【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于电化学系统的隔板，该隔板包括第一单独板和连接于第一单独板的第二单独板，其中，单独板的通道彼此嵌套。本专利技术还涉及一种用于电化学系统的布置，该布置包括多个隔板。
技术介绍
1、已知的电化学系统通常包括电化学电池堆叠，这些电化学电池通过隔板彼此分开，其中，取决于视角，隔板或隔板的每一侧上的至少一个单独板，也可以被视为电池的一部分。这样的隔板可以用于例如间接地电接触单独的电化学电池(例如燃料电池)的电极和/或电连接邻接的电池(电池串联连接)。隔板典型地由连结在一起的两个单独板形成。隔板的单独板能够以材料结合的方式连结在一起，例如通过一个或多个焊接接头，特别是通过一个或多个激光焊接接头。
2、隔板或者单独板可以各自具有或形成通道结构，这些通道结构例如设计成向由相邻的隔板界围的电化学电池提供一种或多种介质，和/或将反应产物从电化学电池输送走。该介质可以是燃料(例如氢或甲醇)或反应气体(例如空气或氧气)。此外，隔板或单独板可以具有用于引导冷却介质通过隔板的结构，特别是用于引导冷却介质通过由隔板的单独板包围的腔体的结构，所述腔体有时也被称为冷却剂室。隔板还可以设计成当在电化学电池单体中转移电能和/或化学能时消散所产生的废热，并且相对于彼此和/或相对于外部密封各种介质通道和/或冷却通道。
3、此外，隔板通常各自具有至少一个或多个贯通开口。通过贯通开口，介质和/或反应产物可以馈送至由堆叠的相邻的隔板界围的电化学电池或者馈送至由隔板的单独板形成的腔体中，或者可以从电池或从腔体排放。电化学电池典型地还包
4、为了将单独板以材料结合的方式彼此连接并形成隔板，单独板的通道结构的平坦区域通常彼此焊接。例如，单独板的通道结构的通道底部可以用于此目的，这些通道底部在它们的后侧上彼此接触，以便将它们彼此连接。通道底部的平坦区域有时需要在毗连的通道底部的拐角处具有小的曲率半径，然而，这对于介质沿着隔板的流动以及对于板的制造而言不是最佳的，并且难以实施。通道的拐角区域中的小半径还可能具有这样的缺点：在使用期间或者甚至在板的制造期间已经在板中更快地形成裂纹，从而损坏隔板并且在某些情况下甚至可能导致系统故障。
5、因此，特别是在大规模生产方面，一直需要简化隔板的制造。
6、此外，在电化学系统中持续使用的隔板应当具有较长的使用寿命。
7、附加地，在电化学系统的移动应用中，例如在运输领域中使用的燃料电池系统中，可期望隔板和电化学系统作为整体保持较低的重量和较小的安装空间，或者相对于已知系统进一步减少这些。此外，还将期望改进这些系统的冷启动行为。
技术实现思路
1、已经设计了本专利技术来至少部分地解决上述的问题。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于电化学系统的隔板。隔板包括第一单独板和连接于第一单独板的第二单独板。
3、第一单独板具有用于引导介质的第一通道，该第一通道一体地形成在第一单独板中，彼此相邻地延伸，并且通过形成在第一通道之间的第一腹板彼此分开。第一通道形成开口侧以及在第一单独板的与开口侧相对的一侧上的第一隆起，其中，第一腹板在第一单独板的与第一通道的开口侧相对的一侧上形成第一凹槽。
4、第二单独板具有用于引导介质的第二通道，该第二通道一体地形成在第二单独板中，彼此相邻地延伸，并且通过形成在第二通道之间的第二腹板彼此分开。
5、其中，第二通道形成开口侧以及在第二单独板的与开口侧相对的一侧上的第二隆起，其中，第二腹板在第二单独板的与第二通道的开口侧相对的一侧上形成第二凹槽。
6、还规定，第一通道和第二通道各自至少部分地沿着其延伸方向具有波状路线，其中第一通道的波状路线关于第二通道的波状路线基本上偏移x－1/2(x减去二分之一)周期，使得第一通道和第二通道的波形相反地延伸。此处，x是大于0的自然数，即1、2、3、4、5、6……、n。因此，周期偏移例如是0.5；1.5；2.5；3.5；4.5；……n－0.5。因此，11/2个周期是可能的，但这被视为具有对应较长的笔直导入部或导出部的局部1/2周期偏移。波形不限于正弦波。具有梯形或三角形基本形状的波，以及上述形状的圆形混合形式也是可能的。
7、垂直于第二单独板的平坦表面平面的第一通道在第二单独板上的投影沿着多个交叉区域与第二通道交叉。第一通道在交叉区域中具有凸起的通道底部部分，该底部部分设计成接纳第二通道的第二隆起。此外，第一通道具有通道底部凹陷部，使得第一隆起部分地接合在第二单独板的第二凹槽中。通道底部凹陷部优选地设置在第一通道和第二通道的交叉区域的外侧。
8、隔板设计成使得第一隆起和第二凹槽彼此嵌套和/或第一凹槽和第二隆起彼此嵌套，两个单独板彼此接合并且至少在一侧处彼此抵靠支承。
9、凭借所提出的隔板，可以实现各种效果和/或优点，这将在下面更详细地解释。
10、由于两个单独板彼此接合，而不是如现有技术中那样彼此抵靠支承，因此可以减小由单独板限定的中间空间的尺寸。如果中间空间设计为冷却剂室，并且单独板由此界围冷却剂室，则可以由此减少冷却流体的量，这可以导致更灵活的冷启动行为并且还可以减轻重量。
11、因此，通常，用于接纳和引导冷却流体的冷却剂室形成在单独板之间。可选地，第一凹槽和第二凹槽设计成沿着隔板引导冷却流体。可以规定，相邻的第一凹槽和/或相邻的第二凹槽经由交叉区域中的凸起的通道底部部分彼此流体连接。通过流体地连接凹槽，冷却流体能够更好地分布在凹槽上，由此能够实现更均匀的冷却效果。
12、通常，两个单独板以形状配合的方式彼此接合。可以规定，形状配合平行于单独板的平坦表面平面起作用，并且防止单独板平行于平坦表面平面的任何位移。除了形状配合之外，单独板还可以利用力配合彼此连接。在一些实施例中，两个单独板至少在两侧处彼此抵靠支承，从而防止单独板在至少两个方向上相对于彼此的任何位移，特别是平行于平坦表面平面的位移。具体考虑到公差，在两侧处的支承优选地并不意味着在单个横截面中的两个侧面处彼此接合的通道；相反，优选的是，一个通道在其路线中接合另一个单独板的通道，使得在第一部分中，特别是在给定的波周期中，它抵靠另一个单独板的通道板支承在右侧，并且在另一部分中，特别是在偏移n-1/2周期的部分中，它抵靠另一单独板的另一通道支承在左侧。因此，在一些实施例中，至少在第一通道和第二通道的区域中可以省略材料结合连接部，但是由于交叉点处的几何条件，交叉点处的材料结合连接部将仍然是可能的。由于单独板之间所描述的形状配合和锁定，隔板可以作为一个整体被加固。因此，单独板的通道的后侧可以彼此支撑抵靠，这可以导致力的均匀分布并对隔板具有稳定作用。因此，在第一通道和第二通道的区域中，单独板可以仅利用形状配合和/或力配合，并且具体地不以材料结合的方式彼此连接。
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【技术保护点】
1.用于电化学系统的隔板(2)，所述隔板包括第一单独板(2a)和连接于所述第一单独板(2a)的第二单独板(2b)，
2.如权利要求1所述的隔板(2)，其特征在于，所述两个单独板(2a、2b)以形状配合的方式彼此接合。
3.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述第一通道(30)至少部分地彼此平行延伸，和/或其中，所述第二通道(40)至少部分地彼此平行延伸。
4.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述第一通道(30)和所述第二通道(40)具有平行于各自的平坦表面平面且彼此平行地定向的主延伸方向。
5.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述形状配合平行于所述单独板(2a、2b)的平坦表面平面起作用，并且防止所述单独板(2a、2b)平行于所述平坦表面平面的任何位移。
6.如权利要求5所述的隔板(2)，其特征在于，所述两个单独板(2a，2b)至少在两侧处彼此抵靠支承，从而防止所述单独板(2a、2b)沿至少两个方向相对于彼此的任何位移。
7.如前述权利要求中任一项所述
8.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述两个单独板(2a、2b)在接触区(50)处彼此接触，其中，所述单独板(2a、2b)中的至少一个在所述接触区(50)的区域中部分地经过激光表面处理或者具有涂层以改善导电性。
9.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述隔板(2)的垂直于所述隔板(2)的平坦表面平面测量的高度小于所述两个单独板(2a、2b)的材料厚度和最大通道底部深度的两倍的和。
10.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述第一通道(30)和所述第二通道(40)布置在所述隔板(2)的电化学活性区域(18)中，其中，所述第一腹板(32)和所述第二腹板(42)形成膜电极组件(10)的支承表面，具体地是膜电极组件的气体扩散层(16)的支承表面。
11.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述第一单独板(2a)和所述第二单独板(2b)各自具有由金属制成的板主体，其中，所述第一通道(30)和第二通道(40)具体地通过压印一体地形成在相应的板主体中。
12.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述隔板(2)在所述隔板(2)的平坦表面平面中至少部分地180°旋转对称。
13.用于电化学系统(1)的布置(6)，所述布置包括多个如前述权利要求所述的隔板(2)，其中，相邻的隔板(2)相对于彼此旋转180°。
...【技术特征摘要】
1.用于电化学系统的隔板(2)，所述隔板包括第一单独板(2a)和连接于所述第一单独板(2a)的第二单独板(2b)，
2.如权利要求1所述的隔板(2)，其特征在于，所述两个单独板(2a、2b)以形状配合的方式彼此接合。
3.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述第一通道(30)至少部分地彼此平行延伸，和/或其中，所述第二通道(40)至少部分地彼此平行延伸。
4.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述第一通道(30)和所述第二通道(40)具有平行于各自的平坦表面平面且彼此平行地定向的主延伸方向。
5.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述形状配合平行于所述单独板(2a、2b)的平坦表面平面起作用，并且防止所述单独板(2a、2b)平行于所述平坦表面平面的任何位移。
6.如权利要求5所述的隔板(2)，其特征在于，所述两个单独板(2a，2b)至少在两侧处彼此抵靠支承，从而防止所述单独板(2a、2b)沿至少两个方向相对于彼此的任何位移。
7.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于，所述第一通道(30)和/或所述第二通道(40)具有横向于所述波状路线的至少部分弯曲和/或至少部分曲线形的横截面。
8.如前述权利要求中任一项所述的隔板(2)，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯派德尔，B·高格勒，S·文策尔，
申请(专利权)人：莱茵兹密封垫有限公司，
类型：发明
国别省市：
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