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DE102005050500A1 - Device for determining the voltage of a fuel cell stack comprises a contact foil on which are arranged strip conductors having contact surface for electrically contacting with the electrode of a single cell assigned to the strip conductors - Google Patents

Device for determining the voltage of a fuel cell stack comprises a contact foil on which are arranged strip conductors having contact surface for electrically contacting with the electrode of a single cell assigned to the strip conductors Download PDF

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DE102005050500A1
DE102005050500A1 DE102005050500A DE102005050500A DE102005050500A1 DE 102005050500 A1 DE102005050500 A1 DE 102005050500A1 DE 102005050500 A DE102005050500 A DE 102005050500A DE 102005050500 A DE102005050500 A DE 102005050500A DE 102005050500 A1 DE102005050500 A1 DE 102005050500A1
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contact
fuel cell
cell stack
electrode
contact foil
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DE102005050500A
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German (de)
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Peter Marx
Wolfgang Langnickel
Martin Schüler
Christina Fründt
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Audi AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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Abstract

Device for determining the voltage of a fuel cell stack comprises a contact foil (1) on which are arranged strip conductors (3) each having a contact surface (5) for electrically contacting with the electrode of a single cell assigned to the strip conductors. Independent claims are also included for the following: (1) Method for determining the voltage of a fuel cell stack using the above device; and (2) Device for determining the temperature of a fuel cell stack.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Spannungserfassung an einem Brennstoffzellenstapel.The The invention relates to an apparatus and method for voltage detection on a fuel cell stack.

Es ist bekannt, eine Mehrzahl von Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel („Stack") schichtweise zusammenzufügen und zur Bereitstellung einer Spannung in der erwünschten Höhe in Serie zu schalten. Brennstoffzellenstapel können dabei sowohl aus einer eher kleinen als auch aus einer relativ großen Anzahl, d.h. von ca. fünf bis zu mehreren Hundert, Einzelzellen bestehen. Der Abgriff der von dem Brennstoffzellenstapel (bzw. seiner Einzelzellen) erzeugten elektrischen Spannung und/oder Temperatur und dabei insbesondere eine sichere Kontaktierung der Spannungsabgriffe bereiten in der Praxis jedoch regelmäßig Schwierigkeiten. Bekanntermaßen werden beispielsweise bei Brennstoffzellenstapeln, welche insbesondere aus Protonen-Austausch-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC) zusammengesetzt sein können, Federdrähte oder federnde Stifte bzw. federnde Kontaktnadeln mit Hilfe einer Halteleiste senkrecht auf die Bipolarplatten des Brennstoffzellenstapels gedrückt. Signale werden dabei mit Steckern und Kabeln an eine Auswerteeinheit übergeben. Diese Methode ist jedoch kostspielig und die Montage sowie das Feinjustieren der Abgriffe gestalten sich in der Regel schwierig, insbesondere bei einer schlechten Maßhaltigkeit des Brennstoffzellenstapels. Zudem nehmen die bekannten Konstruktionen beträchtlichen Bauraum des Brennstoffzellenstapels ein und sind recht störungsanfällig. Sind zudem die Elektroden bzw. die Bipolarplatten des Brennstoffzellenstapels aus Grafit ausgebildet, wie dies in der Regel bei PEMFCs der Fall ist, ergeben sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen weitere Schwierigkeiten auf Grund der anisotropen Eigenschaften des Grafits sowie dessen Brüchigkeit.It is known, a plurality of fuel cells to a fuel cell stack ("Stack") in layers and put together to provide a voltage in the desired height in series. fuel cell stack can both a rather small and a relatively large number, i.e. from about five up to several hundred, single cells exist. The tap of the produced by the fuel cell stack (or its single cells) electrical voltage and / or temperature, and in particular prepare a secure contact of the voltage taps in the Practice, however, regularly difficulties. As is known, For example, in fuel cell stacks, which in particular composed of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) could be, spring wires or resilient pins or resilient contact needles using a retaining strip pressed perpendicular to the bipolar plates of the fuel cell stack. signals are transferred with plugs and cables to an evaluation unit. However, this method is costly and the assembly as well as the fine adjustment The taps are usually difficult, especially at a bad dimensional stability of the fuel cell stack. In addition, the known constructions take considerable Space of the fuel cell stack and are quite prone to failure. are also the electrodes or the bipolar plates of the fuel cell stack made of graphite, as is usually the case with PEMFCs is obtained in the known from the prior art and devices further difficulties due to the anisotropic Properties of the graphite and its brittleness.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Spannungserfassung an einem Brennstoffzellenstapel zu schaffen.Of the The invention is therefore based on the technical problem, an improved Device and an improved method for voltage detection to create a fuel cell stack.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich erfindungsgemäß durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 17, 21 und 37. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution the technical problem results according to the invention by things the claims 1, 17, 21 and 37. Further advantageous embodiments of the inventions emerge from the dependent claims.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zu Grunde, dass wesentlich weniger Bauraum benötigt wird und zudem eine weitaus flexiblere konstruktive Variantenvielfalt möglich ist, wenn zur Er fassung der Spannung an einem Brennstoffzellenstapel statt der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Abgreifen der Spannung eine Kontaktfolie verwendet wird. Dies wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Spannungserfassung an einem Brennstoffzellenstapel vorgeschlagen wird, wobei der Brennstoffzellenstapel eine Mehrzahl von Einzelzellen umfasst und wobei jede Einzelzelle mit mindestens zwei Elektroden ausgebildet ist, über die die Spannung der jeweiligen Einzelzelle abgreifbar ist, und mindestens eine Kontaktfolie vorgesehen ist, auf der zum Abgriff der Spannung der jeweiligen Einzelzelle mindestens zwei Leiterbahnen vorgesehen sind, welche jeweils mindestens eine Kontaktfläche aufweisen, die zur elektrischen Kontaktierung der der Leiterbahn zugeordneten Elektrode der Einzelzelle vorgesehen ist. Aufgrund der Tatsache, dass – konstruktiv bedingt je nach Ausführungsform der Brennstoffzellen – benachbarte Einzelzellen auch miteinander verbundene oder gemeinsame Elektroden aufweisen können, ist auch vorstellbar, dass zum Abgriff der Spannung eine Leiterbahn zwei Einzelzellen zugeordnet ist. Unter der „Elektrode" ist dabei jegliche Art eines elektrischen Leiters zur Vermittlung des Übergangs des elektrischen Stroms in ein anderes Leitermedium zu verstehen. Im beispielhaften Fall einer Protonen-Austausch-Membran-Brennstoffzelle kann es sich hierbei also sowohl um die mit einem Katalysator beschichteten Elektrodenschichten an der Membran einer Einzelzelle als auch um die zwischen den Membranen zweier oder mehrerer Einzelzellen angeordneten Bipolarplatten handeln, an welchen die erzeugte Spannung abgegriffen werden kann. Unter der Spannung einer Einzelzelle ist dabei das elektrische Potenzial zwischen den gegenüberliegenden und einander zugewandten Seiten zweier benachbarter Elektroden bzw. Bipolarplatten zu verstehen. Die Kontaktfolie weist dabei in der Regel eine verhältnismäßig geringe Dicke auf und ist zudem leicht, biegsam und flexibel. Durch die Verwendung einer solchen Kontaktfolie wird demnach eine einfache, preisgünstige, kompakte, vielseitige sowie Großserien-taugliche Lösung zum Abgriff der Spannung an einem Brennstoffzellenstapel geschaffen.Of the The invention is based on the recognition that essential less space is needed and also a much more flexible design variety possible is when to he version of the voltage on a fuel cell stack instead of the known devices and methods for tapping the Tension a contact foil is used. This is inventively achieved by a device and method for voltage detection on a Fuel cell stack is proposed, wherein the fuel cell stack comprises a plurality of individual cells and wherein each individual cell is formed with at least two electrodes, via which the voltage of the respective Single cell can be tapped, and provided at least one contact foil is on the tapping the voltage of the respective single cell at least two conductor tracks are provided, which in each case at least have a contact surface, which is assigned to the electrical contacting of the conductor track Electrode of the single cell is provided. Due to the fact, that - constructive conditionally depending on the embodiment fuel cells - adjacent Single cells also interconnected or common electrodes can have is also conceivable that for tapping the voltage a trace is assigned to two individual cells. Under the "electrode" is any kind of electrical Chief to mediate the transition to understand the electric current in another conductor medium. In the exemplary case of a proton exchange membrane fuel cell it is thus both the catalyst coated with a catalyst Electrode layers on the membrane of a single cell as well as around which are arranged between the membranes of two or more individual cells Bipolar plates act on which tapped the generated voltage can be. Under the tension of a single cell is the electrical potential between the opposite and facing each other Pages of two adjacent electrodes or bipolar plates to understand. The contact film has a relatively low in the rule Thickness and is also lightweight, flexible and flexible. By the The use of such a contact foil therefore becomes a simple, affordable compact, versatile and suitable for mass production solution created for tapping the voltage on a fuel cell stack.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Leiterbahnen auf die Kontaktfolie aufgedruckt. Dabei besteht die Kontaktfolie selbst vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material, während durch die auf einer Seite der Kontaktfolie aufgedruckten Leiterbahnen die betreffende Seite der Kontaktfolie zumindest bereichsweise leitend kaschiert ist. Dies entspricht einer besonders einfachen, preisgünstigen und serientauglichen Lösung zum Abgriff der Spannungen bei reduziertem Gewicht. Weitere Vorteile bestehen darin, dass die aufgedruckten Leiterbahnen ein einheitliches und übergangsfreies Mittel zur Kontaktierung, Signalmessungen sowie -weiterleitung darstellen und zudem problemlos automatisiert gefertigt werden können.In an advantageous embodiment, the conductor tracks are printed on the contact foil. In this case, the contact foil itself preferably consists of an electrically nonconductive material, while the side of the contact foil printed on at least one side of the contact foil is at least partially capped by the printed conductors printed on one side of the contact foil. This corresponds to a particularly simple, inexpensive and production-ready solution for tapping the voltages at a reduced weight. Further advantages are that the printed circuit traces represent a uniform and transition-free means for contacting, signal measurements and forwarding and also automa easily can be made tisiert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Kontaktfolie an mindestens einer Seite Laschen auf, wobei auf jeder Lasche jeweils eine Leiterbahn zumindest teilweise angeordnet ist. Die Kontaktfläche der jeweiligen Leiterbahn ist dabei auf der Oberfläche der Lasche und vorzugsweise an deren freistehendem Ende angeordnet. Die Leiterbahn verläuft dann jeweils vorzugsweise von der Lasche über die Kontaktfolie zu einer am anderen Ende der Kontaktfolie angeordneten Verbindungseinheit, beispielsweise einer Steckerleiste. Die Laschen können dann als „Finger" zur Kontaktierung der jeweiligen Elektroden des Brennstoffzellenstapels dienen. Aus einem beispielsweise rechteckigen Stück Kontaktfolie kann somit durch einfaches Einschneiden und gegebenenfalls Falten für jeden Brennstoffzellenstapel ein passendes Kontaktiermodul gebaut werden.In a further advantageous embodiment, the contact foil on at least one side tabs, each on each tab a conductor is at least partially arranged. The contact surface of the each conductor is on the surface of the tab and preferably arranged at the free-standing end. The track then runs each preferably from the tab over the contact foil to a at the other end of the contact foil arranged connection unit, for example, a power strip. The tabs can then be used as "fingers" for contacting serve the respective electrodes of the fuel cell stack. Out a, for example, rectangular piece of contact foil can thus by simple cutting and possibly folding for each Fuel cell stack to be built a matching Kontaktiermodul.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Laschen jeweils eine unterschiedliche Länge auf. Somit können die verschiedenen Elektroden des Brennstoffzellenstapels in einfacher Weise mittels der Laschen erreicht und kontaktiert werden. Dabei ist vorzugsweise eine lange Lasche zur Kontaktierung einer weiter entfernten Einzelzelle des Brennstoffzellenstapels vorgesehen, während eine kürzere Lasche für eine näher gelegene Einzelzelle vorgesehen ist.In a further advantageous embodiment, the tabs each a different length on. Thus, you can the various electrodes of the fuel cell stack in a simple manner be reached and contacted by means of the tabs. It is preferable a long tab for contacting a more distant single cell of Fuel cell stack provided while a shorter tab for one closer Single cell is provided.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Laschen zur Kontaktierung der mindestens einen Elektrode einer Einzelzelle jeweils abknickbar und an der Elektrode fixierbar. Die Laschen drücken dann vorzugsweise mit der leitend kaschierten Seite, d.h. dem einen Ende der Leiterbahn, auf die Elektrode bzw. Bipolarplatten, um diese zu kontaktieren. Somit können die Elektroden der Einzelzellen eines Brennstoffzellenstapels in besonders einfacher Weise kontaktiert und die Montage der Kontaktfolie erleichtert werden. Serienanwendungen können beispielsweise durch automatisches „Einschnappen lassen" der jeweiligen Laschen in einfacher Weise montiert und kontaktiert werden.In In another advantageous embodiment, the tabs are for contacting the at least one electrode of a single cell each bendable and fixable to the electrode. The tabs then press preferably with the conductively backed side, i. the one end the conductor track, on the electrode or bipolar plates to these to contact. Thus, you can the electrodes of the individual cells of a fuel cell stack in particularly simple manner contacted and the mounting of the contact foil be relieved. Series applications can be achieved, for example, by automatically "snapping in" the respective tabs be easily mounted and contacted.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Fixierung der Laschen an der Elektrode durch Einklemmen zwischen zwei nebeneinander liegenden Einzelzellen. Somit müssen die Kontaktfolie bzw. deren Laschen nicht gesondert an den jeweiligen Einzelzellen festgeklemmt werden, da sie durch die Einzelzellen selbst (bzw. gegebenenfalls deren Bipolarplatten) in deren Zwischenräumen beim Komprimieren des Brennstoffzellenstapels eingeklemmt werden. Auf diese Weise können zusätzliche Befestigungsmittel eingespart werden.In In another advantageous embodiment, the fixation takes place the tabs on the electrode by clamping between two adjacent Single cells. Thus, must the contact foil or its tabs not separately to the respective Single cells become trapped as they pass through the single cells itself (or possibly their bipolar plates) in their interstices during Compressing the fuel cell stack are trapped. On this way you can additional Saving fasteners are saved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Fixierung der Laschen an der Elektrode der Einzelzelle durch Festklemmen mittels mindestens einer Halteklammer. Bei der Halteklammer kann es sich um ein herkömmliches Standardbauteil handeln, welches in Elektronikanwendungen häufig Verwendung findet. Auf diese Weise können zusätzliche Kosten für aufwändige Spezialanfertigungen vermieden werden. Die Halteklammer ist dabei selbst vorzugsweise flexibel und weiter vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet. Es ist auch vorstellbar, dass mehrere Halteklammern zu einer Einheit, beispielsweise als flexible gewellte Leiste, zusammengefügt sind, um mehrere Stücke Kontaktfolie gleichzeitig zu befestigen.In In another advantageous embodiment, the fixation takes place the tabs on the electrode of the single cell by clamping means at least one retaining clip. The retaining clip may be a conventional one Standard component, which is often used in electronic applications place. That way you can additional costs for complex Custom made to be avoided. The retaining clip is included itself preferably flexible and more preferably from an electrical formed non-conductive material. It is also conceivable that several retaining clips into one unit, for example as a flexible wavy bar, put together are to several pieces of contact film to fix at the same time.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Elektrode mindestens eine Kontaktnase auf, auf welche die Halteklammer aufrastbar ist. Vor dem Aufrasten der Halteklammer ist vorzugsweise die Kontaktfolie auf die Kontaktnase aufzuschieben und mit den Kontaktflächen der Leiterbahnen in elektrischen Kontakt zu bringen. Weiter vorzugsweise ist an der Kontaktnase mindestens eine Nut angebracht, während die Halteklammer einen mit der Form der Nut korrespondierenden Abschnitt aufweist, um zur Fixierung der Halteklammer und der Kontaktfolie in die Nut einrasten zu können. Die Kontaktnase ist dabei vorzugsweise als bereichsweise überstehender Teil der zu kontaktierenden Elektrode ausgebildet, an welchem die Halteklammer angebracht werden kann. Dies entspricht einer konstruktiv einfachen und äußerst preisgünstigen Lösung zur sicheren Kontaktierung der jeweiligen Einzelzellen.In a further advantageous embodiment, the electrode at least one contact nose on which the retaining clip can be latched is. Before latching the retaining clip is preferably the contact foil postpone on the contact nose and with the contact surfaces of the To bring conductor tracks into electrical contact. Further preferably at least one groove is attached to the contact nose, while the Retaining clip corresponding to the shape of the groove section has to fix the retaining clip and the contact foil to engage in the groove. The contact nose is preferably as partially protruding Part of the electrode to be contacted formed at which the Retaining clip can be attached. This corresponds to a structurally simple and extremely affordable solution for safe contacting of the individual cells.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Kontaktfolie zumindest teilweise aufgerollt und mit ihrem aufgerollten Teil in eine hierfür vorgesehene Öffnung im Brennstoffzellenstapel einbringbar, wobei im aufgerollten Teil die Leiterbahnen der Kontaktfolie mit jeweils einer Elektrode einer Einzelzelle in Kontakt bringbar sind. Bei der Öffnung im Brennstoffzellenstapel handelt es sich vorzugsweise um eine quer zu den Einzelzellen verlaufende Bohrung. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Kontaktfolie nicht gesondert festgeklemmt werden muss, da sie durch ihre Neigung zum Selbstentrollen mit einer gewissen gleichmäßigen Kraft an die Innenwand der Bohrung, d.h. an die Elektroden gedrückt wird. Die Anpresskraft ist dabei von der Flexibilität und/oder der Rückstellkraft der Folie gegen Biegung sowie dem Bohrungsdurchmesser im Brennstoffzellenstapel abhängig und konstruktiv frei wählbar. Zur Verstärkung der Anpresskraft, d.h. zum verbesserten Andrücken der aufgerollten Kontaktflächen an die Elektroden des Brennstoffzellenstapels, ist es zudem denkbar, zusätzlich einen länglichen flexiblen Körper in komprimierter Form in den aufgerollten Teil der Kontaktfolie einzubringen, der sich nachfolgend mit einiger Verzögerung, gleichsam nach dem Prinzip eines „Ohrenstöpsels", insbesondere in radialer Richtung ausdehnt bzw. sein Volumen vergrößert. Dabei kann es sich vorzugsweise um einen flexiblen Körper aus aufgeschäumtem Material, beispielsweise Polyurethan, Silikon oder anderem Schaumstoff handeln. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass zur Erhöhung der Anpresskraft statt eines flexiblen Körpers aus Schaumstoff ein lang gestreckter bzw. stabförmiger Ballon verwendet wird, der in zumindest teilweise entleerter Form in den aufgerollten Teil der Kontaktfolie eingebracht wird und nach Aufpumpen mit einem Fluid, beispielsweise Luft, einen radialen Druck auf die Innenseite des aufgerollten Teils ausübt. Sowohl bei der Ausführungsform aus Schaumstoff als auch bei der Ballonvariante ist dabei auch denkbar, dass der flexible Körper nicht erst nach der endgültigen Montage des aufgerollten Teils der Kontaktfolie, d.h. nach dem Einbringen in die Öffnung im Brennstoffzellenstapel, dort nachträg lich eingeführt und in Position gebracht wird, sondern dass der aufgerollte Teil der Kontaktfolie bereits vor der endgültigen Montage der Kontaktfolie im Brennstoffzellenstapel um den flexiblen Körper herumgewickelt wird. Auch die Anordnung der Leiterbahnen, d.h. insbesondere deren Abstand, ist größtenteils konstruktiv frei wählbar. Vorzugsweise ist die Kontaktfolie so aufgerollt, dass die Leiterbahnen auf der äußeren Wicklung quer zur Rollachse verlaufen und in einem Abstand, welcher den Abständen der Elektroden der Einzelzellen entspricht, nebeneinander angeordnet sind, so dass nach dem Einbringen des aufgerollten Teils in die Öffnung des Brennstoffzellenstapels jeweils eine Kontaktfläche einer Leiterbahn eine Elektrode einer Einzelzelle berührt. Somit kann beispielsweise aus einem rechteckigen Stück Kontaktfolie durch einfaches Aufrollen und Einschieben in die Öffnung zu jedem Brennstoffzellenstapel ein passendes, großserientaugliches Kontaktmodul gebaut werden. Des Weiteren wird die Herstellung und Montage dadurch erleichtert, dass die gerollten Kontaktfolien problemlos erst nach dem Verpressen des Brennstoffzellenstapels in die dafür vorgesehene Öffnung eingeschoben werden können.In a further advantageous embodiment, the contact foil is at least partially rolled up and can be introduced with its rolled-up part into an opening provided in the fuel cell stack, wherein in the rolled-up part the conductor tracks of the contact foil can be brought into contact with one electrode of a single cell. The opening in the fuel cell stack is preferably a bore extending transversely to the individual cells. This embodiment offers the advantage that the contact foil does not have to be clamped separately, since it is pressed by its tendency to self-roll with a certain uniform force against the inner wall of the bore, ie to the electrodes. The contact pressure is dependent on the flexibility and / or the restoring force of the film against bending and the bore diameter in the fuel cell stack and structurally arbitrary. To increase the contact pressure, ie for improved pressing of the rolled contact surfaces to the electrodes of the fuel cell stack, it is also conceivable to additionally introduce an elongated flexible body in compressed form in the rolled-up part of the contact foil, which follows with some delay, as it were according to the principle an "ear plug", in particular in the radial direction expands or ver. Ver volume enlarges. This may preferably be a flexible body made of foamed material, for example polyurethane, silicone or other foam. However, it is also conceivable that an elongated or rod-shaped balloon is used to increase the contact pressure instead of a flexible body of foam, which is introduced in at least partially emptied form in the rolled-up part of the contact foil and after inflation with a fluid, such as air , exerts a radial pressure on the inside of the rolled-up part. Both in the embodiment of foam and in the balloon variant is also conceivable that the flexible body not after the final assembly of the rolled-up portion of the contact foil, ie after insertion into the opening in the fuel cell stack, there introduced nachträg Lich and put into position is, but that the rolled-up part of the contact foil is already wrapped around the flexible body before the final assembly of the contact foil in the fuel cell stack. The arrangement of the conductor tracks, ie in particular their distance, is largely structurally arbitrary. Preferably, the contact foil is rolled up such that the conductor tracks run on the outer winding transversely to the roll axis and are arranged next to one another at a distance which corresponds to the distances of the electrodes of the individual cells, so that after the introduction of the rolled-up part into the opening of the fuel cell stack a contact surface of a conductor touches an electrode of a single cell. Thus, for example, from a rectangular piece of contact foil by simply rolling up and pushing into the opening to each fuel cell stack a suitable, suitable for mass production contact module can be built. Furthermore, the production and assembly is facilitated by the fact that the rolled contact sheets can be easily inserted after the compression of the fuel cell stack in the designated opening.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Leiterbahnen auf der Kontaktfolie einen abgewinkelten und/oder hakenförmigen und/oder J-förmigen Verlauf auf. Somit lässt sich in einfacher Weise erreichen, dass die Leiterbahnen auf der äußeren Wicklung des aufgerollten Teils quer zur Rollachse verlaufen, während sie am nicht aufgerollten Teil der Kontaktfolie bereits umgelenkt sind und parallel zur Rollachse verlaufen, wo sie in besonders kompakter und Platz sparender Weise einem Anschlussteil, beispielsweise einer Steckerleiste, zugeführt werden können. Vorzugsweise beschreiben die Leiterbahnen dabei eine um etwa beispielsweise 90° gekrümmte oder abgewinkelte Kurve. Die Umlenkung der Leiterbahnen ist jedoch konstruktiv frei wählbar. Weiter vorzugsweise verlaufen die Leiterbahnen auf der äußeren Wicklung des aufgerollten Teils jedoch nicht genau senkrecht zur Rollachse, damit sich die Kontaktflächen der Leiterbahnen auf der äußeren Oberfläche der Wicklung bei einem unpräzisen Positionieren der Kontaktfolie in der Öffnung des Brennstoffzellenstapels nicht genau zwischen den Anoden und Kathoden befinden können, wodurch das Kontaktieren verhindert würde. Es ist jedoch darauf zu achten, dass jede der Kontaktflächen mindestens einmal eine Elektrode berührt, ohne gleichzeitig zwei Elektroden zu berühren und auf diese Weise einen Kurzschluss zu erzeugen.In a further advantageous embodiment, the conductor tracks on the contact foil an angled and / or hook-shaped and / or J-shaped Course on. Thus lets can easily achieve that the traces on the outer winding of the rolled-up part transverse to the roll axis while they are already deflected at the non-rolled part of the contact foil and parallel to the roll axis, where they are particularly compact and space-saving manner a connection part, such as a Plug connector, supplied can be. Preferably, the conductor tracks describe an example, for example 90 ° curved or angled curve. The deflection of the tracks is constructive freely selectable. Further preferably, the conductor tracks run on the outer winding the rolled-up part is not exactly perpendicular to the roll axis, so that the contact surfaces of the tracks on the outer surface of the Winding at an imprecise Positioning the contact foil in the opening of the fuel cell stack can not be located exactly between the anodes and cathodes, causing the Contact would be prevented. However, it is important to ensure that each of the contact surfaces at least once touched an electrode, without simultaneously touching two electrodes and in this way one Short circuit.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in der Kontaktfolie in mindestens einem Zwischenraum zwischen den Leiterbahnen parallel zu diesen mindestens ein Einschnitt vorgesehen. Durch diese Zwischenschnitte kann ein Ausgleich der Lagetoleranzen des Brennstoffzellenstapels verbessert werden, was vorzugsweise zu einem „ziehharmonika-artigen" Auseinanderfalten der Kontaktfolie führt, wenn sich der Brennstoffzellenstapel mit der in die Öffnung eingebrachten Kontaktfolie bewegt, so dass trotz der Bewegung die Kontaktierungen zwischen den Kontaktflächen der Leiterbahnen und den Elektroden aufrechterhalten werden können. Zu dem erleichtern die parallelen Schnitte zwischen den Leiterbahnen den Übergang vom kleinen Rollradius des aufgerollten Teils auf den nicht aufgerollten Teil der Kontaktfolie.In Another advantageous embodiment is in the contact foil in at least one space between the tracks in parallel provided for these at least one incision. Through these intermediate cuts can compensate the positional tolerances of the fuel cell stack be improved, which is preferably to a "concertina-like" unfolding the contact foil leads, if the fuel cell stack with the introduced into the opening contact foil moved so that, despite the movement, the contacts between the contact surfaces of the tracks and the electrodes can be maintained. To that the parallel cuts between the tracks facilitate the transition from the small rolling radius of the rolled-up part to the unrolled part Part of the contact foil.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in der Kontaktfolie zwischen dem aufgerollten und dem nicht aufgerollten Teil quer zu den Leiterbahnen verlaufende Einschnitte vorgesehen. Diese Einschnitte ermöglichen ein leichtes Aufrollen bzw. erleichtern die Abwicklung des aufgerollten Teils der Kontaktfolie und gewährleisten gleichzeitig, dass der nicht aufgerollte Teil seine erwünschte Form beibehält. Sie begünstigen somit insbesondere die Formgebung des Übergangs zwischen dem aufgerollten und dem nicht aufgerollten Teil der Kontaktfolie. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass die quer zu den Leiterbahnen verlaufenden Einschnitte die Leiterbahnen nicht durchtrennen.In Another advantageous embodiment is in the contact foil between the rolled up and the unrolled part across the tracks provided extending cuts. These cuts enable a slight rolling up or facilitate the handling of the rolled up Part of the contact foil and ensure at the same time that the unrolled part is its desired shape maintains. They favor thus in particular the shaping of the transition between the rolled up and the unrolled portion of the contact sheet. It is, however to make sure that the running transversely to the tracks Do not cut cuts in the tracks.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen den Kontaktflächen mindestens zweier benachbarter Leiterbahnen jeweils mindestens ein Thermoelement angeordnet. Da die Signale der Einzelzellspannungen ohnehin über die Kontaktfolie von den Elektroden mittels der Leiterbahnen ggf. an eine Anschlusseinheit weitergeleitet werden, kann auf diese Weise gleichzeitig, d.h. integriert mit der Spannungsmessung, auch eine Temperaturmessung über die zusätzlich auf der Kontaktfolie angeordneten Thermoelemente durchgeführt werden. Auf diese Weise kann eine großserientaugliche Temperaturmessung innerhalb des Brennstoffzellenstapels bevorzugt ohne zusätzlichen Platzbedarf erfolgen. Die Temperaturmessung bietet dabei allgemein den Vorteil, dass Ungleichmäßigkeiten im Temperaturbild eines Brennstoffzellenstapels erfasst werden können. Die Reaktionsmedien und Kühlmittel durchlaufen alle Einzelzellen quasi parallel und sorgen so für eine recht ähnliche Temperatur der verschiedenen Einzelzellen, die an den Kühlmittelein- und -austritten üblicherweise auch gemessen wird. Jedoch ist diese Temperaturbilanz lediglich eine stark integrierte Messung, die die Probleme bestimmter Einzelzellen nicht darstellen kann. Dabei besteht die Gefahr, dass ggf. entweder geschwächte Einzelzellen zu kalt bleiben oder in ihrem Kühlmitteldurchfluss behinderte Zellen ggf. nicht ausreichend gekühlt werden und durchbrennen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen ortsnahen Temperaturmessung auf der Kontaktfolie können jedoch Einzelzellen, die nicht zufrieden stellend funktionieren, schnell identifiziert werden, da diese eine Temperatur aufweisen, die nicht der allgemeinen Temperatur des Brennstoffzellenstapels entspricht. Vorzugsweise befinden sich dabei die Kontaktflächen der Leiterbahnen bzw. die dazwischen angeordneten Thermoelemente möglichst nahe an der aktiven Fläche der Einzelzellen. Auf diese Weise können dann an der jeweiligen Kontaktstelle sowohl das elektrische Potenzial als auch die Kontakttemperatur gemessen werden. Besonders vorteilhaft lässt sich dies mit Hilfe der teilweise aufgerollten Variante der Kontaktfolie zur Einbringung in eine Öffnung des Brennstoffzellenstapels realisieren, da dort dann eine ortsnahe Temperaturmessung innerhalb des Brennstoffzellenstapels erfolgen kann. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Temperaturmessung mittels mindestens eines Thermo elements bei der Montagevariante der Kontaktfolie, welche vorzugsweise an einer Seite Laschen zum Festklemmen zwischen den Bipolarplatten des Brennstoffzellenstapels aufweist, zur Anwendung kommt. In diesem Falle erfolgt die Temperaturmessung dann vorzugsweise außerhalb des Brennstoffzellenstapels. Weiter vorzugsweise sind die Thermoelemente so klein ausgebildet, dass sie einschließlich ihrer Zuleitungen problemlos zwischen den zum Spannungsabgriff dienenden Leiterbahnen auf der Kontaktfolie untergebracht werden können. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass zur Unterbringung der Thermoelemente verbreiterte Abschnitte der Kontaktfolie, beispielsweise Laschen o.ä., vorgesehen sein können. Unter einem „Thermoelement" kann dabei sowohl ein elektrisches Bauteil zur Erzeugung einer thermoelektrischen Spannung verstanden werden als auch beispielsweise ein temperaturabhängiger NTC- oder PTC-Widerstand.In a further advantageous embodiment, in each case at least one thermocouple is arranged between the contact surfaces of at least two adjacent conductor tracks. Since the signals of the individual cell voltages are forwarded via the contact foil from the electrodes to a terminal unit by means of the conductor tracks anyway, a temperature measurement via the additionally arranged on the contact foil thermocouples can be performed in this way simultaneously, ie integrated with the voltage measurement. In this way, a mass-production-suitable temperature measurement within the fuel cell stack can preferably take place without requiring additional space. The temperature measurement offers the general advantage that unevenness in the temperature image ei Fuel cell stack can be detected. The reaction media and coolant pass through all single cells quasi parallel and thus ensure a fairly similar temperature of the various individual cells, which is usually measured at the coolant entrances and exits. However, this temperature balance is merely a highly integrated measurement that can not represent the problems of particular single cells. There is the danger that either either weak individual cells remain cold or in their coolant flow disabled cells may not be sufficiently cooled and burn. However, with the aid of the local temperature measurement according to the invention on the contact foil, individual cells which do not operate satisfactorily can be identified quickly, since they have a temperature which does not correspond to the general temperature of the fuel cell stack. Preferably, the contact surfaces of the conductor tracks or the thermocouples arranged between them are as close as possible to the active surface of the individual cells. In this way, both the electrical potential and the contact temperature can then be measured at the respective contact point. This can be realized particularly advantageously with the aid of the partially rolled-up variant of the contact foil for introduction into an opening of the fuel cell stack, since a local temperature measurement within the fuel cell stack can then take place there. However, it is also conceivable that the temperature measurement by means of at least one thermal element in the mounting variant of the contact foil, which preferably has on one side tabs for clamping between the bipolar plates of the fuel cell stack is used. In this case, the temperature measurement is then preferably outside of the fuel cell stack. Further preferably, the thermocouples are so small that they can be easily accommodated including their leads between the voltage taps serving conductor tracks on the contact foil. However, it is also conceivable that for accommodating the thermocouples widened portions of the contact foil, for example, tabs or the like, may be provided. Under a "thermocouple" can be understood both an electrical component for generating a thermoelectric voltage and, for example, a temperature-dependent NTC or PTC resistor.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das mindestens eine Thermoelement auf die Kontaktfolie aufgedruckt. Dies entspricht einer einfachen, kostengünstigen, serientauglichen und problemlos hinsichtlich der Fertigung automatisierbaren Lösung zur Anbringung einer ortsnahen Temperaturmessmöglichkeit am Brennstoffzellenstapel bei geringem Gewicht. Zudem kann somit die Kontaktfolie als ein ohnehin zu fertigendes und einzubauendes Teil ohne großen Aufwand um eine weitere Funktion ergänzt werden.In a further advantageous embodiment, the at least a thermocouple printed on the contact foil. This matches with a simple, inexpensive, production-ready and problem-free manufacturing solution that can be automated with ease Attaching a local temperature measurement option on the fuel cell stack at low weight. In addition, thus, the contact foil as a anyway to be manufactured and installed part without much effort added to another feature become.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Einzelzellen des Brennstoffzellenstapels als PEM-Brennstoffzellen mit Protonen-Austausch-Mebran ausgebildet. PEM-Brennstoffzellen (PEMFC) verzichten auf eine Elektrolytflüssigkeit als Austauschmedium für die Ionen des reduzierten Brennstoffs zwischen Anode und Kathode und verwenden stattdessen lediglich eine dünne Membranfolie, auf der beidseitig Elektroden mit einem Katalysator aufgebracht sind. Auf beiden Seiten der Membran wird jeweils eine Bipolarplatte angepresst, die vorzugsweise aus Grafit oder einem Grafitfasergewebe besteht. Diese Bipolarplatten dienen zur möglichst optimalen Heranführung und Verteilung der beiden Reaktionsgase an die gesamte aktive Elektrodenfläche sowie zur Ableitung der erzeugten elektrischen Ladung und zur Regulierung des Abtransports des entstehenden Wassers. Aufgrund ihrer universellen Einsetzbarkeit und der einfachen Technik sind PEM-Brennstoffzellen für einen industriellen Einsatz auch im Rahmen von Großserien bevorzugt geeignet.In In a further advantageous embodiment, the individual cells of the fuel cell stack as PEM fuel cells with proton exchange membrane educated. PEM fuel cells (PEMFC) do without an electrolyte fluid as a replacement medium for the ions of the reduced fuel between anode and cathode and instead use only a thin membrane film on both sides Electrodes are applied with a catalyst. On both sides The membrane is pressed in each case a bipolar plate, preferably graphite or a graphite fiber fabric. These bipolar plates serve as possible optimal approach and distribution of the two reaction gases to the entire active electrode surface as well for deriving the generated electrical charge and for regulation the removal of the resulting water. Because of its universal Applicability and the simple technique are PEM fuel cells for one industrial use also in the context of mass production preferred.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Einzelzellspannungen des Brennstoffzellenstapels kontinuierlich messbar. Auf diese Weise kann die Stromentnahme des Brennstoffzellenstapels so gesteuert werden, dass an keiner der Einzelzellen ein schädlicher Umpoleffekt auftritt, welcher ggf. bei Brennstoffmangel an der Anode in einzelnen Zellen eines Brennstoffzellenstapels entstehen und zum Verschleiß von Membranen sowie Katalysatorschichten und deren Trägern führen kann.In In another advantageous embodiment, the single-cell voltages are the fuel cell stack continuously measurable. In this way Thus, the current drain of the fuel cell stack can be controlled be that no harmful Umpoleffekt occurs at any of the individual cells, which, if necessary, fuel shortage at the anode in individual cells a fuel cell stack arise and the wear of membranes and catalyst layers and their carriers can lead.

Üblicherweise erfolgt die Messung der Temperatur am Brennstoffzellenstapel bzw. an dessen Einzelzellen im Zusammenhang mit einer Spannungsmessung. Es sind jedoch auch in gleicher Weise Fälle vorstellbar, in denen nur die Temperatur gemessen werden soll. Die Messung der Temperatur erfolgt dann somit alleine bzw. separat von einer etwaigen Spannungsmessung, d.h. unabhängig von der Tatsache, ob eine Spannungsmessung an den Einzelzellen vorgenommen wird oder nicht. In diesen Fällen kann insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung der Kontaktfolie sowie der weiteren hierzu verwendeten Elemente auf sämtliche beschriebenen erfindungsgemäßen Prinzipien der Spannungsmessung zurückgegriffen werden, welche dann sinngemäß auch für eine alleinige Temperaturmessung verwendet werden können.Usually the measurement of the temperature at the fuel cell stack or at the individual cells in connection with a voltage measurement. However, cases are equally conceivable in which only the temperature should be measured. The measurement of the temperature takes place then alone or separately from any voltage measurement, i.e. independently from the fact whether a voltage measurement is made on the single cells will or not. In these cases can in particular with regard to the design of the contact foil and the other elements used for this purpose on all described inventive principles the voltage measurement used which are then mutatis mutandis for a sole Temperature measurement can be used.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail. In the associated Drawings show

1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht, 1 a schematic representation of a preferred embodiment of the device according to the invention in plan view,

2 eine schematische Darstellung der gleichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand in einer Querschnittsansicht, 2 a schematic representation of the same preferred embodiment of the device according to the invention in the mounted state in a cross-sectional view,

3 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht, 3 a schematic representation of another preferred embodiment of the device according to the invention in plan view,

4 eine schematische Darstellung der gleichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand in einer Querschnittsansicht, 4 a schematic representation of the same preferred embodiment of the device according to the invention in the mounted state in a cross-sectional view,

5 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht, 5 a schematic representation of another preferred embodiment of the device according to the invention in plan view,

6 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht, 6 a schematic representation of another preferred embodiment of the device according to the invention in plan view,

7 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit integrierter Temperaturmessung, 7 a circuit diagram of a device according to the invention with integrated temperature measurement,

8 eine Montagevariante einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer explodierten Querschnittsansicht, 8th a mounting variant of another preferred embodiment of the device according to the invention in an exploded cross-sectional view,

9 eine schematische Darstellung der gleichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand in einer Querschnittsansicht, 9 a schematic representation of the same preferred embodiment of the device according to the invention in the mounted state in a cross-sectional view,

10 eine schematische Darstellung der gleichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand in der Draufsicht, 10 a schematic representation of the same preferred embodiment of the device according to the invention in the assembled state in plan view,

11 eine Montagevariante einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer explodierten Querschnittsansicht, 11 a mounting variant of another preferred embodiment of the device according to the invention in an exploded cross-sectional view,

12 eine schematische Darstellung der gleichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand in einer Querschnittsansicht und 12 a schematic representation of the same preferred embodiment of the device according to the invention in the assembled state in a cross-sectional view and

13 eine schematische Darstellung der gleichen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand in der Draufsicht. 13 a schematic representation of the same preferred embodiment of the device according to the invention in the assembled state in plan view.

1 zeigt schematisch in der Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Spannungserfassung in einem Brennstoffzellenstapel. Diese weist eine Kontaktfolie 1 auf, auf der zum Abgriff der Spannung der jeweiligen Einzelzelle des Brennstoffzellenstapels (siehe 2) eine Mehrzahl von Leiterbahnen 3 vorgesehen sind, welche jeweils eine Kontaktfläche 5 aufweisen, die zur elektrischen Kontaktierung der der Leiterbahn 3 zugeordneten Elektrode der Einzelzelle (s. 2) vorgesehen ist. Die Kontaktfolie weist dabei eine verhältnismäßig geringe Dicke (z.B. vorzugsweise < 1mm) auf und ist zudem leicht, biegsam und flexibel. Die Leiterbahnen 3 sind auf die Kontaktfolie 1 aufgedruckt. Dabei besteht die Kontaktfolie 1 selbst aus einem elektrisch nicht leitenden Material, während durch die auf einer Seite der Kontaktfolie 1 aufgedruckten Leiterbahnen 3 die betreffende Seite der Kontaktfolie 1 bereichsweise leitend kaschiert ist. Die Kontaktfolie 1 weist an einer ihrer beiden schmaleren Seiten abgestufte Laschen 8 auf, wobei auf jeder Lasche 8 jeweils eine Leiterbahn 3 zumindest teilweise angeordnet ist. Die Laschen 8 entstehen dadurch, dass quer zur Außenkante der Kontaktfolie 1 Schlitze 9 in einem definierten Abstand zueinander angebracht sind. Die Kontaktfläche 5 der jeweiligen Leiterbahn 3 ist dabei auf der Oberfläche der Lasche 8 an deren freistehendem Ende angeordnet. Die Leiterbahnen 3 verlaufen dann jeweils von den Laschen 8 in Längsrichtung über die Kontaktfolie 1 zu einer am anderen Ende der Kontaktfolie 1 angeordneten als Steckerleiste 7 ausgebildeten Verbindungseinheit, vorzugsweise einem Feinsteckkontakt. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass auf der Kontaktfolie 1 statt der Steckerleiste 7 eine aktive Logikeinheit (nicht dargestellt), beispielsweise ein integrierter Schaltkreis, angebracht ist, durch die die Messspannungen ausgewertet und beispielsweise an eine Fahrzeugelektronik in bereits aufbereiteter Form, z.B. als CAN-Signal, weitergegeben wird. Es ist prinzipiell auch denkbar, dass es sich bei der aktiven Logik um einen Multiplexer handelt, aus dem lediglich ein Signalausgang (bei n Signaleingängen) herausgeführt wird, und die Spannungsmessung der Einzelzellen dann diskret und in adressierter Form erfolgt. Die Laschen 8 weisen jeweils eine unterschiedliche Länge auf und dienen als „Finger" zur Kontaktierung der jeweiligen Elektroden des Brennstoffzellenstapels. Die Breite eines „Fingers" kann dabei sehr klein sein, z.B. vorzugsweise < 1 mm. Somit lässt sich eine große Anzahl von Leiterbahnen 3 bzw. Kontaktflächen 5 auf der Kontaktfolie unterbringen, um die verschiedenen Elektroden des Brennstoffzellenstapels in einfacher Weise mittels der Laschen 8 zu erreichen und zu kontaktieren. Dies ist schematisch im montierten Zustand in 2 dargestellt. Dabei ist vorzugsweise eine lange Lasche 8 zur Kontaktierung einer weiter entfernten (d.h. in 2 weiter oben liegenden) Einzelzelle des Brennstoffzellenstapels vorgesehen, während eine kürzere Lasche für eine näher gelegene (d.h. in 2 weiter unten gelegene) Einzelzelle vorgesehen ist. In 2 ist ein Teilausschnitt eines aus sandwich-artig übereinander geschichteten Einzelzellen bestehenden Brennstoffzel lenstapels in einer Querschnittsansicht dargestellt. Dabei sind die Einzelzellen des Brennstoffzellenstapels als PEM-Brennstoffzellen mit Protonen-Austausch-Mebran ausgebildet. Diese weisen eine als dünne Membranfolie ausgebildete Elektrode-Membran-Einheit 20 auf, auf der beidseitig Elektroden, nämlich je eine Anode 12 und je eine Kathode 14, mit einem Katalysator aufgebracht sind. Auf beiden Seiten der Elektrode-Membran-Einheit 20 ist jeweils eine Bipolarplatte 10 angepresst, die vorzugsweise aus einem Grafitfasergewebe besteht. Die Bipolarplatten 10 dienen zur möglichst optimalen Heranführung und Verteilung der beiden Reaktionsgase, Wasserstoff und Sauerstoff, an die gesamte aktive Elektrodenfläche sowie zur Ableitung der erzeugten elektrischen Ladung und zur Regulierung des Abtransports des entstehenden Wassers. Die Laschen 8 der Kontaktfolie 1 sind zur Kontaktierung der Elektrode bzw. Bipolarplatte 10 einer Einzelzelle jeweils abknickbar und an der Bipolarplatte 10 fixierbar. Die Fixierung der Laschen 8 an der Bipolarplatte 10 erfolgt durch Einklemmen zwischen zwei nebeneinander liegenden Einzelzellen. Somit müssen die Kontaktfolie 1 bzw. deren Laschen 8 nicht gesondert an den jeweiligen Einzelzellen festgeklemmt werden, da sie durch die Bipolarplatten 10 der Einzelzellen selbst in deren Zwischenräumen beim Komprimieren des Brennstoffzellenstapels eingeklemmt werden. Die Laschen 8 drücken dann mit der leitend kaschierten Seite, d.h. dem einen Ende der Leiterbahn 3, auf die jeweilige Bipolarplatte 10, um diese zu kontaktieren. Die Kontaktfolie 1 und damit auch die Laschen 8 haben eine bekannte Dicke, die die Schichtung der Bipolarplatten 10 und der Elektrode-Membran-Einheiten 20 sowie insbesondere von ggf. in den Bipolarplatten 10 eingebrachten Dichtungen 16 beeinträchtigen kann. Vorzugsweise werden daher die in die Zwischenräume zwischen den Bipolarplatten 10 hineinragenden Laschen 8 der Kontaktfolie 1 jeweils in eine dafür vorgesehene Nut 15 eingelegt, die weiter vorzugsweise mit der aus einer flexiblen Masse ausgebildeten Dichtung 16 ausgefüllt sein kann. Die lokal erhöhte Pressung der Dichtung 16 bei der Stackkompression führt dann zu einem niedrigen und gleichmäßigen Kontaktwiderstand der Kontaktflächen 5 der Laschen 8 zum Grafit. Vorzugsweise werden dabei – wie auch bei den anderen in den Figuren dargestellten Ausführungsformen – die Einzelzellspannungen des Brennstoffzellenstapels kontinuierlich gemessen. Da es bei PEM-Brennstoffzellen aufgrund derer lastdynamischer Eigenschaften bei Brennstoffmangel an der Anode 12 unter Umständen zur Umpolung einzelner Zellen eines Stacks kommen kann, kann durch die kontinuierliche Einzelzellspannungsmessung die Stromentnahme des Stacks so gesteuert werden, dass keine der Einzelzellen in eine schädliche Umpolung gerät. Somit wird versucht, solche schädlichen Umpoleffekte gar nicht erst zuzulassen, die ansonsten zum unerwünschten Verschleiß von Membranen sowie den Katalysatorschichten und deren Trägern führen. 1 schematically shows in plan view a preferred embodiment of a device according to the invention for detecting voltage in a fuel cell stack. This has a contact foil 1 on, for tapping the voltage of the respective single cell of the fuel cell stack (see 2 ) a plurality of conductor tracks 3 are provided, which each have a contact surface 5 having, for electrical contacting of the conductor track 3 associated electrode of the single cell (s. 2 ) is provided. The contact foil has a relatively small thickness (eg, preferably <1 mm) and is also light, flexible and flexible. The tracks 3 are on the contact foil 1 printed. There is the contact foil 1 itself from an electrically non-conductive material, while passing through on one side of the contact foil 1 Printed circuit traces 3 the relevant side of the contact foil 1 partially laminated conductive. The contact foil 1 has stepped tabs on one of its two narrower sides 8th on, taking on each tab 8th one track each 3 at least partially arranged. The tabs 8th arise from the fact that transversely to the outer edge of the contact foil 1 slots 9 are mounted at a defined distance from each other. The contact surface 5 the respective track 3 is on the surface of the tab 8th arranged at the free-standing end. The tracks 3 then run each of the tabs 8th in the longitudinal direction over the contact foil 1 to one at the other end of the contact foil 1 arranged as a connector strip 7 trained connection unit, preferably a fine plug. However, it is also conceivable that on the contact foil 1 instead of the power strip 7 an active logic unit (not shown), for example, an integrated circuit is mounted, through which the measured voltages evaluated and, for example, to a vehicle electronics in already processed form, eg as a CAN signal, passed. In principle, it is also conceivable that the active logic is a multiplexer, from which only one signal output (at n signal inputs) is led out, and the voltage measurement of the individual cells then takes place discretely and in addressed form. The tabs 8th each have a different length and serve as a "finger" for contacting the respective electrodes of the fuel cell stack.The width of a "finger" can be very small, for example, preferably <1 mm. Thus, a large number of interconnects can be 3 or contact surfaces 5 on the contact foil to the various electrodes of the fuel cell stack in a simple manner by means of the tabs 8th to reach and contact. This is schematically in the assembled state in 2 shown. It is preferably a long tab 8th for contacting a more distant (ie in 2 located further above) single cell of the fuel cell stack, while a shorter tab for a closer (ie in 2 further down) cell is provided. In 2 is a partial section of a sandwich-like stacked single cells existing Brennstoffzel lenstapels shown in a cross-sectional view. The individual cells of the fuel cell stack are formed as PEM fuel cells with proton exchange Mebran. These have a membrane membrane formed as a thin membrane membrane 20 on, on the two-sided electrodes, namely one anode each 12 and one cathode each 14 , are applied with a catalyst. On both sides of the electrode-membrane unit 20 each is a bipolar plate 10 pressed, which preferably consists of a graphite fiber fabric. The bipolar plates 10 serve as optimal as possible pre-supply and distribution of the two reaction gases, hydrogen and oxygen, to the entire active electrode surface and to dissipate the generated electrical charge and to regulate the removal of the resulting water. The tabs 8th the contact foil 1 are for contacting the electrode or bipolar plate 10 a single cell each kinkable and on the bipolar plate 10 fixable. The fixation of the tabs 8th at the bipolar plate 10 is done by clamping between two adjacent single cells. Thus, the contact foil must 1 or their tabs 8th are not separately clamped to the individual cells, as they pass through the bipolar plates 10 the individual cells themselves are trapped in their interstices during compression of the fuel cell stack. The tabs 8th Then press with the conductive laminated side, ie the one end of the conductor 3 , on the respective bipolar plate 10 to contact them. The contact foil 1 and with it the tabs 8th have a known thickness, which is the stratification of the bipolar plates 10 and the electrode-membrane units 20 and in particular of possibly in the bipolar plates 10 introduced seals 16 can affect. Preferably, therefore, in the spaces between the bipolar plates 10 protruding tabs 8th the contact foil 1 each in a designated groove 15 inserted, which further preferably with the formed of a flexible mass seal 16 can be completed. The locally increased pressure of the seal 16 in the stack compression then leads to a low and uniform contact resistance of the contact surfaces 5 the tabs 8th to graphite. Preferably, as in the case of the other embodiments illustrated in the figures, the individual cell voltages of the fuel cell stack are continuously measured. Because of fuel dynamics at PEM fuel cells due to their dynamical properties at the anode 12 Under certain circumstances, can come to umpolung individual cells of a stack can be controlled by the continuous single cell voltage measurement, the current drain of the stack so that none of the individual cells in a harmful polarity reversal. Thus, it is attempted not to allow such harmful Umpoleffekte even at first, which otherwise lead to unwanted wear of membranes and the catalyst layers and their carriers.

3 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. in der Draufsicht. Dabei handelt es sich um eine Ausführung der Kontaktfolie 1, die zur Montage am Brennstoffzellenstapel (siehe 4) nicht gesondert festgeklemmt werden muss, sondern lediglich teilweise aufgerollt und in eine Bohrung 19 (s. 4) des Brennstoff zellenstapels eingebracht wird und dann durch ihre Neigung zum Selbstentrollen mit einer gewissen gleichmäßigen Kraft an die Innenwand der Bohrung und somit an die Elektroden der Einzelzellen gedrückt wird. Die Leiterbahnen 3 auf der Kontaktfolie 1 führen in gekrümmten bzw. abgewinkelten Bahnen von einer langen Seite der Kontaktfolie 1 zur Steckerleiste 7, die sich an einer vorzugsweise in einem 90°-Winkel zur langen Seite angeordneten schmalen Seite der Kontaktfolie befindet. Die Leiterbahnen 3 weisen hierzu einen J-förmigen Verlauf auf. In der Kontaktfolie 1 sind zudem in den Zwischenräumen zwischen den Leiterbahnen 3 parallel zu diesen Einschnitte (nicht dargestellt) vorgesehen. Durch diese Zwischenschnitte kann ein Ausgleich der Lagetoleranzen des Brennstoffzellenstapels verbessert werden, was vorzugsweise zu einem „ziehharmonika-artigen" Auseinanderfalten der Kontaktfolie 1 führt, wenn sich der Brennstoffzellenstapel mit der in die Bohrung 19 eingebrachten aufgerollten Kontaktfolie 1 (s. 4) bewegt, so dass trotz der Bewegung die Kontaktierungen zwischen den Kontaktflächen 5 der Leiterbahnen 3 und den Elektroden bzw. Bipolarplatten 10 aufrechterhalten werden können. Zudem erleichtern die parallelen Schnitte zwischen den Leiterbahnen 3 den Übergang vom kleinen, im aufgerollten Zustand innen liegenden Rollradius des aufgerollten Teils 24 auf den nicht aufgerollten Teil 23 der Kontaktfolie 1 (s. 4). Des Weiteren sind in der Kontaktfolie 1 zwischen dem aufgerollten Teil 24 und dem nicht aufgerollten Teil 23 quer zu den Leiterbahnen 3 verlaufende Einschnitte 22 vorgesehen. Diese Einschnitte 22 ermöglichen ein leichtes Aufrollen bzw. erleichtern die Abwicklung des aufgerollten Teils 24 der Kontaktfolien 1 und gewährleisten gleichzeitig, dass der nicht aufgerollte Teil 23 seine erwünschte Form beibehält. Dies ist in 4 zu erkennen, in welcher diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im montierten Zustand schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt ist. Dabei sind die Einzelzellen des Brennstoffzellenstapels wiederum als PEM-Brennstoffzellen mit Protonen-Austausch-Mebran ausgebildet, welche eine als dünne Membranfolie ausgebildete Elektrode-Membran-Einheit 20 aufweisen, auf der beidseitig je eine Anode 12 und je eine Kathode 14 mit einem Katalysator sowie jeweils eine Bipolarplatte 10 aus Grafit aufgebracht sind. Des Weiteren können in den Bipolarplatten 10 Kühlebenen 18 vorgesehen sein. Die Kontaktfolie 1 ist im in 4 dargestellten montierten Zustand teilweise aufgerollt und mit ihrem aufgerollten Teil 24 in die hierfür vorgesehene als quer zu den Einzelzellen verlaufende Bohrung 19 ausgebildete Öffnung im Brennstoffzellenstapel eingebracht, wobei im aufgerollten Teil 24 die Leiterbahnen 3 der Kontaktfolie 1 mit jeweils einer der Elektroden bzw. einer der Bipolarplatten 10 einer Einzelzelle in Kontakt gebracht sind. Die Kontaktfolie 1 ist so aufgerollt, dass die Leiterbahnen 3 auf der äußeren Wicklung quer zur Rollachse 25 verlaufen und in einem Abstand, welcher den Abständen der Elektroden der Einzelzellen entspricht, nebeneinander angeordnet sind, so dass nach dem Einbringen des aufgerollten Teils 24 in die Bohrung 19 des Brennstoffzellenstapels jeweils eine Kontaktfläche 5 einer Leiterbahn 3 eine Elektrode bzw. Bipolarplatte 10 einer Einzelzelle berührt. Die Kontaktflächen 5 drücken dann mit der leitend kaschierten Seite der Kon taktfolie 1, d.h. dem einen Ende der jeweiligen Leiterbahn 3, auf die entsprechende Bipolarplatte 10, um diese zu kontaktieren. Die Anpresskraft der Kontaktflächen 5 auf die Bipolarplatten 10 ist dabei von der Flexibilität und/oder der Rückstellkraft der Kontaktfolie 1 gegen Biegung sowie dem Durchmesser der Bohrung 19 im Brennstoffzellenstapel abhängig und konstruktiv frei wählbar. Die Leiterbahnen 3 verlaufen auf der äußeren Wicklung des aufgerollten Teils 24 quer zur Rollachse 25, während sie am nicht aufgerollten Teil 23 der Kontaktfolie 1 aufgrund ihres J-förmigen Verlaufs bereits umgelenkt sind und parallel zur Rollachse 25 verlaufen, wo sie der Steckerleiste 7 zugeführt werden. Dabei beschreiben die Leiterbahnen 3 eine um etwa 90° gekrümmte bzw. abgewinkelte Kurve. Auf der äußeren Wicklung des aufgerollten Teils 24 verlaufen die Leiterbahnen 3 jedoch nicht genau senkrecht zur Rollachse 25. Dies hat zum Zweck, dass sich die Kontaktflächen 5 der Leiterbahnen 3 auf der äußeren Oberfläche der Wicklung bei einem unpräzisen Positionieren des aufgerollten Teils 24 der Kontaktfolie 1 in der Bohrung 19 des Brennstoffzellenstapels nicht genau zwischen der jeweiligen Anode 12 und der benachbarten Kathode 14 befinden können, wodurch das Kontaktieren verhindert würde. Andererseits darf die „Steigung" der in einer Wicklung befindlichen Leiterbahnen 3 nur so groß sein, dass jede Kontaktfläche 5 bzw. Leiterbahn 3 nicht gleichzeitig zwei Elektroden berührt und auf diese Weise einen Kurzschluss erzeugt, sondern möglichst nur einmal eine Elektrode berührt. 3 schematically shows a further preferred embodiment of the device according to the invention. in the plan view. This is an embodiment of the contact foil 1 for mounting on the fuel cell stack (see 4 ) does not need to be clamped separately, but only partially rolled up and into a hole 19 (S. 4 ) of the fuel cell stack is introduced and then pressed by their tendency to self-roll with a certain uniform force to the inner wall of the bore and thus to the electrodes of the individual cells. The tracks 3 on the contact foil 1 lead in curved or angled paths from a long side of the contact foil 1 to the power strip 7 , which is located at a preferably arranged at a 90 ° angle to the long side narrow side of the contact foil. The tracks 3 for this purpose have a J-shaped course. In the contact foil 1 are also in the spaces between the tracks 3 provided parallel to these cuts (not shown). By these intermediate cuts, a compensation of the positional tolerances of the fuel cell stack can be improved, which is preferably to a "accordion-like" unfolding of the contact foil 1 leads when the fuel cell stack with the in the hole 19 introduced rolled-up contact foil 1 (S. 4 ) so that, despite the movement, the contacts between the contact surfaces 5 the tracks 3 and the electrodes or bipolar plates 10 can be maintained. In addition, the parallel cuts between the tracks facilitate 3 the transition from the small, in the rolled state inside rolling radius of the rolled-up part 24 on the unrolled part 23 the contact foil 1 (S. 4 ). Furthermore, in the contact foil 1 between the rolled-up part 24 and the unrolled part 23 transverse to the tracks 3 running cuts 22 intended. These cuts 22 allow easy rolling or facilitate the handling of the rolled-up part 24 the contact sheets 1 while ensuring that the unrolled part 23 maintains its desired shape. This is in 4 to recognize in which this embodiment of the device according to the invention in the assembled state is shown schematically in a cross-sectional view. In this case, the individual cells of the fuel cell stack are in turn formed as PEM fuel cells with proton exchange membrane, which is designed as a thin membrane membrane electrode membrane unit 20 have, on the both sides each have an anode 12 and one cathode each 14 with a catalyst and in each case a bipolar plate 10 made of graphite are applied. Furthermore, in the bipolar plates 10 cooling levels 18 be provided. The contact foil 1 is in the 4 shown assembled state partially rolled up and with her rolled up part 24 in the space provided as running transversely to the individual cells bore 19 trained opening introduced in the fuel cell stack, wherein in the rolled-up part 24 the tracks 3 the contact foil 1 with one of the electrodes or one of the bipolar plates 10 a single cell are brought into contact. The contact foil 1 is rolled up so that the tracks 3 on the outer winding transverse to the roll axis 25 run and at a distance corresponding to the distances of the electrodes of the individual cells, are arranged side by side, so that after the introduction of the rolled-up part 24 into the hole 19 of the fuel cell stack each have a contact surface 5 a trace 3 an electrode or bipolar plate 10 touched a single cell. The contact surfaces 5 Then press the conductive coated side of the contact foil 1 , ie the one end of the respective conductor track 3 , on the appropriate bipolar plate 10 to contact them. The contact pressure of the contact surfaces 5 on the bipolar plates 10 is the flexibility and / or the restoring force of the contact foil 1 against bending and the diameter of the hole 19 in the fuel cell stack dependent and constructive freely selectable. The tracks 3 run on the outer winding of the rolled-up part 24 transverse to the roll axis 25 while at the unrolled part 23 the contact foil 1 are already deflected due to their J-shaped course and parallel to the roll axis 25 run where they are the power strip 7 be supplied. Here describe the tracks 3 an approximately 90 ° curved or angled curve. On the outer winding of the rolled-up part 24 run the tracks 3 but not exactly perpendicular to the roll axis 25 , This has the purpose of making the contact surfaces 5 the tracks 3 on the outer surface of the winding with an imprecise positioning of the rolled-up part 24 the contact foil 1 in the hole 19 the fuel cell stack is not exactly between the respective anode 12 and the adjacent cathode 14 can be located, whereby the contact would be prevented. On the other hand, the "slope" of the conductors located in a winding may 3 just be so big that every contact surface 5 or conductor track 3 does not touch two electrodes at the same time and thus generates a short circuit, but if possible only touches an electrode once.

5 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Draufsicht. Dabei ist zwischen den Kontaktflächen 5 zweier benachbarter Leiterbahnen 3 ein Thermoelement 30 angeordnet. Das Thermoelement 30 ist dabei auf die Kontaktfolie 1 aufgedruckt. Da die Signale der Einzelzellspannungen ohnehin über die Kontaktfolie 1 von den Elektroden mittels der Leiterbahnen 3 an die Steckerleiste 7 und von dort ggf. an eine Anschlusseinheit (nicht dargestellt) weitergeleitet werden, kann auf diese Weise gleichzeitig, d.h. integriert mit der Spannungsmessung, auch eine Temperaturmessung über das zusätzlich auf der Kontaktfolie 1 angeordnete Thermoelement 30 durchgeführt werden. Vorzugsweise befinden sich dabei im montierten Zustand (nicht dargestellt) die Kontaktflächen 5 der Leiterbahnen 3 bzw. das dazwischen angeordnete Thermoelement 30 möglichst nahe an der aktiven Fläche der Einzelzelle(n). Auf diese Weise können dann an der jeweiligen Kontaktstelle sowohl das elektrische Potenzial als auch die Kontakttemperatur gemessen werden. Besonders vorteilhaft lässt sich dies mit Hilfe der dargestellten Variante der Kontaktfolie 1, die zur Montage teilweise aufgerollt und in die Bohrung 19 (vgl. 4) des Brennstoffzellenstapels eingebracht wird, realisieren, da dort dann eine ortsnahe Temperaturmessung innerhalb des Brennstoffzellenstapels erfolgen kann. Es ist jedoch in gleicher Weise denkbar, dass die Temperaturmessung mittels mindestens eines Thermoelements bei der Montagevariante der Kontaktfolie 1, welche an einer Seite Laschen 3 zum Festklemmen zwischen den Bipolarplatten 10 des Brennstoffzellenstapels aufweist, zur Anwendung kommt, wie dies in 6 dargestellt ist. In diesem Falle erfolgt die Temperaturmessung dann vorzugsweise außerhalb des Brennstoffzellenstapels. Das Thermoelement 30 kann dabei sowohl in der einen (5) als auch in der anderen (6) Ausführungsform der Vorrichtung so klein ausgebildet sein, dass es einschließlich seiner Zuleitungen problemlos zwischen den zum Spannungsabgriff dienenden Leiterbahnen 3 auf der Kontaktfolie 1 untergebracht werden kann. Im vorliegenden Fall ist jedoch (lediglich beispielhaft) dargestellt, dass zur Unterbringung des Thermoelements 30 verbreiterte Abschnitte der Kontaktfolie 1, beispielsweise ein größerer Abstand zwischen den Leiterbahnen 3 (5) bzw. eine verbreiterte Lasche 8a (6), vorgesehen sind. 7 zeigt demgegenüber ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit integrierter Temperaturmessung, wenn statt eines Thermoelements 30 zur Erzeugung einer thermoelektrischen Spannung mehrere in Reihe geschaltete temperaturabhängige Widerstände 31 (sowie ein temperaturunabhängiger Widerstand 32) verwendet werden, um die Temperaturmessung an den einzelnen Messpunkten, z.B. zwischen den Potenzialen der Einzelzellen, in den Vorgang der Spannungsmessung integriert durchführen zu können. 5 schematically shows a further preferred embodiment of the device according to the invention in plan view. It is between the contact surfaces 5 two adjacent tracks 3 a thermocouple 30 arranged. The thermocouple 30 is on the contact foil 1 printed. Since the signals of the single cell voltages anyway on the contact foil 1 from the electrodes by means of the conductor tracks 3 to the power strip 7 and from there possibly to a connection unit (not shown) can be forwarded, in this way simultaneously, ie, integrated with the voltage measurement, a temperature measurement on the additional on the contact foil 1 arranged thermocouple 30 be performed. Preferably, the contact surfaces are in the assembled state (not shown) 5 the tracks 3 or the interposed thermocouple 30 as close as possible to the active area of the single cell (s). In this way, both the electrical potential and the contact temperature can then be measured at the respective contact point. This can be particularly advantageous with the aid of the illustrated variant of the contact foil 1 partially rolled up for assembly and into the hole 19 (see. 4 ) of the fuel cell stack is implemented realize, since there then a local temperature measurement can take place within the fuel cell stack. However, it is equally conceivable that the temperature measurement by means of at least one thermocouple in the mounting variant of the contact foil 1 which latches on one side 3 for clamping between the bipolar plates 10 of the fuel cell stack is applied as shown in FIG 6 is shown. In this case, the temperature measurement is then preferably outside of the fuel cell stack. The thermocouple 30 can be both in one ( 5 ) as well as in the other ( 6 ) Embodiment of the device be designed so small that it, including its leads easily between the tapes serving for voltage tap 3 on the contact foil 1 can be accommodated. In the present case, however, it is shown (by way of example only) that for accommodating the thermocouple 30 widened sections of the contact foil 1 , For example, a greater distance between the tracks 3 ( 5 ) or a widened tab 8a ( 6 ) are provided. 7 shows a contrast diagram of a device according to the invention with integrated temperature measurement, if instead of a thermocouple 30 to generate a thermoelectric voltage several series-connected temperature-dependent resistors 31 (as well as a temperature independent resistor 32 ) can be used to carry out the temperature measurement at the individual measuring points, for example between the potentials of the individual cells, in the process of voltage measurement.

8, 9 und 10 zeigen schematisch eine Montagevariante einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sowohl in unmontiertem (8) als auch in montiertem Zustand (9 und 10). Dabei ist zunächst eine Halteklammer 35 vorgesehen, die auf eine Kontaktnase 37 aufgeschoben und dort einrastend befestigt werden kann. Die Halteklammer 35 ist dabei selbst flexibel und aus einem elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet. Die Kontaktnase 37, auf welche die Halteklammer 35 aufrastbar ist, ist Bestandteil einer der Elektroden bzw. Bipolarplatten 10 einer der Einzelzellen. Mittels Aufrasten der Halteklammer 35 auf die Kontaktnase 37 erfolgt die Fixierung der Kontaktfolie 1 an der Elektrode der Einzelzelle durch Festklemmen. Vorzugsweise weist die Kontaktfolie 1 zum Befestigen an der Kontaktnase 37 Laschen 8 auf. Vor dem Aufrasten der Halteklammer 35 ist die Kontaktfolie 1 auf die Kontaktnase 37 aufzuschieben und mit den Kontaktflächen 5 der Leiterbahnen 3 in elektrischen Kontakt zu bringen (s. 10). An der Kontaktnase 37 ist auf zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Nut 38 angebracht, während die Halteklammer 35 einen mit der Form der Nut 38 korrespondierenden Abschnitt aufweist, um zur Fixierung der Halteklammer 35 und der Kontaktfolie 1 in die Nut 38 der Kontaktnase 37 einrasten zu können. Die Kontaktnase 37 ist dabei als zumindest bereichsweise überstehender Teil der zu kontaktierenden Bipolarplatte 10 ausgebildet, an welchem die Halteklammer 35 angebracht werden kann. 8th . 9 and 10 show schematically a mounting variant of another preferred embodiment of the device according to the invention, both in unmounted ( 8th ) as well as in the assembled state ( 9 and 10 ). At first, there is a retaining clip 35 provided on a contact nose 37 can be postponed and fastened there latching. The retaining clip 35 is doing so flexible and made of an electrically non-conductive material. The contact nose 37 on which the retaining clip 35 can be latched, is part of one of the electrodes or bipolar plates 10 one of the single cells. By snapping the retaining clip 35 on the contact nose 37 the fixation of the contact foil takes place 1 at the electrode of the single cell by clamping. Preferably, the contact film 1 for attaching to the contact nose 37 tabs 8th on. Before snapping on the retaining clip 35 is the contact foil 1 on the contact nose 37 defer and with the contact surfaces 5 the tracks 3 to bring into electrical contact (s. 10 ). At the contact nose 37 is a groove on two opposite sides 38 attached while the retaining clip 35 one with the shape of the groove 38 has corresponding portion to fix the retaining clip 35 and the contact foil 1 in the groove 38 the contact nose 37 to be able to engage. The contact nose 37 is here as at least partially projecting part of the bipolar plate to be contacted 10 formed, on which the retaining clip 35 can be attached.

11, 12 und 13 zeigen schematisch eine weitere Montagevariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Spannungserfassung an einem Brennstoffzellenstapel, sowohl in unmontiertem (8) als auch in montiertem Zustand (9 und 10). Dabei ist eine an der Elektrode einer der Einzelzellen festklemmbare Halteklammer 35 vorgesehen, an welcher eine beispielsweise als Leiterbahn 3 ausgebildete Leitung zum Abgriff der Spannung der Einzelzelle befestigt ist. 11 . 12 and 13 schematically show a further mounting variant of a device according to the invention for voltage detection on a fuel cell stack, both in unassembled ( 8th ) as well as in the assembled state ( 9 and 10 ). In this case, a retaining clip which can be clamped to the electrode of one of the individual cells is provided 35 provided, on which, for example, as a conductor 3 trained line is attached to tap the voltage of the single cell.

Die Halteklammer 35 kann auf eine Kontaktnase 37 aufgeschoben und dort einrastend befestigt werden. Die Halteklammer 35 ist dabei selbst flexibel und vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet oder weist zumindest eine elektrisch leitfähige Oberfläche auf, wodurch der elektrische Kontakt zwischen der Halteklammer 35 und der Kontaktnase 37 herstellbar ist. Die Kontaktnase 37, auf welche die Halteklammer 35 aufrastbar ist, ist Bestandteil einer der Elektroden bzw. Bipolarplatten 10 der zugehörigen Einzelzelle. Mittels Aufrasten der Halteklammer 35 auf die Kontaktnase 37 erfolgt die Fixierung der Halteklammer 35 und damit die elektrische Kontaktierung der Leiterbahn 3 an der Elektrode der Einzelzelle durch Festklemmen. Es ist auch vorstellbar, dass an der Halteklammer 35 beispielsweise mittels einer Lötstelle 39 nicht nur eine Leiterbahn 3, sondern eine Leiterplatte 40 befestigt ist (s. 12). Auch die Leiterbahn 3 kann beispielsweise mittels der Lötstelle 39 an der Halteklammer 35 befestigt sein (s. 13). An der Kontaktnase 37 ist auf zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Nut 38 angebracht, während die Halteklammer 35 einen mit der Form der Nut 38 korrespondierenden Abschnitt aufweist, um zur Fixierung der Halteklammer 35 und der damit verbundenen Leiterbahn 3 und/oder Leiterplatte 40 in die Nut 38 der Kontaktnase 37 einrasten zu können. Die Kontaktnase 37 ist dabei als zumindest bereichsweise überstehender Teil der zu kontaktierenden Bipolarplatte 10 ausgebildet, an welchem die Halteklammer 35 angebracht werden kann.The retaining clip 35 can on a contact nose 37 be pushed and fastened there latching. The retaining clip 35 is itself flexible and preferably formed of an electrically conductive material or has at least one electrically conductive surface, whereby the electrical contact between the retaining clip 35 and the contact nose 37 can be produced. The contact nose 37 on which the retaining clip 35 can be latched, is part of one of the electrodes or bipolar plates 10 the associated single cell. By snapping the retaining clip 35 on the contact nose 37 the fixation of the retaining clip takes place 35 and thus the electrical contacting of the conductor track 3 at the electrode of the single cell by clamping. It is also conceivable that on the retaining clip 35 for example by means of a solder joint 39 not just a track 3 but a circuit board 40 is attached (s. 12 ). Also the track 3 For example, by means of the solder joint 39 on the retaining clip 35 be attached (s. 13 ). At the contact nose 37 is a groove on two opposite sides 38 attached while the retaining clip 35 one with the shape of the groove 38 has corresponding portion to fix the retaining clip 35 and the associated track 3 and / or circuit board 40 in the groove 38 the contact nose 37 to be able to engage. The contact nose 37 is here as at least partially projecting part of the bipolar plate to be contacted 10 formed, on which the retaining clip 35 can be attached.

11
KontaktfolieContact sheet
33
Leiterbahnconductor path
55
Kontaktflächecontact area
77
Steckerleistepower strip
8, 8a8th, 8a
Lascheflap
99
Schlitzslot
1010
Bipolarplattebipolar
1212
Anodeanode
1414
Kathodecathode
1515
Nutgroove
1616
Dichtungpoetry
1818
Kühlebenecooling plane
1919
Bohrungdrilling
2020
Elektrode-Membran-EinheitElectrode-membrane unit
2222
Einschnittincision
2323
nicht aufgerollter TeilNot rolled up part
2424
aufgerollter Teilcoiled part
2525
Rollachseroll axis
3030
Thermoelementthermocouple
3131
temperaturabhängiger Widerstandtemperature-dependent resistance
3232
temperaturunabhängiger Widerstandtemperature independent resistance
3535
Halteklammerretaining clip
3737
KontaktnaseContact nose
3838
Nutgroove
3939
Lötstellesoldered point
4040
Leiterplattecircuit board

Claims (37)

Vorrichtung zur Spannungserfassung an einem Brennstoffzellenstapel, wobei der Brennstoffzellenstapel eine Mehrzahl von Einzelzellen umfasst und wobei jede Einzelzelle mit mindestens zwei Elektroden ausgebildet ist, über die die Spannung der jeweiligen Einzelzelle abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kontaktfolie (1) vorgesehen ist, auf der zum Abgriff der Spannung der jeweiligen Einzelzelle mindestens zwei Leiterbahnen (3) vorgesehen sind, welche jeweils mindestens eine Kontaktfläche (5) aufweisen, die zur elektrischen Kontaktierung der der Leiterbahn (3) zugeordneten Elektrode der Einzelzelle vorgesehen ist.Device for voltage detection on a fuel cell stack, wherein the fuel cell stack comprises a plurality of individual cells and wherein each individual cell is formed with at least two electrodes, via which the voltage of the respective individual cell can be tapped off, characterized in that at least one contact foil ( 1 ) is provided, on which for tapping the voltage of the respective single cell at least two tracks ( 3 ) are provided, which in each case at least one contact surface ( 5 ), which for electrical contacting of the conductor track ( 3 ) associated electrode of the single cell is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (3) auf die Kontaktfolie (1) aufgedruckt sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the conductor tracks ( 3 ) on the contact foil ( 1 ) are printed. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfolie (1) an mindestens einer Seite Laschen (8) aufweist, wobei auf jeder Lasche (8) jeweils eine Leiterbahn (3) zumindest teilweise angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact foil ( 1 ) on at least one side tabs ( 8th ), wherein on each tab ( 8th ) one ladder each train ( 3 ) is at least partially arranged. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (8) jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen.Device according to claim 3, characterized in that the tabs ( 8th ) each have a different length. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (8) zur Kontaktierung der mindestens einen Elektrode einer Einzelzelle jeweils abknickbar und an der Elektrode fixierbar sind.Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the tabs ( 8th ) for contacting the at least one electrode of a single cell are each kinkable and fixable to the electrode. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Laschen (8) an der Elektrode durch Einklemmen zwischen zwei nebeneinander liegenden Einzelzellen erfolgt.Apparatus according to claim 5, characterized in that the fixation of the tabs ( 8th ) takes place at the electrode by clamping between two adjacent single cells. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Laschen (8) an der Elektrode der Einzelzelle durch Festklemmen mittels mindestens einer Halteklammer (35) erfolgt.Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the fixation of the tabs ( 8th ) at the electrode of the single cell by clamping by means of at least one retaining clip ( 35 ) he follows. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mindestens eine Kontaktnase (37) aufweist, auf welche die Halteklammer (35) aufrastbar ist.Device according to claim 7, characterized in that the electrode has at least one contact nose ( 37 ), to which the retaining clip ( 35 ) is latched. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfolie (1) zumindest teilweise aufgerollt und mit ihrem aufgerollten Teil in eine hierfür vorgesehene Öffnung im Brennstoffzellenstapel einbringbar ist, wobei im aufgerollten Teil (24) die Leiterbahnen (3) der Kontaktfolie (1) mit jeweils einer Elektrode einer Einzelzelle in Kontakt bringbar sind.Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the contact foil ( 1 ) is at least partially rolled up and can be introduced with its rolled-up part into an opening provided for this purpose in the fuel cell stack, wherein in the rolled-up part ( 24 ) the conductor tracks ( 3 ) of the contact foil ( 1 ) can be brought into contact with one electrode of a single cell in each case. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (3) auf der Kontaktfolie (1) einen abgewinkelten und/oder hakenförmigen und/oder J-förmigen Verlauf aufweisen.Apparatus according to claim 9, characterized in that the conductor tracks ( 3 ) on the contact foil ( 1 ) have an angled and / or hook-shaped and / or J-shaped course. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontaktfolie (1) in mindestens einem Zwischenraum zwischen den Leiterbahnen (3) parallel zu diesen mindestens ein Einschnitt vorgesehen ist.Device according to one of claims 9 or 10, characterized in that in the contact foil ( 1 ) in at least one space between the tracks ( 3 ) is provided parallel to these at least one incision. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontaktfolie (1) zwischen dem aufgerollten (24) und dem nicht aufgerollten Teil (23) quer zu den Leiterbahnen (3) verlaufende Einschnitte (22) vorgesehen sind.Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that in the contact foil ( 1 ) between the rolled up ( 24 ) and the unrolled part ( 23 ) across the tracks ( 3 ) incisions ( 22 ) are provided. Vorrichtung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktflächen (5) mindestens zweier benachbarter Leiterbahnen (3) jeweils mindestens ein Thermoelement (30) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the contact surfaces ( 5 ) at least two adjacent interconnects ( 3 ) at least one thermocouple ( 30 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Thermoelement (30) auf die Kontaktfolie (1) aufgedruckt ist.Apparatus according to claim 13, characterized in that the at least one thermocouple ( 30 ) on the contact foil ( 1 ) is printed. Vorrichtung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen des Brennstoffzellenstapels als PEM-Brennstoffzellen mit Protonen-Austausch-Mebran ausgebildet sind.Device according to one of the claims, characterized characterized in that the individual cells of the fuel cell stack formed as PEM fuel cell with proton exchange Mebran are. Vorrichtung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellspannungen des Brennstoffzellenstapels kontinuierlich messbar sind.Device according to one of the claims, characterized characterized in that the single-cell voltages of the fuel cell stack are continuously measurable. Vorrichtung, insbesondere Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zur Spannungserfassung an einem Brennstoffzellenstapel, wobei der Brennstoffzellenstapel eine Mehrzahl von Einzelzellen umfasst und der Spannungsabgriff an jeweils mindestens einer Einzelzelle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an der Elektrode der Einzelzelle festklemmbare Halteklammer (35) vorgesehen ist, an welcher eine Leitung zum Abgriff der Spannung der mindestens einen Einzelzelle befestigt ist.Device, in particular device according to one of claims 1 to 7, for detecting voltage on a fuel cell stack, wherein the fuel cell stack comprises a plurality of individual cells and the voltage tap on at least one individual cell, characterized in that at least one clampable to the electrode of the single cell retaining clip ( 35 ) is provided, to which a line for tapping the voltage of the at least one individual cell is attached. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mindestens eine Kontaktnase (37) aufweist, auf welche die Halteklammer (35) aufrastbar ist.Device according to Claim 17, characterized in that the electrode has at least one contact nose ( 37 ), to which the retaining clip ( 35 ) is latched. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen des Brennstoffzellenstapels als PEM-Brennstoffzellen mit Protonen-Austausch-Mebran ausgebildet sind.Device according to one of claims 17 or 18, characterized that the single cells of the fuel cell stack as PEM fuel cells are formed with proton exchange Mebran. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellspannungen des Brennstoffzellenstapels kontinuierlich messbar sind.Device according to one of claims 17 to 19, characterized that the single cell voltages of the fuel cell stack continuously are measurable. Verfahren zur Spannungserfassung an einem Brennstoffzellenstapel, wobei der Brennstoffzellenstapel eine Mehrzahl von Einzelzellen umfasst und wobei jede Einzelzelle mit mindestens zwei Elektroden ausgebildet ist, über die die Spannung der jeweiligen Einzel zelle abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kontaktfolie (1) vorgesehen ist, auf der zum Abgriff der Spannung der jeweiligen Einzelzelle mindestens zwei Leiterbahnen (3) vorgesehen sind, welche jeweils mindestens eine Kontaktfläche (5) aufweisen, die zur elektrischen Kontaktierung der der Leiterbahn (3) zugeordneten Elektrode der Einzelzelle vorgesehen ist.A method for voltage detection on a fuel cell stack, wherein the fuel cell stack comprises a plurality of individual cells and wherein each individual cell is formed with at least two electrodes, via which the voltage of the respective individual cell is tapped, characterized in that at least one contact foil ( 1 ) is provided, on which for tapping the voltage of the respective single cell at least two tracks ( 3 ) are provided, which in each case at least one contact surface ( 5 ), which for electrical contacting of the conductor track ( 3 ) associated electrode of the single cell is provided. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (3) auf die Kontaktfolie (1) aufgedruckt sind.A method according to claim 21, characterized in that the conductor tracks ( 3 ) on the contact foil ( 1 ) are printed. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfolie (1) an mindestens einer Seite Laschen (8) aufweist, wobei auf jeder Lasche (8) jeweils eine Leiterbahn (3) zumindest teilweise angeordnet ist.Method according to one of claims 21 or 22, characterized in that the contact foil ( 1 ) on at least one side tabs ( 8th ), wherein on each tab ( 8th ) each a conductor track ( 3 ) is at least partially arranged. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (8) jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen.Method according to claim 23, characterized in that the tabs ( 8th ) each have a different length. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (8) zur Kontaktierung der mindestens einen Elektrode einer Einzelzelle jeweils abgeknickt und an der Elektrode fixiert werden.Method according to one of claims 23 or 24, characterized in that the tabs ( 8th ) are each bent for contacting the at least one electrode of a single cell and fixed to the electrode. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Laschen (8) an der Elektrode durch Einklemmen zwischen zwei nebeneinander liegenden Einzelzellen erfolgt.A method according to claim 25, characterized in that the fixation of the tabs ( 8th ) takes place at the electrode by clamping between two adjacent single cells. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Laschen (8) an der Elektrode der Einzelzelle durch Festklemmen mittels mindestens einer Halteklammer (35) erfolgt.Method according to one of claims 23 to 26, characterized in that the fixation of the tabs ( 8th ) at the electrode of the single cell by clamping by means of at least one retaining clip ( 35 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mindestens eine Kontaktnase (37) aufweist, auf welche die Halteklammer (35) aufgerastet wird.Method according to claim 27, characterized in that the electrode has at least one contact nose ( 37 ), to which the retaining clip ( 35 ) is locked. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfolie (1) zumindest teilweise aufgerollt und mit ihrem aufgerollten Teil (24) in eine hierfür vorgesehene Öffnung im Brennstoffzellenstapel eingebracht wird, wobei im aufgerollten Teil (24) die Leiterbahnen (3) der Kontaktfolie (1) mit jeweils einer Elektrode einer Einzelzelle in Kontakt gebracht werden.Method according to one of claims 21 or 22, characterized in that the contact foil ( 1 ) at least partially rolled up and with its rolled-up part ( 24 ) is introduced into an opening provided in the fuel cell stack, wherein in the rolled-up part ( 24 ) the conductor tracks ( 3 ) of the contact foil ( 1 ) are brought into contact with one electrode of a single cell. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (3) auf der Kontaktfolie (1) einen abgewinkelten und/oder hakenförmigen und/oder J-förmigen Verlauf aufweisen.A method according to claim 29, characterized in that the conductor tracks ( 3 ) on the contact foil ( 1 ) have an angled and / or hook-shaped and / or J-shaped course. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontaktfolie (1) in mindestens einem Zwischenraum zwischen den Leiterbahnen (3) parallel zu diesen mindestens ein Einschnitt vorgesehen ist.Method according to one of claims 29 or 30, characterized in that in the contact foil ( 1 ) in at least one space between the tracks ( 3 ) is provided parallel to these at least one incision. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontaktfolie (1) zwischen dem aufgerollten (24) und dem nicht aufgerollten Teil (23) quer zu den Leiterbahnen (3) verlaufende Einschnitte (22) vorgesehen sind.Method according to one of claims 29 to 31, characterized in that in the contact foil ( 1 ) between the rolled up ( 24 ) and the unrolled part ( 23 ) across the tracks ( 3 ) incisions ( 22 ) are provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kontaktflächen (5) mindestens zweier benachbarter Leiterbahnen (3) jeweils mindestens ein Thermoelement (30) angeordnet ist.Method according to one of claims 21 to 32, characterized in that between the contact surfaces ( 5 ) at least two adjacent interconnects ( 3 ) at least one thermocouple ( 30 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Thermoelement (30) auf die Kontaktfolie (1) aufgedruckt ist.A method according to claim 33, characterized in that the at least one thermocouple ( 30 ) on the contact foil ( 1 ) is printed. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellen des Brennstoffzellenstapels als PEM-Brennstoffzellen mit Protonen-Austausch-S ausgebildet sind.Method according to one of Claims 21 to 34, characterized that the single cells of the fuel cell stack as PEM fuel cells with proton exchange S are formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelzellspannungen des Brennstoffzellenstapels kontinuierlich gemessen werden.Method according to one of claims 21 to 35, characterized that the single cell voltages of the fuel cell stack continuously be measured. Vorrichtung zur Temperaturerfassung an einem Brennstoffzellenstapel, wobei der Brennstoffzellenstapel eine Mehrzahl von Einzelzellen umfasst und die Messung der Temperatur an mindestens einer Einzelzelle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kontaktfolie (1) vorgesehen ist, auf der zur Messung der Temperatur der jeweiligen Einzelzelle mindestens ein Thermoelement (30) vorgesehen ist, welches zur thermischen Kontaktierung der Einzelzelle vorgesehen ist.Device for detecting temperature at a fuel cell stack, wherein the fuel cell stack comprises a plurality of individual cells and the temperature is measured on at least one individual cell, characterized in that at least one contact foil ( 1 ) is provided on the at least one thermocouple for measuring the temperature of the respective individual cell ( 30 ) is provided, which is provided for thermal contacting of the single cell.
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