch angetriebene Weise, und zwar auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in einer Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5, der durch die erste Führungsschiene 8 in den Rahmen 7 gelangt ist, hin- und her bewegt.
  • Der dritte bewegbare Körper 210 ist in dem Rahmen 7 installiert, sodass er durch einen fünften Aktuator 211 in der Richtung quer zu der andere Seite des Brennstoffzellenstapels 5 hin- und her bewegt wird. Der dritte bewegbare Körper 210 kann auf eine solche Weise installiert sein, dass er sich in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 durch die dritte Führungsschiene 213 („third guide rails 213“), die an dem Rahmen 7 platziert ist, hin- und her bewegt.
  • Der fünfte Aktuator 211 kann eine bewegbare Vorrichtung zum Umwandeln der Drehbewegung eines Motors 215 in eine geradlinige Hin- und Her Bewegung durch eine Leitspindel und eine LM-Führung aufweisen.
  • Wie in 12 und 13 gezeigt, ist der dritte bewegbare Körper 210 in diesem Fall an bzw. in dem Rahmen 7 auf eine solche Weise installiert, dass er sich in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 durch ein Paar von dritten Führungsschienen 231 hin- und her bewegt. Die dritten Führungsschienen 231 sind mit der Rückfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 verbunden und in ein Paar von zweiten Führungsblocks 233 eingeführt, die an dem Rahmen 7 vorgesehen sind. Die dritten Führungsschienen 231 können eine Bewegung des dritten bewegbaren Körpers 210 führen.
  • Ferner sind in dem Rahmen 7 bewegbare Blocks 241 gemäß der Rückfläche des vierten Blocks 211 installiert und sind dazu geeignet, sind in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 durch den fünften Aktuator 211 hin- und her zubewegen. Die bewegbaren Blocks 241 sind verschiebbar mit den dritten Führungsschienen 213 in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden.
  • In diesem Fall sind an beiden Seiten des bewegbaren Blocks 241 Stoppelemente 243 bzw. Anschläge integral ausgebildet, und zwar auf eine solche Weise, dass sie hervorstehen. Ferner sind jeweils mit den Stoppelementen 243 in Eingriff stehende Stoppblocks 245 bei den Enden der dritten Führungsschienen 231 in Übereinstimmung mit bzw. gemäß den Stoppelementen 243 ausgebildet.
  • Wenn der fünfte Aktuator 211 die bewegbaren Blocks 241 dementsprechend von der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 rückwärts bewegt, können die Stoppelemente 243 mit den Stoppblocks 245 in Eingriff gelangen, wodurch eine Rückwärtsbewegung des dritten bewegbaren Körpers 210 ermöglicht ist.
  • Ein Befestigungsblock 247 in Richtung der Rückfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 kann fest in den bewegbaren Block 241 installiert sein. Wenn der fünfte Aktuator 211 die bewegbaren Blocks 241 in der Richtung der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorwärts bewegt, stützt der Befestigungsblock 247 die Rückfläche des dritten bewegbaren Blocks 210.
  • Das heißt, wenn der fünfte Aktuator 211 die bewegbaren Blocks 241 in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorwärts bewegt, kann der Befestigungsblock 247 den dritten bewegbaren Block 210 während dem Drücken des dritten bewegbaren Blocks 210 vorwärts bewegen.
  • Ferner ist eine zweite Stabzelle 249 an der Rückfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 in Übereinstimmung mit bzw. gemäß dem Befestigungsblock 247 installiert und dazu geeignet, mit dem Befestigungsblock 247 in Kontakt zu gelangen. Die zweite Stabzelle 249 dient dazu, einen Kontaktdruck mit dem Befestigungsblock 247 für den dritten bewegbaren Körper 210 zu erfassen.
  • Die zweite Stabzelle 249 erfasst einen Kontaktdruck mit dem Befestigungsblock 247 und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus (siehe hiernach 2B).
  • Wenn der fünfte Aktuator 211 die bewegbaren Blocks 241 vorwärts bewegt und die Vorderfläche des dritten bewegbaren Blocks 210 eng an der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 durch den Befestigungsblock 247 befestigt, erfasst die zweite Stabzelle 249 einen Kompaktdruck mit dem Befestigungsblock 247 für den dritten bewegbaren Körper 210 und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus.
  • Als Reaktion darauf vergleicht die Steuerung 90 einen auf die Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 ausgeübten Druck mit einem vorbestimmten Referenzdruck. Wenn ermittelt wird, dass der auf die Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 ausgeübte Druck den vorbestimmten Referenzdruck überschreitet, kann die Steuerung 90 die Betätigung des fünften Aktuators 211 durch Übermitteln eines Steuersignals an den fünften Aktuator 211 stoppen.
  • 14 ist ein Diagramm, welches die zweite Verbindungsanschlussgruppe des Fluidzuführleitungsverbindungsaufbaus zeigt, der bei der Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 12 und 14 dient die zweite Verbindungsanschlussgruppe 250 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Verbinden der negativen (–) Ausgangskabel 4b des elektronischen Lastgeräts 4 (siehe hiernach 2B) mit den negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d des Brennstoffzellenstapels 5 durch den dritten bewegbaren Körper 210, der sich in der Richtung quer zu der andere Seite des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt. Die zweite Verbindungsanschlussgruppe 250 kann mit den negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d des Brennstoffzellenstapels 5 elektrisch verbunden sein.
  • Die zweite Verbindungsanschlussgruppe 250 ist in dem dritten bewegbaren Körper 210 elastisch bzw. federnd installiert und mit den negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d der Endplatte 5b elektrisch verbunden, die in der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen ist.
  • Die zweite Verbindungsanschlussgruppe 250 kann zweite Kabelverbindungselemente 251, die fest in dem dritten bewegbaren Körper 210 installiert sind, zweite Anschlussstäbe 253, die jeweils in den zweiten Kabelverbindungselementen 251 installiert sind, und zweite Federn 255 aufweisen, die jeweils in den zweiten Kabelverbindungselementen 251 installiert sind.
  • Die zweiten Kabelverbindungselemente 251 sind in einer zylindrischen Form ausgebildet, an der Rückfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 installiert, und mit dem elektronischen Lastgerät 4 (siehe 2B) durch das negative (–) Ausgangskabel 4b verbunden.
  • Die zweiten Anschlussstäbe 253 stehen in Richtung der Vorderfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 in den zweiten Kabelverbindungselementen 251 hervor und sind auf eine solche Weise installiert, dass sie sich in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 bewegen. Das heißt, die zweiten Anschlussstäbe 253 sind auf eine solche Weise installiert, dass sie in Richtung der Vorderfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 durch die Durchgangslöcher 257 des dritten bewegbaren Körpers 210 in den zweiten Kabelverbindungselementen 251 hervorstehen.
  • Zweite Verbindungsanschlüsse 259 sind jeweils bei den hervorstehenden Enden der zweiten Anschlussstäbe 253 installiert und elektrisch mit den negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden. Die zweiten Verbindungsanschlüsse 259 sind jeweils in die Anschlusslöcher 5e der negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d eingeführt. Eine verjüngte bzw. konische Fläche 261 ist in der Außenumfangsfläche der jeweiligen zweiten Verbindungsanschlüsse 259 ausgebildet, sodass der zweite Verbindungsanschluss 259 in einfacher Weise in das Anschlussloch 5e des negativen (–) Ausgangsanschlusses 5d eingeführt wird.
  • Zweite Stützelemente 263 mit einer Scheibenform sind dazu ausgebildet, jeweils die negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d des Brennstoffzellenstapels 5 zu stützen, und sind jeweils an der hervorstehenden Endseite des zweiten Anschlussstabs 253 installiert. Das heißt, wenn der zweite Anschlussstab 253 in das Anschlussloch 5e des negativen (–) Ausgangsanschlusses 5d eingeführt ist, stützt das zweite Stützelement 263 den negativen (–) Ausgangsanschluss 5d der Endplatte 5b.
  • Ferner ist die zweite Feder 255 in dem zweiten Anschlussstab 253 in dem zweiten Kabelverbindungselemente 251 installiert. Die zweite Feder 255 stützt den negativen (–) Ausgangsanschluss 5d der Endplatte 5b durch das zweite Stützelement 263. Wenn der zweite Anschlussstab 253 in das Anschlussloch 5e des negativen (–) Ausgangsanschlusses 5d eingeführt ist, übt die zweite Feder 255 eine elastische Kraft auf den zweiten Anschlussstab 253 aus.
  • Das heißt, der zweite Anschlussstab 253 kann die elastische Kraft der zweiten Feder 255 überwinden, kann sich in der Rückwärtsrichtung des dritten bewegbaren Körpers 210 bewegen und kann die elastische Kraft der zweiten Feder 255 durch den zweiten Verbindungsanschluss 259 auf den negativen (–) Ausgangsanschluss 5d ausüben.
  • Unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 12 kann einer Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Leitungsverbindungsanordnungen 270 aufweisen, die in dem dritten bewegbaren Körper 210 vorgesehen sind und mit der Fluidzuführleitung 6a des Fluidzuführgeräts 6 verbunden sind.
  • Die Leitungsverbindungsanordnungen 270 sind mit dem Verteiler 5m (siehe (b) von 8) des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden und dazu geeignet, Fluidzuführ-/Abgabelöcher zum Zuführen von Wasserstoff, Luft und eines Kühlmittels zu dem Verteiler 5m des Brennstoffzellenstapels 5 und zum Abgeben von Wasserstoff, Luft und eines Kühlmittels von dem Brennstoffzellenstapel 5 aufzuweisen.
  • Der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Luftdichtheitstesteinheit 290 zum Testen der Luftdichtheit des Brennstoffzellenstapels 5 aufweisen, wie in 15 gezeigt.
  • Die Luftdichtheitstesteinheit 290 verbindet die Fluidzuführleitung 6a des Fluidzuführgeräts 6 mit dem Verteiler 5m des Brennstoffzellenstapels 5 durch den Leitungsverbindungsaufbau 270. Die Luftdichtheitstesteinheit 290 dient zum Einspritzen von Luft in den Brennstoffzellenstapel 5 durch den Leitungsverbindungsaufbau 270 und testet die Luftdichtheit des Brennstoffzellenstapels 5.
  • Die Luftdichtheitstesteinheit 290 kann eine Luftzuführquelle 291, die dazu geeignet ist, Luft zu den Leitungsverbindungsaufbau 270 des dritten bewegbaren Körpers 210 zuzuführen, einem pneumatischen Regler 293, der dazu geeignet ist, einen Druck von zu dem Leitungsverbindungsaufbau 270 zugeführter Luft zu steuern, einen Durchflussmesser 295, der zum Messer der Strömungsrate von zugeführter Luft geeignet ist, und einem Drucksensor 297 aufweisen, der zum Erfassen eines Drucks von Luft geeignet ist, die in dem Brennstoffzellenstapel 5 wirkt.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dementsprechend in dem Zustand, in welchem die Fluidzuführlöcher des Leitungsverbindungsaufbaus 270 offen sind und die Fluidabgabelöcher geschlossen sind, mittels der Luftzuführquelle 291 zugeführte Luft in die Fluidzuführlöcher des Leitungsverbindungsaufbaus 270 eingespritzt.
  • In diesem Fall kann ein Druck der durch die Luftzuführquelle 291 zugeführten Luft mittels des pneumatischen Reglers 293 auf einen vorbestimmten Druck gesteuert werden, die Strömungsrate der zugeführten Luft kann durch den Durchflussmesser 295 gemessen werden, und die zugeführte Luft kann auf Basis des gemessenen Werts auf eine vorbestimmte Strömungsrate gesteuert werden.
  • Zusätzlich erfasst der Drucksensor 297 einen Luftdruck, der in dem Brennstoffzellenstapel 5 wirkt, und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus (siehe 2B). Als Reaktion darauf kann die Steuerung 90 den tatsächlichen Luftdruck in dem Brennstoffzellenstapel 5 gemäß dem Erfassungssignal mit einem vorbestimmten Luftdruck in dem Brennstoffzellenstapel 5 vergleichen und erfassen, ob die Luftdichtheit bzw. Luftundurchlässigkeit des Brennstoffzellenstapels 5 normal ist.
  • Wie in 2B gezeigt, kann die Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung indes ferner eine Anzeigeeinrichtung 400 zum Empfangen eines Steuersignals von der Steuerung 90 auf Basis der durchschnittlichen Zellspannung des Brennstoffzellenstapels 5, die durch das Zellspannungsmessgerät 2 gemessen wird, und zum Anzeigen, ob die Brennstoffzelle 5 normal ist, aufweisen.
  • Die Steuerung 90 kann beispielsweise die durchschnittliche Zellspannung des Brennstoffzellenstapels 5, die durch das Zellspannungsmessgerät 2 gemessen wird, mit einem Spannungsreferenzwert vergleichen und mittels der Anzeigeeinrichtung 400 anzeigen, ob die Brennstoffzelle 5 normal ist.
  • Die Betätigung der Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die vorstehend erwähnten Zeichnungen beschrieben.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Brennstoffzellenstapel 5, bei dem eine Mehrzahl von Einheitszellen gestapelt sind, durch den Träger 3 übertragen. Eine äußere Erscheinung des Brennstoffzellenstapels 5 wird getestet, und Brennstoffzellenstapel 5, deren äußere Erscheinung überprüft worden sind, werden über den Übertragungspfad 1a zu den Aktivierungsvorrichtungen 1 übermittelt bzw. transferiert, die in zwei Kanälen angeordnet sind.
  • In diesem Fall gelangen die Brennstoffzellenstapel 5 in den Rahmen 7 der Vorrichtung 1 und in einen vorgegebenen Aktivierungsmaßnahmenbereich entlang der ersten Führungsschiene 8 an dem Rahmen 7.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden das Zellspannungsmessgerät 2 und die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 in dem Zustand, in welchem der Brennstoffzellenstapel 5 in den Aktivierungsmaßnahmenbereich gelangt ist, wie vorstehend beschrieben, durch den Verbinderverbindungsaufbau 100 automatisch verbunden.
  • Spezifischer kann der erste bewegbare Körper 10 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zuerst mittels des ersten Aktuators 11 in der Einführrichtung des Brennstoffzellenstapels 5 vorwärts bewegt werden.
  • In diesem Fall wird der erste bewegbare Körper 10 entlang der zweiten Führungsschiene 13 an dem Rahmen 7 zu der Eingangsseite des Brennstoffzellenstapels 5 vorwärts bewegt. Wenn der erste bewegbare Körper 10 eine vorgegebene Position erreicht, erfasst ihn der Näherungssensor 17 und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus. Als Reaktion darauf stoppt die Steuerung 90 die Bewegung des ersten bewegbaren Körpers 10 durch Ausgeben eines Steuersignals an den ersten Aktuator 11.
  • In diesem Zustand bewegt der zweite Aktuator 31 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Führungsblock 33 der Anschlussführung 30 vorwärts, und zwar zu dem Abschnitt der Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5.
  • Wenn der zweite Aktuator 31 den Führungsblock 33 zu dem Abschnitt der Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt, werden die Zellanschlüsse 9 zu den V-förmigen Stützvertiefungen 35 des Führungsblocks 33 geführt und in die Einführvertiefungen 37 eingeführt.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in diesem Fall, wenn der zweite Aktuator 31 den Führungsblock 33 zu dem Abschnitt der Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt, die Pufferfeder 41 einen Stützdruck des Führungsblocks 33 für die Zellanschlüsse 9 puffern.
  • Der zweite Aktuator 31 überwindet die elastische Kraft der Pufferfeder 41 und setzt das Bewegen des Führungsblocks 33 fort. Wenn der Führungsblock 33 mit der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators 31 in Kontakt gelangt, erfasst die erste Stabzelle 43 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Kontakt und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus. Dementsprechend stoppt die Steuerung 90 die Betätigung des zweiten Aktuators 31 durch Ausgeben eines Steuersignals an den zweiten Aktuator 31.
  • In dem Zustand, in welchem die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 durch den Führungsblock 33 des Anschlussführung 30 gestützt worden sind, wie vorstehend beschrieben, bewegt der dritte Aktuator 61 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Sondenblock 63 der Verbindungseinheit 60 nach unten bzw. abwärts.
  • Dementsprechend gelangt die Mehrzahl von Verbindersonden 65, die in dem Sondenblock 63 installiert sind, mit den Zellanschlüssen 9 in Kontakt, die in dem Zustand angeordnet sind, in welchem sie durch den Führungsblock 33 gestützt werden. In diesem Fall können die Verbindersonden 65 mit den Zellanschlüssen 9 durch den bei dem Ende des Sondenstifts 73 installierten Verbinderkopf 77 verbunden werden.
  • Bei diesem Vorgang kann sich die Verbindersonde 65 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf den Sondenblock 63 nach oben und nach unten und nach links und nach rechts bewegen, weil die Verbindersonde 65 durch das Montageloch 66 der Befestigungsplatte 67 mit einem größeren Durchmesser als dem Außendurchmesser der Verbindersonde 65 gestützt wird und das Ringelement 69 fest an der Verbindersonde 65 zwischen dem Paar von Befestigungsplatten 67 installiert ist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Zellanschlüsse 9 und die Verbindersonden 65 dementsprechend präzise verbunden werden, obwohl die Verbindersonden 65 in einer Richtung vertikal zu den Zellanschlüssen 9 mit einer vorbestimmten Toleranz oder einer Positionsabweichung platziert sind, sodass die Zellanschlüsse 9 nicht uniform angeordnet sind, weil es den Verbindersonden 65 erlaubt ist, sich nach oben und nach unten und nach links und nach rechts zu bewegen.
  • Ferner kann die Kontaktkraft des Verbinderkopfs 77 mit den Zellanschlüssen 9 erhöht werden, weil die Verbindersonden 65 den Sondenstift 73 durch die Rückstellfeder 75 in dem äußeren Schalenelement 71 elastisch stützen.
  • Ferner können die Zellanschlüsse 9, da die V-förmigen Kopfnuten 79 in dem Verbinderkopf 77 der Verbindersonde 65 ausgebildet sind, durch die Kopfvertiefungen bzw. Kopfnuten 79 gestützt werden. Wie vorstehend beschrieben, ist es den Verbindersonden 65 erlaubt, sich in Bezug auf den Sondenblock 63 nach oben und nach unten und nach links und nach rechts zu bewegen.
  • Durch diesen Vorgang kann der Ausgangskabelverbindungsaufbau 300 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die positiven (+) Ausgangskabel 4a des elektronischen Lastgeräts 4 automatisch mit dem positiven (+) Ausgangsanschlüssen 5a verbinden, die an der Seitenfläche bei einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen sind.
  • Spezifischer bewegt der vierte Aktuator 111 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zuerst den zweiten bewegbaren Körper 110 in der Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5.
  • In diesem Fall kann der zweite bewegbare Körper 110 durch die zweiten Führungsschienen 131, die in den ersten Führungsblock 131 eingeführt sind, geführt werden und in der Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt werden.
  • Dementsprechend ist die Vorderfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 eng an der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 befestigt. Die Befestigungen 117, die aus einem Gummimaterial ausgebildet sind, stützen die Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5. Dementsprechend können die Befestigungen 117 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die enge Haftkraft bzw. Kontaktkraft („adhesion force“) des zweiten bewegbaren Körpers 110 zu einer Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 puffern.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überwinden die ersten Anschlussstäbe 153 der ersten Verbindungsanschlussgruppe 150 die elastische Kraft der ersten Feder 155, wenn die Vorderfläche des zweiten bewegbaren Körpers 110 eng an der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 befestigt ist, wie vorstehend beschrieben, und bewegen sich in der Rückwärtsrichtung des zweiten bewegbaren Körpers 110 in dem Zustand, in welchem sie die positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a des Brennstoffzellenstapels 5 durch die ersten Stützelemente 163 stützen.
  • In diesem Fall sind die ersten Verbindungsanschlüsse 159 der ersten Anschlussstäbe 153 in die Anschlusslöcher 5c der positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a eingeführt. Da die verjüngten bzw. konischen Flächen 161 in den Außenumfangsflächen der ersten Verbindungsanschlüsse 159 ausgebildet sind, können die ersten Verbindungsanschlüsse 159 in einfacher Weise in die Anschlusslöcher 5c der positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a eingeführt werden.
  • Ferner können die ersten Verbindungsanschlüsse 159 mit einer starken Schließkraft in die Anschlusslöcher 5c der positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a eingeführt werden und können damit in Oberflächenkontakt gebracht werden, weil die elastischen Kräfte der ersten Federn 155 auf die ersten Anschlussstäbe 153 ausgeübt werden.
  • Bei diesem Vorgang kann der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die negativen (–) Ausgangskabel 4b des elektronischen Lastgeräts 4 automatisch mit den negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d verbinden, die an der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen sind, und die Fluidzuführleitung 6a des Fluidzuführgeräts 6 automatisch mit dem Verteiler 5m des Brennstoffzellenstapels 5 verbinden.
  • Spezifischer bewegt der fünfte Aktuator 211 bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die bewegbaren Blocks 241 in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 entlang der dritten Führungsschienen 213 vorwärts.
  • Dementsprechend gelangt der Befestigungsblock 247, der an den bewegbaren Blocks 241 befestigt ist, mit der zweiten Stabzelle 249 in Kontakt, drückt den dritten bewegbaren Körper 210, und bewegt den dritten bewegbaren Körper 210 in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorwärts.
  • In diesem Fall kann der dritte bewegbare Körper 210 durch das Paar dritter Führungsschienen 231, die in die zweiten Stützblocks 233 eingeführt sind, geführt werden und kann in der Richtung quer zu der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 bewegt werden.
  • Wenn der dritte bewegbare Körper 210 von der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 rückwärts bewegt werden soll, bewegt der fünfte Aktuator 211 die bewegbaren Blocks 241 von der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 rückwärts. Dementsprechend gelangen die in den bewegbaren Blocks 241 vorgesehenen Stoppelemente 243 mit den Stoppblocks 245 der dritten Führungsschienen 231 in Kontakt, wodurch sie geeignet sind, den dritten bewegbaren Block 210 rückwärts zu bewegen.
  • Wenn der dritte bewegbare Körper 210 vorwärts bewegt wird und die Vorderfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 eng an der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 befestigt ist, wie vorstehend beschrieben, setzt der Befestigungsblock 247 die zweite Stabzelle 249 unter Druck.
  • Dementsprechend erfasst die zweite Stabzelle 249 einen Kontaktdruck des Befestigungsblocks 247 mit dem dritten bewegbaren Körper 210 und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus.
  • Als Reaktion darauf vergleicht die Steuerung 90 einen auf die Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 ausgeübten Druck mit einem vorbestimmten Referenzdruck. Wenn ermittelt wird, dass der auf die Seitenfläche auf der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 ausgeübte Druck den vorbestimmten Referenzdruck übersteigt, kann die Steuerung 90 durch Ausgeben eines Steuersignals an den fünften Aktuator 211 die Betätigung des fünften Aktuators 211 stoppen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überwinden die zweiten Anschlussstäbe 253 der zweiten Verbindungsanschlussgruppe 250, wenn die Vorderfläche des dritten bewegbaren Körpers 210 eng an der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 befestigt ist, wie vorstehend beschrieben, die elastischen Kräfte der zweiten Federn 255 und bewegen sich in der Rückwärtsrichtung des dritten bewegbaren Körpers 210 in dem Zustand, in welchem sie die negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d des Brennstoffzellenstapels 5 durch die zweiten Stützelemente 263 stützen.
  • In diesem Fall werden die zweiten Verbindungsanschlüsse 259, die in den zweiten Anschlussstäben 253 vorgesehen sind, in die Anschlusslöcher 5e der negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d eingeführt. Da die verjüngten bzw. konischen Flächen 261 jeweils an den Außenumfangsflächen der zweiten Verbindungsanschlüsse 259 ausgebildet sind, können die zweiten Verbindungsanschlüsse 259 in einfacher Weise in die jeweiligen Anschlusslöcher 5e der negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d eingeführt werden.
  • Da ferner die elastischen Kräfte der zweiten Feder 255 auf den zweiten Anschlussstab 253 ausgeübt werden, können die zweiten Verbindungsanschlüsse 259 in die Anschlusslöcher 5e der negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5d eingeführt werden und damit mit starken, engen Haftkräften bzw. Kontaktkräften in Oberflächenkontakt gebracht werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann zu derselben Zeit, wie wenn die zweiten Verbindungsanschlüsse 259 der zweiten Verbindungsanschlussgruppe 250 mit den negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5d des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden werden, der Leitungsverbindungsaufbau 270 des dritten bewegbaren Körpers 210 mit dem Verteiler 5m des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch die Luftzuführquelle 291 der Luftdichtheitstesteinheit 290 zugeführte Luft in die Fluidzuführlöcher des Leitungsverbindungsaufbaus 270 eingespritzt, nachdem die Fluidzuführleitung 6a des Fluidzuführgeräts durch den Leitungsverbindungsaufbau 270 mit dem Verteiler 5m des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden worden ist, wie vorstehend beschrieben.
  • In diesem Fall kann ein Druck der durch die Luftzuführquelle 291 zugeführten Luft durch den pneumatischen Regler 293 auf einen vorbestimmten Druck gesteuert werden. Die Strömungs- bzw. Durchflussrate der zugeführten Luft wird durch den Durchflussmesser 295 gemessen, sodass sie auf Basis des gemessenen Werts auf eine vorbestimmte Strömungsrate gesteuert werden kann.
  • Der Drucksensor 297 der Luftdichtheitstesteinheit 290 erfasst ferner einen in dem Brennstoffzellenstapel 5 wirkenden Luftdruck und gibt ein entsprechendes Erfassungssignal an die Steuerung 90 aus. Als Reaktion darauf kann die Steuerung 90 den tatsächlichen Luftdruck in dem Brennstoffzellenstapel 5 gemäß dem Erfassungssignal mit einem vorbestimmten Luftdruck in dem Brennstoffzellenstapel 5 vergleichen und ermitteln, ob die Luftdichtheit des Brennstoffzellenstapels 5 normal ist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das Zellspannungsmessgerät 2 zum Messen der durchschnittlichen Zellspannung des Brennstoffzellenstapels 5 und die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5, wie vorstehend beschrieben, automatisch durch den Verbinderverbindungsaufbau 100 verbunden werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die positiven (+) Ausgangskabel 4a des elektronischen Lastgeräts 4 ferner automatisch mit dem positiven (+) Ausgangsanschlüssen 5a verbunden werden, die in der Seitenfläche an einer Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen sind, und zwar durch den Ausgangskabelverbindungsaufbau 200.
  • Zusätzlich kann der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die negativen (–) Ausgangskabel 4b des elektronischen Lastgeräts 4 automatisch mit den negativen (–) Ausgangsanschlüssen 5b verbinden, die an der Seitenfläche an der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 5 vorgesehen sind, und die Fluidzuführleitung 6a des Fluidzuführgeräts 6 automatisch mit dem Verteiler 5m des Brennstoffzellenstapels 5 verbinden.
  • In diesem Zustand werden bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Wasserstoff, Luft, und ein durch die Fluidzuführleitung 6a des Fluidzuführgeräts 6 zugeführtes Kühlmittel durch den Leitungsverbindungsaufbau 270 des Fluidzuführleitungsverbindungsaufbaus 300 zu dem Brennstoffzellenstapel 5 zugeführt.
  • Dementsprechend erzeugt der Brennstoffzellenstapel 5 elektrische Energie durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Luft. Die elektrische Energie wird durch die positiven (+) Ausgangsanschlüsse 5a des Brennstoffzellenstapels 5 und die positiven (+) Ausgangskabel 4a, die durch den Ausgangskabelverbindungsaufbau 200 elektrisch verbunden sind, und die negativen (–) Ausgangsanschlüsse 5b des Brennstoffzellenstapels 5 und die negativen (–) Ausgangskabel 4b, die durch den Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300 elektrisch verbunden sind, auf das elektronische Lastgerät 4 übertragen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, während die durch den Brennstoffzellenstapel 5 erzeugte elektrische Energie, wie vorstehend beschrieben, auf das elektronische Lastgerät 4 übertragen wird, der Zustand, in welchem die Verbindersonden 65 des Verbinderverbindungsaufbaus 100 und die Zellanschlüsse 9 des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden sind, durch die Anzeige 80 extern angezeigt werden.
  • Das heißt, die Verbindersonden 65, der Führungsblock 33, und die Anzeige 80 sind bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung elektrisch verbunden, und Leistung wird durch die Steuerung 90 zu der Anzeige 80 zugeführt. Dementsprechend kann die LED-Leuchte 81 der Anzeige 80 Licht emittieren.
  • Wenn die Verbindersonden 65 und die Zellanschlüsse 9 normalerweise nicht miteinander in Kontakt gebracht werden (oder verbunden sind), oder wenn eine Einheitsbatterie defekt ist, wird nicht Leistung an die LED-Leuchte 81 der Anzeige 80 zugeführt. Dementsprechend kann der Zustand, in welchem eine entsprechende Zelle defekt ist, extern angezeigt werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dementsprechend unter Verwendung von Licht, welches durch die LED-Leuchte 81 der Anzeige 80 erzeugt wird, angezeigt werden, ob die Verbindersonden 65 jeweils mit den Zellanschlüssen 9 verbunden sind.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Zellspannungsmessgerät 2, wenn das Zellspannungsmessgerät 2 durch den Verbinderverbindungsaufbau 100 mit den Zellanschlüssen 9 des Brennstoffzellenstapels 5 verbunden ist, die durchschnittliche Zellspannung des Brennstoffzellenstapels 5 messen.
  • Der gemessene Wert der durchschnittlichen Zellspannung des Brennstoffzellenstapels 5, der wie vorstehend beschrieben durch das Zellspannungsmessgerät 2 gemessen wird, wird an die Steuerung 90 übermittelt. Die Steuerung 90 kann die durchschnittliche Zellspannung des Brennstoffzellenstapels 5, die durch das Zellspannungsmessgerät 2 gemessen wird, mit einem Spannungsreferenzwert vergleichen, kann ermitteln, ob der Brennstoffzellenstapel 5 normal ist, und kann mittels der Anzeigeeinheit 400 anzeigen, ob der Brennstoffzellenstapel 5 normal ist.
  • Gemäß der Aktivierungsvorrichtung 1 für Brennstoffzellenstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge für den Brennstoffzellenstapel 5 durch den Verbinderverbindungsaufbau 100, den Ausgangskabelverbindungsaufbau 200, und den Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau 300, auf eine Mehrkanalweise bzw. mittels mehrerer Kanäle ("multiple channel manner") bzw. derart, dass mehrere Kanäle eingesetzt werden, unbemannt, d.h. ohne eine Bedienperson, und automatisch implementiert werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein automatischer Montagemassenherstellungsprozess für ein Brennstoffzellenfahrzeug flexibel gehandhabt werden, weil der Spannungsmessverbinder, das Ausgangskabel und die Fluidzuführleitung für den Brennstoffzellenstapel 5 durch einen automatisierten Prozess bzw. automatisierten Vorgang simultan verbunden werden können.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Durchführbarkeit eines Brennstoffzellenstapelaktivierungsvorgangs zudem verbessert werden, es kann gegen einen Schaden an einer Brennstoffzelle und gegen einen elektrischen Schockunfall bei einem Arbeiter vorgebeugt werden, und eine Luftdichtheit bei einem Brennstoffzellenstapel, wenn ein Fluid zugeführt wird, kann gesichert werden, da der Spannungsmessverbinder, das Ausgangskabel und die Fluidzuführleitung für den Brennstoffzellenstapel 5 durch einen automatisierten Vorgang simultan verbunden werden können.
  • Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurden, ist der technische Gehalt des vorliegenden erfinderischen Konzepts nicht auf die in dieser Beschreibung vorgeschlagenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Der Fachmann, der den technischen Gehalt des vorliegenden erfinderischen Konzepts versteht, kann in einfacher Weise andere Ausführungsformen vorschlagen, und zwar durch Ergänzen, Verändern, Weglassen und Hinzufügen von Bestandteilelementen in dem Rahmen desselben technischen Gehalts. Diese Ergänzungen, Veränderungen, Weglassungen und Zusätze können jedoch als in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallend ausgelegt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2014-0175099 [0001]

Claims (26)

  1. Aktivierungsvorrichtung für Brennstoffzellenstapel zum automatischen Durchführen von Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgängen an den Brennstoffzellenstapeln in einem Zustand, in welchem die Brennstoffzellenstapel in einen Rahmen gelangt sind, wobei die Aktivierungsvorrichtung aufweist: einen Verbinderverbindungsaufbau, der in dem Rahmen auf eine elektrisch-angetriebene Weise installiert ist, um sich in einer Eingangsrichtung des Brennstoffzellenstapels hin- und her zu bewegen, und der dazu geeignet ist, eine Mehrzahl von Verbindersonden mit Zellanschlüssen des Brennstoffzellenstapels zu verbinden; einen Ausgangskabelverbindungsaufbau, der in dem Rahmen auf eine elektrisch-angetriebene Weise installiert ist, um sich in einer Richtung quer zu einer Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her zu bewegen, und der dazu geeignet ist, positive (+) Ausgangskabel mit der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels zu verbinden; und einen Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau, der in dem Rahmen auf eine elektrisch-angetriebene Weise installiert ist, um sich in einer Richtung quer zu einer zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her zu bewegen, und der dazu geeignet ist, negative (–) Ausgangskabel mit der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels zu verbinden und eine Fluidzuführleitung mit einem Verteiler des Brennstoffzellenstapels zu verbinden.
  2. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Aktivierungs- und Leistungsbeurteilungsvorgänge an mindestens zwei Brennstoffzellenstapel automatisch durchgeführt werden, die in wenigstens zwei Kanälen angeordnet sind, nachdem die Brennstoffzellenstapel durch einen Träger übertragen werden und ein äußerer Erscheinungstest an den Brennstoffzellenstapeln durchgeführt wird.
  3. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Mehrzahl der Aktivierungsvorrichtungen zueinander beabstandet sind, wobei ein Übertragungspfad der Brennstoffzellenstapel zwischen den Aktivierungsvorrichtungen eingefügt ist.
  4. Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der: ein Zellspannungsmessgerät und die Zellanschlüsse des Brennstoffzellenstapels durch den Verbinderverbindungsaufbau automatisch verbunden werden; Ausgangskabel eines elektronischen Lastgeräts durch den Ausgangskabelverbindungsaufbau und den Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau automatisch mit Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels verbunden werden; und die Fluidzuführleitung des Fluidzuführgeräts durch den Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau automatisch mit dem Verteiler des Brennstoffzellenstapels verbunden wird.
  5. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der: Wasserstoff und Luft durch die Fluidzuführleitung zu Einheitszellen des Brennstoffzellenstapels zugeführt werden; elektrische Energie, die durch die Einheitszellen erzeugt wird, durch das Ausgangskabel an das elektronische Lastgerät angelegt wird; und Zellspannungen der Einheitszellen, die an das elektronische Lastgerät angelegt werden, durch das Zellspannungsmessgerät gemessen werden.
  6. Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Verbinderverbindungsaufbau aufweist: einen ersten bewegbaren Körper, der in dem Rahmen installiert ist, um sich durch einen ersten Aktuator in der Eingangsrichtung des Brennstoffzellenstapels hin- und her zu bewegen; einen Näherungssensor, der in dem Rahmen installiert ist und dazu geeignet ist, eine Bewegungsposition des ersten bewegbaren Körpers zu begrenzen; eine Anschlussführung, die in dem ersten bewegbaren Körper installiert ist, um sich in Bezug auf die Einheitszellen des Brennstoffzellenstapels hin- und her zu bewegen, und dazu geeignet ist, die Zellanschlüsse zu stützen; und eine Verbindungseinheit, die dazu geeignet ist, Verbindersonden aufzuweisen, die mit den in der Anschlussführung installierten Zellanschlüssen verbunden sind und in dem ersten bewegbaren Körper installiert sind, um sich hin- und her zu bewegen.
  7. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der: die Anschlussführung einen Führungsblock aufweist, der in dem ersten bewegbaren Körper installiert ist, um mittels eines zweiten Aktuators in der Eingangsrichtung des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegt zu werden; V-förmige Vertiefungen zum Stützen der Zellanschlüsse in dem Führungsblock ausgebildet sind; und Einführvertiefungen, in welche die Zellanschlüsse jeweils eingeführt sind, in den Stütznuten ausgebildet sind.
  8. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der; der Führungsblock in einer Verbindungsstufe des zweiten Aktuators installiert ist, um sich mittels der ersten Führungsschiene zu bewegen; eine Pufferfeder zum Puffern eines Stützdrucks an den Zellanschlüssen in der ersten Führungsschiene zwischen dem Führungsblock und der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators installiert ist; und eine erste Stabzelle zum Erfassen eines Kontakts mit der Verbindungsstufe des zweiten Aktuators in dem Führungsblock installiert ist.
  9. Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der: die Verbindungseinheit einen Sondenblock aufweist, der in dem ersten bewegbaren Körper installiert ist, um sich mittels eines dritten Aktuators hin- und her zu bewegen; die Verbindersonden, die mit den Zellanschlüssen in Kontakt gebracht werden, in dem Sondenblock konsekutiv angeordnet sind, wobei der Sondenblock Montagelöcher aufweist, die jeweils einen Innendurchmesser aufweisen, der größer ist als ein Außendurchmesser der Verbindersonde, und ein Paar Befestigungsplatten zum Stützen von jeder der Verbindersonden in dem Sondenblock durch das Montageloch installiert sind; und ein Ringelement fest in der Verbindersonde installiert ist, wobei das Ringelement von den Befestigungsplatten in einem spezifischen Intervall beabstandet ist und zwischen den Befestigungsplatten angeordnet ist.
  10. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der jede der Verbindersonden aufweist: ein äußeres Schalenelement, das in dem Sondenblock installiert ist; einen Sondenstift, der in dem äußeren Schalenelement auf eine solche Weise installiert ist, dass er sich aufwärts und abwärts bewegt; eine Rückstellfeder, die in dem äußeren Schalenelement installiert ist und dazu geeignet ist, eine elastische Kraft auf den Sondenstift auszuüben; und einen Verbinderkopf, der in dem Sondenstift installiert ist und dazu geeignet ist, mit jedem der Zellanschlüsse in Kontakt zu gelangen und eine V-förmige Kopfvertiefung aufzuweisen, die den Zellanschluss stützt.
  11. Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Ausgangskabelverbindungsaufbau aufweist: einen zweiten bewegbaren Körper, der in dem Rahmen installiert ist, um sich mittels eines vierten Aktuators in der Richtung quer zu der Seitenfläche an der ersten Seite der Brennstoffzellenstapelrichtung hin- und her zubewegen; und ein Paar von ersten Verbindungsanschlussgruppen, die in dem zweiten bewegbaren Körper elastisch installiert sind und mit positiven (+) Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels verbunden sind.
  12. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der ein Paar von Befestigungen zum Stützen der Seitenfläche an der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels in dem zweiten bewegbaren Körper installiert ist.
  13. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der jede der ersten Verbindungsanschlussgruppen aufweist: ein erstes Kabelverbindungselement, das in dem zweiten bewegbaren Körper fest installiert ist und mit einem elektronischen Lastgerät durch die positiven (+) Ausgangskabel verbunden ist; und einen ersten Anschlussstab, der von einem Innenseite des ersten Kabelverbindungselements nach außen hervorsteht, installiert ist, um sich in der Richtung quer zu der Seitenfläche an der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels zu bewegen, und dazu geeignet ist, einen ersten Verbindungsanschluss aufzuweisen, der bei dem hervorstehenden Ende des ersten Anschlusstabs installiert ist; und eine erste Feder, die in dem ersten Kabelverbindungselement installiert ist und dazu geeignet ist, eine elastische Kraft auf den ersten Anschlussstab auszuüben.
  14. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher der erste Verbindungsanschluss in jedes der Anschlusslöcher, die in einer Seitenfläche an der ersten Seite des Brennstoffzellenstapels vorgesehen sind, eingeführt ist und dazu geeignet ist, einen Außenumfang mit einer verjüngten Form auszubilden.
  15. Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welcher der vierte Aktuator einen Betätigungszylinder aufweist, der mit dem zweiten bewegbaren Körper verbunden ist.
  16. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 15, bei welcher: der zweite bewegbare Körper in dem Rahmen installiert ist, um sich mittels eines Paar von zweiten Führungsschienen hin- und her zu bewegen; und das Paar von zweiten Führungsschienen in ein Paar von ersten Stützblocks eingeführt ist, die in dem Rahmen vorgesehen sind, und dazu geeignet ist, eine Bewegung eines zweiten bewegbaren Körpers zu führen.
  17. Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau aufweist: einen dritten bewegbaren Körper, der in dem Rahmen installiert ist, um sich mittels eines fünften Aktuators in der Richtung quer zu der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her zu bewegen, ein Paar von zweiten Verbindungsanschlussgruppen, die in dem dritten bewegbaren Körper elastisch installiert sind und mit negativen (–) Ausgangsanschlüssen des Brennstoffzellenstapels verbunden sind; und eine Mehrzahl von Leitungsverbindungsanordnungen, die in dem dritten bewegbaren Körper vorgesehen sind und mit der Fluidzuführleitung eines Fluidzuführgeräts verbunden sind.
  18. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher jede der zweiten Verbindungsanschlussgruppen aufweist: ein zweites Kabelverbindungselement, das in dem dritten bewegbaren Körper fest installiert ist und mit einem elektronischen Lastgerät durch die negativen (–) Ausgangskabel verbunden ist; einen zweiten Anschlussstab, der von einem Innenraum des zweiten Kabelverbindungselements nach außen hervorsteht, installiert ist, um sich in der Richtung quer zu der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels zu bewegen, und dazu geeignet ist, einen zweiten Verbindungsanschluss aufzuweisen, der bei dem hervorstehenden Ende des zweiten Anschlussstabs installiert ist; und eine zweite Feder, die in dem zweiten Kabelverbindungselement installiert ist und dazu geeignet ist, eine elastische Kraft auf den zweiten Anschlussstab auszuüben.
  19. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei welcher der zweite Verbindungsanschluss in jedes der Anschlusslöcher eingeführt ist, die in einer Seitenfläche an der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels vorgesehen sind, und dazu geeignet ist, einen Außenumfang mit einer verjüngten Form auszubilden.
  20. Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei welcher der dritte bewegbare Körper in dem Rahmen auf eine solche Weise installiert ist, dass er sich mittels eines Paars von dritten Führungsschienen hin- und her bewegt, und die dritten Führungsschienen in ein Paar von zweiten Stützblocks eingeführt sind, die an dem Rahmen vorgesehen sind; wobei bewegliche Blocks, die mittels des fünften Aktuators in der Richtung quer zu der zweiten Seite des Brennstoffzellenstapels hin- und her bewegt werden, in dem Rahmen installiert sind, und Stoppelemente jeweils an beiden Seiten der bewegbaren Blocks ausgebildet sind, um hervorzustehen; und Stoppblocks, die mit den Stoppelementen in Eingriff stehen, jeweils an den dritten Führungsschienen installiert sind.
  21. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 20, bei der: ein Befestigungsblock fest in den bewegbaren Blocks installiert ist; und eine zweite Stabzelle, die mit dem Befestigungsblock in Kontakt gebracht wird, in dem dritten bewegbaren Block installiert ist.
  22. Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei welcher der Fluidzuführleitungsverbindungsaufbau ferner eine Luftdichtheitstesteinheit aufweist, die dazu geeignet ist, eine Luftdichtheit des Brennstoffzellenstapels zu testen.
  23. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 22, bei welcher die Luftdichtheitstesteinheit aufweist: eine Luftzuführquelle, die dazu geeignet ist, Luft zu dem Leitungsverbindungsaufbau zuzuführen; einen pneumatischen Regler, der dazu geeignet ist, einen Druck der zu dem Leitungsverbindungsaufbau zugeführten Luft zu steuern; einen Durchflussmesser, der dazu geeignet ist, eine Strömungsrate der zugeführten Luft zu messen; und einen Drucksensor, der dazu geeignet ist, einen Luftdruck zu erfassen, der in dem Brennstoffzellenstapel wirkt.
  24. Aktivierungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner aufweist: ein Zellspannungsmessgerät, das elektrisch mit dem Verbinderverbindungsaufbau verbunden ist und dazu geeignet ist, eine durchschnittliche Zellspannung des Brennstoffzellenstapels zu testen; und ein Anzeigeelement, das mit dem Zellspannungsmessgerät verbunden ist und dazu geeignet ist, ein Steuersignal von einer Steuerung auf Basis der durchschnittlichen Zellspannung des Brennstoffzellenstapels zu empfangen und anzuzeigen, ob der Brennstoffzellenstapel normal ist.
  25. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der Verbinderverbindungsaufbau eine Anzeige aufweist, die mit den Verbindersonden und den Anschlussführungen elektrisch verbunden ist und dazu geeignet ist, eine elektrische Verbindung zwischen den Zellanschlüssen und den Verbindersonden extern anzuzeigen.
  26. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 25, bei welcher die Anzeige eine LED-Leuchte aufweist, die dazu geeignet ist, als Reaktion auf ein elektrisches Signal Licht zu emittieren.
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