DE102008020762A1

DE102008020762A1 - Brennstoffzellensystem

Info

Publication number: DE102008020762A1
Application number: DE102008020762A
Authority: DE
Inventors: Özer ARAS; Patrice Herold; Andreas Hierl; Christian Leu
Original assignee: Heliocentris Energiesysteme GmbH
Current assignee: Heliocentris Energiesysteme GmbH
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-22
Also published as: US20110117470A1; DK2277222T3; EP2277222B1; WO2009127743A1; PL2277222T4; PL2277222T3; DE112009000851A5; EP2277222A1; WO2009127742A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellenstacks, welches verschiedene, auch unabhängig voneinander zu verwirklichende Merkmale aufweist, nämlich: - eine Kammer die zur Aufnahme einen Brennstoffzellen-Stacks besitzt, die so ausgebildet ist, dass der Brennstoffzellen-Stack relativ zur Kammer schräg angeordnet ist; - eine U-förmige Luftführung mit Zuluft- und Abluftkanälen, verwirklicht, die eine Eintritts- bzw. Austrittsöffnung auf derselben Seite des Gehäuses des Brennstoffzellensystems besitzen, - wenigstens zwei in Strömungsrichtung der Luft hintereinander im Zuluft- oder Abluftkanal angeordnete Lüfter oder Verdichter aufweist, - ein Gehäuse, das neben einer Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack und einen Zuluft- und einen Abluftkanal zwei weitere, separate Gehäuseabteile aufweist, und - einen Bypass-Luftkanal aufweist, der zwischen einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu einer Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack und einen Abluftkanal zur Abfuhr von Luft aus der Kammer für den Brennstoffzellen-Stack angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem für einen Brennstoffzellen-Stack. Die Erfindung betrifft weniger den Brennstoffzellen-Stack als vielmehr die weiteren Komponenten eines Brennstoffzellensystems zur Medienversorgung und Einstellung der Betriebsparameter für einen Brennstoffzellen-Stack, wie das Gehäuse und die Medienversorgung mit Luft und Wasserstoff sowie deren Steuerung.
Typische Bestandteile eines Brennstoffzellensystems sind ein Brennstoffzellen-Stack, der die eigentliche Brennstoffzelle in Form einer Vielzahl von Einzelzellen mit jeweils einer Kathode und einer Anode und einem dazwischen angeordneten Elektrolyt, beispielsweise in Form einer Membran, aufweist, sowie ein Gehäuse. Das Gehäuse beherbergt die nötigen Komponenten, z. B. Luftkanäle und Wasserstoffleitung, die nötig sind, um den Anoden des Brennstoffzellen-Stacks den erforderlichen Wasserstoff zuzuführen und den Kathoden des Brennstoffzellen-Stacks den nötigen Sauerstoff, beispielsweise als Teil von zugeführter Umgebungsluft. Weiterhin umfasst das Brennstoffzellensystem Mittel zum Regeln des jeweils zugeführten Volumenstroms von Wasserstoff und Luft sowie für das Temperatur- und Feuchtemanagement, da frei werdende Reaktionswärme und entstehendes Wasser abgeführt werden müssen. Bei der Brennstoffzelle kommt es darauf an, eine vorteilhafte Betriebstemperatur möglichst für die Dauer des Betriebs zu wahren.
Die Erfindung betrifft in diesem Zusammenhang insbesondere ein Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellen-Stack mit offener Kathode, bei der die mit Wasserstoff zu versorgenden Anoden mit Kanälen zur zentralen Zufuhr von Wasserstoff verbunden sind, während die mit Sauerstoff zu versorgenden Kathoden quasi frei zugänglich sind und schichtartig nebeneinander angeordnet sind, so dass die Sauerstoffversorgung von Seiten des Gehäuses des Brennstoffzellensystems her erfolgen muss. Das auf Seiten der Kathode aus der Reaktion von Sauerstoff und Wasserstoff resultierende Wasser muss als Feuchtigkeit abgeführt werden. Brennstoffzellen-Stacks mit offener Kathode sind grundsätzlich bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennstoffzellensystem für einen Brennstoffzellen-Stack mit offener Kathode zu schaffen, das einen möglichst einfachen und effizienten Betrieb erlaubt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Brennstoffzellensystem gelöst, das verschiedene, auch unabhängig voneinander zu verwirklichende Merkmale aufweist, nämlich:

– Ein geschlossenes, insbesondere wärmeisolierendes Gehäuse;
– eine Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks, die so ausgebildet ist, dass der Brennstoffzellen-Stack relativ zum Gehäuse und zur Kammer schräg angeordnet ist;
– eine U-förmige Luftführung mit Zuluft- und Abluftkanälen, die eine Eintritts- bzw. Austrittsöffnung auf derselben Seite des Gehäuses des Brennstoffzellensystems besitzen, so dass Luft von dieser Seite des Gehäuses mittels eines Zuluftkanals zur Kammer für den Brennstoffzellen-Stack geführt wird und von dort aus über einen Abluftkanal wieder zurück zur gleichen Seite des Gehäuses;
– wenigstens zwei in Strömungsrichtung der Luft hintereinander im Zuluft- oder Abluftkanal angeordnete Lüfter oder Verdichter, vorzugsweise in Form von Axiallüftern oder Diagonallüftern und vorzugsweise mit unterschiedlicher Leistung;
– ein Gehäuse, das neben einer Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack und einem Zuluft- und einem Abluftkanal zwei weitere, separate Gehäuseabteile aufweist, nämlich ein Gehäuseabteil für die Aufnahme einer vorzugsweise elektronischen Steuerung und ein zweites Gehäuseabteil für die Aufnahme aller Komponenten, die der Zufuhr und ggf. Abfuhr von Wasserstoff zum Brennstoffzellen-Stack dienen; und
– einen Bypass-Luftkanal zwischen einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu einer Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack und einen Abluftkanal zur Abfuhr von Luft aus der Kammer für den Brennstoffzellen-Stack.

Die einzelnen – auch unabhängig voneinander zu verwirklichenden – Erfindungsaspekte und besonders bevorzugte Varianten der einzelnen Aspekte sowie besonders bevorzugte Kombinationen dieser Aspekte werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Von diesen zeigt:
1: Eine schematische Schnittansicht durch ein bevorzugtes Brennstoffzellensystem;
2: eine Darstellung ähnlich 1 zur Veranschaulichung weiterer Gehäuseabteile des Brennstoffzellensystems aus 1;
3a bis 3c: ein Brennstoffzellensystem ähnlich 1 mit einem zusätzlichen Bypass-Luftkanal;
4: eine schematische Darstellung zur Illustration des Einsatzes mehrerer Lüfter im Zu- und/oder Abluftkanal für eine Luftzufuhr zu einem Brennstoffzellen-Stack;
5: einen Brennstoffzellen-Stack mit offener Kathode und daran angebrachten Lüftungshauben;
6: eine erfindungsgemäß vorteilhafte Anordnung des Brennstoffzellen-Stacks und der Lüftungshauben;
7: eine besonders bevorzugte Variante einer Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack;
8: eine schematische Darstellung der relativen Anordnung eines Zuluftkanals und eines Abluftkanals relativ zu einer Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack; und
9: eine schematische Darstellung einer bevorzugten relativen Anordnung einer Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack und weiterer Gehäuseabteile für eine Steuerung des Brennstoffzellensystems und für Komponenten zur Wasserstoffversorgung.
1 zeigt in schematischer Darstellung einen Horizontalschnitt durch ein Brennstoffzellensystem 10 mit einer Kammer 12 für einen Brennstoffzellen-Stack 14 sowie einen Zuluftkanal 16 zur Kammer 12 und einen Abluftkanal 18 von der Kammer 12. Außerdem ist im Zuluftkanal 16 schematisch ein Verdichter oder Lüfter 20 dargestellt. Diese Komponenten sind von einem schematisch dargestellten Gehäuse 22 umschlossen.
1 illustriert dabei einen ersten Erfindungsgedanken, demgemäß der Zuluftkanal 16 und der Abluftkanal 18 jeweils auf der selben Seite (in der Figur der linken Seite) des Gehäuses 22 münden. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte U-förmige Luftführung, die es erlaubt, das Brennstoffzellensystem praktisch beliebig in einem Raum anzuordnen, wobei wahlweise sowohl Zuluft- als auch Abluftkanal ins Freie münden können oder ins Rauminnere. Entsprechend kann das Brennstoffzellensystem in dem Raum angeordnet werden.
2 zeigt ein Brennstoffzellensystem 10' ähnlich dem in 1 dargestellten, wobei zum einen der Lüfter 20 in Form eines Axiallüfters 20' dargestellt ist. Außerdem zeigt 2, dass das Gehäuse 22' ein eigenes Gehäuseabteil 24 zur Aufnahme von Steuerungskomponenten, d. h. speziell zur Aufnahme einer Steuerelektronik, aufweist sowie ein weiteres, drittes Gehäuseabteil 26 zur Aufnahme der Komponenten für die Wasserstoffversorgung. Wie 2 bereits zu entnehmen ist, weist das dritte Gehäuseabteil 26 für die Aufnahme der Komponenten zur Wasserstoffversorgung vorzugsweise einen Wasserstoffanschluss 28 auf, der nicht auf der gleichen Gehäuseseite angeordnet ist wie die Mündungen des Zuluftkanals 16 und des Abluftkanals 18, sondern auf einer anderen, vorzugsweise gegenüberliegenden Gehäuseseite. Auf Seiten der Kammer 12 für den Brennstoffzellen-Stack 14 ist ein Anschlussterminal 30 vorgesehen, über das der Brennstoffzellen-Stack 14 mit den Komponenten für die Wasserstoffversorgung (in 2 nicht dargestellt) in dem dritten Gehäuseabteil 26 zu verbinden ist, so dass über das Anschlussterminal 30 dem Brennstoffzellen-Stack 14 der erforderliche Wasserstoff zugeführt werden kann. Das Vorsehen eigener Gehäuseabteile für Steuerungskomponenten sowie für Komponenten zur Wasserstoffversorgung stellt einen zweiten, auch unabhängig zu verwirklichenden Erfindungsgedanken dar.
3a bis 3c illustrieren schließlich einen dritten, auch unabhängig zu verwirklichenden Erfindungsgedanken, der in einem Bypassluftkanal 32 besteht, der den Zuluftkanal 16 mit dem Abluftkanal 18 verbindet. Wie den drei Figuren ebenfalls zu entnehmen ist, ist im Zuluftkanal 16 eine Zuluftklappe 34 angeordnet, im Abluftkanal 18 eine Abluftklappe 36 und im Bypassluftkanal 32 eine Rezirkulati onsluftklappe 38. Mit Zuluftklappe, Abluftklappe und Rezirkulations-Luftklappe soll im Sinne dieser jede Einrichtung gemeint sein, mit der sich der hydraulische Durchmesser des Zuluftkanal, Abluftkanals bzw. Bypasskanals gesteuert verändern lässt, also z. B. auch eine Irisblende oder ein Schieber.
3a zeigt einen Betriebszustand, in dem die Zuluftklappe 34 und die Abluftklappe 36 vollständig geöffnet sind und die Rezirkulationsluftklappe 38 vollständig geschlossen ist, so dass der Bypass-Luftkanal 32 de facto wirkungslos ist und sich das Brennstoffsystem wie ein herkömmliches Brennstoffzellensystem verhält.
Bei kalten Umgebungstemperaturen, beispielsweise bei Umgebungstemperaturen von weniger als 10°C, können zum Starten des Brennstoffzellensystems 10 die Zuluftklappe 34 und die Abluftklappe 36 geschlossen und die Rezirkulationsluftklappe 38 geöffnet werden, so dass de facto keine Umgebungsluft in den Zuluftkanal 16 eingesaugt wird, sondern vielmehr Luft über den Zuluftkanal 16, die Kammer 12 für den Brennstoffzellen-Stack 14, den Abluftkanal 18 und den Bypass-Luftkanal 32 zirkuliert. Auf diese Weise kann die im Brennstoffzellen-Stack 14 entstehende Wärme effektiv genutzt werden und das Brennstoffzellensystem 10 so schnell wie möglich auf eine vorteilhafte Betriebstemperatur von beispielsweise 50°C bis 60°C gebracht werden. Dies ist in 3b abgebildet.
Wie 3c zeigt, kann auch eine Teil-Rezirkulation der durch die Kammer 12 geführten Luft erfolgen, indem die Zuluftklappe 34 und die Abluftklappe 36 nur teilweise geöffnet bzw. geschlossen sind, während die Rezirkulationsluftklappe 28 geöffnet ist.
Ein Brennstoffzellensystem 10 mit einem Bypass-Luftkanal 32 eröffnet die folgenden möglichen Betriebsweisen:
Beispielsweise kann die Luft mehrfach, z. B. zehnfach, im System rezirkuliert werden, bis der Brennstoffzellen-Stack 14 eine akzeptable Temperatur von beispielsweise mindestens 20°C erreicht hat. Hierbei sind, wie in 3b dargestellt, die Zuluftklappe 34 und die Abluftklappe 36 geschlossen und die Rezirkulationsluftklappe 38 geöffnet. Wenn eine Brennstoffzellen-Stack-Temperatur von etwa 20°C erreicht ist, können die Zuluftklappe 34 und die Abluftklappe 36 wiederum vollständig oder teilweise geöffnet werden, um dem Brennstoffzellen-Stack teilweise oder vollständig Umgebungsluft zuzuführen.
Statt – wie in 3b dargestellt – die Zuluftklappe 34 und die Abluftklappe 36 beim Starten des Brennstoffzellensystems vollständig zu schließen, können Zuluftklappe 34 und Abluftklappe 36 auch teilweise geschlossen bzw. geöffnet sein, wie dies in 3c dargestellt ist.
In Bezug auf 3a bis 3c ist anzumerken, dass im Falle eines Bypassluftkanals 32 ein erforderlicher Lüfter 32 in Strömungsrichtung hinter der Mündung des Bypassluftkanals in den Zuluftkanal 16 und/oder vor der Mündung des Bypassluftkanals 32 in den Abluftkanal 18 anzuordnen ist, damit der Lüfter auch in dem in 3b dargestellten Betriebsmodus seine Wirkung entfalten kann.
Ein vierter, auch unabhängig von den übrigen Erfindungsgedanken zu verwirklichender Erfindungsgedanke betrifft den in 1 schematisch dargestellten Verdichter 20. Gemäß dieses Erfindungsgedankens sind – statt des üblichen einen Verdichters – mehrere Verdichter, beispielsweise in Form von Axialverdichtern, im Luftkreislauf hintereinander angeordnet (kaskadiert). Beispielsweise können zwei Verdichter 20.1 und 20.2 hintereinander im Zuluftkanal angeordnet sein oder es können zwei Verdichter 20.3 und 20.4 im Abluftkanal hintereinander angeordnet sein. Genauso kann ein erster Verdichter 20.1 im Zuluftkanal und ein zweiter Verdichter 20.4 im Abluftkanal angeordnet sein. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit insgesamt vier Verdichtern 20.1 bis 20.4, die in den jeweils zwei in dem Zuluftkanal 16 und in dem Abluftkanal 18 angeordnet sind. Zwischen Zuluftkanal 16 und Abluftkanal 18 ist schematisch ein Brennstoffzellen-Stack 14' dargestellt.
Die Verdichter 20.1 bis 20.4 sind vorzugsweise Axiallüfter und haben außerdem vorzugsweise eine unterschiedliche Nominal- bzw. Maximalleistung.
Durch den Einsatz mehrerer Verdichter bzw. Lüfter anstelle des üblichen einen Verdichters bzw. Lüfters können die typischerweise bei der Verwendung nur eines Lüfters auftretenden nachfolgenden Probleme vermieden werden:

– Der minimale Anlaufvolumenstrom des Verdichters ist zu hoch,
– der maximale Volumenstrom des Verdichters reicht bei hohen Umgebungstemperaturen, beispielsweise von mehr als 35°C, nicht aus und
– zusätzliche Druckverluste durch die Einbindung zusätzlicher Rohrleitungen nach Installation des Brennstoffzellensystems beim Kunden beeinflussen negativ die Verdichterleistung und können von einem einzelnen Verdichter nicht ohne weiteres kompensiert werden.

Beim Einsatz zweier Verdichter kann das Problem des minimalen Anlaufvolumenstroms dadurch gelöst werden, dass bei geringem Luftbedarf im Teillastbereich des Brennstoffzellensystems nur einer der beiden Lüfter betrieben wird. Bei der Verwendung von Axiallüftern kann eine insgesamt höhere Druckdifferenz zwischen Einlass und Auslass erzeugt werden, weil die beiden Axiallüfter in Reihe geschaltet sind, so dass sich die Druckleistung des Gesamtverdichters erhöht. Alternativ können auch zwei Verdichter parallel zueinander angeordnet werden, um den Volumenstrom zu erhöhen. So kann durch eine entsprechende Anordnung der Verdichter bzw. durch gezieltes Ein- und Ausschalten die benötigte Lüfterleistung in effizienterer Weise realisiert werden als dies mit einem einzigen Lüfter möglich wäre, der ggf. – beispielsweise im Teillastbetrieb – mit vermindertem Wirkungsgrad betrieben werden müsste. Auf diese Weise lässt sich auch der Gesamtwirkungsgrad des Brennstoffzellensystems erhöhen. Insgesamt können somit durch einzelne Ansteuerung der Verdichter mühelos beliebige Leistungspunkte angesteuert werden.
Hierzu kann auch ein weiterer Erfindungsgedanke beitragen, der in den Figuren nicht bildlich dargestellt ist und der darin besteht, dass dem Lüfter oder Verdichter eine in einem Betriebszustand federbelastete, als Druckminderer wirkende Luftklappe zur Optimierung des Arbeitspunktes des Verdichters oder Lüfters im Teillastbereich zugeordnet ist, wobei die Luftklappe bei Volllast geöffnet werden kann, so dass sie dann nicht als Druckminderer wirkt.
Wenn, wie in 4 dargestellt, wenigstens ein Verdichter im Zuluftkanal 16 drückend und der andere Verdichter im Abluftkanal 18 saugend angeordnet ist, so dass ein Verdichter druckseitig und der andere Verdichter saugseitig angebracht ist, ergibt sich außerdem eine Verbesserung der Gleichverteilung der Strömung über den Brennstoffzellen-Stack 14. Insgesamt ergeben sich die Vorteile, dass der Volumenstrom und der Druck der Versorgung leicht skalierbar ist. Außerdem ergibt sich ein einfacher Aufbau mit geringer Baugröße, da auch ansonsten eher ungünstige Axiallüfter verwendet werden können. Schließlich kann auch die Gleichverteilung der Luftströmung über den Stack verbessert werden.
Ein fünfter, auch unabhängig von den übrigen Erfindungsgedanken zu realisierender Erfindungsgedanke betrifft die Optimierung der Anordnung des Brennstoffzellen-Stacks 14 in der Kammer 12 bzw. dem Gehäuse 22.
Bei derzeit bekannten Brennstoffzellensystemen mit einem Brennstoffzellen-Stack mit offener Kathode sind üblicherweise Lüftungshauben 40.1 und 40.2 vorgesehen, wie sie im Zusammenhang mit einem Stack 14 in 5 dargestellt sind. Die Luft wird einer ersten Lüftungshaube 40.1 zugeführt und durch die Lüftungshaube 40.1 in den Stack 14 eingeleitet und strömt an den offenen Kathoden vorbei durch den Stack hindurch zur zweiten Lufthaube 40.2.
Um zu optimierten Gehäuseabmaßen zu gelangen, die ein insgesamt kleines Außengehäuse erlauben und damit auch zu insgesamt geringeren Wärmeverlusten durch die Gehäusewand hindurch führen, besteht der fünfte Erfindungsgedanke darin, den Stack 14 schräg anzuordnen, so wie dies in 6 dargestellt ist. Die Außenseiten der Lüftungshauben 40.1 und 40.2 verlaufen dabei vorzugsweise parallel zu einer Außenwand, beispielsweise einer Oberseite oder Unterseite des Gehäuses 20 des Brennstoffzellensystems 10.
6 zeigt darüber hinaus noch einen Radiallüfter 20'' als Verdichter, der an die Zulufthaube 40.1 angeschlossen ist.
7 zeigt schließlich eine besonders optimierte Variante der Anordnung eines Brennstoffzellen-Stacks 14 in einer eigenen Kammer 12 des Gehäuses 22. Dabei ist die Kammer 12 so ausgerichtet, dass ihre Kammerwände 12.1 und 12.2 in etwa parallel zu Außenwänden des Gehäuses 22 verlaufen. Der Brennstoffzellen-Stack 14 ist schräg in der Kammer 12 angeordnet. Wie 7 zu entnehmen ist, schließen sich außerdem ein Zuluftkanal 16 und der Abluftkanal 18 so an die Kammer 12 an, dass sich in der Aufsicht (7 stellt einen Vertikalschnitt dar) eine Anordnung von Zuluftkanal 16, Kammer 12 für den Brennstoffzellen-Stack 14 und Abluftkanal 18 ergibt, wie sie schematisch in 8 dargestellt ist. Zu erkennen ist die bereits mit Bezug auf 1 und 2 erläuterte, erfindungsgemäße U-förmige Luftführung. In 8 ist wiederum ein Radiallüfter 20'' als Verdichter 20 schematisch dargestellt. In vorteilhafter Weise kann anstelle eines einzigen Radiallüfters 20'' auch eine Anordnung mehrerer Lüfter vorgesehen sein, wie dies mit Bezug auf 4 näher erläutert wurde.
9 illustriert schließlich noch einmal jenen Erfindungsgedanken, der in der Aufteilung des Gehäuses 22 in wenigstens drei Gehäuseabteile besteht, von denen ein Gehäuseabteil die Kammer 12 und die Luftkanäle 16 und 18 umfasst und ein davon getrenntes Gehäuseabteil 24 Steuerungskomponenten enthält und ein drittes Gehäuseabteil 26 schließlich die Komponenten für die Wasserstoffversorgung.
Werden alle – auch unabhängig voneinander zu verwirklichenden – Erfindungsgedanken gleichermaßen in einem Brennstoffzellensystem verwirklicht, ergibt sich ein Brennstoffzellensystem, das ein kompaktes Gehäuse mit geringen Ausmaßen besitzt. Dies besteht vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Material, um Wärmeverluste weiter zu reduzieren.
Die einzelnen Erfindungsgedanken tragen jeder für sich und besonders in Kombination miteinander zu einem Brennstoffzellensystem bei, dass auch in Teillast bereichen einen hohen Wirkungsgrad besitzt und auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen schnell auf die optimale Betriebstemperatur zu bringen ist.

Claims

Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks so ausgebildet ist, dass der Brennstoffzellen-Stack relativ zur Kammer schräg angeordnet ist.
Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit Außenwänden und einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzellen-Stack schräg zu den Außenwänden des Gehäuses angeordnet ist.
Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks sowie mit einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu der Kammer und einem Abluftkanal zum Abführen von Luft aus der Kammer an die Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eintrittsöffnung des Zuluftkanals und eine Austrittsöffnung des Abluftkanals auf derselben Seite des Gehäuses des Brennstoffzellensystems angeordnet sind, so dass sich eine U-förmige Luftführung ergibt.
Brennstoffzellensystem insbesondere nach Anspruch 3, mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks sowie mit einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu der Kammer und einem Abluftkanal zum Abführen von Luft aus der Kammer an die Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem eine Bypass-Luftkanal aufweist, der von dem Abluftkanal zu dem Zuluftkanal führt.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass-Luftkanal eine Einrichtung zum gesteuerten Verändern des hydraulischen Durchmesser des Bypass-Luftkanals zum wahlweise öffnen oder schließen des Bypass-Luftkanals angeordnet ist.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zuluftkanal und/oder dem Abluftkanal eine Einrichtung zum gesteuerten Verändern des hydraulischen Durchmesser des Zuluft- bzw. Abluftkanals zum wahlweise öffnen oder schließen des Zuluftkanals und/oder des Abluftkanals angeordnet ist.
Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks sowie mit einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu der Kammer und einem Abluftkanal zum Abführen von Luft aus der Kammer an die Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem wenigstens zwei in Strömungsrichtung der Luft hintereinander im Zuluft- und/oder Abluftkanal angeordnete Lüfter oder Verdichter aufweist.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfter Axiallüfter oder Diagonallüfter sind.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfter eine unterschiedliche Nenn- oder Maximalleistung besitzen.
Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lüfter oder Verdichter in dem Zuluftkanal angeordnet und wenigstens ein weiterer Lüfter oder Verdichter in dem Abluftkanal.
Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks sowie mit einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu der Kammer und einem Abluftkanal zum Abführen von Luft aus der Kammer an die Umgebung sowie mit wenigstens einem in dem Zuluftkanal oder dem Abluftkanal angeordneten Lüfter oder Verdichter, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lüfter oder Verdichter eine in einem Betriebszustand federbelastete, als Druckminderer wirkende Luftklappe zur Optimierung des Arbeitspunktes des Verdichters oder Lüfters im Teillastbereich zugeordnet ist, wobei die Luftklappe bei Volllast geöffnet werden kann, so dass sie dann nicht als Druckminderer wirkt.
Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks sowie mit einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu der Kammer und einem Abluftkanal zum Abführen von Luft aus der Kammer an die Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse neben der Kammer für einen Brennstoffzellen-Stack und dem Zuluft- und dem Abluftkanal zwei weitere, separate Gehäuseabteile aufweist, nämlich ein Gehäuseabteil für die Aufnahme einer vorzugsweise elektronischen Steuerung und ein zweites Gehäuseabteil für die Aufnahme aller Komponenten, die der Zufuhr und ggf. Abfuhr von Wasserstoff zum Brennstoffzellen-Stack dienen.
Brennstoffzellensystem mit einem Gehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme eines Brennstoffzellen-Stacks sowie mit einem Zuluftkanal zum Zuführen von Umgebungsluft zu der Kammer und einem Abluftkanal zum Abführen von Luft aus der Kammer an die Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse wärmeisolierend ausgeführt ist.