用于介质的输送设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于燃料电池系统(1)中的介质的输送设备，该输送设备具有驱动机(21)，通过该驱动机由至少一个冷却介质泵(17)驱动用于空气的至少一个输送装置(8)和用于再循环的阳极废气的至少一个输送装置(14)。根据本发明专利技术的输送设备的特征在于，驱动机(21)具有转子轴(22)，冷却介质泵(17)与转子轴直接联接，其中，冷却介质泵(17)或驱动机(21)与输送装置(8、14)之一磁性联接，驱动机(21)或输送装置(8、14)与另一输送装置(14、8)磁性联接。8)磁性联接。8)磁性联接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于介质的输送设备


[0001]本专利技术涉及一种根据在权利要求1的前序部分中详细定义的类型的用于燃料电池系统中的介质的输送设备。此外，本专利技术涉及一种具有这种输送设备的燃料电池系统以及一种具有这种燃料电池系统的车辆。

技术介绍

[0002]例如用于在至少部分地电驱动的车辆中提供电的驱动功率的应用的燃料电池系统已经从现有技术中已知。在燃料电池系统中，一方面必须输送空气作为氧气供给并且另一方面需要冷却设备，在冷却设备中使通常是液态的冷却介质循环用以排出废热。此外，在很多燃料电池中存在所谓的阳极循环。为了补偿压力损失，常常单独地或者作为气体喷射泵的辅助设置再循环鼓风机。现在，实际情况是，通常不仅冷却介质泵、而且空气输送装置、例如透平压缩机，以及再循环输送装置、例如再循环鼓风机，分别配备有自己的驱动装置、通常是电动驱动装置。这一方面引起对结构空间的高的需求，并且另一方面需要引导到单个组件的多条电输送导线。
[0003]因此，DE 10 2004 037 141 A1阐述了一种具有用于输送介质的设备的燃料电池系统，在其中，存在用于多个设备的共用的驱动装置。在此，通过相应的转速升高传动和/或降低设备、即传动机构，调整所需的转速和输送功率，并且必要时接入和切断单个的设备用以通过所述一个驱动设备驱动。
[0004]实际上，这种结构的风险相对高，因为由于需要传动机构，与由于根据以上所述的普遍的现有技术直接连结到驱动电机上相似地，常常将油引入被输送的空气和/或循环的阳极废气的区域中。对于燃料电池来说，油是不利的，并且促使在燃料电池中的电化学活性的组分降解，从而可能导致在燃料电池的预期的使用寿命方面的缺点。
[0005]关于另外的现有技术还可以参考DE 10 2004 044 068 A1。该文献阐述了一种共用的驱动装置，其用于一方面用于将空气输送给燃料电池的并且另一方面用于使阳极废气再循环的两个输送装置。为了防止这些物质混合，通过分别以所述的转动管道密闭式电机的形式实现该结构，这两个输送装置以热密封的方式连结在共用的驱动电机上。
[0006]关于另外的现有技术可以参考DE 10 2012 008 494 A1，该文献示出具有共用的电动驱动装置的两个冷却介质泵。此外，还可以参考WO 2010/082913A1。该文献示出多个集中在一个电机壳体中的电动驱动装置，这些驱动装置分别与被驱动的输送设备磁性地联接。

技术实现思路

[0007]现在，本专利技术的目的在于，给出一种用于燃料电池系统中的介质的改进的输送设备。
[0008]根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1中所述特征的输送设备实现。此外，一种具有这种输送设备的燃料电池系统实现该目的。具有燃料电池系统和这种输送设备的车辆
也可以实现该目的。
[0009]此外，从与主权利要求相关的从属权利要求中得到输送设备的其它有利的设计方案。
[0010]与开头所述的现有技术相似地，根据本专利技术的输送设备使用共用的驱动机用于冷却介质泵、用于空气的输送装置和用于阳极废气的输送装置。在此，驱动机直接通过驱动机的转子轴与冷却介质泵连接。在驱动机、通常电的驱动机的范围内所需的可能的润滑剂等在此相对无风险，从而在此与共用的轴直接连结是有利的。现在，除了该直接联接之外，冷却介质泵或者驱动机磁性地与输送装置之一联接，并且驱动机或已联接的输送装置再次通过另一磁性的联接与另一输送装置联接。
[0011]原则上，这具有的决定性的优点是，需要仅仅唯一一个驱动机、优选电的驱动机，但其必要时可以被涡轮辅助，例如在所谓的电的涡轮增压机中是这种情况，这在燃料电池系统中是普遍已知的并且是常见的。现在，驱动机自身可以通过其被驱动的轴、例如电的驱动电机的转子轴直接与冷却介质泵联接并且直接驱动冷却介质泵。于是，通过磁性接合装置联接上用于空气和阳极废气的两个输送装置。这两个输送装置例如可以先后联接上，即，从而输送装置中的所述一个输送装置、例如空气输送装置或其压缩机轮通过磁性接合装置与泵联接，并且再循环输送装置的鼓风机轮再次通过磁性接合装置与空气输送装置联接。这具有的决定性的优点是，来自电机的区域的不期望的物质既不进入空气中也不进入再循环的阳极废气中。当输送装置中的一个或两个磁性地联接到驱动机上，并且另一方面单独地联接上冷却介质泵或者相应地联接上冷却介质泵和输送装置之一时，相似的结构显然也是可行的。
[0012]一方面磁性地联接上用于空气的输送装置并且另一方面联接上用于使阳极废气再循环的输送装置，在此具有的决定性的优点是，可以非常简单且有效地密封具有相应的介质的结构。尤其是在阳极废气包含氢气时，其决定性的优点是有效地防止氢气逸出到环境中。出于安全性原因这是必要的。
[0013]在此，根据输送装置的一个有利的设计方案，对于输送装置中的至少一个，在冷却介质泵和/或输送装置之一的区域中设置有用于调整转速的传动机构。在此优选地，传动机构布置在电机侧或冷却介质泵区域中，并且随后将已经升高的转速通过磁性接合装置传递到相应的输送装置的压缩机轮和/或鼓风机轮上。该结构使例如设置在传动机构的区域中的相应的润滑剂的污染最少。但根据相应的输送装置的结构，也可以使用简单的未被润滑的传动元件，例如在再循环鼓风机的区域中，从而传动机构也可以布置在磁性的接合装置与再循环鼓风机之间。
[0014]如已经所述的，这种输送设备尤其适合用于应用在这样的燃料电池系统中，即，该燃料电池系统具有至少一个冷却介质泵、至少一个用于空气的输送装置和至少一个用于使阳极废气再循环的输送装置。在此可以有利地应用这种输送设备。在此，这原则上不仅适用于固定不动的燃料电池系统而且也适用于下述车辆，该车辆通过所述燃料电池系统中的至少一个燃料电池系统被供给其电驱动功率中的至少一部分。
附图说明
[0015]从以下参考附图详细示出的实施例中得到根据本专利技术的输送设备、燃料电池系统
和车辆的其它有利的设计方案。
[0016]其中：
[0017]图1示出用于使用根据本专利技术的输送设备的示意性示出的燃料电池系统；
[0018]图2以示意图示出根据本专利技术的输送设备的第一可行的实施方式；和
[0019]图3以示意图示出根据本专利技术的输送设备的另一替代的实施方式。
具体实施方式
[0020]在图1的图示中可看到燃料电池系统1，该燃料电池系统应在非常示意性地示出的车辆2中用于提供电驱动功率中的至少一部分。在此，根据车辆2设置多个这种类型的燃料电池系统1，或者在此处示出的燃料电池系统1之内设置一个或多个燃料电池堆3。在此示意性示出的燃料电池堆3包括阴极舱4、阳极舱5以及示例性示出的在燃料电池堆3内部的冷却热交换器6。在此，阴极舱4通过质子传导膜7与阳极舱5分隔开。在实际中，该结构实现为单电芯的堆。在图中，单纯举例示意性示出共用的阴极舱4和共用的阳极舱5以及共用的冷却热交换器6。
[0021]为了通过燃料电池堆3提供电功率，通过输送装置8经由进气管路9向该燃料电池堆输入空气。排出空气经由排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于燃料电池系统(1)中的介质的输送设备，所述输送设备具有驱动机(21)，通过该驱动机由至少一个冷却介质泵(17)驱动用于空气的至少一个输送装置(8)和用于再循环的阳极废气的至少一个输送装置(14)，其特征在于，所述驱动机(21)具有转子轴(22)，冷却介质泵(17)与该转子轴直接联接，其中，冷却介质泵(17)或驱动机(21)与输送装置(8、14)之一磁性联接，驱动机(21)或输送装置(8、14)与另一输送装置(14、8)磁性联接。2.根据权利要求1所述的输送设备，其特征在于，用于空气的输送装置(8)被设计为透平压缩机。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：燃料电池中心两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：