燃料单池系统和用于制造燃料单池系统的方法技术方案

一种燃料单池堆，其具有沿堆叠方向(z)堆叠布置的燃料单池，该燃料单池分别板状地构造、正交于堆叠方向(Z)观察分别沿第一和第二横向方向(x、y)延伸，并且分别沿堆叠方向(z)以堆叠的方式具有：阳极侧的双极半板，其具有用于引导燃料的燃料通道结构；阳极侧的气体扩散层；膜片电极单元，其具有电解质膜片和在该电解质膜片两侧布置的电极层，该电极层构成阳极和阴极以用于燃料与氧化剂的电化学反应；阴极侧的气体扩散层；阴极侧的双极半板，其具有用于引导氧化剂的氧化剂通道结构；和沿堆叠方向z在堆叠体的两个端部处的端板。按照本发明专利技术，侧向于堆叠体在端板处安装有皮带接收部，并且皮带通过皮带接收部如此安装，使得其致紧堆叠体。体。体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料单池系统和用于制造燃料单池系统的方法


[0001]本专利技术涉及致紧可行方案，以便不仅能够确保快速地加工和致紧堆叠体，而且也能够设定必要的张紧力并且能够实现燃料单池系统的必要的柔性或者拉伸率。

技术介绍

[0002]燃料单池系统在现有技术中经常被称为燃料单池堆或者“堆结构”并且具有沿堆叠方向以堆叠的方式布置的燃料单池，该燃料单池分别板状地构造并且正交于堆叠方向观察分别沿第一横向方向并且沿与该第一横向方向正交的第二横向方向延伸。
[0003]燃料单池分别沿堆叠方向以堆叠的方式具有：
[0004]‑
阳极侧的双极半板，其具有用于引导燃料的燃料通道结构，
[0005]‑
阳极侧的气体扩散层，
[0006]‑
膜片电极单元，其具有电解质膜片和沿堆叠方向在该电解质膜片两侧布置的电极层，该电极层构成阳极和阴极，以用于燃料与氧化剂的电化学反应，
[0007]‑
阴极侧的气体扩散层，
[0008]‑
阴极侧的双极半板，其具有用于引导氧化剂的氧化剂通道结构。
[0009]关于这类燃料单池堆的现有技术应示例性地参阅公开文件EP 2 357 698 B1，EP 2 445 045 B1、EP 2 584 635 B1、EP 2 946 431 B1和EP 3 316 377 A1。
[0010]燃料单池堆典型地借助于夹紧螺栓或螺钉以及弹簧元件来机械地致紧。此外，存在以下解决方案，其将(通常金属的)带围绕着堆叠体引导，该带而后在紧固点处紧固并且预紧在堆叠体的端板处；为此例如参见US 2006/093890(Steinbroner(斯坦布罗纳))。补充的解决方案是基于齿形或楔形皮带的致紧件，该致紧件基于多个皮带连同多个致紧单元。
[0011]对于堆叠体的致紧而言的薄弱之处在于多个张紧部位或者说螺钉以及能运动的构件，其对于连同弹簧元件或者必要时张紧带一起来设定保持力而言是所需的。为了大量生产并且加入到快速的且生产性的加工装备中而需要快速的致紧过程。此外，用于加工并且用于致紧所需的单件的数目必须尽可能保持较少。
[0012]为了不仅能够确保快速地加工和致紧堆叠体而且也设定必要的张紧力并且获得张紧带的必要的柔性和拉伸率，皮带元件是很合适的。
[0013]然而，居中的致紧导致了决定性的缺点，这与皮带的偏转率或半径变化以及端板的高度结构有关。此外，利用居中的张紧单元无法设定到必要时不同的皮带拉伸率或张紧力上。具有较少的皮带和较少数目的机械构件元件的解决方案能够是有利的，该解决方案尽管如此能够实现对公差偏差的适配，而不会明显提高堆叠体的结构空间要求。

技术实现思路

[0014]通过围绕皮带导向部扩展堆结构
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壳体并且将该堆结构
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壳体扩展到该皮带导向部中来成功实现这种目的的解决方案。按照本专利技术，这种目的按照第一方面通过根据权利要求1所述的燃料单池系统来解决。从属权利要求涉及本专利技术的有利的改进方案。
[0015]按照本专利技术这里设置的是，侧向于燃料单池堆在端板处安装皮带接收部，并且皮带通过皮带接收部如此来安装，使得该皮带致紧堆叠体。
[0016]侧向于堆结构例如抵接在端板处的皮带接收部这里不仅满足了简单的装配的要求而且也满足了通过皮带来节省空间地且能适配地将力导入到端板中。
[0017]燃料单池堆具有沿堆叠方向的纵向轴线以及侧面，该侧面通过燃料单池的侧面形成并且平行于堆叠方向和堆叠体的纵向轴线伸展。方形的燃料单池堆例如分别具有两对两个分别对置的平行的侧面，它们相对于彼此正交。
[0018]优选堆叠体在两个端部处分别具有端板，在该端板处分别在两个对置的侧面处安装有皮带接收部，该皮带接收部伸出超过该侧面。皮带接收部不仅伸出超过端板的侧面而且也超过堆叠体的通过燃料单池的侧面形成的侧面。
[0019]按照一种优选的改进方案，这个皮带接收部在高度方面(也就是说沿着堆叠方向)可变地或者能设定地装配在端板处。这能够实现在装配之后对用于致紧堆叠体的力进行适配。因此，能够在所进行的装配之后再校准或设定该致紧。
[0020]对于具有固定不变的长度的装配后的皮带而言，通过相对于端板沿堆叠方向从堆叠体中部朝向堆叠体端部相对推移皮带接收部，端板被更剧烈地朝向堆叠体中部挤压。因此，将更剧烈的压缩力施加到堆叠体上。在反向牵拉中，当皮带接收部相对地相对于端板朝向堆叠体中部推移时，压缩力能够降低。对皮带接收部的相对于端板的相对位置进行的推移和/或固定能够例如通过调整螺旋件或其他的机械调整机构来实现。致紧力也能够通过致紧皮带的弹性变形来施加。
[0021]皮带作为致紧元件能够进一步在堆结构
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加工结束时、例如在堆叠体的初始的预紧之后通过皮带接收器来推移。这个皮带随后能够被设定到所期望的预紧力上。在致紧过程之后完成堆结构。
[0022]在按照本专利技术的燃料单池堆的一种特别有利的实施方式中，皮带系统如此布置在堆叠体的上方的和下方的端板处，使得能够插装连续地自闭合的致紧皮带。用于致紧堆叠体的压缩力而后能够如上面描述的那样通过沿堆叠方向推移皮带接收部来被设定。
[0023]优选自闭合的皮带在装配后的状态中撑开假想的平面，该平面的中间垂直线正交于堆叠体的侧面并且正交于堆叠体的纵向轴线伸展。在此，通过皮带所撑开的平面优选平行于堆叠体的侧面。优选张紧皮带如此相对于侧面布置，使得该张紧皮带的中间垂直线与堆叠体的纵向轴线正交地相交。这种几何形状允许将致紧皮带从侧部容易地插装到堆叠体上。
[0024]实施方案能够不仅用两个或四个而且也能够用多个皮带接收器来实现，该皮带接收器能够安装在堆叠体的纵向侧部或者说横向侧部上。
[0025]优选燃料单池堆在至少两个对置的侧面处具有这样的张紧皮带。
[0026]为此，堆叠体的端板分别在两个对置的侧部处具有各一个皮带接收部。皮带接收部有利地在侧面的大部分宽度的范围内延伸。例如，皮带接收部在侧面的宽度的至少50％、至少60％或者至少70％的范围内延伸。因此，通过皮带所施加的压缩力在堆叠体的宽度的范围内分布。为了还更好的力分布，皮带接收部此外能够具有经圆形化的形状、椭圆形状或者半圆形状。皮带沿横向方向沿着堆叠体的侧面的宽度在皮带接收部和其形状的范围内进行引导。
[0027]所插装的张紧皮带由第一端板处的第一皮带接收部在皮带接收部的宽度的范围内被引导，通过堆叠体的长度(沿堆叠方向)朝沿堆叠方向对置的第二端板处的第二皮带接收部伸展。在那里，该张紧皮带通过第二皮带接收部被引导并且引导返回至第一皮带接收部。通过皮带接收部的较宽的造型，于是张紧皮带延伸超过堆叠体的侧面的大部分(例如超过50％、超过60％或者超过70％)。在到燃料单池堆的侧面上的侧向的俯视图中，张紧皮带因此(例如根据皮带接收部的形状而环形地、椭圆地或以呈椭圆形的形状)包围堆叠体的侧面的大部分(例如超过50％、超过60％或者超过70％)。
[0028]因此，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.燃料单池堆(10、300、400)，其具有沿堆叠方向(z)以堆叠的方式布置的燃料单池(20)，所述燃料单池分别板状地构造并且正交于所述堆叠方向(z)观察分别沿第一横向方向(x)且沿与所述第一横向方向正交的第二横向方向(y)延伸，其中，所述燃料单池(20)分别沿堆叠方向(z)以堆叠的方式具有：
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阳极侧的双极半板(22)，其具有用于引导燃料的燃料通道结构(24)，
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阳极侧的气体扩散层(26)，
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膜片电极单元(28)，其具有电解质膜片(30)和沿堆叠方向(z)在所述电解质膜片两侧布置的电极层(32、34)，所述电极层构成阳极(32)和阴极(34)，以用于所述燃料与氧化剂的电化学反应，
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阴极侧的气体扩散层(36)，
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阴极侧的双极半板(38)，其具有用于引导所述氧化剂的氧化剂通道结构(40)，和
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沿堆叠方向z在堆叠体的两个端部处的端板，其特征在于，侧向于堆叠体在所述端板(310、315、410、415)处安装有皮带接收部(330、430)，并且皮带(320、420)通过所述皮带接收部如此安装，使得所述皮带致紧所述堆叠体。2.根据权利要求1所述的燃料单池堆(10、300、400)，其中，至少一个皮带接收部能沿堆叠方向(z)推移地布置。3.根据前述权利要求中任一项所述的燃料单池堆(10、300、400)，其中，所述皮带接收部具有经圆形化的形状或椭圆形状或半圆形状。4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料单池堆(10、300、400)，其中，所述皮带(320、420)如此通过第一端板处的皮带接收部来引导并且通过第二端板处的皮带接收部来引导，使得所述皮带在到所述燃料单池堆的侧面上的侧向的俯视图中包围所述堆叠体的侧面的大部分、尤其超过50％、超过60％或者超过70％。5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料单池堆(10、300、400)，其中，所有的所述皮带接收部都具有相同的形状。6.根据权利要求1或2所述的燃料单池堆(10、300、400)，其中，所述皮带接收部(320、420)具有不同的形状。7.根据前述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：