燃料电池堆的激活装置制造方法及图纸

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

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引证本申请要求于2014年12月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0175099号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
本专利技术构思的示例性实施方式涉及一种燃料电池堆的激活系统。更具体地，本专利技术构思涉及一种燃料电池堆的激活装置，该激活装置能够对燃料电池堆自动实施激活和性能评估过程。
技术介绍
通常，燃料电池包括用于与燃料和氧化剂产生电化学反应的电极、用于传输由反应产生的质子的聚合物电解质膜、以及用于支撑电极和聚合物电解质膜的隔离件(在业内通常称为“隔板”)。聚合物电解质燃料电池作为用于车辆的燃料电池而最受关注。聚合物电解质燃料电池的优点在于其具有高效率以及高电流密度和输出密度，其具有较短的启动时间，其不易腐蚀，并且与其他类型的燃料电池相比较，因为其使用聚合物电解质，所以不需要控制电解质。而且，在全球汽车业中，因为聚合物电解质燃料是仅释放水作为排放气体的环境友好型能源，所以正在对聚合物电解质燃料电池进行积极的研究。聚合物电解质燃料电池在通过燃料(包括氢气)与氧化剂(诸如，空气等)之间的电化学反应产生水和热的同时产生电能。也就是说，在聚合物电解质燃料电池中，使供应的燃料在阳极的催化剂中分离成质子和电子，并且通过聚合物电解质膜将分离的质子传输至阴极。在这种情况下，使分离的质子与供应的氧化剂和通过外部导体接收的电子结合，从而在产生水的同时产生电能。在用于车辆的实际燃料电池中，为了获得高电势，根据所需电势来堆叠单元电池。堆叠的单元电池被称为堆。燃料电池的电极包括氢离子载体与催化剂的混合物。在制备燃料电池的初始操作中，电化学反应的活性可能较低。其原因在于，因为反应物的移动路径被堵塞，所以反应物不能够到达催化剂，在初始操作中，形成三相界面的氢离子载体不易被水解，并且难以确保氢离子与电子的连续迁移率。出于这个原因，为了确保在将燃料电池组装在燃料电池堆中之后的燃料电池的最佳性能，即，包括膜电极组件(包括电极和聚合物电解质膜)以及隔离件的燃料电池的发电总和，需要对燃料电池实施激活和性能评估过程。激活和性能评估的目的是移除在膜电极组件和燃料电池堆的制备过程中流入的残留杂质、激活并不参与反应的部位、确保移动通道(反应物可在该移动通道中移动至催化剂)，并且通过使包括在聚合物电解质膜和电极中的电解质充分水解而确保氢离子通道。根据燃料电池制造商，可以各种方式执行燃料电池的激活，但主要激活方法是在特定电压下的长时间操作。在制备多个燃料电池的堆之后，通过将燃料和氧化剂供应至燃料电池、将从燃料电池产生的电能施加至电负载设备、以及检查电池电压，用于激活燃料电池的常规设备可对燃料电池堆执行激活和性能评估过程。在燃料电池堆的激活和性能评估过程中，电压测量设备的连接器连接至分别从燃料电池堆的燃料电池突出的接线端，连接至电负载设备的输出电缆连接至燃料电池堆的两侧上的输出接线端，并且用于将流体(例如，氢气、空气、以及冷却剂)供应至燃料电池堆的燃料电池的流体供应管连接至燃料电池堆的歧管。在将电压测量设备的连接器连接至从燃料电池堆的燃料电池突出的相应接线端的过程中，手动连接连接器与燃料电池的接线端。因此，在常规技术中，因为电压测量设备的连接器手动连接至燃料电池堆的燃料电池的接线端，所以可操作性可能较低，可能过多地浪费连接连接器与接线端所花费的任务时间，并且当将连接器连接至接线端时，可能损坏燃料电池堆。而且，在将连接至电负载设备的输出电缆连接至燃料电池堆的两侧上的输出接线端的过程中，工人使用螺栓将连接至电负载设备的母线和输出电缆与燃料电池堆的输出接线端接合。因此，在常规技术中，如果工人将输出电缆手动连接至燃料电池堆的输出接线端以及手动使输出电缆与燃料电池堆的输出接线端断开连接，则工人可能暴露于电击的危险。即，尽管停止向燃料电池堆供应氢气和空气，但由于残留在燃料电池堆中的氢气与空气的电化学反应，还是会产生电流。因此，当使输出电缆从输出接线端分离时，工人可能遭遇电击事故。而且，在使燃料供应管(该燃料供应管用于将流体供应至燃料电池堆的燃料电池)连接至燃料电池堆的歧管的过程中，将燃料电池堆手动地推动并连接至激活设备的流体供应管。因此，在常规技术中，因为将几十千克的燃料电池堆手动地推动并连接至激活设备的流体供应管，所以可操作性差。而且，当流体供应管与燃料电池堆的歧管连接时，难以保证流体供应管与燃料电池堆的歧管之间的气密性。
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于增强对本专利技术构思的背景部分的理解，因此，其可能包含并不构成已为该国本领域技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开致力于提供具有下列优点的燃料电池堆的激活装置，该优点为，通过以多通道的方式对燃料电池堆自动地实施激活和性能评估过程，来处理用于燃料电池车辆的自动组装批量生产过程。而且，本专利技术构思的示例性实施方式提供具有下列优点的燃料电池堆的激活装置，该优点为，同时自动地连接用于燃料电池堆的电压测量连接器、输出电缆以及流体供应管。本专利技术构思的示例性实施方式提供燃料电池堆的激活装置，该激活装置用于对处于已经进入框架的状态的燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程。燃料电池堆的激活装置可包括：i)连接器连接组件，连接器连接组件以电动的方式安装在框架中，以在燃料电池堆的进入方向上进行往复运动，并且连接器连接组件被构造成将多个连接器探针连接至燃料电池堆的电池接线端；ii)输出电缆连接组件，输出电缆连接组件以电动的方式安装在框架中，以在横向于燃料电池堆的第一侧的方向上进行往复运动，并且输出电缆连接组件被构造成将正(+)输出电缆连接至燃料电池堆的第一侧；以及iii)流体供应管件连接组件，流体供应管连接组件以电动的方式安装在框架中，以在横向于燃料电池堆的第二侧的方向上进行往复运动，并且流体供应管连接组件被构造成将负(-)输出电缆连接至燃料电池堆的第二侧并且将流体供应管连接至燃料电池堆的歧管。根据本专利技术构思的示例性实施方式的激活装置可在通过载体传输燃料电池堆并且对燃料电池堆执行外观测试之后对设置在至少两个通道中的至少两个燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程。在根据本专利技术构思的示例性实施方式的燃料电池堆的激活装置中，多个激活装置可通过燃料电池堆的传输路径介于激活装置之间的方式而彼此间隔开并且设置在两个通道中。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池堆的激活装置，所述激活装置用于对处于已经进入框架的状态的所述燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程，所述激活装置包括：连接器连接组件，所述连接器连接组件以电动的方式安装在所述框架中，以在所述燃料电池堆的进入方向上进行往复运动，并且所述连接器连接组件被构造成将多个连接器探针连接至所述燃料电池堆的电池接线端；输出电缆连接组件，所述输出电缆连接组件以电动的方式安装在所述框架中，以在横向于所述燃料电池堆的第一侧的方向上进行往复运动，并且所述输出电缆连接组件被构造成将正输出电缆连接至所述燃料电池堆的所述第一侧；以及流体供应管连接组件，所述流体供应管连接组件以电动的方式安装在所述框架中，以在横向于所述燃料电池堆的第二侧的方向上进行往复运动，并且所述流体供应管连接组件被构造成将负输出电缆连接至所述燃料电池堆的所述第二侧并且将流体供应管连接至所述燃料电池堆的歧管。

【技术特征摘要】
2014.12.08 KR 10-2014-01750991.一种燃料电池堆的激活装置，所述激活装置用于对处于已经进入框
架的状态的所述燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过程，所述
激活装置包括：
连接器连接组件，所述连接器连接组件以电动的方式安装在所
述框架中，以在所述燃料电池堆的进入方向上进行往复运动，并且
所述连接器连接组件被构造成将多个连接器探针连接至所述燃料电
池堆的电池接线端；
输出电缆连接组件，所述输出电缆连接组件以电动的方式安装
在所述框架中，以在横向于所述燃料电池堆的第一侧的方向上进行
往复运动，并且所述输出电缆连接组件被构造成将正输出电缆连接
至所述燃料电池堆的所述第一侧；以及
流体供应管连接组件，所述流体供应管连接组件以电动的方式
安装在所述框架中，以在横向于所述燃料电池堆的第二侧的方向上
进行往复运动，并且所述流体供应管连接组件被构造成将负输出电
缆连接至所述燃料电池堆的所述第二侧并且将流体供应管连接至所
述燃料电池堆的歧管。
2.根据权利要求1所述的激活装置，其中，在通过载体传输所述燃料
电池堆并且对所述燃料电池堆执行外观测试之后，对设置在至少两
个通道中的至少两个所述燃料电池堆自动地执行激活和性能评估过
程。
3.根据权利要求2所述的激活装置，其中，多个所述激活装置以所述
燃料电池堆的传输路径介于所述激活装置之间的方式而彼此间隔
开。
4.根据权利要求1所述的激活装置，其中：
电池电压测量设备与所述燃料电池堆的所述电池接线端通过所
述连接器连接组件而自动地连接；
电负载设备的输出电缆通过所述输出电缆连接组件和所述流体
供应管连接组件而自动地连接至所述燃料电池堆的输出接线端；并
且
流体供应设备的流体供应管通过所述流体供应管连接组件而自
动地连接至所述燃料电池堆的所述歧管。
5.根据权利要求4所述的激活装置，其中：
通过所述流体供应管将氢气和空气供应至所述燃料电池堆的单
元电池；
通过所述输出电缆将由所述单元电池产生的电能施加给所述电
负载设备；并且
通过所述电池电压测量设备来测量所述单元电池施加给所述电
负载设备的电池电压。
6.根据权利要求1所述的激活装置，其中，所述连接器连接组件包括：
第一可移动体，所述第一可移动体安装在所述框架中，以通过
第一致动器而在所述燃料电池堆的进入方向上进行往复运动；
近端传感器，所述近端传感器安装在所述框架中并且被构造成
限制所述第一可移动体的移动位置；
接线端引导件，所述接线端引导件安装在所述第一可移动体中，
以相对于所述燃料电池堆的所述电池接线端而进行往复运动，并且
所述接线端引导件被构造成支撑所述电池接线端；以及
连接单元，所述连接单元被构造成包括连接至所述电池接线端
的连接器探针，所述电池接线端布置在所述接线端引导件中并且安
装在所述第一可移动体中，以进行往复运动。
7.根据权利要求6所述的激活装置，其中：
所述接线端引导件包括导块，所述导块安装在所述第一可移动
体中，以通过第二致动器而在所述燃料电池堆的进入方向上进行往
复运动；
在所述导块中形成有V形槽以用于支撑所述电池接线端；并且
在所述V形槽中形成有插入槽，所述电池接线端分别插入到所
述插入槽中。
8.根据权利要求7所述的激活装置，其中：
所述导块安装在所述第二致动器的连接平台中，以通过第一导
杆而移动；
用于缓冲所述电池接线端上的支撑压力的缓冲弹簧安装在位于
所述导块与所述第二致动器的所述连接平台之间的所述第一导杆
中；并且
用于检测与所述第二致动器的所述连接平台的接触的第一棒状
电池安装在所述导块中。
9.根据权利要求6所述的激活装置，其中：
所述连接单元包括探针块，所述探针块安装在所述第一可移动
体中，以通过第三致动器而上下往复运动；
与所述电池接线端接触的所述连接器探针被连续地布置在所述
探针块中，所述探针块包括安装孔，每个所述安装孔的内径均大于
所述连接器探针的外径，并且用于支撑每个所述连接器探针的一对
固定板通过所述安装孔而安装在所述探针块中；并且
环形构件牢固地安装在所述连接器探针中，其中，所述环形构
件以特定的间隔与所述固定板间隔开并且设置在所述固定板之间。
10.根据权利要求9所述的激活装置，其中，每个所述连接器探针均包
括：
外壳构件，所述外壳构件安装在所述探针块中；
探针销，所述探针销以上下移动的方式安装在所述外壳构件内；
复位弹簧，所述复位弹簧安装在所述外壳构件中并且被构造成
向所述探针销施加弹力；以及
连接器头，所述连接器头安装在所述探针销中，并且所述连接
器头被构造成与每个所述电池接线端接触且具有支撑所述电池接线
端的“V”形头槽。
11.根据权利要求1所述的激活装置，其中，所述输出电缆连接组件包
括：
第二可移动体，所述第二可移动体安装在所述框架中，以通过
第四致动器而在横向于所述燃料电池堆的所述第一侧上的侧面的方
向上进行往复运动；以及<...

【专利技术属性】
技术研发人员：林峻弘，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR