DE102008056063B4 - Device for receiving a sensor on gas-carrying line elements in a fuel cell system - Google Patents
Device for receiving a sensor on gas-carrying line elements in a fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008056063B4 DE102008056063B4 DE102008056063.4A DE102008056063A DE102008056063B4 DE 102008056063 B4 DE102008056063 B4 DE 102008056063B4 DE 102008056063 A DE102008056063 A DE 102008056063A DE 102008056063 B4 DE102008056063 B4 DE 102008056063B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor
- receptacle
- section
- coolant
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors an gasführenden, insbesondere brennstoffführenden, Leitungselementen in einem Brennstoffzellensystem, wobei im Bereich des Sensors oder der Aufnahme des Sensors eine Beheizung vorgesehen ist, wobeidie Beheizung durch einen wärmeleitenden Kontakt zwischen dem Bereich des Sensors (15) oder der Aufnahme (16) des Sensors (15) und einem Teilabschnitt (17) einer Kühlmittelleitung ausgebildet ist, wobei der Teilabschnitt (17) der Kühlmittelleitung in Strömungsrichtung des Kühlmittels nach wenigstens einer zu kühlenden Komponente (3) und vor einem Kühlwärmetauscher (14) angeordnet ist, wobei der wärmeleitende Kontakt durch eine zumindest punktuelle Berührung des Teilabschnitts (17) der Kühlmittelleitung mit dem Sensor (15) oder der Aufnahme (16) des Sensors (15) ausgebildet ist,wobei der Teilabschnitt (17) der Kühlmittelleitung und der Sensor (15) oder die Aufnahme (16) des Sensors (15) im Bereich der zumindest punktuellen Berührung so ausgebildet sind, dass die Berührung auch bestehen bleibt, wenn sich der Teilabschnitt (17) der Kühlmittelleitung und der Sensor (15) oder die Aufnahme (16) des Sensors (15) relativ zueinander verschieben.Device for accommodating a sensor on gas-carrying, in particular fuel-carrying, line elements in a fuel cell system, with heating being provided in the area of the sensor or the receptacle of the sensor, the heating being provided by a heat-conducting contact between the area of the sensor (15) or the receptacle (16 ) of the sensor (15) and a section (17) of a coolant line is formed, the section (17) of the coolant line being arranged in the flow direction of the coolant after at least one component (3) to be cooled and in front of a cooling heat exchanger (14), the heat-conducting contact is formed by at least point contact of the section (17) of the coolant line with the sensor (15) or the receptacle (16) of the sensor (15), the section (17) of the coolant line and the sensor (15) or the The receptacle (16) of the sensor (15) in the area of at least selective contact is designed so that the contact remains even when the section (17) of the coolant line and the sensor (15) or the receptacle (16) of the sensor ( 15) move relative to each other.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors an gasführenden Leitungselementen in einem Brennstoffzellensystem, wobei im Bereich des Sensors oder der Aufnahme des Sensors eine Beheizung vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen Vorrichtung.The invention relates to a device for accommodating a sensor on gas-carrying line elements in a fuel cell system, with heating being provided in the area of the sensor or the receptacle of the sensor. The invention further relates to the use of such a device.
Aus der gattungsgemäßen
Dieser Aufbau ist hinsichtlich der Leitungsführung und der Ansteuerung der einzelnen Heizelemente sehr aufwendig. Außerdem benötigt die elektrische Beheizung der Sensoren zusätzliche elektrische Energie, die von dem System bereitgestellt werden muss.This structure is very complex in terms of cable routing and the control of the individual heating elements. In addition, the electrical heating of the sensors requires additional electrical energy, which must be provided by the system.
Ferner ist in
In
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Sensoren im Bereich von gasfführenden Leitungen in einem Brennstoffzellensystem dahingehend zu verbessern, dass mit minimalem Aufwand hinsichtlich der Steuerung und ohne zusätzlichen Einsatz von Energie ein sicherer Betrieb der entsprechenden Sensoren ermöglicht wird.It is therefore the object of the present invention to improve sensors in the area of gas-carrying lines in a fuel cell system in such a way that safe operation of the corresponding sensors is made possible with minimal effort in terms of control and without additional use of energy.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Anstelle der sonst üblichen elektrischen Beheizung eines Sensors oder seiner Aufnahme erfolgt hier erfindungsgemäß die wärmeleitende Ankopplung des Sensors oder seiner Aufnahme an einem Teilabschnitt der Kühlmittelleitung. Typischerweise wird dieser Teilabschnitt in Strömungsrichtung des Kühlmittels nach wenigstens einer ersten zu kühlenden Komponente und vor dem Kühlwärmetauscher liegen. Wir befinden uns also im Rücklauf der Kühlmittelleitung. Das Kühlmittel, typischerweise Kühlwasser oder ein Kühlwasser-Frostschutzmittel-Gemisch, hat in diesem Bereich seine höchste Temperatur, bevor es in einem Kühlwärmetauscher heruntergekühlt und dem Kühlkreislauf erneut zugeführt wird. Die Anbindung des Sensors beziehungsweise seiner Aufnahme (Sensorport) ermöglicht so unter Nutzung der Wärme im Kühlwasser eine Erwärmung des Sensors beziehungsweise seiner Aufnahme. Durch diese Erwärmung des Sensors beziehungsweise seiner Aufnahme wird eine Auskondensation von Feuchtigkeit aus dem typischerweise eher kalten Brennstoff dessen Druck, chemische Zusammensetzung oder dergleichen durch den Sensor gemessen werden soll, vermieden. Im Extremfall könnte diese auskondensierte Flüssigkeit ohne Beheizung auch einfrieren und so die Funktionalität des Sensors lahm legen, gegebenenfalls kann es durch die Ausdehnung beim Gefrieren sogar zu Schäden in dem System kommen.Instead of the usual electrical heating of a sensor or its receptacle, here, according to the invention, the sensor or its receptacle is thermally coupled to a section of the coolant line. Typically, this section will be located in the flow direction of the coolant after at least a first component to be cooled and in front of the cooling heat exchanger. So we are in the return line of the coolant line. The coolant, typically cooling water or a cooling water-antifreeze mixture, has its highest temperature in this area before it is cooled down in a cooling heat exchanger and fed back into the cooling circuit. The connection of the sensor or its receptacle (sensor port) enables the sensor or its receptacle to be heated using the heat in the cooling water. This heating of the sensor or its holder prevents condensation of moisture from the typically cold fuel whose pressure, chemical composition or the like is to be measured by the sensor. In extreme cases, this condensed liquid could also freeze without heating and thus paralyze the functionality of the sensor; the expansion during freezing could even cause damage to the system.
All dies wird erfindungsgemäß durch die wärmeleitende Ankopplung an die Kühlmittelleitung und damit an das Kühlmittel verhindert. Dabei bietet die wärmeleitende Ankopplung an das Kühlwasser eine einfache, passive Art der Beheizung des Sensors. Gegenüber einer elektrischen Beheizung ist deutlich weniger Aufwand hinsichtlich einer Steuerung von Heizelementen oder dergleichen notwendig. Die Beheizung durch das Kühlwasser erfolgt vollkommen passiv und nutzt außerdem in dem System ohnehin vorhandene und nicht benötigte Abwärme, so dass auch kein zusätzlicher Energieaufwand durch das Beheizen entsteht. Das Kühlwasser ist in seiner maximalen Temperatur durch das System entsprechend begrenzt, so dass der Sensor durch diese Erwärmung mittels des Kühlwassers auch nicht überhitzt werden kann. Es ist daher keinerlei Steuerung oder Regelung notwendig, um einen sicheren Betrieb des Sensors zu garantieren. Außerdem erfolgt durch den Sensor und/oder seine Aufnahme auch eine gewisse Abkühlung des Kühlmittels, was bei zumeist bestehenden Problemen hinsichtlich der verfügbaren Kühlfläche, insbesondere bei Fahrzeugsystem, durchaus positiv ist.All of this is prevented according to the invention by the heat-conducting coupling to the coolant line and thus to the coolant. The heat-conducting connection to the cooling water offers a simple, passive way of heating the sensor. Compared to electrical heating, significantly less effort is required in terms of controlling heating elements or the like. Heating by the cooling water is completely passive and also uses waste heat that is already present in the system and is not needed, so that no additional energy is required for heating. The maximum temperature of the cooling water is limited accordingly by the system, so that the sensor cannot be overheated as a result of this heating by the cooling water. Therefore, no control or regulation is necessary to guarantee safe operation of the sensor. In addition, the sensor and/or its recording takes place also a certain cooling of the coolant, which is definitely positive when there are usually problems with the available cooling surface, especially in vehicle systems.
Ein weiterer Vorteil von der wärmeleitenden Ankopplung des Sensors beziehungsweise seiner Aufnahme an den entsprechenden Teilabschnitt der Kühlmittelleitung liegt darin, dass in dem Kühlmittel aufgrund der Wärmekapazität und der vergleichsweise großen Menge an Kühlmittel auch dann noch eine entsprechende Wärmeenergie vorhanden ist, wenn das eigentliche System und damit die zu kühlende Komponente bereits abgeschaltet ist. Auch dann kann der Sensor beziehungsweise seine Aufnahme weiter erwärmt oder zumindest warm gehalten werden, so dass beispielsweise im Rahmen einer Abschaltprozedur eines derartigen Brennstoffzellensystems verhindert werden kann, dass sich in dieser Situation durch Auskondensation Tröpfchen bilden, welche dann beim Wiederstart den Sensor in Form von Wasser oder Eis blockieren würden und erst ein langwieriges Auftauen des Sensors erforderlich machen würden, bevor das System starten könnte.A further advantage of the thermally conductive coupling of the sensor or its receptacle to the corresponding section of the coolant line is that due to the heat capacity and the comparatively large amount of coolant, a corresponding thermal energy is still present in the coolant even when the actual system and thus the component to be cooled is already switched off. Even then, the sensor or its receptacle can be further heated or at least kept warm, so that, for example, as part of a shutdown procedure of such a fuel cell system, it can be prevented that droplets form in this situation due to condensation, which then hit the sensor in the form of water when it is restarted or ice would block and require a lengthy sensor thaw before the system could start.
Der wärmeleitende Kontakt zwischen dem Bereich des Sensors oder dessen Aufnahme und dem Teilabschnitt der Kühlmittelleitung ist als einfache zumindest punktuelle Berührung zwischen diesen Teilen ausgebildet.The heat-conducting contact between the area of the sensor or its receptacle and the section of the coolant line is designed as a simple, at least punctual, contact between these parts.
Durch diese Berührung kann dabei eine ausreichende Wärmemenge übertragen werden. Beim Aufbau und Packaging des Systems müssen die Teile also lediglich eng anliegen beziehungsweise sich berührend aneinander vorbeigeführt werden. Problematisch kann ein solcher Aufbau allerdings dann werden, wenn der entsprechende Teilabschnitt der Kühlmittelleitung und der Sensor beziehungsweise seine Aufnahme in verschiedenen Modulen angelegt sind, so dass es während des Betriebs zu vibrationsbedingten oder thermisch bedingten Verschiebungen der Teilelemente zueinander kommen kann. Diese Verschiebungen, welche im Extremfall bis zu einigen Millimetern in jede Raumrichtung betragen können, können im Zweifelsfall diesen Kontakt verringern oder ganz abreißen lassen. Dementsprechend sind die Teile gegeneinander zu fixieren und die Kühlmittelleitung in diesem Bereich mit flexiblen Leitungselementen ist so gestaltet, dass immer eine Berührung gegeben ist. Es ist dabei durchaus erlaubt, dass die Teile sich im Bereich der Berührung gegeneinander verschieben, wobei jedoch zumindest ein Punkt einer Berührung immer sichergestellt ist.This contact allows a sufficient amount of heat to be transferred. When setting up and packaging the system, the parts only have to fit tightly or be moved past each other touching each other. However, such a structure can become problematic if the corresponding section of the coolant line and the sensor or its receptacle are installed in different modules, so that vibration-related or thermally-related displacements of the sub-elements to one another can occur during operation. These displacements, which in extreme cases can be up to a few millimeters in any spatial direction, can, in cases of doubt, reduce this contact or cause it to break off completely. Accordingly, the parts must be fixed against each other and the coolant line in this area with flexible line elements is designed so that there is always contact. It is entirely permissible for the parts to move relative to one another in the area of contact, although at least one point of contact is always ensured.
Der Sensor kann dabei in allen gasführenden Leitung, z.B. Kathodenseitig oder Anodenseitig, angeordnet sein. Besonders bevorzugt wird die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch in brennstoffführenden Leitung eingesetzt, in denen die Problematik, wie beim Stand der Technik Eingangs beschrieben, besonders hoch ist.The sensor can be arranged in all gas-carrying lines, e.g. on the cathode side or anode side. However, the device according to the invention is particularly preferably used in fuel-carrying lines in which the problem, as described at the beginning of the prior art, is particularly high.
Um den Aufbau dahingehend noch zu verbessern kann es auch vorgesehen sein, dass in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Bauteil eingesetzt wird, welches den wärmeleitenden Kontakt zwischen dem Sensor oder seiner Aufnahme einerseits und dem entsprechenden Teilabschnitt der Kühlmittelleitung andererseits sicherstellt. Dieses Bauteil kann dabei so ausgebildet sein, dass es beispielsweise eine gewisse Flexibilität aufweist und so die Bewegung der beiden Teile zueinander ermöglicht, ohne dass der wärmeleitende Kontakt abreißt. Damit entsteht ein besonders einfacher und effizienter Aufbau, welcher außer dem Einbau des zusätzlichen Bauteils keine Änderung in der Leitungsführung und in der Flexibilität der Leitungen erforderlich macht. Dieser Aufbau ist beispielsweise auch geeignet, um in bestehenden Systemen nachgerüstet zu werden.In order to further improve the structure in this respect, it can also be provided that in a particularly advantageous embodiment of the invention a component is used which ensures the heat-conducting contact between the sensor or its receptacle on the one hand and the corresponding section of the coolant line on the other hand. This component can be designed in such a way that, for example, it has a certain flexibility and thus enables the two parts to move towards one another without the heat-conducting contact breaking off. This creates a particularly simple and efficient structure which, apart from installing the additional component, does not require any changes to the cable routing or the flexibility of the cables. This structure is also suitable, for example, for retrofitting into existing systems.
Eine dritte Variante der Erfindung kann es auch vorsehen, dass die Aufnahme des Sensors in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel im entsprechenden Teilabschnitt der Kühlmittelleitung steht. Damit kann durch das in diesem Bereich warme Kühlmittel die Erwärmung der Aufnahme des Sensors direkt erfolgen, so dass immer eine sichere und zuverlässige Erwärmung mit hoher wärmeübertragender Fläche vorhanden ist.A third variant of the invention can also provide that the receptacle of the sensor is in direct contact with the coolant in the corresponding section of the coolant line. This means that the warm coolant in this area can be used to heat the sensor holder directly, so that there is always safe and reliable heating with a high heat-transferring surface.
Eine besonders günstige Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt im Bereich von Verkehrsmitteln, wie beispielsweise Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen oder Zügen. In derartigen Systemen können Brennstoffzellensysteme zur Erzeugung von Energie vielfältig eingesetzt werden. Es sind einerseits Brennstoffzellensysteme denkbar, welche die Vortriebsenergie für ein derartiges Verkehrsmittel bereitstellen. Andererseits sind auch Brennstoffzellensysteme denkbar, welche lediglich Energie für Hilfsantriebe, Kommunikationselektronik oder dergleichen parallel zu einer andersartigen Erzeugung der Antriebsenergie liefern.A particularly favorable use of the device according to the invention is in the area of means of transport, such as vehicles, airplanes, ships or trains. In such systems, fuel cell systems can be used in a variety of ways to generate energy. On the one hand, fuel cell systems are conceivable that provide the propulsion energy for such a means of transport. On the other hand, fuel cell systems are also conceivable which only supply energy for auxiliary drives, communication electronics or the like in parallel with another type of drive energy generation.
In allen Systemen, welche in derartigen Verkehrsmitteln eingesetzt werden, muss immer damit gerechnet werden, dass das Verkehrsmittel bei sehr niedrigen Außentemperaturen, insbesondere Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts eingesetzt wird. Insbesondere dann ist es besonders kritisch, wenn kalter frischer Brennstoff in den Bereich eines Sensors gelangt, an welchem dann eine Auskondensation - und gegebenenfalls ein Einfrieren - von Feuchtigkeit erfolgen kann. Die erfindungsgemäßen Vorteile werden also bei derartigen mobilen Systemen besonders vorteilhaft zum Tragen kommen, insbesondere da hier nicht alle Teilelemente wie beispielsweise ein Druckgastank für den Brennstoff in entsprechend warmen Bereichen angeordnet, isoliert oder beheizt sind.In all systems used in such means of transport, it must always be expected that the means of transport will be used at very low outside temperatures, in particular temperatures below freezing point. In particular, it is particularly critical when cold, fresh fuel reaches the area of a sensor, at which condensation - and possibly freezing - of moisture can then occur. The advantages according to the invention will therefore be particularly advantageous in such mobile systems, especially since not all sub-elements as in For example, a compressed gas tank for the fuel is arranged, insulated or heated in correspondingly warm areas.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend anhand der Zeichnungen im Detail beschrieben werden. Das Beispiel ist dabei anhand einer brennstoffführenden Leitung auf der Anodenseite beschrieben. Es ist jedoch problemlos auch auf die Kathodenseite und eine z.B. luftführende Leitung übertragbar.Further advantageous embodiments of the invention result from the remaining subclaims and from the exemplary embodiments, which are described in detail below with reference to the drawings. The example is described using a fuel-carrying line on the anode side. However, it can also be easily transferred to the cathode side and an air-carrying line, for example.
Dabei zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform eines Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und -
4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
1 a first embodiment of a vehicle with the device according to the invention; -
2 a second embodiment of the device according to the invention; -
3 a third embodiment of the device according to the invention; and -
4 a fourth embodiment of the device according to the invention.
In
Außerdem weist ein derartiges Brennstoffzellensystem 2 typischerweise einen Kühlkreislauf 11 auf, welcher hier sehr stark vereinfacht und auf die notwendigsten Komponenten reduziert dargestellt ist. Da beim Umsatz des Brennstoffs, typischerweise Wasserstoff, und dem Sauerstoff aus der Luft in dem Brennstoffzellenstapel 3 Abwärme entsteht, muss diese über den Kühlkreislauf 11 abgeführt werden, um den Brennstoffzellenstapel 3 in einem Temperaturbereich zu halten, in welchem dieser ideal funktioniert. Bei PEM-Brennstoffzellen sind dies ca. 70 - 95° C. Dazu wird ein Kühlmittel, typischerweise ein Gemisch aus Wasser und einem Frostschutzmittel in dem Kühlkreislauf durch eine Fördereinrichtung 12 umgewälzt. Über wärmetauschende Elemente 13 im Bereich des Brennstoffzellenstapels 3 wird die Abwärme aus dem Brennstoffzellenstapel 3 aufgenommen und über einen Kühlwärmetauscher 14, in diesem Fall beispielsweise ein herkömmlicher Fahrzeugkühler, an die Umgebung des Fahrzeugs 1 abgegeben. Im Allgemeinen weist ein derartiger Kühlreislauf 11 noch weitere Komponenten, Bypasselemente, weitere zu kühlende Bauteile und dergleichen auf. Da dies für die Erfindung nicht von Bedeutung ist, wurde auf eine Darstellung verzichtet und es wurde diese stark schematisierte und vereinfachte Darstellung des Kühlkreislaufes 11 gewählt.In addition, such a
Im Bereich der Brennstoffzuleitung 9 ist hier beispielhaft ein Sensor 15 mit seiner Aufnahme 16 angedeutet. Dieser Sensor, beispielsweise ein Drucksensor oder ein Wasserstoffkonzentrationssensor, kann dabei in jedem Bereich der brennstoffführenden Leitung liegen, die Darstellung in der Brennstoffzuleitung 9 ist rein beispielhaft gewählt. Insbesondere könnte der Sensor auch im Bereich der Rezirkulationsleitung 7 oder in einem entsprechenden Bereich, in dem die Brennstoffzuleitung 9 und die Rezirkulationsleitung 10 zusammengeführt sind und die Brennstoffströme gemeinsam zur Anodenseite 7 strömen, angeordnet sein. Insbesondere in einem solchen Bereich nach der Zusammenführung der beiden Leitungen, in dem frischer kalter Brennstoff mit feuchtem unverbrauchtem Brennstoff aus der Rezirkulationsleitung zusammentrifft, ist natürlich die Problematik der Kondensation und des eventuellen Gefrierens besonders hoch, so dass sich in diesem Bereich der Einsatz der Erfindung besonders anbietet.In the area of the
In dem in
Da es aufgrund der unterschiedlichen Temperatur oder äußeren Einflüssen in dem Brennstoffzellensystem 2 zu einer Bewegung des Teilabschnitts 17 der Kühlmittelleitung und der Aufnahme 16 des Sensors zueinander kommen kann, ist eine Art der Berührung zu wählen, welche diese Bewegungen der Teile 16,17 zueinander ermöglicht, ohne dass es zu einem Abreißen des wärmeleitenden Kontakts der Teile 16,17 zueinander kommt. Beispielsweise kann die Berührungsfläche entsprechend groß gewählt werden, so dass auch bei einem seitlichen Verschieben die Teile aufeinander gleiten und so der wärmeleitende Kontakt weiterhin sichergestellt ist. Es wäre auch denkbar, dass die Teile über entsprechende Federelemente so gegeneinander gepresst werden, dass auch ein Voneinanderwegbewegen der Berührungsflächen vermieden werden kann.Since the
In
Der Aufbau ist vergleichsweise einfach, da lediglich um den bestehenden Aufbau eine entsprechende Spirale aus wärmeleitendem Material gewunden werden muss, diese dann zum anderen Bauteil geführt und dort ebenfalls um dieses Bauteil gewunden werden muss. Der Effekt ist eine sichere und zuverlässige Beheizung des Sensors 15 beziehungsweise seiner Aufnahme 16 mit minimalen Mitteln. Grundsätzlich wäre es natürlich auch denkbar, den Steg 21 fest und direkt mit einem der Bauteile zu verbinden, so dass lediglich eine der Spiralen 19, 20 vorhanden sein müsste.The structure is comparatively simple, since a corresponding spiral made of heat-conducting material only has to be wound around the existing structure, which then has to be guided to the other component and then also wound around this component. The effect is safe and reliable heating of the
In
Dieser Aufbau ermöglicht einen sehr sicheren Wärmeübergang, da eine vergleichsweise große Fläche der Aufnahme 16 in Kontakt mit dem Kühlmittel ist. Allerdings muss der Aufbau hier so gestaltet werden, dass der Teilabschnitt 17 flexibel mit dem weiteren Kühlkreislauf verbunden ist, da hier keine Bewegung des Teilabschnitts 17 gegenüber der Aufnahme 16 möglich ist oder toleriert werden kann. Die eventuell auftretenden Bewegungen müssen daher im Bereich der Kühlmittelleitungen oder gegebenenfalls auch im Bereich der Brennstoffzuleitung 9 durch entsprechende Einbauten von flexiblen Leitungselementen kompensiert werden. Trotz des unmittelbaren Kontakts der Aufnahme 16 mit der Kühlmittelleitung kann bei Ausgestaltung der Erfindung gemäß
In
Der Aufbau kann wie hier dargestellt in Reihe in die Kühlmittelleitung eingebracht sein. Nachteilig dabei ist der gegebenenfalls vergrößerte Druckverlust im Bereich der Kühlmittelleitung. Die Anbindung der Aufnahme 16 kann daher alternativ mit der hier gestrichelt angedeuteten optionalen Parallelleitung 24 gestaltet werden. In diesem Fall wird der Teilabschnitt 17 als Parallelstück zu der Parallelleitung 24 in der Kühlmittelleitung verlaufen, so dass lediglich ein Teil des in diesem Bereich strömenden Kühlmittels durch die Hohlräume 23 in der Aufnahme 16 geführt werden würden. Allerdings mus auch der Leitungsquerschnitt der Parallelleitung 24 entsprechend reduziert werden, so dass es zu einem gewünschten Aufteilung des Volumenstroms durch die Parallelleitung 24 und den Teilabschnitt 17 kommt.The structure can be installed in series in the coolant line as shown here. The disadvantage here is the possibly increased pressure loss in the area of the coolant line. The connection of the
Der erfindungsgemäße Aufbau erlaubt so alles in allem und egal in welcher Variante der dargestellten Ausführungen eine sichere Beheizung des Sensors 15 beziehungsweise seiner Aufnahme 16 im Bereich der brennstoffführenden Leitung. Er kann bevorzugt in Verkehrsmitteln eingesetzt werden, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug wie in den hier dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Er ist jedoch nicht auf eine derartige Anwendung eingeschränkt und kann selbstverständlich auch in stationären Brennstoffzellensystemen entsprechend zur Anwendung kommen, um seine Vorteile hinsichtlich der Energieeffizienz auszuspielen. Auch die entsprechenden Vorteile, die sich aus der passiven Sensorbeheizung hinsichtlich des Steuerungsaufwands für eventuelle Heizelemente ergeben, können bei stationären Anlagen ebenso vorteilhaft sein, wie sie dies bei mobilen Anlagen sicherlich unstrittig sind.The structure according to the invention allows, all in all and regardless of the variant of the embodiments shown, safe heating of the
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008056063.4A DE102008056063B4 (en) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Device for receiving a sensor on gas-carrying line elements in a fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008056063.4A DE102008056063B4 (en) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Device for receiving a sensor on gas-carrying line elements in a fuel cell system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008056063A1 DE102008056063A1 (en) | 2010-05-06 |
DE102008056063B4 true DE102008056063B4 (en) | 2023-11-02 |
Family
ID=42063109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102008056063.4A Active DE102008056063B4 (en) | 2008-11-05 | 2008-11-05 | Device for receiving a sensor on gas-carrying line elements in a fuel cell system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008056063B4 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19930874A1 (en) | 1999-07-05 | 2001-01-18 | Siemens Ag | High temperature membrane (HTM) fuel-cell installation |
US6875535B2 (en) | 2002-04-15 | 2005-04-05 | Hydrogenics Corporation | Manifold for a fuel cell system |
JP2005164538A (en) | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | Pressure sensor |
-
2008
- 2008-11-05 DE DE102008056063.4A patent/DE102008056063B4/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19930874A1 (en) | 1999-07-05 | 2001-01-18 | Siemens Ag | High temperature membrane (HTM) fuel-cell installation |
US6875535B2 (en) | 2002-04-15 | 2005-04-05 | Hydrogenics Corporation | Manifold for a fuel cell system |
JP2005164538A (en) | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Nissan Motor Co Ltd | Pressure sensor |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Klell, M., Eichlseder, H. und Trattner, A.: Wasserstoff in der Fahrzeugtechnik. 4. Auflage. Wiesbaden : Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, 2018. 50. letzter Absatz. - ISBN 9783658204464. [Buch] |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102008056063A1 (en) | 2010-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102013209045B4 (en) | Cooling system for a hybrid vehicle and method for operating such a cooling system | |
DE102005012399B4 (en) | heat recovery system | |
DE102014225120B4 (en) | Thermal management system for fuel cell vehicles | |
DE112008000821B4 (en) | The fuel cell system | |
EP2780958B1 (en) | Battery system with a temperature-control element containing a temperature-control channel and a bypass and motor vehicle containing the battery system | |
DE112009001821T5 (en) | Apparatus for supplying a fuel cell in a fuel cell system with fuel gas | |
DE102010011556A1 (en) | Device for supplying e.g. natural gas to proton exchange membrane fuel cell for driving of e.g. land vehicle, has heat exchanger arranged between releasing device and drive unit such that relaxed gaseous fuel contacts medium to be cooled | |
DE102011111742A1 (en) | The fuel cell system | |
DE102013002847B4 (en) | Battery assembly for a vehicle and method for operating a battery assembly | |
EP3747074B1 (en) | Cooling system for fuel cell stacks | |
DE102018133005B4 (en) | HEATING SYSTEM FOR A VEHICLE, VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF AN ELECTRIC STORAGE UNIT IN A VEHICLE | |
DE102017005593A1 (en) | High-voltage battery device for a motor vehicle | |
WO2014048525A1 (en) | Fuel cell system | |
EP1906108A2 (en) | Hydrogen heating | |
DE102018219069A1 (en) | Fuel cell system | |
DE102009009673A1 (en) | Fuel cell system with at least one fuel cell | |
EP2486619A1 (en) | Cooling system for fuel cell systems, method for cooling fuel cell systems, and a fuel cell system | |
DE102006059643B4 (en) | Fuel cell assembly, vehicle with the fuel cell assembly and apparatus and method for removing hydrogen from a fuel cell cooling system | |
DE10107596B4 (en) | Low temperature fuel cell device for vehicles, in particular PEM (Proton Exchange Membrane) fuel cell device | |
EP3427326B1 (en) | Battery system, method for operating a battery system, and motor vehicle | |
DE102014118826A1 (en) | Device with a fuel cell and use of product water of a fuel cell | |
DE102008045170A1 (en) | Electrical energy generating device for propulsion of e.g. fuel cell vehicle, has heat exchanger for cooling electrical and/or electronic power component, electrical drive unit and fuel recirculation blower of fuel cell system | |
DE102019219824A1 (en) | Fuel cell system and method for cooling a fuel cell | |
DE102008056063B4 (en) | Device for receiving a sensor on gas-carrying line elements in a fuel cell system | |
DE102014209506A1 (en) | Fuel cell device with heat transfer device and motor vehicle with fuel cell device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: BUCHAUER, BERND, 73110 HATTENHOFEN, DE Inventor name: BAUR, THOMAS, 73235 WEILHEIM, DE Inventor name: GERHARDT, STEFAN, 89198 WESTERSTETTEN, DE Inventor name: MAZZOTTA, COSIMO, DIPL.-ING., 89073 ULM, DE Inventor name: SCHERRBACHER, KLAUS, DIPL.-ING.(FH), 73326 DEG, DE |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: BUCHAUER, BERND, 73110 HATTENHOFEN, DE Inventor name: MAZZOTTA, COSIMO, DIPL.-ING., 89073 ULM, DE Inventor name: BAUR, THOMAS, 73235 WEILHEIM, DE Inventor name: GERHARDT, STEFAN, 89198 WESTERSTETTEN, DE Inventor name: SCHERRBACHER, KLAUS, DIPL.-ING.(FH), 73326 DEG, DE |
|
R082 | Change of representative | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC, , US Effective date: 20111107 Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC, DEARBORN, MICH., US Effective date: 20111107 |
|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CELLCENTRIC GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CELLCENTRIC GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: WALLINGER RICKER SCHLOTTER TOSTMANN PATENT- UN, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: WALLINGER RICKER SCHLOTTER TOSTMANN PATENT- UN, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008040000 Ipc: H01M0008040890 |
|
R018 | Grant decision by examination section/examining division |