DE10110170A1

DE10110170A1 - Wärmetauschsystem

Info

Publication number: DE10110170A1
Application number: DE10110170A
Authority: DE
Inventors: Syuji Hirakata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2021-03-03
Also published as: US20050008914A1; JP2001250570A; JP4665283B2; US6800389B2; US20010019789A1; DE10110170C2

Abstract

Ein Wärmetauschsystem umfasst eine Brennstoffzelle, die ein spezifisches Gas erhält und elektrischen Strom erzeugt, eine Wärmetauschvorrichtung, die Wärme mit einem Wärmetauschmedium austauscht, eine Wärmetauschmediumleiteinrichtung und einen Gasdetektor. Die Wärmetauschmediumleiteinrichtung gestattet es dem Wärmetauschmedium, zwischen der Wärmetauschvorrichtung und der Brennstoffzelle zu zirkulieren, so dass das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetauschvorrichtung und der Brennstoffzelle austauschen kann. Der Gasdetektor ist an wenigstens der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet, um das spezifische Gas, das in das Wäremtauschmedium austritt, zu erfassen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmetauschsystem, das ein Wärmetauschmedium an eine Brennstoffzelle för dert, um so Wärme mit der Brennstoffzelle auszutauschen, oder das ein durch Wärmetausch mit einem Heizelement erwärmtes Wärmetauschmedium an eine Gasabsorptionsvor richtung wie etwa einen Tank mit einer Wasserstoffgas absorbierender Legierung fördert, um so die gasabsorbierende Vorrichtung zu heizen.

Im allgemeinen erzeugt eine Brennstoffzelle auf fol gende Art Energie: Wasserstoff enthaltendes Brennstoffgas und Sauerstoff enthaltendes Oxidationsgas werden an eine Brennstoffzelle geliefert, so daß elektrochemische Reak tionen entsprechend der unten angegebenen Reaktionsglei chungen an einer Anode und einer Kathode der Zelle statt finden.

Genauer gesagt finden die durch Gleichungen (1) und (2) dargestellten Reaktionen an der Anodenseite bzw. der Kathodenseite statt, wenn das Brennstoffgas und das Oxi dationsgas an die Anode bzw. die Kathode geliefert wer den, so daß die Brennstoffzelle als ganzes eine Reaktion entsprechend Gleichung (3) durchläuft.

H₂ → 2H⁺ + 2e^- (1)

2H⁺ + 2e^- + (1/2)O₂ → H₂O (2)

H₂ + (1/2)O₂ → H₂O (3)

Da diese elektrochemischen Reaktionen wärmeerzeugende oder exotherme Reaktionen sind, muß das Innere der Brenn stoffzelle gekühlt werden, um zu verhindern, daß die Tem peraturen an der Anode und der Kathode übermäßig anstei gen. Zu diesem Zweck ist gewöhnlich ein Wärmetauschsystem zur Versorgung der Brennstoffzelle mit Kühlwasser als Wärmetauschmedium durch eine Kühlwasserleiteinrichtung vorhanden, das durch einen Kühler gekühlt ist, um so das Innere der Brennstoffzelle zu kühlen. Eine solche Art von Wärmetauschsystem für eine Brennstoffzelle ist in der japanischen Patentschrift Nr. HEI 7-66828 angegeben.

In einigen Fällen wird das Brennstoffgas zur Versor gung der Brennstoffzelle von einem Tank mit einer wasser stoffabsorbierenden Legierung geliefert, der eine wasser stoffabsorbierende Legierung enthält. Im allgemeinen habe wasserstoffabsorbierende Legierungen die Eigenschaft, Wasserstoff durch eine endotherme Reaktion freizusetzen, wenn sie erhitzt werden, und Wasserstoff durch eine exo therme Reaktion zu absorbieren, wenn sie gekühlt werden. Um Wasserstoff aus der wasserstoffabsorbierenden Legie rung zu gewinnen, muß daher die wasserstoffabsorbierende Legierung in dem Tank mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung je nach Bedarf erwärmt werden. Zu diesem Zweck versorgt das Wärmetauschsystem den Tank mit einer wasser stoffabsorbierenden Legierung durch eine Kühlwasserleiteinrichtung mit Kühlwasser, das ein durch Wärmetausch mit einem Heizelement wie etwa einer Brennstoffzelle erwärmtes Wärmetauschmedium ist, um so das Innere des Tanks mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung zu erwärmen.

Somit versorgt das Wärmetauschsystem mit einem als Kühlwasser dienenden Wärmetauschmedium die Brennstoff zelle, um sie zu kühlen, und den Tank mit einer wasser stoffabsorbierenden Legierung, um ihn zu erwärmen.

In der Brennstoffzelle ist das der Zelle zugeführte Kühlwasser durch Trenneinrichtungen in jeder einzelnen Zelle komplett von dem Brenngas und dem Oxidationsgas ge trennt. Wenn jedoch die Brennstoffzelle für eine längere Zeitdauer benutzt wird, kann das Dichtelement, das die Umgebung jeder Trenneinrichtung abdichtet, nachlassen und so ein Austreten des Brennstoffgases oder Oxidationsgases in das Kühlwasser verursachen.

In dem Tank mit einer wasserstoffabsorbierenden Le gierung läuft das zugeführte Kühlwasser, während es in nerhalb des Tanks zirkuliert, durch eine Röhre und ist so komplett vom Wasserstoffgas (Brennstoffgas) getrennt. In einigen Fällen kann die Wandoberfläche der Röhre nach einer längeren Benutzungsdauer nachlassen, und das Was serstoffgas entweicht in das Kühlwasser.

Im herkömmlichen Wärmetauschsystem wurden jedoch keine Gegenmaßnahmen gegen das Austreten des Brennstoff gases oder Oxidationsgases in das Kühlwasser als das Wär metauschmedium getroffen. Somit kann das Wärmetauschsy stem unter einer Verschlechterung der Wärmetauschleistung aufgrund des Vorhandenseins von Gas im Kühlwasser leiden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wärmetauschsystem zur Verfügung zu stellen, das die Mög lichkeit minimieren kann, daß ein spezifisches Gas in ein Wärmetauschmedium austritt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 4, 11, 14 bzw. 22.

Um obige Aufgabe zu erfüllen, umfaßt ein Wärmetauschsystem entsprechend einer ersten Ausführung der Erfindung eine Brennstoffzelle, die ein spezifisches Gas erhält und elektrische Energie erzeugt, eine Wärmetauschvorrichtung, die Wärmetausch mit einem Wärmetauschmedium durchführt, eine Wärmetausch mediumleiteinrichtung und einen Gasdetektor. Das Wärmetauschmedium zirkuliert in der Wärmetauschmediumleiteinrichtung zwischen der Wärmetauschvorrichtung und der Brennstoffzelle so, daß das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetausch vorrichtung und der Brennstoffzelle austauschen kann. Ein Gasdetektor ist wenigstens an der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung an einer Stelle angeordnet, um das spezifische Gas, das in das Wärmetauschmedium austritt, zu erfassen.

Nach einer zweiten Ausführung der Erfindung wird ein Wärmetauschsystem zur Verfügung gestellt, das einen exo thermen Körper, der Wärme erzeugen kann, eine Gasabsorp tionsvorrichtung mit einer gasabsorbierenden Legierung, die ein spezifisches Gas absorbieren oder freisetzen kann, eine zur Durchführung von Wärmetausch mit einem Wärmetauschmedium gestaltete und angeordnete Wärmetausch vorrichtung, eine Wärmetauschmediumleiteinrichtung und einen Gasdetektor umfaßt. Das Wärmetauschmedium zirkuliert in der Wärmetauschmediumleiteinrichtung zwischen der Wärmetauschvorrichtung, dem exothermen Körper und der Gasabsorptionsvorrichtung so, daß das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetauschvorrichtung, dem exothermen Körper und der Gasabsorptionsvorrichtung austauschen kann. Der Gasdetektor ist bei wenigstens der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung an einer Stelle angeordnet, um das spezifische Gas zu erfassen, das in das Wärmetauschmedium austritt.

Wenn ein spezifisches Gas in das Wärmetauschmedium austritt, erfaßt in dem Wärmetauschsystem der Erfindung wie oben beschrieben der Gastdetektor sofort das Austreten des Gases, wovon der Betreiber prompt infor miert werden kann. Somit wird das Austreten des Gases in das Wärmetauschmedium nicht so gelassen, wie es ist, und eine andernfalls mögliche Verschlechterung der Wärme tauschleistung aufgrund der Blasenbildung des spezifi schen Gases kann vorteilhafterweise vermieden werden.

Das Wärmetauschsystem kann ferner eine Wärmetauschmediumspeichervorrichtung zum Speichern wenigstens eines Überschusses des Wärmetauschmediums umfassen, wenn die Menge des durch das Wärmetauschsystem zirkulierenden Wärmetauschmediums überhöht wird. In diesem Falle ist der Gasdetektor an wenigstens der Wärmetauschvorrichtung, der Wärmetausch mediumleiteinrichtung oder der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung angeordnet. Die Anordnung des Gasdetektors an der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung liefert die gleichen Vorteile wie oben beschrieben.

Vorzugsweise ist der Gasdetektor an einem Bereich der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet, der höher als die anderen Bereiche davon liegt oder ein größeres Volumen als die anderen Bereiche davon hat.

Da Gas sich normalerweise wahrscheinlich an einer Stelle sammelt, die höher liegt oder ein größeres Volumen oder Kapazität aufweist, ist der Gasdetektor vorzugsweise an solch einer Stelle angeordnet, so daß das Austreten des spezifischen Gases in das Wärmetauschmedium schneller und sicherer erfaßt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfaßt die Wärmetauschvorrichtung einen Kühler mit einer an des sen Spitze angeordneten Kühlerhaube und der Gasdetektor ist an der Kühlerhaube befestigt.

In einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung umfaßt die Wärmetauschmediumspeichervorrichtung einen Reservetank und der Gasdetektor ist in einem oberen Bereich des Reservetanks befestigt.

Wo der Kühler als die Wärmetauschvorrichtung und der Reservetank als die Wärmetauschmediumspeichervorrichtung benutzt wird, ist der Gasdetektor im oberen Bereich des Kühlers oder des Reservetanks angeordnet, der höher liegt und ein größeres Volumen oder Kapazität hat und in dem sich das spezifische, in das Wärmetauschmedium austretende Gas wahrscheinlich sammelt. Der an einer sol chen Stelle angeordnete Gasdetektor kann auch relativ leicht gelöst oder entfernt werden, was Wartung oder Aus tausch des Gasdetektors erleichtert.

Das Wärmetauschsystem der Erfindung ist vorzugsweise in einem Fahrzeug installiert. In dem Fall, in dem bei spielsweise eine Brennstoffzelle und ein Tank mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung in einem elektrischen oder einem hybriden Fahrzeug installiert sind, gestattet das in dem Fahrzeug installierte Wärmetauschsystem die frühe Erfassung jedes Austritts eines spezifischen Gases in das Wärmetauschmedium.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Abb. 1 eine schematische Sicht eines Wärme tauschsystems entsprechend einer ersten Ausführung der Erfindung;

Abb. 2A und 2B eine Schnittdarstellung, die schematisch eine Stapelstruktur bzw. eine einzelne Zell struktur der Brennstoffzelle von Abb. 1 zeigen;

Abb. 3 eine schematische Sicht eines Wärmetauschsystems nach einer zweiten Ausführung der Erfindung;

Abb. 4 ein Beispiel einer anderen Stelle, an der Wasserstoffsensor installiert sein kann.

Abb. 1 zeigt schematisch ein Wärmetauschsystem nach einer ersten Ausführung der Erfindung. Das Wärmetauschsystem dieser Ausführung kann eine Brennstoffzelle 30 kühlen und einen Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung erwärmen. Das Wärme tauschsystem ist in einem elektrischen oder hybriden Fahrzeug oder ähnlichem mit der Brennstoffzelle 30 und dem Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung installiert.

Wie in Abb. 1 gezeigt, umfaßt das Wärmetausch system im wesentlichen einen Kühler 10, Kühlwasserleiteinrichtungen 60 bis 64, Wasserpumpen 70 und 76, Ventile 72 und 74 und einen Reservetank 20 und benützt Kühlwasser als durch das System fließendes Wärmetauschmedium. Als Kühlwasser kann normales Wasser benutzt werden, vorzugsweise ist aber Wasser zu benutzen, welchem Antikorrosions- und/oder Frostschutzzusätze zugesetzt wurden.

Der Kühler 10 ist eine Wärmetauschvorrichtung zum Kühlen des durch die Brennstoffzelle 30 erwärmten Kühl wassers und umfaßt einen oberen Tank 12 und einen unteren Tank 14 zum zeitweisen Aufbewahren des Kühlwassers und ein Innenteil 16 zum Durchleiten des Kühlwassers. Obwohl in Abb. 1 nicht gezeigt, ist das Innenteil 16 zusam mengesetzt aus einer Kombination enger Wasserleitungen, durch die das Kühlwasser läuft, und gewellten Metallplat ten, sog. geriffelten Rippen, wobei die Kombination die Form eines Netzwerkes aufweist.

Das durch die Brennstoffzelle 30 erwärmte Kühlwasser fließt in den oberen Tank 12, um dort zeitweise gespei chert zu werden, und fließt dann durch die Wasserleitun gen im Innenteil 16 zum unteren Tank 14, um im unteren Tank 14 gespeichert zu werden. Während das Kühlwasser durch die Wasserleitungen fließt, nehmen die Rippen, die mit den Leitungen in Kontakt sind, die Wärme fort oder dissipieren die Wärme, um so das Kühlwasser zu kühlen. Die Rippen werden durch den Fahrtwind gekühlt, während das Fahrzeug fährt, oder durch ein (nicht dargestelltes) hinter dem Kühler 10 angeordnetes Kühlgebläse.

Auf diese Weise fließt das gekühlte und im unteren Tank 14 gespeicherte Kühlwasser aus dem unteren Tank 14 durch die Kühlwasserleiteinrichtung 60 zur Brennstoffzelle 30. Eine Wasserpumpe 70 ist in der Mitte der Kühlwasserleiteinrichtung 60 angeordnet, um so das durch die Kühlwasserleiteinrichtung 60 fließende Kühlwasser aktiv umzuwälzen. Die Wasserpumpe 70 und eine andere, später beschriebene, Wasserpumpe 76 sind beide elektrisch angetrieben.

Das Kühlwasser, das die Brennstoffzelle 30 erreicht hat, gelangt in eine (nicht dargestellte) Sammelleitung, die es dem Kühlwasser gestattet, in die Brennstoffzelle 30 zu fließen, und wird dann in Ströme aufgeteilt, die in Kühlwasserkanäle in den jeweiligen einzelnen Zellen flie ßen, um so die Anode und Kathode jeder einzelnen Zelle zu kühlen. Während des Durchflusses durch die Brennstoffzel le 30 wird das Kühlwasser selbst durch das Fortnehmen von Wärme von der Anode und Kathode jeder Zelle erwärmt. Die Ströme von Kühlwasser, die diese Kühlwasserkanäle durch laufen haben vereinigen sich wieder, um eine (nicht dargestellte) Sammelleitung zu erreichen, die es dem Kühlwasser gestattet, aus der Brennstoffzelle 30 auszufließen.

Das aus der Brennstoffzelle 30 ausfließende Kühlwas ser durchläuft die Kühlwasserleiteinrichtung 61 und wird dann in zwei Leitungen geteilt, von denen eine zu einem Ventil 72 und die andere zu einem Ventil 74 führt. Diese Ventile 72 und 74 schalten selektiv zwischen einer Leitung, die das durch die Brennstoffzelle 30 erwärmte Kühlwasser zum Tank 40 mit der wasserstoffabsorbierenden Legierung führt, um so den Tank 40 mit der wasserstoffabsorbierenden Legierung zu erwärmen, und einer Leitung, die den Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung überbrückt.

Ist beispielsweise das Ventil 72 geschlossen und das Ventil 74 offen, fließt das erwärmte Kühlwasser durch die Kühlwasserleiteinrichtung 62 in den Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung, um so den Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung zu erwärmen. Ist andererseits das Ventil 72 offen und das Ventil 74 geschlossen, fließt das erwärmte Kühlwasser am Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung vorbei, ohne zur Erwärmung des Tanks 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung genutzt zu werden.

Der Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Le gierung umfaßt eine wasserstoffabsorbierende Legierung 42. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, hat die was serstoffabsorbierende Legierung 42 die Eigenschaft, bei Erwärmung Wasserstoff durch eine endotherme Reaktion freizusetzen und bei Abkühlung Wasserstoff durch eine exotherme Reaktion zu absorbieren. Soll absorbierter Was serstoff aus dem Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbie renden Legierung gewonnen oder entnommen werden, wird da her dem Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Le gierung erwärmtes Kühlwasser zugeführt, um so wie oben beschrieben die wasserstoffabsorbierende Legierung 42 im Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung zu erwärmen. Soll auf der anderen Seite Wasserstoff im Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung gespei chert werden, wird die Temperatur der wasserstoffabsor bierenden Legierung 42 im Tank 40 durch Beenden der Zu führung warmen Kühlwassers zum Tank 40 mit einer wasser stoffabsorbierenden Legierung gesenkt.

Wenn das erwärmte Kühlwasser dem Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung zugeführt wird, fließt das Kühlwasser durch eine Kühlwasserleitung 44, wobei es innerhalb des Tanks 40 mit einer wasserstoffab sorbierenden Legierung zirkuliert, um so die wasser stoffabsorbierende Legierung 42 im Tank 40 mit einer was serstoffabsorbierenden Legierung zu erwärmen.

Nachdem es aus dem Tank 40 mit einer wasserstoffab sorbierenden Legierung ausgeflossen ist, wird das Kühl wasser, das die wasserstoffabsorbierende Legierung 42 er wärmt hat, durch die Kühlwasserleiteinrichtungen 63 und 64 zum oberen Tank 12 des Kühlers 10 zurückgeführt. In der Mitte der Kühlwasserleiteinrichtung 63 ist die Wasserpumpe 76 angeordnet, um das Kühlwasser, das den Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung durchlaufen hat, aktiv umzuwälzen. Daher wird die Pumpe 76 betrieben, wenn das Ventil 72 geschlossen und das Ventil 74 offen ist.

Wenn andererseits das Kühlwasser nicht dem Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung zugeführt wird, wird das erwärmte Kühlwasser, das aus der Brenn stoffzelle 30 ausfließt, zum oberen Tank 12 des Kühlers 10 zurückgeführt, nachdem es das Ventil 72 und die Kühl wasserleiteinrichtung 64 durchlaufen hat.

Eine Kühlerhaube 18, die auch als druckregulierendes Ventil dient, ist an der Spitze des oberen Tanks 12 ange ordnet und eine Kühlwasserleitung 65 erstreckt sich von der Kühlerhaube 18 zu einem Reservetank 20.

Wie in Abb. 1 gezeigt, ist der Reservetank 20 ein einfach gedichteter Reservetank und eine Lufteinlaß leitung 66 ist mit dem Reservetank 20 verbunden, um im Reservetank 20 atmosphärischen Druck aufrechtzuerhalten.

Wenn die Temperatur des Kühlwassers im oberen Tank 12 ein solches Maß erreicht, daß Teile des Wassers kochen und der Druck im oberen Tank 12 ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, werden vom Tank 12 ausgegebenes Kühlwasser und Dampf durch die Kühlwasserleitung 65 in den Reserve tank 20 herausgezogen. Im Reservetank 20 verflüssigt sich der Dampf und wird aufgrund der niedrigen Umgebungstempe ratur wieder zu Wasser 22, ohne aktiv gekühlt zu werden. Später, wenn der Druck im oberen Tank 12 aufgrund eines Absinkens der Temperatur des Kühlwassers im oberen Tank 12 niedriger als der atmosphärische Druck wird, strömt Kühlwasser aus dem Reservetank 20 und fließt durch die Kühlwasserleitung 65 zurück in den oberen Tank 12.

Der Reservetank 20 hat eine obenauf montierte Kühl wasserversorgungshaube 24. Die Kühlwasserversorgungshaube 24 kann geöffnet werden, so daß Kühlwasser 22 im Reserve tank 20 aufgefüllt werden kann, wenn es unter einen vor bestimmten Betrag fällt.

Das in Abb. 1 gezeigte Wärmetauschsystem wurde oben schematisch beschrieben. Wasserstoffsensoren 50 und 52 usw., welche charakteristische Merkmale der Erfindung sind, werden später im Detail beschrieben.

Als nächstes wird der Kreislauf von Brennstoffgas, das der Brennstoffzelle 30 vom Tank 40 mit einer wasser stoffabsorbierenden Legierung zugeführt wird, kurz be schrieben.

Wie in Abb. 1 gezeigt, wird zunächst Wasser stoffgas von außerhalb durch einen Wasserstoffgaseinlaß 80 in den Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Le gierung zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird, falls die Zuführung von erwärmtem Kühlwasser zu dem Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung gestoppt ist und die Temperatur des Tanks 40 mit einer wasserstoffab sorbierenden Legierung wie oben beschrieben fällt, das zugeführte Wasserstoffgas in der wasserstoffabsorbieren den Legierung 42 absorbiert. Dann wird, falls die Zufüh rung von erwärmtem Kühlwasser zum Tank 40 mit einer was serstoffabsorbierenden Legierung gestartet wird und die Temperatur im Tank 40 steig, das in der wasserstoffabsor bierenden Legierung 42 absorbierte Wasserstoffgas daraus freigesetzt. In diesem Moment wird ein Ventil 82 geöffnet und das freigesetzte Wasserstoffgas wird der Brennstoff zelle 30 durch Brennstoffgasleiteinrichtungen 81 und 83 zugeführt, um in der Zelle als Brennstoffgas zu dienen. In der Mitte der Brennstoffgasleiteinrichtung 83 ist ein Wasserstoffgaskompressor 84 zum Umwälzen des Wasserstoffgases, ein Ventil 85 zur Beendigung der Zuführung von Wasserstoffgas zur Brennstoffzelle 30 und ein Drosselventil 86 zur Anpassung der Durchflußmenge an Wasserstoffgas, das der Brennstoffzelle 30 zugeführt wird, angeordnet. Das der Brennstoffzelle 30 zugeführte Wasserstoffgas gelangt in eine Sammelleitung zum Brennstoffgaseinfluß und wird dann in Ströme aufgeteilt, die durch Brennstoffgaskanäle innerhalb der jeweiligen einzelnen Zellen fließen, so daß das Wasserstoffgas, wie unten beschrieben, den Anoden jeder einzelnen Zelle zuge führt wird. Das verbleibende Wasserstoffgas, das nicht den Anoden zugeführt wurde, wird in einer Sammelleitung zum Brennstoffgasausfluß wieder gesammelt und fließt aus der Brennstoffzelle 30 aus. Das so ausgeschiedene Wasser stoffgas wird durch eine Brennstoffgasleiteinrichtung 87 wieder der Brennstoffgasleiteinrichtung 81 zugeführt und umgewälzt.

Die schematische Struktur der Brennstoffzelle 30 wird im folgenden mit Bezug auf Abb. 2A und 2B be schrieben. Abb. 2A und 2B sind Querschnitte, die schematisch die Stapelstruktur bzw. die Struktur einer einzelnen Zelle der Brennstoffzelle 30 wie in Abb. 1 gezeigt darstellen. Abb. 2A zeigt einen Querschnitt der Stapelstruktur und Abb. 2B zeigt einen Quer schnitt der Struktur einer einzelnen Zelle, was eine ver größerte Darstellung eines eine einzelne Zelle umfassen den Bereichs von Abb. 2A darstellt.

Wie in Abb. 2B gezeigt, setzt sich eine einzelne Zelle zusammen aus einem Elektrolytfilm 35, einer Anode 36 und einer Kathode 37, die Diffusionselektroden sind, die den Film 35 von beiden Seiten umschließen, und aus zwei Trenneinrichtungen 34, die die Elektroden von beiden Seiten umgeben. Die Trenneinrichtungen 34 haben einander gegenüberliegende Oberflächen, in denen Aussparungen aus gebildet sind, und wirken mit der zwischen den Trenneinrichtungen 34 liegenden Anode 36 und Kathode 37 zusammen, um Gaskanäle in der einzelnen Zelle auszubilden. Von den so ausgebildeten Gaskanälen erlauben zwischen der Trenneinrichtung 34 und der Anode 36 ausgebildet Gaskanäle 32, wie oben beschrieben als Brennstoffgas angeliefertes Wasserstoffgas, dort durchzugehen, und Gaskanäle 33 erlauben als Oxidationsgas dienender Sauerstoff enthaltender Luft, dort durchzugehen.

In der vorliegenden Ausführung sind, wie in Abb. 2A gezeigt, zwei benachbarte Trenneinrichtungen 34, die im Intervall zwischen zwei einzelnen Zellen angeordnet sind, in direktem Kontakt miteinander und weisen in ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen ausgeformte Aussparungen auf, so daß Kühlwasserkanäle 31 zwischen den benachbarten Trenneinrichtungen 34 ausgebildet sind. Das wie oben beschrieben der Brennstoffzelle 30 zugeführte Kühlwasser wird dazu veranlaßt, durch die Kühlwasserkanä le 31 zu fließen.

Wie in Abb. 2A gezeigt, ist das durch die Kühl wasserkanäle 31 fließende Kühlwasser gewöhnlich komplett von dem Wasserstoffgas bzw. Sauerstoffgas getrennt, das durch die Gaskanäle 32 bzw. 33 fließt. Wenn die Brenn stoffzelle 30 für eine längere Zeitdauer in Gebrauch ist, können sich jedoch Risse in den Trenneinrichtungen 34 bilden oder ein (nicht dargestelltes) Dichtelement, das die Grenze der Trenneinrichtungen 34 abdichtet, kann nachlassen, was bewirkt, daß das Wasserstoffgas (und/oder das Oxidationsgas), das durch die Gaskanäle 32 (und/oder 33) fließt, in das Kühlwasser austritt, das durch die Kühlwasserkanäle 31 fließt.

In dem Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung fließt das zugeführte Kühlwasser normalerweise durch die Kühlwasserleitung 44, wobei es im Tank 40 zir kuliert, während es, wie in Abb. 1 gezeigt, komplett vom Wasserstoffgas getrennt ist. In einigen Fällen jedoch kann die Wandoberfläche der Kühlwasserleitung 44 nach einer langen Gebrauchsdauer nachlassen und das im oberen Bereich des Tanks 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung vorhandene Wasserstoffgas kann in das Kühlwas ser austreten, das durch die Kühlwasserleitung 44 kommt.

Wenn Wasserstoffgas auf obige Weise in das Kühlwasser austritt, wandelt sich das Wasserstoffgas in Blasen im Kühlwasser, was möglicherweise zu einer Verschlechterung der Wärmetauschleistung des gesamten Wärmetauschsystems führen kann.

Im Hinblick auf das obige Problem verwendet die vorliegende Ausführung folgende Struktur zum frühzeitigen Erfassen eines Austretens von Wasserstoffgas in das Kühl wasser und zur Benachrichtigung des Fahrers des Fahrzeugs von dem Gasaustritt.

In dem Wärmetauschsystem der in Abb. 1 gezeigten Ausführung ist ein Wasserstoffsensor 50 in der Kühlerhaube 18 an der Spitze des Kühlers 10 montiert und ein Wasserstoffsensor 52 ist im oberen Bereich des Reservetanks 20 montiert. Jeder der Wasserstoffsensoren 50 bzw. 52 erfaßt auch einen sehr kleinen Betrag an Was serstoff, wenn ein solcher in der Luft enthalten ist, und gibt ein Erfassungssignal aus.

Das Wärmetauschsystem der vorliegenden Ausführung um faßt weiter eine Steuereinheit 90 und eine Wasserstoff gasaustrittswarnlampe 92, die auf dem Armaturenbrett des Fahrersitzes angeordnet ist. Die Steuereinheit 90 erfaßt das Austreten von Wasserstoffgas in das Kühlwasser aus einem von den Wasserstoffsensoren 50 bzw. 52 erhaltenen Erfassungssignal und gibt ein Steuersignal aus. Die Was serstoffgasaustrittswarnlampe 92 leuchtet auf, wenn das Steuersignal von der Steuereinheit 90 empfangen wird.

Wenn Wasserstoffgas in das Kühlwasser austritt, wan delt sich das Wasserstoffgas in Blasen, die dann zusammen mit dem Kühlwasser durch die Kühlwasserleiteinrichtung fließen und sich in einem Bereich innerhalb des Wärmetauschsystems sammeln, der höher liegt und eine relativ große Kapazität hat. Genauer gesagt sammelt sich das Wasserstoffgas in Form von Blasen im oberen Bereich des oberen Tanks 12 des Kühlers 10 oder um die Kühlerhaube 18, die an der höchsten Stelle des Wärmetauschsystems angeordnet ist. Falls der Druck innerhalb des oberen Tanks 12 hoch ist, wird, wie oben beschrieben, das Kühlwasser vom oberen Tank 12 durch die Kühlwasserleitung 65 in den Reservetank 20 herausgezogen, so daß das innerhalb des oberen Tanks 12 gefangene Wasserstoffgas ebenfalls zusammen mit dem Kühlwasser in den Reservetank 20 herausgezogen wird. Das zusammen mit dem Kühlwasser herausgezogene Wasserstoffgas wandelt sich in Blasen im Kühlwasser 22 und steigt an die Oberfläche des Wassers, um an der Spitze von Reservetank 20 vorhanden zu sein.

Wie oben beschrieben, erfassen der in der Kühlerhaube 18 des Kühlers 10 montierte Wasserstoffsensor 50 bzw. der im Reservetank 20 montierte Wasserstoffsensor 52 Wasser stoffgas, das sich aufgrund eines Austretens des Wasser stoffgases in das Kühlwasser an der Spitze des oberen Tanks 12 oder an der Spitze des Reservetanks 20 gesammelt hat, und geben Erfassungssignale aus. Bei Erfassen des Austritts von Wasserstoffgas in das Kühlwasser aus dem Erfassungssignal gibt die Steuereinheit 90 ein Steuer signal an die Wasserstoffgasaustrittswarnlampe 92 aus. Die Lampe 92 leuchtet dann auf, um den Fahrer zu infor mieren, daß Wasserstoffgas in das Kühlwasser austritt.

Somit erfassen im Wärmetauschsystem der vorliegenden Ausführung die Wasserstoffsensoren 50 bzw. 52 sofort den Austritt, falls Wasserstoffgas in das Kühlwasser aus tritt, und die Wasserstoffgasaustrittswarnlampe 92 infor miert den Fahrer von dem Austritt. Sobald der Fahrer das Aufleuchten der Lampe 92 bemerkt, kann der Fahrer sich um eine baldige Inspektion des Fahrzeugs bemühen, um Repara turen, Austausche usw. wie erforderlich durchführen zu lassen. Das Wasserstoffgas, das sich im oberen Tank 12 des Kühlers 10 gesammelt hat bzw. das Wasserstoffgas, das sich oben im Reservetank 20 gesammelt hat, kann durch Öffnen der Kühlerhaube 18 bzw. der Kühlwasserversorgungshaube 24 leicht in die Luft abgeführt werden. Darüberhinaus sind die Was serstoffsensoren 50 bzw. 52 an Orten installiert, die es erlauben, die Sensoren verhältnismäßig einfach abzulösen, was die Wartung oder den Austausch dieser Wasserstoffsen soren erleichtert.

Abb. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Wärmetauschsystems nach einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt. Das Wärmetauschsystem der vorliegen den Ausführung unterscheidet sich von dem in Abb. 1 gezeigten System der ersten Ausführung darin, daß ein komplett gedichteter Reservetank 100 anstelle des einfach gedichteten Reservetanks 20 verwendet ist. Da die anderen Komponenten identisch mit den in Abb. 1 gezeigten sind, wird die Beschreibung dieser Komponenten unterlas sen.

Wenn der Druck im oberen Tank 12 aufgrund eines An stiegs der Temperatur des Kühlwassers im oberen Tank 12 des Kühlers 10 ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, fließt von Tank 12 abgegebenes Kühlwasser und Dampf durch eine Kühlwasserleitung 68 auf die gleiche Art in den Re servetank 100, wie dies bei dem in Abb. 1 gezeigten Reservetank 20 geschieht. Da jedoch anders als der Reser vetank 20 der Reservetank 100 vom komplett gedichteten Typ ist, kehrt Kühlwasser vom Reservetank 100 nie durch die Kühlwasserleitung 68 in den oberen Tank 12 zurück, selbst wenn der Druck im oberen Tank 12 aufgrund eines Absinkens der Temperatur des Kühlwassers im oberen Tank 12 fällt. Stattdessen wird das Kühlwasser 22 im Reserve tank 100 nicht durch die Kühlwasserleitung 68, sondern durch eine Kühlwasserleiteinrichtung 67 zur Kühlwasserleiteinrichtung 60 geleitet, nachdem es einen am Boden des Reservetanks 100 ausgebildeten Auslaß verlassen hat.

Da in das Kühlwasser ausgetretenes Wasserstoffgas sich in der vorliegenden Ausführung oben im Reservetank 100 sammeln kann, ist ein Wasserstoffsensor oben im Re servetank 100 zur Erfassung des Austretens von Wasser stoffgas angeordnet. Somit liefert die vorliegende Aus führung dieselben Vorteile wie die erste Ausführung. Zu sätzlich eliminiert die Verwendung des Reservetanks vom komplett gedichteten Typ in der vorliegenden Ausführung eine Möglichkeit, daß in der Luft enthaltene Verunreini gungen in das Kühlwasser eingeführt werden.

Während in den gezeigten Ausführungen die Wasser stoffsensoren in der Kühlerhaube 18 des Kühlers 10 bzw. an der Spitze des Reservetanks 20, 100 montiert sind, kann ein Wasserstoffsensor in der Mitte einer Kühlwasser leiteinrichtung installiert sein, die den Kühler 10 und die Brennstoffzelle 30 oder den Tank 40 mit einer wasser stoffabsorbierenden Legierung verbindet, wie in Abb. 4 gezeigt.

Abb. 4 zeigt ein Beispiel einer Anordnung, in der ein Wasserstoffsensor installiert sein kann. In Abb. 4 bildet ein Bereich der Kühlwasserleiteinrichtung 64, durch die Kühlwasser in den oberen Tank 12 des Kühlers 10 fließt, eine Leitungsanordnung, die nach oben herausragt, wie um ein oder mehrere Hindernisse oder ähnliches zu umgehen. Da der Bereich der Leitungsanordnung der Leiteinrichtung 64 höher liegt als die anderen Bereiche, wird angenommen, daß Wasserstoffgas, das in das Kühlwasser austritt und sich in Blasen wandelt, sich wahrscheinlich im Bereich der Leitungsanordnung sammelt. In diesem modifizierten Beispiel ist daher ein weiterer Wasserstoffsensor 54 im Bereich der Leitungsanordnung der Kühlwasserleiteinrichtung 64 vorhanden.

Somit können dieselben Vorteile wie in den gezeigten Ausführungen erreicht werden, indem ein zusätzlicher Was serstoffsensor in einem Bereich der Kühlwasserleiteinrichtung vorhanden ist, der höher liegt als die anderen Bereiche.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf De tails der dargestellten Ausführungen beschränkt, sondern kann mit verschiedenen Veränderungen oder Verbesserungen ausgeführt sein, ohne den Bereich der Erfindung zu ver lassen.

In den Wärmetauschsystemen jeder der obigen Ausfüh rungen wird die Brennstoffzelle 30 durch die Verwendung von Kühlwasser gekühlt und der Tank 40 mit einer wasser stoffabsorbierenden Legierung wird durch Kühlwasser er wärmt, das durch die Kühlung der Brennstoffzelle 30 er wärmt wurde. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art von Systemen beschränkt. Beispielsweise ist die Erfindung auf ein System anwendbar, in dem Kühlwasser nur zur Küh lung der Brennstoffzelle 30 verwendet wird. In einem an deren Beispiel des Wärmetauschsystems kann der Tank 40 mit einer wasserstoffabsorbierenden Legierung mittels Kühlwasser erwärmt werden, das nicht durch das Fortnehmen von Wärme von der Brennstoffzelle 30, sondern durch das Kühlen eines anderen wärmeerzeugenden oder exothermen Körpers (zum Beispiel eine Hilfsvorrichtung oder im Falle eines Hybridautos eine Maschine) erwärmt wurde.

In den dargestellten Ausführungen erfassen die Was serstoffsensoren 50, 52 bzw. 54 das Vorhandensein von Wasserstoff in der Luft. Falls jedoch ein Sensor entwickelt wird, der in der Lage ist, das Vorhandensein von Wasserstoff in einer Flüssigkeit zu erfassen, kann auch ein solcher Sensor verwendet werden. In diesem Falle kön nen Sensoren an jeder Stelle des Weges, durch den das Kühlwasser fließt, installiert sein, ohne die Höhe der Stelle oder die Wahrscheinlichkeit, daß sich Wasserstoff gas in Form von Blasen sammelt, in Betracht zu ziehen.

Während in den dargestellten Ausführungen durch die Wasserstoffsensoren das Austreten von Wasserstoffgas in Kühlwasser erfaßt wird, kann beispielsweise durch die Verwendung eines Gassensors zur Erfassung von Oxidations gasen das Austreten von Oxidationsgasen in das Kühlwasser erfaßt werden.

In der vorliegenden Ausführung wird Kühlwasser als Wärmetauschmedium verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann auch ein anderes Wärmetauschmedium anstelle von Wasser verwenden.

In den obigen Ausführungen wird die Warnlampe 92 ver wendet, um den Fahrer visuell zu informieren, daß Wasser stoffgas in das Kühlwasser austritt. Alternativ kann ein Piepser oder ein Lautsprecher verwendet werden, um durch Geräusch Meldung zu machen.

Claims

1. Wärmetauschsystem, das umfaßt:
eine Brennstoffzelle (30), die eine bestimmtes Gas erhält und elektrischen Strom erzeugt;
eine Wärmetauschvorrichtung (10), die zur Durchführung von Wärmetausch mit einem Wärmetauschmedium gestaltet und angeordnet ist;
eine Wärmetauschmediumleiteinrichtung (60, 61, 62, 63, 64), in der das Wärmetauschmedium zwischen der Wärmetauschvorrichtung (10) und der Brennstoffzelle (30) zirkuliert, so dass das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetauschvorrichtung und der Brennstoffzelle austauschen kann; und
einem Gasdetektor (50, 54) der zur Erfassung des spezifi schen Gases, das in das Wärmetauschmedium austritt, ge staltet und an einer Stelle an wenigstens der Wärme tauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet ist.

2. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 54) in einem Bereich der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet ist, der höher liegt als die anderen Bereiche davon.

3. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 54) in einem Bereich der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet ist, der ein größeres Volumen als die anderen Bereiche aufweist.

4. Wärmetauschsystem, das umfasst:
eine Brennstoffzelle (30), die eine bestimmtes Gas erhält und elektrischen Strom erzeugt;
eine Wärmetauschvorrichtung (10), die zur Durchführung von Wärmetausch mit einem Wärmetauschmedium gestaltet und angeordnet ist;
eine Wärmetauschmediumleiteinrichtung (60, 61, 62, 63, 64), in der das Wärmetauschmedium zwischen der Wärmetauschvorrichtung (10) und der Brennstoffzelle (30) zirkuliert, so dass das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetauschvorrichtung und der Brennstoffzelle austauschen kann;
eine Wärmetauschmediumspeichervorrichtung (20), die zum Speichern wenigstens eines Überschusses des Wärmetausch mediums, wenn die Menge des durch das Wärmetauschsystem zirkulierende Wärmetauschmediums übermäßig hoch wird, gestaltet und angeordnet ist; und
einem Gasdetektor (50, 52, 54), der zur Erfassung des spezifischen Gases, das in das in das Wärmetauschmedium austritt, gestaltet und an einer Stelle an wenigstens der Wärmetauschvorrichtung, der Wärmetauschmediumleiteinrichtung oder der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung angeordnet ist.

5. Wärmetauschsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Wärmetauschspeichervorrichtung einen Reservetank (20) umfasst und dass der Gasdetektor in einem oberen Bereich des Reservetank angeordnet ist.

6. Wärmetauschsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 52, 54) in einem Bereich der Wärmetauschvorrichtung, der Wärmetauschmedi umleiteinrichtung oder der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung angeordnet ist, der höher liegt als die anderen Bereiche davon.

7. Wärmetauschsystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 52, 54) in einem Be reich der Wärmetauschvorrichtung, der Wärmetauschmedium leiteinrichtung oder der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung angeordnet ist, der ein größeres Volumen als die anderen Bereiche aufweist.

8. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder 4, das deswei teren einen Warnsignalgeber (92) umfasst, der zur Erzeu gung einer Warnmeldung, wenn der Gasdetektor (50, 52, 54) ein Austreten des spezifischen Gases in das Wärmetauschmedium erfasst, verbunden ist.

9. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gas Wasserstoff enthält und dass der Gasdetektor einen Wasserstoffdetektor enthält.

10. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, dass
die Wärmetauschvorrichtung einen Kühler (12) mit einer daran oben angeordneten Kühlerhaube (18) umfasst; und
der Gasdetektor (50) an der Kühlerhaube befestigt ist.

11. Wärmetauschsystem, das umfasst:
einen exotermen Körper (30), der Wärme erzeugen kann, wo bei der exoterme Körper mit einem Wärmetauschmedium zum Wärmetausch damit versorgt wird;
eine Gasabsorbtionsvorrichtung (40), die eine gasabsor bierende Legierung (42) umfasst, die in der Lage ist, ein bestimmtes Gas zu absorbieren oder freizusetzen;
eine Wärmetauschvorrichtung (10), die zur Durchführung von Wärmetausch mit dem Wärmetauschmedium gestaltet und angeordnet ist;
eine Wärmetauschmediumleiteinrichtung (60, 61, 62, 63, 64), in der das Wärmetauschmedium zwischen der Wärmetauschvorrichtung, dem exotermen Körper und der gasabsorbierenden Vorrichtung zirkuliert, so dass das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetauschvorrichtung, dem exotermen Körper und der Gasabsorbtionsvorrichtung austauschen kann; und
einem Gasdetektor (50, 54), der zur Erfassung des spezi fischen Gases, das in das Wärmetauschmedium austritt, ge staltet und an wenigstens der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet ist.

12. Wärmetauschsystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 54) in einem Bereich der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet ist, der höher liegt als die anderen Bereiche davon.

13. Wärmetauschsystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 54) in einem Bereich der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet ist, der ein größeres Volumen hat als die anderen Bereiche davon.

14. Wärmetauschsystem, das umfasst:
einen exotermen Körper (30), der Wärme erzeugen kann, wo bei der exoterme Körper mit einem Wärmetauschmedium zum Wärmetausch damit versorgt wird;
eine Gasabsorbtionsvorrichtung (40), die eine gasabsor bierende Legierung (42) umfasst, die in der Lage ist, ein bestimmtes Gas zu absorbieren oder freizusetzen;
eine Wärmetauschvorrichtung (10), die zur Durchführung von Wärmetausch mit dem Wärmetauschmedium gestaltet und angeordnet ist;
eine Wärmetauschmediumleiteinrichtung (60, 61, 62, 63, 64), in der das Wärmetauschmedium zwischen der Wärmetauschvorrichtung, dem exotermen Körper und der gasabsorbierenden Vorrichtung zirkuliert, so dass das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetauschvorrichtung, dem exotermen Körper und der Gasabsorbtionsvorrichtung austauschen kann;
eine Wärmetauschmediumspeichervorrichtung (20), die zum Speichern wenigstens eines Überschusses des Wärmetausch mediums, wenn die Menge des durch das Wärmetauschsystem zirkulierende Wärmetauschmediums übermäßig hoch wird, gestaltet und angeordnet ist; und
einen Gasdetektor (50, 52, 54), der zur Erfassung des spezifischen Gases, das in das in das Wärmetauschmedium austritt, gestaltet und an einer Stelle an wenigstens der Wärmetauschvorrichtung, der Wärmetauschmediumleiteinrichtung oder der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung angeordnet ist.

15. Wärmetauschsystem nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass:
die Wärmetauschmediumspeichervorrichtung einen Reserve tank (20) umfasst; und
der Gasdetektor an einem oberen Bereich des Reservetanks befestigt ist.

16. Wärmetauschsystem nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 52, 54) in einem Be reich der Wärmetauschvorrichtung, der Wärmetauschmedium leiteinrichtung oder der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung angeordnet ist, der höher liegt als die anderen Bereiche.

17. Wärmetauschsystem nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gasdetektor (50, 52, 54) in einem Be reich der Wärmetauschvorrichtung, der Wärmetauschmedium leiteinrichtung oder der Wärmetauschmediumspeichervorrichtung angeordnet ist, der ein größeres Volumen aufweist als die anderen Bereiche davon.

18. Wärmetauschsystem nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass es desweiteren einen Warnmeldungs geber (92) umfasst, der eine Warnmeldung erzeugt, wenn der Gasdetektor ein Austreten des spezifischen Gases in das Wärmetauschmedium erfasst.

19. Wärmetauschsystem nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gas Wasserstoff ent hält, und dass der Gasdetektor einen Wasserstoffdetektor umfasst.

20. Wärmetauschsystem nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet dass:
die Wärmetauschvorrichtung einen Kühler (10) mit einer daran oben angeordneten Kühlerhaube (18) umfasst; und
der Gasdetektor an der Kühlerhaube befestigt ist.

21. Wärmetauschsystem nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der exoterme Körper eine Brennstoff zelle (30) umfasst, die das spezifische Gas erhält und elektrischen Strom erzeugt.

22. Fahrzeug, dass ein Wärmetauschsystem enthält, das um fasst:
eine Brennstoffzelle (30), die eine bestimmtes Gas erhält und elektrischen Strom erzeugt;
eine Wärmetauschvorrichtung (10), die zur Durchführung von Wärmetausch mit einem Wärmetauschmedium gestaltet und angeordnet ist;
eine Wärmetauschmediumleiteinrichtung (60, 61, 62, 63, 64), in der das Wärmetauschmedium zwischen der Wärmetauschvorrichtung (10) und der Brennstoffzelle (30) zirkuliert, so dass das Wärmetauschmedium Wärme mit der Wärmetauschvorrichtung und der Brennstoffzelle austauschen kann; und
einen Gasdetektor (50, 54), der zur Erfassung des spezifischen Gases, das in das Wärmetauschmedium austritt, gestaltet und an einer Stelle an wenigstens der Wärmetauschvorrichtung oder der Wärmetauschmediumleiteinrichtung angeordnet ist.