CN106207218B - 带有至少一个测量结构的金属板以及生产带有至少一个测量结构的金属板的方法 - Google Patents

带有至少一个测量结构的金属板以及生产带有至少一个测量结构的金属板的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电化学系统(1)的金属板(9a)，其中，该板(9a)包括至少一个测量结构(17)，其与板(9a)形成为单件，其中，测量结构(17)包括至少两个通过板(9a)的切口(28)，板(9a)的第一变形布置在切口(28)之间并被切口(28)部分地界定，切割边缘(18a、18b)通过第一变形(28)部分地彼此间距开，使得切口(28)的切割边缘(18a、18b)在板(9a)内形成至少两个窗口(18)，且其中，测量结构(17)包括板(9a)的至少一个第二变形(21)，其中，通过板(9a)邻近于窗口(18)的区域内的第二变形(21)使得板(9a)变形，这样，窗口(18)允许正交于板(9a)的主平面落在板(9a)上的光线通过。本发明还涉及一种生产包括至少一个测量结构(17)的金属板(9a)的方法。

Description

带有至少一个测量结构的金属板以及生产带有至少一个测量 结构的金属板的方法
技术领域
本发明涉及用于电化学系统的金属板，在该系统中金属板包括至少一个测量结构。本发明还涉及生产包括至少一个测量结构的金属板的方法。
背景技术
已知的电化学系统，例如，燃料电池系统或诸如电解器的电化学压缩器系统，这样的电化学系统通常包括堆叠的电化学电池，它们通过金属双极板彼此分开。所述双极板通常包括两个个别的金属板，它们典型地互相焊接在一起并通常由金属薄片制成。双极板或构成双极板的个别板可用于例如电气地接触个别电化学电池(例如，燃料电池)的电极，和/或电气地连接邻近的电池(电池的串联连接)。
双极板或构成双极板的个别板可包括通道结构，该通道结构适于向电池供应一种或多种介质和/或适于移去反应产物。例如，介质可以是燃料(例如，氢或甲醇)、反应气体(例如，空气或氧气)或冷却剂。如此的通道结构通常布置在电化学活性区(气体分布结构/流场)内。此外，双极板或构成双极板的个别板可适于传递在电化学电池内转换电能或化学能的过程中产生的余热，并适于个别介质或冷却剂通道互相密封，和/或与外界相密封。上述的通道结构和/或密封结构(尤其是密封焊珠(bead))，通常借助于冲压工具冲压到个别板内。类似结构也存在于电化学系统的加湿器中使用的分离器板中。因此，以下关于双极板和其个别板所要说的内容也适用于加湿器中的分离器板。
已经知道对每块个别板或每块双极板提供一个或多个测量结构。这些结构是形成在板处或板上的结构，它们可被光学传感器探测，并利用图形或图像识别软件来建立起坐标系，该坐标系以限定的方式相对于该板定向。所述坐标系例如帮助测量该板，帮助自动地在工具内定位该板，或帮助测量冲压到板内或施加到板内的结构。在工具内，板借助于测量结构以限定的方式进行定位，该工具例如可以是连接工具、涂敷装置或切割装置，尤其是模切割或激光切割装置。借助于相对于如此的测量结构进行的测量，可在限定的位置实施多个过程步骤，例如，定位激光焊接焊缝、对部分涂层定位丝网印刷等。
例如，从文献DE 102012002053A1中可以了解到根据该类型的测量结构，在该文献中，测量结构被称作测量特征(测量标志)。在特别的实施例中，根据DE 102012002053A1的测量特征基本上是圆形凹腔，其布置在板上的升高部分内。利用已知的光学测量系统，如此的圆形凹腔便可容易地局部化，并被确定它们的中心点。
使所述测量结构局部化的光学测量系统包括例如用来照明该测量结构的光源，以及用来捕捉带有布置在板上的测量结构的板的图像的图像探测器，其中，光源和照相机布置在板的同一侧上(反射光法)。然而，当使用反射光法来捕捉图像时，由于照明的条件、板表面材料的光学特性，或板表面上涂层的光学特性和/或板表面的几何特性，使测量结构局部化的精度可以降低。
透射光法是使测量结构局部化的更加强健的方法。利用透射光法，测量结构包括至少一个通孔，光源和图像探测器布置在板的不同侧上，这样，光源发射的光通常通过正交于板的主平面的通孔，并被板相对侧上的图像探测器探测到。在透射光法中，与反射光法相比，用改进的对比，因此通常可捕捉到测量结构的图像。然而，为了形成具有通孔的测量结构，迄今为止，必须在附加的制造步骤中冲切出通孔。另一方面，如果在冲切过程中冲切出通孔，则在冲切工具内形成附加的冲切废料。该过程中产生的冲切小块会永久地损坏该冲切工具。
如果在形成其余冲切结构的过程步骤之外的过程步骤中形成测量结构，则在这些两种类型结构之间会发生偏置，偏置会阻碍可靠的定位，或甚至使得定位不可能。
发明内容
因此，本发明的目的是形成具有至少一个测量结构的金属板，该板适于用在电化学系统内，该板以尽可能简单和成本有效的方式进行制造，并允许以尽可能简单的方式使测量结构局部化，特别相对于板的其它结构，具有尽可能高的精度。
用适用于电化学系统的金属板和根据独立权利要求所述的方法来达到所述目的。具体的实施例表征在从属的权利要求中。
因此，本发明提出的是一种用于电化学系统的金属板。该板包括至少一个测量结构，其与板形成为单件。测量结构包括至少两个通过板的切口，板的第一变形布置在切口之间并被切口部分地界定，使得切口的切割边缘通过第一变形部分地彼此间距开，切割边缘在板内形成至少两个窗口。测量结构进一步包括板的至少一个第二变形，其中，通过板邻近于窗口的区域内的第二变形使得板变形，这样，窗口允许正交于板的主平面落在板上的光线通过。
由于窗口借助于通过板的切口和板的第一和第二变形而形成，在窗口形成时没有产生冲切废料。这意味着切割板来特别地形成切口并不涉及切屑，因此与材料的移除无关。当板在冲切工具内进行冲切时，因此可形成测量结构。这减少制造板和测量结构所需的步骤数量。
通过形成窗口以允许正交于板的主平面落在板上的光线通过，测量结构通过透射光法可进行局部化。这允许以非常高精度执行局部化，且很大程度上独立于照明条件和金属板的表面条件。尤其是，窗口以这样的方式形成，即：对于每个窗口来说，形成窗口边缘并在截面中达到窗口的板的切割边缘平行于板的主平面而彼此间距开。沿着切割的路线，切割边缘通常彼此移离开，然后又彼此靠拢。因此，窗口在板内形成通孔，通孔投射在平行于板的主平面的平面上的投影具有不同于零的面积，垂直地落在板上的光线通过这些通孔可通过该窗口。当借助透射光法捕捉测量结构的图像时，形成窗口边缘的板的边缘产生特别明显的对比，这允许测量结构有特别良好的局部化。
在冲切板时，可以特别地形成测量结构的切口和其它元件，从而使它们相对于冲切结构的定位始终保持相同。许多冲切或切割结构经常在以后的制造步骤中形成在相对于所述测量结构的规定位置处。
金属板可以特别地用于电化学系统的个别板或双极板，如上所述，电化学系统包括两个连接的个别板。例如，金属板可包括不锈钢或由不锈钢形成。金属板可至少在某些区域内被附加地涂覆。对于正交于板的主平面确定的厚度D来说，可保持以下的关系：50μm≤D≤150μm，最好是65μm≤D≤100μm。
第一变形可形成相对于板的主平面突起的区域。该突起区域可全部相对于板的主平面突起，即，可以完全与板的主平面间距开。正交于板的主平面确定的突起区域的高度H可以沿着突起区域或在突起区域内变化。尤其是，通过正交于板的主平面作用在板上的变形力，可以形成突起区域或可以已经形成突起区域，例如，形成在冲切工具内。
对于突起区域的最大高度H来说，该最大高度H沿着正交于板的主平面的第一方向确定，并从板的主平面的高度进行确定，可保持如下的关系：100μm≤H≤700μm，最好是200μm≤H≤400μm，特别优选的是250μm≤H≤350μm。相对于板的厚度D，对于突起区域最大高度H可保持以下关系：D≤H≤10D，最好是2D≤H≤6D，特别优选的是2.5D≤H≤5D。对于突起区域的面积F，可保持如下的关系：0.5mm2≤F≤50mm2，最好是2mm2≤F≤20mm2。
第二变形造成横向于光透射方向(因此例如平行于板的主平面)的窗口区域实际上打开，以使第二变形能使光线通过测量结构的窗口。第二变形或第二变形中的至少一个变形可与窗口间距开，即，最好沿着平行于板的主平面的方向，且正交于或基本上正交于形成所讨论的窗口的切口的纵向方向或正交于界限所讨论的窗口的板边缘。这意味着这里的一个或多个第二变形最好不由达到窗口的边缘的多个弯曲组成。第二变形也可以是正交于板的主平面的板变形，或第二变形包括正交于板的主平面的变形。换句话说，通过正交于板的主平面的作用在板上的变形力(例如，形成在冲切工具内)，也可形成板的第二变形，或可以已经形成第二变形。当测量结构形成时，板邻近于窗口的区域内的板材料通常由于第二变形而朝向第二变形被曳拉，板材料与窗口间距开。在该过程中，窗横向于透射光方向而打开，因此例如平行于板的主平面。这样做的结果是，对于每个窗口来说，形成窗口边缘的板边缘至少在平行于板的主平面的区域内间距开，就如上文中所描述的。
第二变形或第二变形中的至少一个变形可形成在由第一变形所形成的突起区域内。这意味着，在该情形中，第二变形通常是以调制突起区域高度H的形式给出的。替代地或附加地，第二变形或第二变形中的至少一个变形也可形成在由第一变形形成的突起区域外面。
例如，板的第二变形或板的第二变形中的至少一个变形可形成包围第一变形的曲线，最好是闭合曲线，特别是呈形成闭环的沟的形状。例如，第二变形在该情形中可以形成为包围第一变形或突起区域的环形沟，或可以形成为包围第一变形或突起区域的焊珠。
沿正交于板的主平面的方向通过第一变形可使板变形。换句话说，第一变形可包括正交于板的主平面的板的变形。然后通过第二变形或第二变形中的至少一个变形沿正交于板的主平面并与第一方向相对的第二方向可使板变形。换句话说，第二变形可包括正交于板的主平面的板的变形。原则上，同样可以想象到，通过第一变形和第二变形，板可沿着正交于板的主平面的同样方向变形。换句话说，第一变形和第二变形可各自包括沿着正交于板的主平面的同样方向的板的变形。如果第二变形在被第一变形覆盖的区域之外形成的话，那么这是特别有可能的。
如果切口或窗口彼此对称地布置，则测量结构可以特别好的精度以特别容易的方式局部化。例如，同一测量结构的形成窗口的切口可以具有相同的长度，至少是成对的方式。还有，同一测量结构的所有切口可以具有相同的长度。
在特殊的实施例中，例如，测量结构可包括两个具有相同长度的切口，它们彼此平行地定向并互相相对，即，当沿着正交于切口纵向方向的方向观看时，两个切口是一致的。在两个切口之间，通常保持两个腹板的材料。
在另一实施例中，测量结构可包括三个或更多个切口，它们最好全都具有相同的长度。如此的切口在任何进一步变形之前可以这样的方式布置，即：所有它们的外切割边缘和所有它们的内切割边缘形成位于公共圆上的圆弧。一旦第一和第二变形已经发生，要么是所有它们的外切割边缘形成位于公共圆上的圆弧，要么是所有它们的内切割边缘形成位于公共圆上的圆弧。这里，外切割边缘通常意指界限朝向板的主平面的窗口的那些切割边缘。相比之下，内切割边缘通常意指界限朝向第一变形的窗口的那些切割边缘，例如，朝向由第一变形形成的测量结构的突起区域。在两个邻近圆弧的每条圆弧之间，留下某些材料形成腹板，腹板将由圆内的第一变形形成的突起区域连接到包围突起区域的板的区域。如果n是切口数，或n是测量结构的窗口数，则弧形切口或窗口边缘可形成和布置成关于围绕圆心的转动展现n倍的对称性。这意味着，通过相对于测量结构的对称轴转动角度α＝2π/n(弧度度量)，可使测量结构与自身相符，其中，n是自然数，n≥2。测量结构的对称轴通常正交于板的主平面定向。
界限窗口的板的内或外切割边缘因此可以布置成在板的主平面内形成闭弧的诸段，其中，闭弧最好是圆、椭圆或正多边形。如果条件符合所有的至少一个第二变形形成在由第一变形所形成的突起区域之外，则内切割边缘较佳地是闭弧的诸段。
为了达到所定义的线(尤其是圆)，第二变形最好唯独地形成在由第一变形所形成的突起区域之内，或者唯独地形成在由第一变形所形成的突起区域之外。
对于切口的长度L来说，或是界限窗口的切割边缘的长度L来说，可保持如下的关系：0.2mm≤L≤10mm，最好是0.5mm≤L≤3mm。对于金属板的厚度D来讲，可对长度L保持如下的关系：2D≤L≤140D，最好是5D≤L≤40D。对于投射在平行于板的主平面的平面上的各个窗口的投影面积A，可保持如下的关系：0.01mm2≤A≤5mm2，最好是0.03mm2≤A≤2mm2。
金属板可包括在板表面处或板表面上形成闭弧的第一密封焊珠和/或密封焊缝。密封焊珠和/或密封焊缝沿着板的外边缘走向并与板的外边缘间距开，并用作使板与外界密封的结构。在大多数应用中，围绕着个别开口存在着其它的密封焊珠和/或密封焊缝，但它们没有测量结构的定位那样重要。测量结构可布置在由第一焊缝和/或密封焊珠形成的闭弧外面。替代地或附加地，测量结构也可布置在由第一焊缝和/或密封焊珠形成的闭弧之内。在该情形中，测量结构最好布置在第二焊缝和/或密封焊珠之内，其同样形成闭弧，第二焊缝和/或密封焊珠完全被第一焊缝和/或密封焊珠包围。这意味着测量结构像孤岛一样通过第二焊缝和/或密封焊珠与由第一焊缝和/或密封焊珠包围的金属板区域分开。
金属板可包括多个上述类型的测量结构，例如，两个、三个、四个或更多个测量结构。例如，该板可包括四个上述类型的测量结构，它们以这样的方式布置在板处或板上，即：四个测量结构形成矩形的四个角。尤其是，三个或四个测量结构将能使整个板达到完全的测量和/或定位。然而，也可想象更多数量的测量结构。
本发明进一步涉及用于电化学系统的金属双极板，其中，双极板包括上述类型的第一金属板以及连接到第一金属板的第二金属板。一般地，第一和第二金属板在区域内彼此焊接在一起。第二板和第一板可由同样类型的金属片制成。尤其是，两个板可由相同材料制成并具有相同的厚度。
第二板然后最好包括至少一个切口或孔，例如，呈通孔的形状，例如是冲切孔，和/或呈第二板边缘内的凹陷形状。然后，第一板的测量结构和第二板内的孔最好以这样的方式相对于彼此形成和布置，即：双极板允许正交于板的主平面落在双极板上的光线通过。这意味着第一板的测量结构的窗口然后以这样的方式邻近于第二板中的孔布置，即：正交地落在窗口区域内板的主平面上的光线经由第一板的窗口和第二板内的孔可通过双极板。这允许通过透射光法来测量双极板。
该实施例的进一步研发结果允许在双极板的两个个别板内提供测量结构。为此目的，在由两个个别板组装起来的双极板的至少一个第一区域内，第一个别板包括如上所述的测量结构，而第二个别板包括如上所述的孔，该孔让第一个别板的测量结构可见。在由两个个别板组装起来的双极板的至少一个第二区域内，第二个别板包括如上所述的测量结构，而第一个别板包括如上所述的孔，该孔让第二个别板的测量结构可见。这允许通过透射光法来测量双极板的两个个别板以及双极板。
本发明还涉及一种在透射光法过程中使测量结构局部化的测量装置。该测量装置包括：
上述类型的金属板或金属双极板；
光源；以及
光学探测器，尤其是图像探测器；
其中，光源和光学探测器布置在板的相对两侧上并被板分开；并且
其中，光学探测器布置和适于探测光源发射并经由测量结构的窗口穿过该板的光线。
光源可包括例如白光源。光学探测器可包括例如照相机。光学探测器可适于记录图像数据。一般地，测量结构还包括评价单元，其可连接到光学探测器并适于根据图像数据来确定板的一个或多个测量结构的位置。评价单元还可适于根据测量结构的位置来定义相对于板固定的坐标系。
此外，目前提出了一种制造上述具有测量结构的金属板的方法，即，特别是在金属板内形成测量结构的方法。
根据第一方面，这样一种制造如上所述金属板的方法，例如，包括至少如下的步骤：
制造通过金属板的至少两个切口；
在通过板的切口之间形成金属板的第一变形，其中，制作切口通过板，第一变形以这样的方式形成，即：切口或切口的切割边缘将第一变形界限在至少某些区域内，而且一个切口的切割边缘一起形成板内的一个窗口；以及
在板邻近于窗口的区域内，或在板邻近于多个窗口的多个区域内，形成金属板的至少一个第二变形，其中，第二变形以这样的方式形成，即：在邻近于窗口的区域内，或在邻近于多个窗口的多个区域内，板发生变形，使得窗口允许正交于板的主平面落在板上的光线通过。
以上和以下描述的方法步骤还可以不同于这里描述的顺序的另外顺序执行。
根据本方法的第二方面，例如，该方法包括至少第一方面的步骤，第一变形可以这样的方式形成，即：由第一变形形成相对于板的主平面突起的区域。
根据本方法的第三方面，例如，该方法包括至少第二方面的步骤，第一变形可以这样的方式形成，即：突起区域全都相对于板的主平面突起。
根据本方法的第四方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，第二变形或第二变形中的至少一个变形可以这样的方式形成，即：第二变形与窗口间距开。
根据本方法的第五方面，例如，该方法包括至少方面2至4中的一个方面的步骤，第二变形或第二变形中的至少一个变形可以形成在由第一变形形成的突起区域内。
根据本方法的第六方面，例如，该方法包括至少方面2至4中的一个方面的步骤，第二变形或第二变形中的至少一个变形可以形成在由第一变形形成的突起区域外面。
根据本方法的第七方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，板的第二变形或板的第二变形中的至少一个变形可以这样的方式形成，即：第二变形形成包围第一变形的曲线，尤其是呈形成包围第一变形的闭环的沟形状。闭弧可以是例如环形的。
根据本方法的第八方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，第一变形可以这样的方式形成，即：沿正交于板的主平面的第一方向通过第一变形使板变形。替代地或附加地，第二变形可以这样的方式形成，即：沿正交于板的主平面并与第一方向相对的第二方向通过第二变形或第二变形中的至少一个变形使板变形。
根据本方法的第九方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，可在板内制成切口，或者窗口可以这样的方式形成，即：诸窗口相对于彼此对称地布置。
根据本方法的第十方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，切口可制成在板内，窗口可以这样的方式形成，即：由第一变形来界限窗口的板的内切割边缘，或由板的主平面来界限窗口的板的外切割边缘布置成在板的主平面内形成闭弧的诸段，其中，闭弧较佳地是圆、椭圆或正多边形。
根据本方法的第十一方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，可以这样的方式在板内形成切割边缘，即：对于切割边缘的长度L保持如下的关系：0.2mm≤L≤10mm，最好是0.5mm≤L≤3mm。
根据本方法的第十二方面，例如，该方法包括至少方面2至11中的一个方面的步骤，由第一变形形成的突起区域可以这样的方式形成，即：对于突起区域的面积F保持如下的关系：0.5mm2≤F≤50mm2，最好是2mm2≤F≤20mm2。
根据本方法的第十三方面，例如，该方法包括至少方面2至12中的一个方面的步骤，由第一变形形成的突起区域可以这样的方式形成，即：对于突起区域的最大高度H，该最大高度H沿着正交于板主平面的第一方向确定，并从板的主平面的高度进行确定，保持如下的关系：100μm≤H≤700μm，最好是200μm≤H≤400μm，特别优选的是250μm≤H≤350μm。
根据本方法的第十四方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，诸窗口或诸窗口中的至少一个窗口可以这样的方式形成，即：窗口或窗口中的每个窗口对板的主平面的投影具有面积A，其中，保持如下的关系：0.01mm2≤A≤5mm2，最好是0.03mm2≤A≤2mm2。
根据本方法的第十五方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，形成闭弧的密封焊缝和/或密封焊珠可形成在板处或板上，其中，测量结构可以这样的方式形成在板中，即：测量结构布置在由密封焊缝和/或密封焊珠形成的闭弧外面。
根据本方法的第十六方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，四个测量结构可形成在板内，这可以这样的方式进行，即：四个测量结构形成矩形的四个角。
根据本方法的第十七方面，例如，该方法包括至少前述方面中的一个方面的步骤，制作切口和形成第一和/或第二变形可由组合的切割/冲切工具来执行，最好是在单个工具行程中执行。
根据本方法的第十八方面，可形成用于电化学系统的金属双极板或分离器板。为此目的，根据前述方面中的一个方面的第一金属板可制造并连接到第二金属板。可在第二金属板中制作通孔，尤其是冲切的孔。替代地或附加地，凹陷可形成在第二金属板的外边缘处。通孔或凹陷可以这样的方式制作在第二金属板内，或可以这样的方式形成，和/或第一和第二板可以这样的方式连接，即：通孔或凹陷的边缘相对于第一金属板的测量结构窗口的边缘向外偏置，使得双极板或分离器板允许正交于双极板或分离器板的主平面落在双极板或分离器板上的光线在第一金属板的窗口区域内穿过。
附图说明
本发明实施例显示在附图中，并在以下的描述中进行更加详细的解释。在这些实施例中，相同的或类似的元件用相同的或类似的附图标记表示，这样，对它们的部分解释将不再重复。对于以下的实施例，在不同的组合中给出本发明多个有利的特征。然而，这些个别的特征也可单独地改进本发明，因此，不与相应实施例的其余特征相组合。附图中：
图1示出具有堆叠的金属双极板的电化学系统；
图2示出具有两个金属双极板的电化学电池；
图3示出根据本发明的金属双极板的平面图；
图4至7示出根据本发明的金属双极板的测量结构的斜视图；
图8示出根据本发明的金属双极板的测量结构的平面图；
图9示出根据本发明的金属双极板的测量结构的斜视图；
图10示出根据本发明的测量装置；以及
图11在四个局部图中示出根据本发明的金属双极板的测量结构的制造步骤。
具体实施方式
图1示出电化学系统1，例如，电化学系统1由电气地串联连接的氢燃料电池构成。在替代的实施例中，系统1例如也可以是电化学压缩器或电解器。它们在结构设计上没有差别，但尤其是关于流体供应到薄膜电极组件(MEA)或从其中排出，以及分别关于电能的产生或供应。可比拟的设计也可在用于电化学系统的加湿器中遇到，然而，其中，分离器板取代了双极板，并用水交换薄膜来代替薄膜电极组件。
电化学系统1包括堆叠2，该堆叠2具有多个金属双极板，并具有用来将化学能转换为电能的电化学电池，各个电池布置在邻近的双极板之间。电化学电池电气地串联连接。堆叠2的双极板和电池沿着Z方向5堆叠并布置在两个端板3和4之间。X方向6和Y方向7结合了Z方向5，形成了右手笛卡尔坐标系。堆叠2的双极板的板平面各自平行于X-Y平面定向。沿着Z方向5，堆叠2的双极板和电池借助端板3和4放置在机械压力之下，并且例如借助于螺钉或紧固螺栓(未示出)保持在一起。
端板4包括多个端口8，液体和/或气体介质可通过端口8供应到电化学系统1，和/或液体和/或气体介质可通过端口8从电化学系统1排出。例如，燃料(例如，氢气)、反应气体(例如，氧气)以及用来冷却系统1的冷却剂可通过该端口8供应到系统1。此外，诸如水和耗尽氧气的空气的反应产物以及被加热的冷却剂可通过端口8从系统1中排出。
图2示出图1的堆叠2中的两个邻近的双极板9和10。这里和下文中，重现的特征用相同的附图标记表示。在双极板9和10之间，布置了薄膜电极组件11，该组件11是与双极板9、10界围的电化学电池的一部分。
图3示出图2的堆叠2的金属双极板9，在平面图中，它平行于X-Y平面定向。双极板9包括在区域内彼此焊接的两个个别板9a和9b；在图3中只示出了第一块个别板9a，其遮住了第二块个别板9b。个别板9a、9b由不锈钢制成，并具有厚度D，厚度D是正交于板的主平面限定的，因此是沿着Z方向限定的，厚度例如为75μm或100μm。
双极板包括开口12，开口12与图1的堆叠2的其它双极板中的对应开口对齐，并形成用来沿着堆叠方向传输介质的导管。为了密封开口12并形成所述的导管，开口12各自用密封布置13来封闭。密封布置13例如可形成为密封焊珠和/或密封焊缝。以此方式形成的导管例如与图1的端板4的端口8流体地连通。
图3中所示的双极板9的部分板9a而且还包括适于密封区域15的另一密封布置14，区域15完全被密封布置14封闭住而与系统1的环境隔绝。密封布置14也可形成为密封焊珠和/或密封焊缝。在区域15的中央矩形的次区域16内，部分板9a包括多个突起，它们正交地从板的平面突出。介于堆叠2的邻近的双极板9和10之间的次区域16代表电化学的活性区，该区域用来将化学能转换为电能。这里，电池是燃料电池。形成在次区域16各个突起之间的通道用来引导燃料或反应气体供应到电化学电池的电化学活性区16。
在被密封布置14封闭的区域15之外，个别板9a包括四个测量结构17。在该情形中，测量结构17形成为同样的。测量结构17布置在个别板9a处或在个别板9a上，以形成矩形。有了合适的测量装置，便可确定测量结构的位置并用来建立起坐标系，坐标系相对于个别板9a或双极板9固定地定向。所述坐标系然后可帮助测量个别板9a或双极板9。借助于所述坐标系，例如，可以确定存在于个别板9a内的结构相对于彼此或相对于个别板9a的位置或布置。所述结构例如可以是冲切到个别板9a内的通道结构、密封布置13、14、开口12，或板9a或双极板9的外边缘。
个别板9a或双极板9当然还可包括较大数量或较少数量的测量结构17。同样可以想象到，在替代的实施例中，某些的或所有的测量结构17布置在区域15内，被个别板9a的密封结构14封闭。测量结构17然后也方便地被类似的密封布置封闭住，以便密封它们与区域15隔绝，例如，用密封焊珠或密封焊缝进行密封。
在图4至9中，图3中所示的测量结构17的可能实施例显示有已经打开的窗口18。
根据图4的测量结构17与不锈钢的个别板9a形成为单一件，并通过组合的切割和冲切过程进行生产。根据图4的测量结构17包括中央区域20，其沿着Z方向5突起并与个别板9a的主平面间距开，并借助三个腹板19连接到个别板9a的主平面。个别板9a的主平面平行于X-Y平面定向。在各对相邻的腹板19之间，窗口18形成在个别板9a内。测量结构17因此包括三个腹板19和三个窗口18。窗口18由板9a内的切割边缘18a、18b界限。只是为了清晰起见，在图4中只对其中一个窗口18明确地突出强调了切割边缘18a、18b。边缘18a界限朝向突起区域20的窗口18。边缘18b界限朝向个别板9a的主平面和朝向邻近腹板19的窗口18。
突起区域20代表个别板9a沿正向Z方向5的第一变形，Z方向5即正交于个别板9a的主平面。为了形成窗口18、腹板19和突起区域20，首先用两侧上的切割边缘18a、18b形成切口，例如，用组合的切割/冲切工具的切割几何形。关键的是，通过形成切割边缘18a、18b来形成窗口18，没有材料从个别板9a中除去。这样，在切割/冲切工具中可实施测量结构17的形成，而不产生附加的冲切碎块。
在图4的实例中，窗口18的外切割边缘18b位于封闭突起区域20的圆上。三个切割边缘18b因此形成圆弧，每个圆弧延伸在一定的角度上。如果某人观看界定邻近腹板19的切割边缘18b的各段，则它们在环段上的延伸是有效的，至少如果它们突出在个别板9a的主平面上的话。为了形成腹板19，在两个邻近切割边缘18b之间，不切割该圆。因此，三个腹板19和三个切割边缘18b关于圆心对称地布置，并具有3倍的对称性。因此，包括切割边缘18b和布置在切割边缘18b之间的腹板19在内的布置可通过围绕圆心的转动(这里例如，转过120度)与其自身相一致。这里切割边缘18b各自具有大约0.8mm的长度。近似为圆形的突起区域20因此具有约为2mm2的面积F，该面积是平行于板9a的主平面来确定的。
在替代的实施例中，例如，突起区域20还可呈椭圆的形式或正多边形的形式，最好是具有偶数条边的正多边形。如果沿着多边形每隔一条边作出具有切割边缘18a、18b的切口，则在具有偶数条边的正多边形的情形中，测量结构17将包括相等数量的腹板和窗口。
构造测量结构的过程图示在图11中的四个副图11a-11d中。这里的图示局限于其中形成测量结构的板的区域。
在图11-a中，图中只示出将待要成形的不锈钢板放置到工具的上部50和下部55之间的个别板9a内。
在图11-b中，工具的上部50和下部55会聚到一点，那里，它们的尖边缘50a和55a的角搁置在板9a的表面上，但还没有变形。在其它两个突出强调的区域50b/55b和50c/55c中，不是工具的上部50和工具的下部55两者与板9a间距开，就是至少工具的下部55与板9a间距开。
在图11-c中，工具的两个部分50和55甚至更进一步会聚。这样，工具边缘50a和55a已经形成了切口28。还在所示部分的右手区域内，与图11-b比较可以看到变化：工具的上部在朝向工具下部的部分55c的区域50c内已经使该板变形，形成了倾斜部分27，该倾斜部分27在完成的测量结构内将形成腹板19(见图4)。沿着切割边缘18a的方向接界倾斜部分27的区域已经构成了第一变形的前导。
除了作出三个切口，每个切口具有切割边缘18a、18b，同一工具沿正向Z方向5的行程将变形力作用在个别板9a上，以形成突起区域20，例如，借助于组合的切割/冲切工具的进一步冲切50来形成，该工具对应地成形并指向正向Z方向5。在两个相邻切割边缘18a、18b之间的区域内(见图4)，该区域未被切割，板9a的材料因此主要沿着Z方向5伸展。该伸展产生腹板19，腹板使突起区域20与板9a的主平面连接。与腹板19和突起区域20一起，三个窗口18通过冲切过程形成；然而，在如图11-c所示的半完成状态中，窗口唯独地指向Z方向，因此不允许光线沿Z方向通过。
图11-d示出成形过程的进一步进展。另一方面，切口28的两个切割边缘18a、18b已经在工具的关闭方向上彼此移离，因此，相对于图11-c所示的状态，放大了窗口在Z方向的打开。在所示区域的右手部分内，与图11-c所示的状态相比，倾斜部分27已经放大，并因此构成了几乎有了其完成形状的腹板19。
在所示部分的中心区域内，已经开始冲切50b而在板9a内成形第二变形21。同时，窗口18的切割边缘18a在板平面内自由地移动在工具部分50和55之间，倾斜部分27的运动受到工具部分50c和55c强力限制。当第二变形成形时，这导致材料特别从切割边缘18a的方向进一步被曳拉；这样，切割边缘18a、18b也在Z方向上彼此移离，即，在板的平面内彼此移离，因此造成窗口18也在板平面内打开。只有在窗口的该部分已经形成之后，光才能够在Z方向上通过。
由于组合的切割/冲切工具的部分50a和55a的尖锐边缘经受严重磨损，有利的是，可将工具设计为模块化，这样，能够更换个别的元件，特别是那些经受特别应力的元件。
在由窗口18或边缘18a和腹板19界限和包围的突起区域20内，测量结构17也在图4中显示了第二变形21，这将在图11-d中解释。所述第二变形21是正交于板9a主平面的板9a的变形。在图4中，第二变形21是在负向Z方向5内的板9a的变形。这里的第二变形21在突起区域20内形成大致圆形的凹陷。
第二变形21与切割边缘18a并因此与突起区域20的边缘以及与窗口18至少最小地间距开。
在图4的实例中，突起区域20在板9a主平面上的最大高度H是沿Z方向5确定的，其大约为300μm。因此，在该实例中，突起区域的最大高度H大约是板9a厚度D的三倍。
连接到板9a的个别板9b可包括孔22b，孔22b用于布置了第一个别板9a的测量结构17的区域内的测量结构；相反，个别板9a也可包括孔22a，孔22a位于连接到个别板9a的个别板9b包括测量结构17的区域内。这显示在图10中。例如，所述孔22a、22b可形成为相应板9a、9b内的通孔形状，或形成为相应板9a、9b边缘处的侧向凹陷形状。这样，落在板9a(9b)上和落在正交于板9a(9b)主平面的双极板9上的光线可通过第一板9a(第二板9b)的测量结构17的窗口18，并且通过让测量结构17可见的第二板9b(第一板9a)内的孔，并因此通过双极板9，于是，通过使用透射光法，可实施测量结构17的光学局部化。
如图10所示的用透射光法使板9a的测量结构17局部化的测量装置，例如，除了双极板9之外，还包括白光源91和照相机92，白光源91和照相机92布置在双极板9的分开两侧上，这样，白光源91和照相机92被双极板9分开。白光源91最好适于正交于或基本上正交于双极板9的主平面发射光，使得由白光源发射的光可通过个别板的测量结构17的窗口18(分别在个别板9a的左手边缘区域和个别板9b的右手边缘区域内)并通过孔22，孔22让相应的其它个别板(左手侧上的9b和右手侧上的9a)通过双极板9而可见。在双极板9的相对侧上，照相机92则布置成这样：它能够探测到由白光源91发射并通过双极板9的光线93。
在窗口18的尖锐切割边缘18a、18b处，照相机图像中产生了强的光学对比。这样，基于照相机92捕捉到图像数据，例如，借助于已知的图形设别方法进行捕捉，可以高的精度确定测量结构17中心点的位置。测量结构17的窗口相对于彼此的对称性在这里额外地便于确定相应板的测量结构中心点的位置。
图5至9示出参照图4解释的测量结构17的替代实施例。如前面那样，所出现的特征用相同的附图标记表示。
图5的测量结构117主要在第二变形21方面不同于图4的测量结构17。较之于根据图4的测量结构17，三个第二变形21设置在根据图5的测量结构117内，每个变形形成在由第一变形形成的突起区域20的外面。根据图5的三个变形21各自邻近于板9a主平面内的窗口之一形成。第二变形21又形成为圆形凹陷。第二变形各自与窗口18的切割边缘18b间距开。通过第二变形21，切割边缘18b各自朝向第二变形21变形，这样，如在根据图4的测量结构17情形中那样，窗口18允许落在板9a上的光线正交于板9a的主平面通过。这里，不是切割边缘18b而是全部切割边缘18a位于共同闭圆曲线内，因为第二变形已经邻近于切割边缘18b产生。该情形类似于图6至9的测量结构的实施例。
根据图6的测量结构217仅在第二变形21方面又不同于根据图5的测量结构117。这里，第二变形21形成为板9a主平面内形成的环形沟，其完全地包围突起区域20、窗口18和腹板19。环形的第二变形21和圆形的突起区域20同心地布置。就像根据图5的测量结构17的情形中那样，根据图6的测量结构217中第二变形21的该实施例造成切割边缘18b朝向第二变形21变形，因此，从测量结构217的中心点向外变形，于是，窗口18允许让正交地落在板9a的主平面上的光线通过。
根据图7的测量结构317与根据图6的测量结构217的不同之处仅在于：第二变形不形成为环形沟，但紧靠各个窗口18设置。这造成切割边缘18a朝向第二变形比具有根据图6环形沟的测量结构217的情形更强的变形。
根据图8的测量结构417与根据图6的测量结构217的不同之处仅在于：突起区域20只借助两个相对的腹板19连接到板9a的主平面，且不同之处还在于：只设置两个窗口18，两个窗口彼此相对。在图8的平面图中，窗口18在板9a的主平面上的投影用黑色突出强调，其平行于X-Y平面定向。在所示的实施例中，第一变形指向正向Z方向，而第二变形指向负向Z方向。然而，在替代的实施例中，还可想象第二变形形成为突起区域20的凹陷，其同样指向正向Z方向5。在该情形中，板9a会沿同样方向变形，正交于板9a的主平面，既在第一变形的区域内又在第二变形的区域内。
为了说明设计测量结构的其它方式，读者可另外参照图3，那里，四个测量结构17各自包括四个腹板和四个窗口。
图9又示出根据图5的测量结构117，但附加地还示出第二个别板9b。第二个别板9b中的孔22在第一个别板9a的测量结构117的区域内清楚地可见。正交地落在包括板9a、9b的双极板9的主平面上的光线因此可通过测量结构117的窗口18并通过孔22。

Claims (41)

1.一种用于电化学系统(1)的金属板(9a)，其中，所述电化学系统(1)包括具有多个金属双极板的堆叠(2)，每个所述金属双极板至少包括所述金属板(9a)，金属板(9a)包括至少一个测量结构(17)，其与金属板(9a)形成为单件，其中，测量结构(17)包括至少两个通过金属板(9a)的切口(28)，金属板(9a)的第一变形布置在切口(28)之间并被切口(28)部分地界定，切割边缘(18a、18b)通过第一变形(28)部分地彼此间距开，使得切口(28)的切割边缘(18a、18b)在金属板(9a)内形成至少两个窗口(18)，且其中，测量结构(17)包括金属板(9a)的至少一个第二变形(21)，其中，通过金属板(9a)邻近于窗口(18)的区域内的至少一个第二变形(21)使得金属板(9a)变形，这样，窗口(18)允许正交于金属板(9a)的主平面落在金属板(9a)上的光线通过。
2.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述第一变形形成相对于金属板(9a)的主平面突起的区域(20)。
3.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述至少一个第二变形(21)与窗口(18)间距开。
4.如权利要求2所述的金属板(9a)，其特征在于，所述至少一个第二变形(21)形成在由所述第一变形形成的突起区域(20)内。
5.如权利要求2所述的金属板(9a)，其特征在于，所述至少一个第二变形(21)形成在由所述第一变形形成的突起区域(20)外面。
6.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述金属板(9a)的所述至少一个第二变形(21)形成包围所述第一变形的曲线。
7.如权利要求6所述的金属板(9a)，其特征在于，包围所述第一变形的曲线呈形成闭环的沟的形状。
8.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述第一变形沿正交于金属板(9a)的主平面的第一方向使金属板(9a)变形，所述至少一个第二变形沿正交于金属板(9a)的主平面并与第一方向相对的方向使金属板(9a)变形。
9.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，由第一变形界限窗口(18)的金属板(9a)的内切割边缘(18a)，或由金属板(9a)的主平面界限窗口(18)的金属板(9a)的外切割边缘(18b)布置成在金属板(9a)的主平面内形成闭弧的诸段。
10.如权利要求9所述的金属板(9a)，其特征在于，金属板(9a)的主平面内的闭弧是圆、椭圆或正多边形。
11.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述金属板(9a)具有正交于金属板(9a)的主平面确定的厚度D，其中，保持如下的关系：50μm≤D≤150μm。
12.如权利要求11所述的金属板(9a)，其特征在于，65μm≤D≤100μm。
13.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述切割边缘(18a、18b)具有长度L，其中，保持如下的关系：0.2mm≤L≤10mm。
14.如权利要求13所述的金属板(9a)，其特征在于，0.5mm≤L≤3mm。
15.如权利要求2所述的金属板(9a)，其特征在于，对于突起区域的面积F保持如下的关系：0.5mm2≤F≤50mm2。
16.如权利要求15所述的金属板(9a)，其特征在于，2mm2≤F≤20mm2。
17.如权利要求2所述的金属板(9a)，其特征在于，对于突起区域(20)的最大高度H，该最大高度H沿着正交于金属板(9a)主平面的第一方向确定，并从金属板(9a)主平面的高度进行确定，保持如下的关系：100μm≤H≤700μm。
18.如权利要求17所述的金属板(9a)，其特征在于，200μm≤H≤400μm。
19.如权利要求18所述的金属板(9a)，其特征在于，250μm≤H≤350μm。
20.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，各个窗口(18)投射在金属板(9a)的主平面上的投影具有面积A，其中，保持如下关系：0.01mm2≤A≤5mm2。
21.如权利要求20所述的金属板(9a)，其特征在于，0.03mm2≤A≤2mm2。
22.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述金属板(9a)由不锈钢制成。
23.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，所述金属板(9a)包括形成闭弧的密封焊缝(14)，其中，所述测量结构(17)布置在由密封焊缝形成的闭弧外面。
24.如权利要求1所述的金属板(9a)，其特征在于，具有四个测量结构(17)，四个测量结构(17)以这样的方式布置在所述金属板(9a)处或所述金属板(9a)上，即，它们形成矩形的四个角。
25.一种用于电化学系统的金属双极板(9)，所述电化学系统(1)包括具有多个所述金属双极板(9)的堆叠(2)，其中，金属双极板(9)包括形成第一金属板的如权利要求1所述的金属板(9a)，并且其中金属双极板(9)包括连接到第一金属板的第二金属板(9b)，其中，所述第二金属板(9b)包括至少一个通孔(22)，或第二金属板(9b)的外边缘的凹陷，且其中，通孔(22)或凹陷的边缘相对于第一金属板的测量结构(17)的窗口(18)的边缘向外偏置，使得金属双极板(9)允许正交于金属双极板(9)的主平面落在金属双极板(9)上的光线在第一金属板的窗口(18)的区域内通过。
26.如权利要求25所述的金属双极板(9)，其特征在于，第二金属板(9b)的通孔(22)是冲切孔。
27.一种在透射光过程中使测量结构(17)局部化的测量装置(90)，包括：
如权利要求1所述的金属板(9a)或如权利要求25所述的金属双极板(9)；
光源(91)；以及
光探测器(92)；
其中，所述光源(91)和光探测器(92)布置在金属板(9a)的相对两侧上并被金属板(9a)分开，或者其中，所述光源(91)和光探测器(92)布置在金属双极板(9)的相对两侧上并被金属双极板(9)分开；并且
其中，光探测器(92)适于探测光源(91)发射并经由所述测量结构(17)的窗口(18)穿过金属板(9a)或穿过金属双极板(9)的光线(93)。
28.如权利要求27所述的测量装置(90)，其特征在于，光探测器(92)是图像探测器。
29.制造金属板(9a)的方法，包括如下步骤：
-制造通过金属板(9a)的至少两个切口(28)；
-在通过金属板(9a)的切口(28)之间形成金属板(9a)的第一变形，其中，制作切口(28)通过金属板(9a)，第一变形以这样的方式形成，即：切口(28)或切口(28)的切割边缘(18a、18b)将第一变形界限在至少某些区域内，而且一个切口的切割边缘(18a、18b)一起形成金属板(9a)内的一个窗口(18)；以及
-在金属板(9a)邻近于窗口(18)的区域内，或在金属板(9a)邻近于多个窗口(18)的多个区域内，形成金属板(9a)的至少一个第二变形(21)，其中，所述至少一个第二变形(21)以这样的方式形成，即：在邻近于窗口(18)的区域内，或在邻近于多个窗口(18)的多个区域内，金属板(9a)发生变形，使得窗口(18)允许正交于板(9a)的主平面落在金属板(9a)上的光线通过。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一变形以这样的方式形成，即：由第一变形形成相对于金属板(9a)的主平面突起的区域(20)。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二变形(21)形成在由第一变形形成的突起区域(20)内。
32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二变形(21)形成在由第一变形形成的突起区域(20)外面。
33.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一变形以这样的方式形成，即：沿正交于金属板(9a)的主平面的第一方向通过第一变形使金属板(9a)变形，且其中，所述至少一个第二变形(21)以这样的方式形成，即：沿正交于金属板(9a)的主平面并与第一方向相对的第二方向通过所述至少一个第二变形(21)使金属板(9a)变形。
34.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述切口(28)制成在金属板(9a)内，所述窗口(18)以这样的方式形成，即：由第一变形来界限窗口(18)的金属板(9a)的内切割边缘(18a)，或由金属板(9a)的主平面来界限窗口(18)的金属板(9a)的外切割边缘(18b)布置成在金属板(9a)的主平面内形成闭弧的诸段。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，闭弧是圆、椭圆或正多边形。
36.如权利要求29所述的方法，其特征在于，形成闭弧的密封焊缝(14)和/或密封焊珠形成在金属板(9a)处或金属板(9a)上，其中，切口(28)以这样的方式制成在金属板(9a)内且变形以这样的方式形成在金属板(9a)内，即：由切口(28)和变形形成的测量结构(17)布置在由密封焊缝(14)和/或密封焊珠形成的闭弧外面。
37.如权利要求29所述的方法，其特征在于，四个测量结构(17)形成在金属板(9a)内，并且以这样的方式进行，即：四个测量结构形成矩形的四个角。
38.如权利要求29所述的方法，其特征在于，制作切口(28)和形成第一变形和/或所述至少一个第二变形(21)由组合的切割/冲切工具来执行。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，制作切口和形成第一变形和/或所述至少一个第二变形(21)在单个工具行程中执行。
40.生产金属双极板(9)或生产用于电化学系统(1)的分离器板的方法，包括如下步骤：
根据如权利要求29所述的方法生产金属板(9a)以形成第一金属板，并将第一金属板连接到第二金属板(9b)；以及
在第二金属板(9b)中制作通孔(22)和/或在第二金属板(9b)的外边缘处形成凹陷；
其中，通孔(22)或凹陷以这样的方式制作在第二金属板(9b)内，或以这样的方式形成，并且第一和第二金属板(9b)以这样的方式连接，即：通孔(22)或凹陷的边缘相对于第一金属板的测量结构(17)的窗口(18)的边缘向外偏置，使得金属双极板(9)或分离器板允许正交于金属双极板(9)或分离器板的主平面落在金属双极板(9)或分离器板上的光线在第一金属板的窗口(18)的区域中穿过。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，在第二金属板(9b)中制作通孔(22)的步骤包括在第二金属板(9b)中制作冲切孔。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6065859B2 (ja) * 2014-03-05 2017-01-25 ブラザー工業株式会社 セパレータ及びこれを備えた燃料電池
DE202015102771U1 (de) * 2015-05-28 2016-08-30 Reinz-Dichtungs-Gmbh Metallische Platte mit wenigstens einer Messstruktur
WO2019174029A1 (zh) * 2018-03-16 2019-09-19 清华大学 一种燃料电池用复合双极板及其双通道三维流场
DE102018213916A1 (de) 2018-06-07 2019-12-12 Audi Ag Befeuchter sowie Kraftfahrzeug mit einer einen Befeuchter aufweisenden Brennstoffzellenvorrichtung
NL2022354B1 (en) * 2019-01-08 2020-08-13 Hyet Holding B V Flow field plate and compressor comprising such plate
US11329296B2 (en) * 2019-04-10 2022-05-10 GM Global Technology Operations LLC Displacement absorption tunnels for circular beads
DE202020100346U1 (de) * 2020-01-23 2021-04-26 Reinz-Dichtungs-Gmbh Separatorplattenanordnung für ein elektrochemisches System
CN114843541A (zh) * 2021-02-02 2022-08-02 北京亿华通科技股份有限公司 双极板加工方法、控制方法、双极板、燃料电池以及车辆
DE102021126237B3 (de) * 2021-10-11 2023-02-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bipolarplatte einer Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung und Detektion geometrischer Merkmale eines Halbblechs einer Bipolarplatte

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101019259A (zh) * 2004-03-30 2007-08-15 莱茵兹-迪茨通斯-有限责任公司 一种双极板及其应用，和用于制造该双极板的方法和包含该双极板的电化学系统
CN102017251A (zh) * 2007-12-18 2011-04-13 莫菲克科技股份公司 用于燃料电池叠组的流场板
CN206206990U (zh) * 2015-05-28 2017-05-31 莱茵兹密封垫有限公司 带有至少一个测量结构的金属板

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3890160A (en) 1973-09-20 1975-06-17 Gen Motors Corp Method and apparatus for preventing curling of lead strips during expansion
GB1442936A (en) * 1973-09-20 1976-07-14 Gen Motors Corp Method and apparatus for making expanded metal lead-acid storage battery grids
US3867200A (en) 1973-09-20 1975-02-18 Gen Motors Corp Method and apparatus for making oxidized expanded lead battery grids
US3853626A (en) 1973-09-20 1974-12-10 Gen Motors Corp Method and apparatus for making expanded metal lead-acid battery grids
DE3536374A1 (de) * 1985-10-11 1987-04-16 Siemens Ag Durchlichtverfahren zur gehaeuse- und bauteilevermessung
JPH02160371A (ja) 1988-12-13 1990-06-20 Toshiba Corp 燃料電池のガスチャンネル
US8453334B2 (en) 2011-02-07 2013-06-04 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell plate measurement features
GB2494875A (en) * 2011-09-21 2013-03-27 Intelligent Energy Ltd Fuel cell assembly

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101019259A (zh) * 2004-03-30 2007-08-15 莱茵兹-迪茨通斯-有限责任公司 一种双极板及其应用，和用于制造该双极板的方法和包含该双极板的电化学系统
CN102017251A (zh) * 2007-12-18 2011-04-13 莫菲克科技股份公司 用于燃料电池叠组的流场板
CN206206990U (zh) * 2015-05-28 2017-05-31 莱茵兹密封垫有限公司 带有至少一个测量结构的金属板

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