CN112385067A - 用于机动车的燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的燃料电池系统(10)和一种具有这种燃料电池系统(10)的机动车。燃料电池系统(10)在此包括冷却模块(14)、电驱动模块(18)、燃料箱模块(22)和至少一个燃料电池装置(26)。燃料电池装置(26)在此包括：燃料电池(30)；与燃料电池(30)连接的冷却接头单元(38)，其中，冷却接头单元(38)具有冷却接头(50)，燃料电池装置(26)以该冷却接头与冷却模块(14)能连接，使得燃料电池装置(26)能通过冷却模块(14)冷却；与燃料电池(30)连接的电流接头(34)，使得燃料电池装置(26)与电驱动模块(18)能连接并能给电驱动模块(18)供应电流；与燃料电池(30)连接的空气接头单元(54)，其中，空气接头单元(54)具有空气接头(62)，燃料电池装置(26)能经由所述空气接口导入和导出空气；和与燃料电池(30)连接的燃料导入单元(66)，其中，燃料导入单元(66)具有燃料接头(70)，燃料电池装置(26)借助该燃料接头与燃料箱模块(74)能连接，使得能将燃料导入给燃料电池(30)。

Description

用于机动车的燃料电池系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的燃料电池系统和一种具有这种燃料电池系统的机动车。
背景技术
燃料电池系统尤其用在燃料电池车辆中。在所述车辆中，燃料经由燃料电池被转换成电能量，以驱动电驱动马达和/或给能量存储器充电。为了确保燃料电池的运行，燃料电池在此经由量控制式燃料路径与燃料箱连接。电流在此按需求经由电路要么导入到电能量存储器中要么导入给电驱动马达。有利地，燃料电池与冷却系统连接，使得燃料电池能更快地变为运行温度，或冷却系统可冷却燃料电池。
由DE102011076737A1已知一种用于电混车辆或燃料电池车辆的燃料电池系统。
本发明的背景在于，对于具有不同功率需求的车辆必须开发新型的燃料电池系统。由此在车辆中使用多个燃料电池系统是昂贵的。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于机动车的燃料电池系统，其可富有经济性地用在机动车中。
该任务通过具有权利要求1特征的燃料电池系统解决。在具有这种燃料电池系统的机动车方面可参考权利要求8。从属权利要求给出了本发明的有利的扩展方案。
本发明提出一种用于机动车的燃料电池系统，其中，燃料电池系统包括冷却模块、电驱动模块、燃料箱模块和至少一个燃料电池装置。燃料电池装置在此包括燃料电池；与燃料电池连接的冷却接头单元，其中，冷却接头单元具有冷却接头，燃料电池装置借助该冷却接头与冷却模块能连接，使得燃料电池装置能通过冷却模块冷却；与燃料电池连接的电流接头，使得燃料电池装置与电驱动模块能连接且能给电驱动模块供应电流；与燃料电池连接的空气接头单元，其中，空气接头单元具有空气接头，燃料电池装置能经由空气接头导入和导出空气；和，与燃料电池连接的燃料导入单元，其中，燃料导入单元具有燃料接头，燃料电池装置借助该燃料接头与燃料箱模块能连接，使得能给燃料电池供送燃料。
在本发明的意义上，自身闭合的单元理解为模块，所述单元仅仅经由少量的连接部与例如其他模块连接。
燃料电池系统的模块化结构使得能实现，对于将所述系统用在机动车中而言仅需将冷却模块、优选包括高压能量存储器的电驱动模块和燃料箱模块适配于车辆特定的情况。形成燃料电池系统的核心件的燃料电池装置可不改变地用于不同的机动车。燃料电池装置由此也不需要增大成本的技术拆解和鉴定。由此也可将根据本发明的燃料电池系统有经济性地用于不同的机动车。
通过燃料电池系统的模块化结构可实现，将不同的模块根据需求定位在机动车中。由此，这些模块可以定位成获得更好的可触及性和维护便利性。此外，在一个模块中的故障情况下不必更换整个燃料电池系统，而是仅需更换有故障的模块。
在本发明的优选实施方案中，燃料电池系统具有并联连通的至少两个燃料电池装置。通过燃料电池装置的这种连通可增大功率而不用改变燃料电池装置。由此能以简单和低成本的方式形成为不同机动车所需的不同功率。
在本发明的另一优选实施方案中，冷却模块、驱动模块和/或燃料箱模块适配成用于附接到机动车基础设施上。由此燃料电池系统能与不同的机动车连接。但所述适配基于模块化的结构而局限于少量的简单接头，如电气、冷却水、空气供应、水供应和悬挂。由此可容易地适配于车辆基础设施。由此降低用于适配于其他机动车的成本。
优选，燃料电池装置的数量相应于机动车的驱动功率被选择。为了获得确定的驱动功率仅需提高燃料电池装置的数量。由此可不改变燃料电池装置地获得任意驱动功率。这使得能快速和有经济性地提供用于具有不同的驱动功率的机动车的燃料电池系统。
驱动模块优选相应于机动车的驱动功率设计。由此可提供足够的驱动功率用于牵引机动车。
有利地，冷却模块相应于燃料电池装置的数量设计。由此获得足够的冷却功率用于冷却或预热燃料电池。
在有利的扩展方案中，燃料箱模块相应于燃料电池装置的数量和机动车的续航里程设计。由此也可针对预设的续航里程提供足够的燃料用于燃料电池装置。
本发明的任务附加地通过具有根据本发明的燃料电池系统的机动车解决。
因而以这种机动车可获得针对燃料电池系统说明的优点。
附图说明
在附图中示出和在后面的说明书中详细解释本发明的实施例。附图示出：
图1根据本发明的按第一实施例的用于机动车的燃料电池系统的图示；和
图2根据本发明的按第二实施例的用于机动车的燃料电池系统的图示。
具体实施方式
在图1中示出本发明的第一实施例的用于机动车的燃料电池系统10。燃料电池系统10包括冷却模块14、电驱动模块18、燃料箱模块22和燃料电池装置26。冷却模块14、电驱动模块18和燃料箱模块22在此是车辆特定地适配的，以与机动车的接头能连接。冷却模块14在此具有冷却回路，冷却介质可借助该冷却回路冷却。电驱动模块18包括至少一个电驱动马达，机动车能以该驱动马达驱动和可选地具有高压能量存储器，在其中可存储电能量。在燃料箱模块22中存储有为燃料电池30所需的燃料。
燃料电池装置26包括燃料电池30，其经由电流接头34与电驱动模块18能连接和给电驱动模块18供应电流。燃料电池装置26附加地包括冷却接头单元38，其经由冷却导入管路42和冷却导出管路46与燃料电池30连接。冷却接头单元38具有冷却接头50，燃料电池装置26借助冷却接头50与冷却模块14能连接。在冷却接头单元38中这样准备被冷却模块14接收的冷却介质，使得其可为了冷却而直接经由冷却导入管路42导送给燃料电池30。变热的冷却介质经由冷却导出管路46、冷却接头单元38和冷却接头50送回到冷却模块14。燃料电池装置26还包括空气接头单元54，其经由空气导入管路56和空气导出管路58与燃料电池30连接。在空气接头单元54中，经由空气接头62导入的环境空气被这样制备，使得其可被导送给燃料电池30。用过的空气经由空气导出管路58、空气接头单元54和空气接头62输出到周围环境中。燃料电池装置26包括燃料导入单元66，其经由燃料接头70与燃料箱模块22连接。在燃料导入单元66中准备用于燃料电池30的燃料，使得燃料可经由燃料导入管路78直接输出给燃料电池30。
在图2中示出根据本发明的第二实施例的用于机动车的燃料电池系统10。该实施例与第一实施例的区别尤其在于，使用两个燃料电池装置26。而其余模块14，18，22的结构保持不变。两个燃料电池装置26在此并联连接。由此获得与单个燃料电池装置26相比翻倍的功率。因而可通过布置多个燃料电池装置26来增大功率。

Claims (8)

1.一种用于机动车的燃料电池系统(10)，其包括冷却模块(14)、电驱动模块(18)、燃料箱模块(22)和至少一个燃料电池装置(26)，其中，燃料电池装置(26)包括：
-燃料电池(30)，
-冷却接头单元(38)，所述冷却接头单元与燃料电池(30)连接，其中，冷却接头单元(38)具有冷却接头(50)，燃料电池装置(26)能借助所述冷却接头与冷却模块(14)连接，使得燃料电池装置(26)能通过冷却模块(14)冷却，
-电流接头(34)，所述电流接头与燃料电池(30)连接，使得燃料电池装置(26)能与电驱动模块(18)连接并能给电驱动模块(18)供应电流，
-空气接头单元(54)，所述空气接头单元与燃料电池(30)连接，其中，空气接头单元(54)具有空气接头(62)，燃料电池装置(26)能经由所述空气接头导入和导出空气，和
-燃料导入单元(66)，所述燃料导入单元与燃料电池(30)连接，其中，燃料导入单元(66)具有燃料接头(70)，燃料电池装置(26)能借助所述燃料接头与燃料箱模块(74)连接，使得能将燃料导入给燃料电池(30)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统(10)，其特征在于，燃料电池系统(10)具有相互并联连通的至少两个燃料电池装置(26)。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统(10)，其特征在于，冷却模块(14)、驱动模块(18)和/或燃料箱模块(74)是被适配成用于附接到机动车基础设施上的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池系统(10)，其特征在于，燃料电池装置(26)的数量是相应于机动车的驱动功率被选择的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池系统(10)，其特征在于，驱动模块(18)是相应于机动车的驱动功率被设计的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池系统(10)，其特征在于，冷却模块(14)是相应于燃料电池装置(26)的数量被设计的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池系统(10)，其特征在于，燃料箱模块(74)是相应于燃料电池装置(26)的数量和机动车的续航里程被设计的。
8.一种机动车，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的燃料电池系统(10)。
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