用于接收至少一个燃料电池堆的壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种壳体(10)，在所述壳体中容纳至少一个燃料电池堆(20)。燃料电池堆(20)包括多个上下重叠布置的双极板(34)和电解质膜(54)。壳体(10)包括面向所述至少一个燃料电池堆(20)的内侧(12)，在所述内侧上实施增大壳体(10)的表面积的加筋部(14)或者各个双极板(34)在所述至少一个燃料电池堆(20)内都具有突出部(36)。本发明专利技术还涉及该壳体在具有至少一个燃料电池堆(20)的燃料电池中用于驱动电驱动式车辆的应用。动式车辆的应用。动式车辆的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接收至少一个燃料电池堆的壳体


[0001]本专利技术涉及一种用于接收至少一个燃料电池堆的壳体，该燃料电池堆包括多个上下相叠地布置的双极板和电解质膜，该壳体具有指向所述至少一个燃料电池堆的内侧。本专利技术还涉及该壳体的应用，该壳体在具有至少一个燃料电池堆的燃料电池中用于驱动电驱动式车辆。

技术介绍

[0002]燃料电池通常使用气态氢(H2)运行，并且几乎总是作为多个单独单体形成燃料电池堆的联结而运行。单独单体典型地利用弹性体密封件来相互密封。通常，使用具有多达500个单体以及同样多的密封件的燃料电池堆。在正常运行中会发生：少量H2通过这些密封件逸出。在对所提到的密封件中的一个或多个密封件造成损坏的情况下，可能会逸出更大量的气态氢。在这两种情况下都存在形成爆炸性混合物的可能性。为了防止爆炸性混合物的积聚，典型地用周围空气给壳体通风。
[0003]DE10001717C1涉及一种燃料电池系统。该燃料电池系统包括至少一个燃料电池单元，该燃料电池单元容纳在燃料电池箱中，和/或，将阴极气体或冷启动气体供应管路或者阴极废气或阳极废气再循环管路配属给该燃料电池单元。燃料电池系统配备有至少一个柯恩达(Coanda)流量放大器，以便放大用于给燃料电池箱通风的空气流、阴极气流或冷启动气流、再循环的阴极废气流或再循环的阳极废气流，和/或，该系统配备有用于在燃料电池箱之外的壳体的通风器件，燃料电池系统的部件组合在该壳体中，其中，通风器件具有柯恩达(Coanda)流量放大器.
[0004]DE10031238A1涉及一种燃料电池系统及其运行方法。设置了至少一个安装在燃料电池箱中的燃料电池单元，其中，箱通风器件设置有通入燃料电池箱中的冲洗介质供应管路和从燃料电池箱中引出的冲洗介质排出管路。防爆风扇位于冲洗介质供应管路和/或冲洗介质排出管路中，和/或，用于燃料电池箱之外的壳体的通风器件设置由通入该壳体的冲洗介质供应管路和从该壳体引出的冲洗介质排出管路。它们组合在燃料电池系统的壳体中，其中，所述通风器件具有防爆风扇。
[0005]在封闭容器(例如包围燃料电池的壳体)中发生爆炸的情况下，在化学计量的H2‑
空气
‑
混合物中可以出现高达8.5barg的最大爆炸压力。在实践中常见的应用中，燃料电池堆壳体矩形地构造，其中，壳体的表面积以及诸如传感器阀和泵的其他内置装置有助于增加壳体的表面积。
[0006]鉴于8.5barg的最大预期爆炸压力，按照通常的实践，将用于接收燃料电池的壳体设计为用于8.5barg的压力。这导致相对多的材料使用并且由此导致相对高的重量。此外还集成有泄压结构、尤其是爆破片。

技术实现思路

[0007]根据本专利技术提出一种用于接收至少一个燃料电池堆的壳体，所述燃料电池堆包括
多个上下相叠布置的双极板和电解质膜，所述壳体具有面向至少一个燃料电池堆的内侧。在壳体内侧上构造增大该壳体表面积的加筋部，或者，在至少一个燃料电池堆内的各个双极板分别具有突出部。
[0008]通过根据本专利技术提出的解决方案可以实现强烈增大的壳体表面积。尤其，在壳体内侧的表面积增大可以通过在壳体内侧上设置筋或小块来实现。
[0009]在根据本专利技术提出的解决方案的另一构型中，加筋部在壳体内侧上沿纵向方向从壳体上侧出发朝壳体下侧的方向延伸。替代地，存在这种可能性：加筋部在壳体内侧上沿横向方向、即例如平行于壳体上侧地延伸。此外，根据另一实施变型可能的是，加筋部在壳体内侧上沿对角线方向从壳体的上侧延伸至该壳体的下侧。
[0010]加筋部的所有上述实施变型的共同点在于：通过将该加筋部设置在壳体内侧上明显地增大该壳体的表面积，这有利地导致最大爆炸压力的减小。
[0011]在根据本专利技术提出的解决方案的扩展方案中，在壳体内侧上和至少一个燃料电池堆的外侧上形成能实现通风流的通道。该通道在壳体和燃料电池堆之间延伸并且使得能够通过周围空气将由于泄露而可能从各个燃料电池中逸出的氢气导出。该通道例如可以通过缝隙形成，所述缝隙由在壳体的内侧上的加筋部的单个筋朝至少一个燃料电池堆的方向的长度形成。根据单个筋的长度，在至少一个燃料电池堆的外侧和壳体的内侧之间保留有自由空间，所述自由空间形成用于通风流的通道。
[0012]在根据本专利技术提出的解决方案的扩展方案中，在壳体的内侧和至少一个燃料电池堆的外侧之间可以延伸绝缘层。
[0013]在根据本专利技术提出的解决方案中，在实现用于供通风流经过的通道时，存在这种可能性：该通道由在加筋部的单个筋中的缺口表示，使得通风流从加筋部的单个筋到单个筋地经过该通道，其中，在单个筋之间可以形成各个腔。
[0014]在根据本专利技术提出的解决方案的扩展方案中，至少一个燃料电池堆由双极板和电解质膜构建，其中，各个双极板可以分别具有突出部，该突出部向壳体的内侧突出，而不接触该内侧。
[0015]在根据本专利技术提出的解决方案中，在至少一个燃料电池堆内，每第二个至第十个双极板具有所提到的突出部。因而，在壳体内侧和燃料电池堆的外侧之间的通风通道以运动学反转的方式不是由在壳体内侧上延伸的加筋部形成，而是由各个突出部形成，所述突出部从每第二个至第十个双极板朝壳体内侧的方向延伸，而不接触该壳体或设置在那里的绝缘层。由此确保了，始终保留有缝隙或者说自由空间，该缝隙或者说自由空间可以供通风流经过。
[0016]在根据本专利技术提出的解决方案中，在突出部内，双极板可以以增强的材料厚度构造，使得可以抵抗由于双极板弯折而形成短路。
[0017]此外，本专利技术涉及壳体的应用，所述壳体在具有至少一个燃料电池堆的燃料电池中用于驱动电驱动式车辆。
[0018]通过根据本专利技术提出的解决方案，可以显著地降低在用于具有至少一个燃料电池堆的燃料电池的壳体内的最大爆炸压力。在表面积理想大的理想情况下，通过根据本专利技术提出的解决方案可以消除爆炸并将其转换为具有更低压力水平的简单燃烧。由此又存在这种可能性：使用抗压性较低的壳体，由此可以节省重量和材料。
[0019]由于降低的压力水平还可能的是，设置不具有用于通风的设备且不具有通向风扇、H2传感器和防爆风扇的入口和出口的设备的封闭壳体。由此，除了本来就设置了的经过燃料电池的通风流，显著地降低设备耗费。
[0020]通过根据本专利技术提出解决方案，可以或者通过设置加筋部来设置壳体的内侧，该加筋部可以沿横向方向、纵向方向或对角线方向延伸；另一方面，存在这种可能性：在至少一个燃料电池堆的堆结构内的各个双极板都设有突出部，使得通过这些突出部显著地增大了表面积。壳体在其内侧的表面积或者说在至少一个燃料电池堆的外侧上的表面积可以设计得越大，则能实现越小的爆炸压力。
[0021]为了避免在至少一个燃料电池堆的各个双极板和壳体的内侧之间的电接触，可以设置绝缘层。通风流通过其循环的通道或者可以通过加筋部的单个筋中的缺口形成，或者可以通过加筋部的缩短构造的单个筋形成，使得在对应单个筋的端部和与该端部对置的燃料电池堆的外侧之间保留缝隙，通风流可以经过该缝隙。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于接收至少一个燃料电池堆(20)的壳体(10)，所述燃料电池堆包括多个彼此相叠地布置的双极板(34)和电解质膜(54)，所述壳体具有面向所述至少一个燃料电池堆(20)的内侧(12)，其特征在于，在所述壳体(10)的所述内侧(12)上构造增大该壳体的表面积的加筋部(14)，或者，在所述至少一个燃料电池堆(20)内，各个双极板(34)具有突出部(36)。2.根据权利要求1所述的壳体(10)，其特征在于，所述加筋部(14)在所述壳体(10)的所述内侧(12)上沿纵向方向(48)从所述壳体(10)的上侧(22)延伸至下侧(24)。3.根据权利要求1所述的壳体(10)，其特征在于，所述加筋部(14)在所述壳体(10)的所述内侧(12)上关于所述壳体(10)的上侧(22)沿横向方向(44)延伸。4.根据权利要求1所述的壳体(10)，其特征在于，所述壳体(10)的所述内侧(12)的所述加筋部(14)沿对角线方向(46)从所述壳体(10)的上侧(22)延伸至该壳体的下侧(24)。5.根据权利要求1至4所述的壳体(10)，其特征在于，在所述壳体(10)的内侧(12)和所述至少一个燃料电池堆(20)的外侧之间形成能实现通风流(28)的通风通道(56)。6.根据权利要求5所述的壳体(10)，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：