DE102009036039A1 - Multi-layer bipolar plate for use in e.g. fuel cell system, has contact points arranged such that contact points rest on both sides of line, which enters into plane between lift/recess of layer and lift/recess of another layer - Google Patents

Multi-layer bipolar plate for use in e.g. fuel cell system, has contact points arranged such that contact points rest on both sides of line, which enters into plane between lift/recess of layer and lift/recess of another layer Download PDF

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Abstract

The plate (1) has layers (2, 3) connected with each other in a material-fit manner, where lifts/recesses (2a, 2b) of one of the layers and lifts/recesses of the other layer engage with each other and contact in planes in a form-fit manner. Contact points (30b, 31b) are arranged such that the contact points rest on both sides of a virtual straight line (5b), which runs in a main direction of one of the lifts/recesses of the latter layer and enters into one of the planes between one of the lifts/recesses of the former layer and the lift/recess of the latter layer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bipolarplatte sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The The present invention relates to a bipolar plate and a method for their production.

Die erfindungsgemäße Bipolarplatte ist in einem elektrochemischen System, beispielsweise einem Brennstoffzellensystem oder einem Elektrolyseur anwendbar. Es sind mehrere Arten elektrochemischer Systeme bekannt, bei denen ein elektrochemischer Zellstapel mit einer Schichtung von mehreren elektrochemischen Zellen, welche jeweils durch Bipolarplatten voneinander getrennt sind, aufgebaut ist. Die Bipolarplatten haben mehrere Aufgaben:

  • – Elektrische Kontaktierung der Elektroden der einzelnen elektrochemischen Zellen und Weiterleitung des Stroms zur benachbarten Zelle (Serienschaltung der Zellen),
  • – Versorgung der Zellen mit Reaktanden wie z. B. Wasser oder Gase und z. B. Abtransport des erzeugten Reaktionsgases über eine entsprechende Verteilerstruktur,
  • – Weiterleiten der bei der Erzeugung in der elektrochemischen Zelle entstehenden Abwärme, sowie
  • – Abdichten der verschiedenen Medien- bzw. Kühlkanäle des sog. Flowfields gegeneinander und nach außen.
The bipolar plate according to the invention is applicable in an electrochemical system, for example a fuel cell system or an electrolyzer. There are several types of electrochemical systems are known in which an electrochemical cell stack with a layering of several electrochemical cells, which are each separated by bipolar plates, constructed. The bipolar plates have several tasks:
  • - Electrical contacting of the electrodes of the individual electrochemical cells and forwarding of the current to the adjacent cell (series connection of the cells),
  • - Supplying the cells with reactants such. As water or gases and z. B. removal of the generated reaction gas via a corresponding distributor structure,
  • - Forwarding of the resulting in the generation in the electrochemical cell waste heat, as well
  • - Sealing the various media or cooling channels of the so-called. Flowfield against each other and to the outside.

Für die beabsichtigte großindustrielle Anwendung ist es von hoher Wichtigkeit, große Stückzahlen von Bipolarplatten mit einer hohen Qualität zu niedrigen Kosten bereitzustellen. Hierbei ist die Einhaltung von engen Maßtoleranzen von größter Wichtigkeit, da es sonst zu funktions- bzw. sogar sicherheitsrelevanten Fehlfunktionen kommen kann. Dies ist insbesondere bei geschweißten mehrlagigen Bipolarplatten essentiell.For the intended large industrial Application is of high importance, large numbers of bipolar plates with a high quality at low cost. Here is the compliance of tight dimensional tolerances of the utmost importance, otherwise there will be functional or even safety-related malfunctions can come. This is especially true for welded multilayer bipolar plates essential.

Bisher werden zur Sicherstellung einer genauen Positionierung der Lagen zueinander Positionierlöcher verwendet. Werden diese Positionierlöcher, die die genaue Positionierung der mindestens zwei Bipolarplattenlagen zueinander sicherstellen, gleichzeitig mit den übrigen Durchgangsöffnungen sowie dem Beschnitt der Außenkanten der Bipolarplattenlagen eingebracht, hat sich in der Praxis gezeigt, dass die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Positionierung der Lagen zueinander ungenügend ist. Insbesondere kommt es dabei zum Versatz der Kanalgeometrien der Lagen. Bei extremen Versatz wird dann beim Verbinden der Lagen der Bipolarplatte an Stellen geschweißt, an denen die Bipolarplattenlagen nicht aufeinander liegen, so dass es zu Durchbrennungen kommen kann.So far to ensure accurate positioning of the layers to each other positioning holes used. Will these positioning holes, the exact positioning the at least two Bipolarplattenlagen ensure each other, at the same time with the rest Through holes as well the trimming of the outer edges introduced the bipolar plate layers, has been shown in practice, that the accuracy and reproducibility of the positioning of the Layers insufficient to each other is. In particular, this leads to the offset of the channel geometries the layers. At extreme offset then becomes when connecting the layers the bipolar plate welded at locations where the bipolar plate layers do not lie on top of each other so that burns can occur.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagige Bipolarplatte sowie eine mehrlagige Bipolarplatte bereitzustellen, mit dem großindustriell mehrlagige Bipolarplatten in hoher Qualität zu geringen Kosten zur Verfügung gestellt werden können.It is therefore the object of the present invention, a method for producing a multilayer bipolar plate and a multilayer Bipolarplatte provide, with the large industrial multi-layer bipolar plates in high quality at low cost available can be made.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.These Task is governed by the objects of independent claims solved.

Eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer mehrlagigen Bipolarplatte sieht vor, dass in mindestens zwei Lagen jeweils mindestens eine erste und eine zweite Erhebung/Vertiefung eingeformt werden und die Lagen aufeinander positioniert werden. Im vollständig positionierten Zustand der Lagen greifen die erste Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die erste Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage ineinander und berühren sich in einer Ebene E1 formschlüssig (erste Kontaktstelle). Gleichzeitig greifen die zweite Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die zweite Erhebung/Vertiefung der zweite Lage im vollständig positionierten Zustand der Lagen ineinander und berühren sich in einer Ebene E2 nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten (zweite Kontaktstelle). Diese Berührungsstellen sind so angeordnet, dass sie auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade, die in Hauptrichtung der Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage entlang der längsten Erstreckung dieser Erhebung/Vertiefung in der zweiten Lage verläuft, angeordnet sind. Zwischen der zweiten Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und der zweiten Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage kommt es in der Ebene E2 nicht zum Formschluss. Die mindestens zwei Lagen werden mittels stoffschlüssiger Verfahren miteinander gefügt, dabei werden die Erhebungen/Vertiefungen mindestens einer Lage in komplementären Erhebungen/Vertiefungen einer Fixiervorrichtung gehalten.A first embodiment a method of manufacturing a multilayer bipolar plate suggest that in at least two layers each at least a first and a second survey / depression are formed and the layers be positioned on each other. In the fully positioned state The layers pick up the first elevation / depression of the first layer and the first survey / deepening of the second layer into each other and touch form fit in a plane E1 (first contact point). At the same time, the second survey / depression will take effect the first layer and the second layer / recess the second layer im completely positioned state of the layers into each other and touch each other in a plane E2 only in sections in at least two sections (second contact point). These points of contact are arranged that they are on both sides of a virtual line that is in the main direction the elevation / depression of the second layer along the longest extent this elevation / depression in the second layer runs arranged are. Between the second survey / deepening of the first situation and the second survey / deepening of the second situation occurs in the Level E2 not positive fit. The at least two layers are using material-fit Procedures joined together, here the surveys / depressions of at least one position are in complementary surveys / depressions held a fixing device.

Diese Anordnung hat zur Folge, dass im vollständig positionierten Zustand, d. h. der Anordnung unmittelbar vor dem Fügen der Lagen, keinerlei Ausgleichsbewegung zwischen den Lagen in Richtung einer virtuellen Gerade durch die beiden Berührstellen mehr möglich ist. Hingegen ist eine Ausgleichsbewegung zwischen den Lagen in Richtung senkrecht zu dieser virtuellen Gerade im Rahmen der Größenverhältnisse der beiden zweiten Erhebungen/Vertiefungen zueinander sehr wohl möglich.These Arrangement has the consequence that in the fully positioned state, d. H. the arrangement immediately before the joining of the layers, no compensation movement between the layers in the direction of a virtual straight line through the two contact points more is possible is. On the other hand, a compensation movement between the layers in Direction perpendicular to this virtual line within the scope of the proportions the two second surveys / wells to each other very well possible.

Bevorzugt werden im gleichen Verfahrensschritt mit den Erhebungen/Vertiefungen die Kanalstrukturen in die mindestens zwei Lagen eingeformt. Die Orientierung der Kanalstruktur ist dabei üblicherweise so, dass ihre Hauptrichtung parallel zu der Richtung verläuft, in der die Erhebungen/Vertiefungen einen begrenzten Ausgleich zwischen den Lagen der Platte zulassen. Der Abstand der jeweils zweiten Erhebung/Vertiefung für beide Lagen zur jeweiligen Kanalstruktur wird dabei vor dem Umformen festgelegt. Dies erlaubt es, einen Versatz der Kanäle zwischen den zueinandergehörigen Lagen senkrecht zu ihrer Hauptrichtung von vornherein reproduzierbar zu vermeiden.Preferably, in the same method step with the elevations / depressions, the channel structures are formed in the at least two layers. The orientation of the channel structure is usually such that its main direction is parallel to the direction in which the elevations / depressions allow a limited balance between the layers of the plate. The distance of the respective second elevation / depression for both layers to the respective channel structure is determined before forming. This makes it possible to reproduce a displacement of the channels between the mutually associated layers perpendicular to their main direction from the outset to avoid.

Der Begriff Erhebung/Vertiefung wird im Kontext dieser Erfindung für einen Abschnitt einer Lage einer Bipolarplatte verwendet, der aus der Ebene der jeweiligen Lage herausragt. Je nach Betrachtungsrichtung kann es sich dabei um eine Erhebung oder eine Vertiefung handeln. Der ergänzende Begriff Vertiefung/Erhebung betont die zur Erhebung/Vertiefung entgegengesetzte Richtung.Of the Term elevation / depression is used in the context of this invention for a Section of a layer of a bipolar plate used from the Level of the particular situation stands out. Depending on the viewing direction it can be a survey or a depression. The supplementary Term deepening / elevation emphasizes the opposite to the survey / depression Direction.

Eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer mehrlagige Bipolarplatte sieht vor, dass in mindestens zwei Lagen jeweils mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Erhebung/Vertiefung eingeformt werden, und die Lagen aufeinander positioniert werden. Im vollständig positionierten Zustand greifen jeweils die erste Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die erste Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage (erste Kontaktstelle), die zweite Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die zweite Erhebung/Vertiefung der zweite Lage (zweite Kontaktstelle) sowie die dritte Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die dritte Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage (dritte Kontaktstelle) ineinander und berühren sich dabei in Ebenen E2, E3 und E4 jeweils nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten ohne dass es zu einem Formschluss zwischen den ineinander greifenden Erhebungen/Vertiefungen der ersten und zweiten Lage käme. Die Berührungsstellen sind so angeordnet, dass sie in der Ebene E2, E3 bzw. E4 auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade, die in Hauptrichtung der jeweiligen zweiten Erhebung/Vertiefung in der zweiten Lage verläuft, liegen. Diese virtuellen Geraden durch die erste bzw. zweite Kontaktstelle verlaufen zueinander im Wesentlichen parallel. „Im wesentlichen parallel” bedeutet im Rahmen dieser Erfindung unter einem Winkel von –10° bis 10°. Die virtuelle Gerade durch die dritte Kontaktstelle verläuft im Wesentlichen senkrecht zu den beiden vorgenannten virtuellen Geraden. Im Rahmen dieser Erfindung wird „im wesentlichen senkrecht” als ein Winkel von 80° bis 100° definiert.A second embodiment a method for producing a multilayer bipolar plate sees in that in at least two layers at least one first, a second and a third survey / depression are formed, and the layers are positioned one on top of the other. In the fully positioned State grab each the first survey / depression of the first Situation and the first survey / deepening of the second situation (first contact point), the second survey / deepening of the first situation and the second survey / depression the second location (second contact point) and the third elevation / depression the first situation and the third survey / depression of the second situation (third contact point) into each other and touch each other in levels E2, E3 and E4 only in sections in at least two sections without it to a positive connection between the interlocking Elevations / depressions of the first and second position would come. The contact points are arranged so that they are in the plane E2, E3 and E4 on both Sides of a virtual line, the main direction of the respective second Elevation / depression in the second layer is, lie. This virtual Straight lines through the first and second contact points extend in relation to each other Essentially parallel. "In the essentially parallel "means in the context of this invention at an angle of -10 ° to 10 °. The virtual Straight through the third contact point is substantially perpendicular to the two aforementioned virtual lines. In the context of this Invention is "im essentially vertical "as an angle of 80 ° 100 ° defined.

Die mindestens zwei Lagen werden mittels stoffschlüssiger Verfahren miteinander gefügt, dabei werden die Erhebungen/Vertiefungen mindestens einer Lage in komplementären Erhebungen/Vertiefungen einer Fixiervorrichtung gehalten und so die exakte Positionierung der Lagen zueinander gewährleistet.The at least two layers are interconnected by means of cohesive methods together, In doing so, the elevations / depressions of at least one position in complementary Elevations / depressions of a fixing device held and so ensures the exact positioning of the layers to each other.

Dies hat zur Folge, dass die begrenzte Beweglichkeit durch die beiden Kontaktstellen mit im wesentlichen paralleler Ausrichtung der genannten virtuellen Geraden gleichmäßiger auf die gesamte Plattenfläche verteilt wird. Insbesondere bei mittiger Anordnung der Kontaktstelle mit hierzu im wesentlichen senkrechter virtueller Gerade erfolgt bei der Positionierung der Lagen zueinander der Ausgleich der Formtoleranzen beider Lagen zueinander zu beiden Seiten dieser Kontaktstelle. Bei fertigungsbedingten Relativbewegungen der einzelnen Lagen zueinander ist dadurch eine ausreichende Freiheit gewahrt, wobei die Position der Lagen zueinander weiterhin genau bestimmt bleibt. Diese Lösung zeigt ihre Vorteile vor allem bei Bipolarplatten mit nahezu quadratischer Kanalstruktur.This As a result, limited mobility through the two Contact points with a substantially parallel orientation of said virtual Straight line more evenly the entire plate surface is distributed. Especially with central arrangement of the contact point with this substantially vertical virtual line in the positioning of the layers to each other, the compensation of the shape tolerances both layers to each other on both sides of this contact point. at Production-related relative movements of the individual layers to each other thereby maintaining sufficient freedom, the position of the Layers to each other continue to be determined exactly. This solution shows its advantages especially with bipolar plates with almost square channel structure.

Auch hier werden die Erhebungen/Vertiefungen bevorzugt im gleichen Verfahrensschritt mit den Kanalstrukturen eingeformt, um definierte Abstände zwischen den Kanalstrukturen und den Kontaktstellen in beiden Lagen sicherzustellen.Also Here, the elevations / depressions are preferably in the same process step molded with the channel structures to defined distances between ensure the channel structures and the contact points in both layers.

Bei beiden Ausführungsformen ist es im Hinblick auf eine optimale Positionierung vor dem Fügen der Lagen bevorzugt, wenn zumindest eine Erhebung/Vertiefung eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die ein Zentrierbolzen der Fixiervorrichtung durchgreifen kann.at both embodiments It is with regard to an optimal positioning before joining the Layers preferably, if at least one elevation / depression has a passage opening through which can pass through a centering of the fixing device.

Als Verfahren zum Fügen der Lagen miteinander werden bevorzugt Kleben oder Schweißen, insbesondere Laserstrahlschweißen verwendet. Die Bipolarplatten bzw. ihre Lagen sind bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl, so dass eine Formgebung mittels Hohlprägen, Tiefziehen, Hydroforming, adiabatischem Umformen (Schmieden, Hochenergieumformen) oder Rollprägen bevorzugt ist.When Method of joining the layers together are preferably glued or welded, in particular laser welding used. The bipolar plates or their layers are preferably made of metal, in particular of steel, so that a shaping by means of hollow embossing, thermoforming, Hydroforming, adiabatic forming (forging, high energy forming) or roll embossing is preferred.

Die Ebenen E1 und E2 bzw. E2, E3 und E4 sind vorzugsweise zur Stapelrichtung eines Brennstoffzellenstapels im Wesentlichen senkrecht liegende Ebenen auf Höhe der Berührung zwischen den beiden Lagen. Diese Ebenen E1 und E2 bzw. E2, E3 und E4 erstrecken sich parallel zur Ebene E der Bipolarplatte, die abgesehen von den für ihre Funktion notwendigen Prägungen in der Regel flach ist; die Ebene E erstreckt sich mittig zwischen den beiden Außenlagen der Bipolarplatte. Die Ebenen E1 und E2 einerseits und E2, E3 und E4 andererseits sind untereinander somit parallel – nämlich wenn die Berührung an den verschiedenen Kontaktstellen leicht versetzt eintritt, – sie können jedoch auch identisch sein – nämlich wenn kein solcher Versatz eintritt.The Layers E1 and E2 or E2, E3 and E4 are preferably to the stacking direction a fuel cell stack substantially perpendicular Levels at height the touch between the two layers. These levels E1 and E2 or E2, E3 and E4 extend parallel to the plane E of the bipolar plate, apart from the for their function necessary imprints usually flat; the plane E extends in the middle between the two outer layers the bipolar plate. The levels E1 and E2 on the one hand and E2, E3 and E4, on the other hand, are thus parallel to one another - namely the touch slightly offset at the various contact points, but they can also be identical - namely if no such offset occurs.

Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte sieht vor, dass diese mindestens zwei Lagen enthält, wobei mindestens zwei Lagen jeweils mindestens eine erste und eine zweite Erhebung/Vertiefung enthalten, wobei die erste Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die erste Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage im vollständig positionierten Zustand der Lagen ineinander greifen und sich in einer Ebene E1 formschlüssig berühren (erste Kontaktstelle). Die zweite Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die zweite Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage berühren sich allerdings nur abschnittsweise in der Ebene E2, nämlich längs mindestens zweier kurzer, in manchen Fällen nur punktförmiger, Abschnitte (zweite Kontaktstelle), die auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade in Haupterstreckungsrichtung der zweiten Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage liegen. Der abschnittsweise Kontakt zwischen den ineinander greifenden zweiten Erhebungen/Vertiefungen der ersten und zweiten Lage bewirkt im Bereich der zweiten Kontaktstelle jedoch keinen Formschluss in der Ebene E2. In Richtung der genannten virtuellen Gerade ist hierdurch parallel zur Ebene E2 ein räumlich sehr begrenzter translatorischer Toleranzausgleich möglich. Eine Rotation ist hingegen durch das Zusammenwirken der beiden Kontaktstellen nicht möglich.A first embodiment of a bipolar plate according to the invention provides that it contains at least two layers, wherein at least two layers each contain at least a first and a second elevation / depression, wherein the first elevation / depression of the first layer and the first elevation / depression of the second layer in the fully positioned state of the layers interlock and touch each other in a positive manner in a plane E1 (first contact point). However, the second survey / deepening of the first situation and the second survey / deepening of the second situation are only touching Sectionally in the plane E2, namely along at least two short, in some cases only punctiform, sections (second contact point), which lie on both sides of a virtual straight line in the main extension direction of the second survey / recess of the second layer. However, the section-wise contact between the interlocking second elevations / depressions of the first and second layer does not cause a positive connection in the plane E2 in the region of the second contact point. In the direction of said virtual straight line, a spatially very limited translational tolerance compensation is possible parallel to the plane E2. A rotation, however, is not possible by the interaction of the two contact points.

Hierdurch wird eine genaue Positionierung beider Lagen zueinander erreicht, wobei zum Toleranzausgleich noch eine eingeschränkte Bewegung zwischen den Lagen möglich ist, nämlich in Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer virtuellen Gerade durch beide Berührungsstellen der zweiten Kontaktstelle.hereby an exact positioning of both layers is achieved, wherein for tolerance compensation still a limited movement between the Layers possible is, namely in the direction substantially perpendicular to a virtual straight line both points of contact the second contact point.

Bei den Bipolarplatten ist zu beachten, dass diese in der Regel Kanalstrukturen aufweisen, die sowohl an den äußeren Flächen der Bipolarplatte zum Führen von Betriebsmedien geeignet sind (beispielsweise molekularem Wasserstoff einerseits und Luft/Sauerstoff andererseits) als auch dem gezielten Führen eines Kühlmittels dienen. Die Kanalstrukturen zweier benachbarter, aufeinander positionierter Bipolarplattenlagen ergeben auf ihrer einander zugewandten Seite ein Flowfield, üblicherweise für Kühlmedien. Ebenso wird auf der von dieser Kanalstruktur abgewandten Seite der Lage, also auf der jeweils anderen Seite der jeweiligen Bipolarplattenlage ein Flowfield gebildet, üblicherweise für die Verteilung der Reaktanden und zum Abführen der Reaktionsprodukte. Bei metallischen Bipolarplatten sind die Strukturen auf den beiden Seiten einer Lage üblicherweise komplementär, d. h. eine Erhebung auf der Oberseite hat eine Vertiefung auf der Unterseite zur Folge. Neben parallelen und/oder serpentinenartig angeordneten kontinuierlichen Kanalstrukturen sind auch solche Verteilerstrukturen möglich, die einen Übertritt zwischen virtuellen parallelen Strömungslinien ermöglichen, sie werden hier im folgenden ebenfalls als Kanalstrukturen bezeichnet.at The bipolar plates should be noted that these are usually channel structures have on both the outer surfaces of the Bipolar plate for guiding of operating media (for example, molecular hydrogen on the one hand and air / oxygen on the other) as well as the targeted guiding of a refrigerant serve. The channel structures of two adjacent, mutually positioned bipolar plate layers give on its side facing a flowfield, usually for cooling media. Likewise, on the side facing away from this channel structure of the Location, ie on the other side of the respective bipolar plate layer a flowfield formed, usually for the Distribution of the reactants and removal of the reaction products. For metallic bipolar plates, the structures are on the two Pages of a layer usually complementary, d. H. a survey on the top has a depression on the Bottom to the episode. In addition to parallel and / or serpentine arranged continuous channel structures are also such distribution structures possible, the one crossing between virtual parallel flow lines, they are also referred to as channel structures hereinafter.

Die Positionierung der Lagen mittels Positionierprägungen in Form von Erhebungen/Vertiefungen bietet sich insbesondere bei metallischen Bipolarplatten an, deren Lagen umformbedingt Formtoleranzen aufweisen können. Das gleichzeitige Einformen der Kanalstrukturen und der Erhebungen/Vertiefungen sorgt dafür, dass der Abstand zwischen diesen Strukturen immer konstant bleibt. Mit der Erfindung wird somit insbesondere der Versatz der Einzellagen einer Bipolarplatte zueinander minimiert und eine genaue Positionierung der vorzugsweise geprägten Strukturen der einzelnen Lagen, insbesondere auch beim Fügen in einer Schweißvorrichtung (beispielsweise einer Laserschweißvorrichtung) ermöglicht. Vorteile sind, dass besser und schneller geschweißt werden kann, weniger Ausschuss beim Schweißen und anderen Prozessen durch die genaue Positionierung entsteht. Die Toleranz des Zuschnitts kann somit auch vergrößert werden. Dies führt zu einer Kostenverminderung, ohne dass hierdurch die Qualität negativ beeinflusst wird, insbesondere wenn einfachere Zuschnittmethoden (z. B. Stanzen) verwendet werden.The Positioning of the layers by means of positioning embossments in the form of elevations / depressions is particularly suitable for metallic bipolar plates whose Layers deforming may have shape tolerances. Simultaneous molding the channel structures and the elevations / depressions ensures that the distance between these structures always remains constant. With The invention thus in particular the offset of the individual layers a bipolar plate minimized to one another and accurate positioning preferably embossed Structures of the individual layers, especially when joining in one Welding device (for example a laser welding device) allows. Advantages are that they are welded better and faster can, less waste during welding and other processes through the exact positioning arises. The tolerance of the blank can thus be enlarged. this leads to at a cost reduction, without thereby the quality negative is affected, especially when simpler cutting methods (eg punching) can be used.

Um ein ”Aufblähen” der mehrlagigen Bipolarplatte zu verhindern, ist ein Schweißen, vorzugsweise Laserschweißen zumindest der beiden äußeren Lagen der Bipolarplatte miteinander sinnvoll. Hierbei ist allerdings wiederum zu beachten, dass bei der filigranen Kanalstruktur die richtigen Abschnitte miteinander verschweißt werden. Dies ist besonders wichtig, da hierdurch die Dichtigkeit sowie der geregelte Fluss von Kühlmedien gewährleistet sind. Es wird also nochmals betont, dass das Verschweißen der Lagen zur Bipolarplatte für die vorliegende Erfindung nicht ausschließlich an der äußeren Peripherie erfolgen muss, sondern auch im ”Binnenbereich” zwischen unterschiedlichen Kanalstrukturen erfolgt, und dass gerade hier höchste Präzision notwendig ist.Around a "puffing" of the multilayered To prevent bipolar plate is a welding, preferably laser welding at least the two outer layers the bipolar plate together meaningful. However, this is again to note that in the filigree canal structure the right Sections are welded together. This is special important, because of the tightness and the regulated flow of cooling media guaranteed are. It is thus again emphasized that the welding of the layers to the bipolar plate for the present invention is not exclusive to the outer periphery but also in the "internal area" between different channel structures takes place, and that right here highest precision necessary is.

Eine weitere Alternative der Erfindung sieht vor, dass diese mindestens zwei Lagen enthält, wobei mindestens zwei Lagen jeweils mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Erhebung/Vertiefung enthalten und die erste Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die erste Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage (erste Kontaktstelle), die zweite Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die zweite Erhebung/Vertiefung der zweite Lage (zweite Kontaktstelle) sowie die dritte Erhebung/Vertiefung der ersten Lage und die dritte Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage (dritte Kontaktstelle) im vollständig positionierten Zustand der Lagen ineinander greifen und sich in den Ebenen E2, E3 und E4 jeweils nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten berühren. Beide Berührstellen einer Kontaktstelle liegen in der Ebene E2, E3 bzw. E4 auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade, die in Hauptrichtung der jeweiligen Erhebung/Vertiefung in der zweiten Lage verläuft. Diese virtuelle Geraden durch die erste bzw. zweite Kontaktstelle verlaufen zueinander im wesentlichen parallel, während die virtuelle Gerade durch die dritte Kontaktstelle im wesentlichen senkrecht zu den beiden vorgenannten virtuellen Geraden verläuft.A Another alternative of the invention provides that these at least contains two layers, wherein at least two layers each have at least one first, one second and third survey / immersion included and the first Survey / deepening of the first situation and the first survey / depression the second layer (first contact point), the second point / depression the first layer and the second layer / recess the second layer (second contact point) and the third survey / recess of the first situation and the third survey / deepening of the second situation (third contact point) in full Positioned state of the layers interlock and get into the Layers E2, E3 and E4 only in sections in at least two Touch sections. Both contact points a contact point lie in the plane E2, E3 and E4 on both Pages of a virtual line that are in the main direction of each Elevation / depression in the second layer runs. This virtual line through the first and second contact point to each other in the essentially parallel while the virtual line through the third contact point essentially perpendicular to the two aforementioned virtual lines.

Im Folgenden werden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bipolarplatte beispielhaft geschildert.in the Following are developments of the bipolar plate according to the invention exemplified.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Erhebungen/Vertiefungen der ersten Lage zu den Erhebungen/Vertiefungen der zweiten Lage selbstzentrierend ausgeführt sind. Hierdurch ist eine Ausrichtung, insbesondere in Höhenrichtung (Stapelrichtung eines Brennstoffzellenstapels) unnötig, da sich die Lagen selbst zueinander zentrieren.A further education provides that the Erhe tions / depressions of the first layer to the elevations / depressions of the second layer are designed self-centering. As a result, an alignment, especially in the height direction (stacking direction of a fuel cell stack) is unnecessary, since the layers themselves center each other.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die erste und/oder zweite Erhebung/Vertiefung der ersten und/oder zweiten Lage gelocht ist. Unterschiedlich große Lochgebung oder Lochgebung in nur einer Lage erlaubt zudem eine visuelle Kontrolle der korrekten Lagenzusammenfügung. Vorteilhafterweise sind die Erhebungen/Vertiefung zentrisch gelocht. Ganz besonders vorteilhaft ist, dass hier beide Vertiefungen bzw. Erhebungen gelocht sind. Generell ermöglichen die Löcher das Eingreifen eines Stifts einer Fixiervorrichtung.A Another advantageous embodiment provides that the first and / or second survey / depression of the first and / or second layer punched is. Different sizes Lochgebung or Lochgebung in only one layer also allows a Visual control of correct layer assembly. Advantageously the elevations / depression are centrically perforated. Especially advantageous is that here both depressions or elevations are perforated. Generally allow the holes the engagement of a pin of a fixing device.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die ineinander greifenden ersten Erhebungen/Vertiefungen der ersten und zweiten Lage jeweils kreisrund ausgeführt sind. Gleichzeitig ist vorgesehen, dass die zweite Erhebung/Vertiefung der ersten Lage kreisrund ist und die zweite Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage eine langlochförmige oder abgerundete vieleckige aber nicht kreisrunde Erhebung/Vertiefung ist.A Another advantageous embodiment provides that the one another gripping first surveys / recesses of the first and second Each location is circular are. At the same time it is envisaged that the second survey / recess the first layer is circular and the second elevation / depression the second layer is a slot-shaped or rounded polygonal but not circular elevation / depression is.

Insgesamt sind hier sämtliche, insbesondere im Prägeverfahren leicht herstellbare, Geometrien möglich, dabei sind aus Herstellungsgründen abgerundete Geometrien bevorzugt. Die Geometrie der Erhebung/Vertiefung und der Fixiervorrichtung werden aufeinander abgestimmt. Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet der Begriff langlochförmig entsprechend oval, abgerundetvieleckig oder langlochförmig und schließt die Kreisform aus. Langlochförmig bezeichnet dabei ausschließlich die Form, es muss sich nicht um eine Öffnung handeln, sondern es handelt sich meist um Erhebungen bzw. Vertiefungen.All in all here are all, especially in the stamping process easy to produce, geometries possible, are rounded for manufacturing reasons Geometries preferred. The geometry of the survey / depression and the fixing device are matched. In the context of this Invention means the term slot-shaped corresponding oval, rounded polygonal or oblong and includes the circular shape. Shaped slot refers exclusively the form, it does not have to be an opening, but it are usually surveys or depressions.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass mindestens eine der Lagen eine Kanalstruktur aufweist und die Längserstreckungsrichtung der zweiten Erhebung/Vertiefung der zweiten Lage parallel zu der Kanalstruktur angeordnet ist. Hierdurch wird gesichert, dass bei einer z. B. wärmeausdehnungsbedingten oder auch herstellungsbedingten Relativbewegung beider Lagen immer gewährleistet ist, dass es zu einer ”Parallelverschiebung” entlang der miteinander zu fügenden Kanalbereiche kommt. Es kann somit sichergestellt werden, dass der ”tiefste Punkt” des Kanals bei beiden Lagen somit stets aufeinander liegt und selbst bei einem Verschieben der Lagen entlang des Toleranzquerschnitts immer die gewünschten Stellen beider Lagen miteinander in Kontakt sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft beim Schweißen bzw. Laserschweißen, da es bei dieser Anordnung nicht zu einem Durchbrennen beim Schweißen kommt.A Another advantageous embodiment provides that at least one the layers has a channel structure and the longitudinal direction of the second elevation / depression of the second layer parallel to the channel structure is arranged. This ensures that at a z. B. thermal expansion or production-related relative movement of both layers always guaranteed is that there is a "parallel shift" along the one to be joined Channel areas comes. It can thus be ensured that the "deepest Point of "the Channel thus always lies on each other in both situations and even when shifting the layers along the tolerance cross section always the desired ones Positions of both layers are in contact with each other. This is special advantageous in welding or laser welding, since there is no burn through during welding in this arrangement.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Erhebungen/Vertiefungen der ersten Lage einen größeren oder kleineren Konuswinkel haben als der Konuswinkel der dazu komplementären Erhebungen/Vertiefungen der zweiten Lage. Hierdurch wird eine linienförmige, umlaufende Berührung zwischen den Erhebungen/Vertiefungen erreicht, so dass in diesen Bereichen eine möglichst hohe Flächenpressung auftritt. Dies wird weiter unterstützt, wenn die Erhebungen/Vertiefungen der einen Lage weniger tief sind als die Erhebungen/Vertiefungen der anderen Lage.A Another advantageous embodiment provides that the elevations / depressions the first location a larger or have smaller cone angle than the cone angle of the complementary elevations / depressions the second location. As a result, a linear, circumferential contact between reached the surveys / depressions, so that in these areas one possible high surface pressure occurs. This is further supported when the surveys / pits one position less deep than the elevations / depressions of the different location.

Im Folgenden wird, mit etwas anderen Worten, eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung geschildert, die allerdings keinesfalls einschränkend zu verstehend ist:
Um eine genaue Positionierung der Bipolarplatten zueinander vorzunehmen, werden konische Prägungen – je nach Betrachtungswinkel Erhebungen oder Vertiefungen – in die Lagen eingebracht. Vorteilhaft ist, wenn z. B. die anodenseitige Bipolarplattenlage zwei kreisrunde Prägungen aufweist und die kathodenseitige Bipolarplattenlage genau eine kreisrunde und eine langlochförmige Prägung aufweist. Dabei sollten diese Positionierprägungen so ausgeführt sein, dass z. B. die anodenseitige Lage in die kathodenseitige Lage gesteckt werden kann und über den Konus der Prägungen eine formschlüssige Zentrierung der Lagen zueinander vorgenommen wird. Der Vorteil der langlochförmigen Positionierprägung ist, dass das Plattensystem nicht überbestimmt ist und ein Toleranzausgleich von anodeseitiger zu kathodenseitiger Bipolarplattenlage gegeben ist. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die langlochförmige Positionierprägung parallel zu dieser Hauptrichtung der Kanäle des Flowfields verläuft. Dadurch wird ein Versatz in y-Richtung und damit senkrecht zu den Kanalstrukturen vermieden.
In the following, in a somewhat different words, a particularly advantageous embodiment of the invention is described, which, however, is by no means to be understood as limiting:
To make an accurate positioning of the bipolar plates to each other, conical embossments - depending on the viewing angle elevations or depressions - introduced into the layers. It is advantageous if z. B. the anode-side bipolar plate layer has two circular imprints and the cathode-side bipolar plate layer has exactly a circular and a slot-like embossing. These positioning embossments should be designed so that z. B. the anode-side layer can be inserted into the cathode-side layer and on the cone of the embossing a positive centering of the layers is made to each other. The advantage of slot-shaped positioning embossing is that the plate system is not overdetermined and tolerance compensation is provided by the anode-side to the cathode-side bipolar plate layer. Therefore, it is advantageous if the slot-shaped positioning embossing runs parallel to this main direction of the channels of the flowfield. This avoids an offset in the y direction and thus perpendicular to the channel structures.

Ein weiteres Merkmal der Positionierprägung ist, dass sie auch für eine formschlüssige Positionierung innerhalb einer Vorrichtung, z. B. einer Schweißvorrichtung, verwendet werden kann. Aus demselben Grund wie oben beschrieben sollte eine Aufnahme der Vorrichtung eine komplementäre aber etwas größere Form aufweisen, als die entsprechende Erhebung oder Vertiefung der Bipolarplattenlage. Wird also eine langlochförmige Positionierprägung verwendet, weist die Aufnahme ebenfalls eine Langlochform auf, ist aber größer als die langlochförmige Positionierprägung in der betreffenden Lage (siehe Schnitt C-C in 3e). Für eine runde Positionierprägung wird eine runde Aufnahme verwendet, die wiederum einen größeren Durchmesser aufweist als die Positionierprägung. Für eine grobe Vorzentrierung der Einzellagen in die Vorrichtung ist es vorteilhaft, jeweils eine Bohrung und ein Langloch in der Mitte der Positionierungsprägung vorzusehen sowie einen dazu passenden Aufnahmestift in der Vorrichtung. Die Vorzentrierung über den Aufnahmestift gewährt ein Hineingleiten der Lagen in die Aufnahme der Vorrichtung.Another feature of Positionierprägung is that they also for a positive positioning within a device, for. B. a welding device can be used. For the same reason as described above, a receptacle of the device should have a complementary but somewhat larger shape than the corresponding elevation or depression of the bipolar plate layer. Thus, if a slot-shaped positioning stamping is used, the receptacle likewise has a slot shape, but is larger than the slot-shaped positioning stamping in the relevant position (see section CC in FIG 3e ). For a round positioning stamping a round receptacle is used, which in turn has a larger diameter than the positioning stamping. For a coarse pre-centering of the individual layers in the device, it is advantageous in each case a hole and a slot in the middle of Provide positioning stamping and a matching recording pin in the device. The pre-centering via the receiving pin ensures that the layers slide in into the receptacle of the device.

Bei der Gestaltung der zueinandergehörigen Positionierprägungen in verschiedenen Lagen bieten sich verschiedene Varianten an. Einerseits ist es möglich, dass in beiden Lagen Erhebungen relativ zur sonstigen Lagenebene eingeformt werden und die Erhebung der unten angeordneten Lage in die Vertiefung, die auf der Unterseite der Erhebung in der darauf angeordneten Lage resultiert, eingreift. Im Hinblick auf die sonstigen Strukturelemente der betreffenden Bipolarplatte bzw. ihrer Lagen, ist es aber oftmals nicht möglich, die Erhebungen mit der hierzu notwendigen Höhe in eine einzige Richtung auszuformen, da die Erhebungen dann beispielsweise die zur Abdichtung der Lagen gegeneinander eingeprägten Sicken überragen und somit eine Abdichtung verhindern würden. In dieser Situation ist es dann andererseits angeraten, in beiden Lagen eine Vertiefung mit einem größeren Durchmesser einzubringen und in die Fläche dieser Vertiefung dann wiederum eine Erhöhung einzuformen. Das Ausmaß der Vertiefung ist dabei insgesamt geringer als das der Erhöhung. Dies erlaubt eine Verteilung der Höhe der Erhöhungen/Vertiefungen auf beiden Seiten der Ebene der jeweiligen Bipolarplattenlage. Dabei ist eine im Wesentlichen symmetrische Höhenaufteilung ebenso möglich wie eine asymmetrische.at the design of the associated positioning imprints in Different layers offer different variants. On the one hand Is it possible, that in both layers surveys relative to the other layer level be formed and the elevation of the arranged below location in the depression, which is on the bottom of the elevation in the on it arranged situation results intervenes. With regard to the other Structural elements of the relevant bipolar plate or its layers, but it is often not possible the elevations with the necessary height in a single direction ausformieren, since the surveys then, for example, the seal the layers stamped against each other Overhang beads and thus would prevent a seal. In this situation is then on the other hand advised, in both layers with a depression a larger diameter and bring in the area then, in turn, formulate an increase in this depression. The extent of the depression is altogether less than that of the increase. This allows a distribution the height the elevations / depressions on both sides of the plane of the respective bipolar plate layer. there is a substantially symmetrical height distribution as possible as an asymmetrical one.

Die Ausführung der Positionierprägung kann so gewählt sein, dass eine Lage einen steileren Konus aufweist als die andere Lage. Außerdem ist es vorteilhaft die Prägung an einer Lage etwas weniger tief auszuprägen, so dass sich die beiden Lagen im Bereich der Kontaktstelle nur in ihrer jeweiligen Flanke des Konus abschnittsweise oder umlaufend berühren.The execution the positioning stamping can be chosen like that be that one layer has a steeper cone than the other Location. Furthermore it is advantageous to emboss at a location a little less deep, so that the two Layers in the region of the contact point only in their respective flank touch the cone sectionwise or circumferentially.

Weiterhin ist es sinnvoll die runde oder langlochförmige Aufnahme der Vorrichtung an ihrer offenen Seite mit einem Radius zu versehen, auf dem die Schräge des Außenkonus einer aufgelegten Lage zu liegen kommt. Außerdem ist zur Positionierung in der Vorrichtung ausreichend Kraft/Pressung von oben auf die Positionierprägung aufzubringen, um eine formschlüssige Zentrierung zu erreichen.Farther it makes sense the round or slot-shaped recording of the device to be provided on its open side with a radius on which the slope of the outer cone an imposed situation comes to lie. It is also for positioning sufficient force / pressure to be applied to the positioning impression in the device from above, a form-fitting To achieve centering.

Die erfindungsgemäße Bipolarplatte enthält wie bereits dargelegt mindestens zwei Lagen, es können allerdings durchaus noch mehr Lagen sein. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn im Inneren der Bipolarplatte beispielsweise Kühlmittel geführt wird. Insbesondere bei einer unstrukturierten Zwischenlage als dritter Lage bietet es sich an, diese dadurch in der Bipolarplatte zu integrieren, dass sie im Bereich der Erhebungen/Vertiefungen der Außenlagen ausgespart wird, so dass die Erhebungen/Vertiefungen einer Außenlage durch die Aussparungen hindurch in die Vertiefungen/Erhebungen der jeweils anderen Außenlage eingreifen können.The Bipolar plate according to the invention contains like already set out at least two layers, but it may still be be more layers. This can be particularly advantageous when in Inside the bipolar plate, for example, coolant is guided. Especially with an unstructured liner as the third Location, it is advisable to integrate this in the bipolar plate that they left out in the area of the elevations / depressions of the outer layers so that the elevations / depressions of an outer layer through the recesses into the depressions / elevations of the each other external situation can intervene.

Daneben ist es genauso möglich, die Lagen der Platte jeweils paarweise wie bereits zuvor für zwei einzelne Lagen beschrieben zueinander zu positionieren. Bei den Positionierprägungen, die zum Formschluss in der x-y-Ebene, genauer der Ebene E1 führen, ist es dabei ohne weiteres möglich, aber nicht zwingend, an derselben Stelle in allen Lagen die entsprechende Erhebung/Vertiefung vorzusehen, während die Positionierprägungen, die in der entsprechenden Berührebene E2, E3 oder E4 nicht zum Formschluss führen, von benachbartem Lagenpaar zu benachbartem Lagenpaar versetzt angeordnet werden müssen. Diese Anordnung ist für strukturierte, d. h. z. B. geprägte Zwischenlagen bevorzugt, da die Positionierprägungen dann mit der sonstigen Struktur zusammen eingebracht werden kann, sie ist aber auch für unstrukturierte Zwischenlagen einsetzbar.Besides is it just as possible the layers of the plate in pairs as before for two individual Layers described to each other to position. In the positioning impressions, which lead to positive locking in the x-y plane, more precisely the plane E1, is it is easily possible, but not necessarily, in the same place in all situations the corresponding one Provide survey / depression, while the positioning impressions, in the corresponding touch level E2, E3 or E4 do not lead to form fit, from adjacent layer pair to adjacent layer pair must be arranged offset. These Arrangement is for structured, d. H. z. B. embossed Liners preferred because the positioning impressions then with the other structure but it is also unstructured Liners can be used.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren erläutert. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf die gleichen Elemente. Es zeigen:in the The invention will be explained with reference to several figures. Same Reference numerals refer to the same elements. Show it:

1a bis 1d den beispielhaften Aufbau eines mindestens eine Bipolarplatte enthaltenden elektrochemischen Zellstapels, 1a to 1d the exemplary construction of an electrochemical cell stack containing at least one bipolar plate,

2 eine Lage einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte, 2 a layer of a bipolar plate according to the invention,

3a bis 3g Ansichten, Schnitte und weitere Details einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte, 3a to 3g Views, sections and further details of a first embodiment of a bipolar plate according to the invention,

4a bis 4c eine Ansicht sowie einen Schnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte, 4a to 4c a view and a section of a second embodiment of a bipolar plate according to the invention,

5a bis 5h verschiedene Draufsichten auf Kontaktstellen, 5a to 5h different top views on contact points,

6 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte, 6 a sectional view of another embodiment of a bipolar plate according to the invention,

7 eine Schnittansicht der Kontaktstellen einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen dreilagigen Bipolarplatte und 7 a sectional view of the contact points of another embodiment of a three-layer bipolar plate according to the invention and

8 Details zum Laserschweißen der Lagen einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte. 8th Details for the laser welding of the layers of a bipolar plate according to the invention.

1a und 1d zeigen den Aufbau einer Brennstoffzelleneinheit 7. Eine Vielzahl dieser Brennstoffzelleneinheiten 7 bildet geschichtet den zwischen Endplatten 70 und 71 angeordneten Bereich einer Brennstoffzellenanordnung 8 (siehe 1c). 1b zeigt mehrere aufeinander gelegte Brennstoffzelleneinheiten 7 ohne die Endplatten. In 1a und 1d ist in Schrägansicht bzw. Draufsicht von oben eine Brennstoffzelleneinheit 7 mit ihren regelmäßigen Bauteilen zu sehen, welche beispielsweise eine Polymermembran 9aufweist, welche im Mittelbereich 9a mit einer Katalysatorschicht beidseitig versehen ist. In der Brennstoffzelleneinheit 7 sind zwei Bipolarplatten 1 vorgesehen, zwischen denen die beschichtete Polymermembran angeordnet wird. Im Bereich zwischen jeder Bipolarplatte 1 und der beschichteten Polymermembran 9 ist außerdem eine Gasdiffusionslage 10 angeordnet. Die Bipolarplatten 1 weisen einerseits eine Sicke 4a auf, die das Flowfield, d. h. die Kanalstruktur 4, dichtend umgibt. Darüber hinaus ist eine weitere Sicke 4a angedeutet, die eine Medienleitung von Wiederholeinheit 7' zu Wiederholeinheit 7' abdichtet. In den nachfolgenden Figuren wird aus Gründen der Klarheit der Figuren auf die Darstellung der Abdichtelemente verzichtet. 1a and 1d show the structure of a fuel cell unit 7 , A variety of these fuel cell units 7 stratified forms the zwi end plates 70 and 71 arranged region of a fuel cell assembly 8th (please refer 1c ). 1b shows several superimposed fuel cell units 7 without the end plates. In 1a and 1d is a fuel cell unit in oblique view and top view from above 7 to see with their regular components which, for example, a polymer membrane 9 which has in the middle area 9a provided with a catalyst layer on both sides. In the fuel cell unit 7 are two bipolar plates 1 provided between which the coated polymer membrane is arranged. In the area between each bipolar plate 1 and the coated polymer membrane 9 is also a gas diffusion layer 10 arranged. The bipolar plates 1 on the one hand have a bead 4a on top of that the flowfield, ie the channel structure 4 , sealing surrounds. In addition, another bead is 4a indicated that a media line of repeat unit 7 ' to repeat unit 7 ' seals. In the following figures, the illustration of the sealing elements is omitted for reasons of clarity of the figures.

Im Rahmen dieser Anmeldung werden die folgenden Begriffe unterschieden: Unter der eigentlichen Brennstoffzelle wird das Ensemble aus erster Gasdiffusionslage 10, beschichteter Polymermembran 9 und zweiter Gasdiffusionslage 10 verstanden. Die Brennstoffzelleneinheit 7 umfasst eine anodenseitige Lage einer Bipolarplatte 1, die gerade definierte Brennstoffzelle sowie die kathodenseitige Lage einer zweiten Bipolarplatte 1, sowie ggf. auch noch weitere Lagen einer Bipolarplatte 1. Dies bedeutet, dass eine Bipolarplatte 1 immer zwischen zwei Brennstoffzelleneinheiten 7 geteilt wird. Hiervon unterscheidet sich die Wiederholeinheit 7', die eine komplette Bipolarplatte 1 sowie eine Brennstoffzelle gemäß der obigen Definition enthält. In 1d wird darüber hinaus noch angedeutet, dass die Lagen zumindest im Bereich der Sicken 4a umlaufend miteinander verschweißt sind (Schweißlinien 11). Hier wird auch die größere Prägetiefe der Dichtsicken 4a gegenüber den Kanalstrukturen 4 deutlich. 1d zeigt zudem die verschiedenen Kompartimente der Kanalstrukturen 4: Reaktandenkanäle 41, 42 auf den von einander weg weisenden Seiten der Lagen 2, 3 und Kühlmittelkanäle 43 zwischen den sich abschnittsweise berührenden Lagen 2, 3.In the context of this application, the following terms are distinguished: Under the actual fuel cell, the ensemble of the first gas diffusion layer 10 , coated polymer membrane 9 and second gas diffusion layer 10 Understood. The fuel cell unit 7 includes an anode-side layer of a bipolar plate 1 , the just-defined fuel cell and the cathode-side layer of a second bipolar plate 1 , as well as possibly other layers of a bipolar plate 1 , This means that a bipolar plate 1 always between two fuel cell units 7 is shared. This is different from the repeat unit 7 ' containing a complete bipolar plate 1 and a fuel cell as defined above. In 1d is also indicated that the layers at least in the area of the beads 4a circumferentially welded together (welding lines 11 ). Here is the larger embossing depth of the dense beads 4a opposite the channel structures 4 clear. 1d also shows the different compartments of the channel structures 4 : Reactant channels 41 . 42 on the sides of the layers facing away from each other 2 . 3 and coolant channels 43 between the sections contacting layers 2 . 3 ,

Im Folgenden soll der Aufbau der Bipolarplatte 1 sowie deren Herstellverfahren beispielhaft näher erklärt werden.The following is the structure of the bipolar plate 1 and their production methods are explained in greater detail by way of example.

2 zeigt eine Lage 3 einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte. Es handelt sich im gezeigten Beispiel um eine Metalllage 3 mit einer kontinuierlichen, geradlinigen Kanalstruktur 4 aus mehreren parallelen Kanälen, wobei die Kanalstruktur eine ungefähr fünfmal so große Erstreckung in x- als in y-Richtung aufweist. Daneben ist in der Metalllage 3 eine kreisrunde Vertiefung 3a sowie eine langlochförmigen Vertiefung 3b vorhanden. Die runde Vertiefung 3a weist zentrisch eine kreisrunde Bohrung auf. Die langlochförmige Vertiefung 3b weist eine zentrische Öffnung in Form eines Langlochs auf. Die Längserstreckungsrichtung 5 (d. h. eine virtuelle Gerade in Richtung der längsten Ausdehnung der langlochförmigen Vertiefung) ist parallel angeordnet zum Verlauf (d. h. der Fluidführungsrichtung) der Kanalstruktur 4. Dies bedeutet, dass die Kanalstrukturen des Fluids (entweder ein Kühlfluid im Inneren der späteren Bipolarplatte oder ein Medium an der Außenseite der späteren Bipolarplatte) in eben dieser Richtung führen. 2 shows a location 3 a bipolar plate according to the invention. In the example shown, this is a metal layer 3 with a continuous, straight channel structure 4 of a plurality of parallel channels, wherein the channel structure has an approximately five times greater extent in the x direction than in the y direction. Besides that is in the metal layer 3 a circular depression 3a and a slot-shaped depression 3b available. The round well 3a has a circular bore centrally. The slot-shaped depression 3b has a central opening in the form of a slot. The longitudinal direction 5 (ie a virtual straight line in the direction of the longest extent of the slot-shaped depression) is arranged parallel to the course (ie the fluid-guiding direction) of the channel structure 4 , This means that the channel structures of the fluid (either a cooling fluid inside the later bipolar plate or a medium on the outside of the later bipolar plate) lead in just this direction.

Die in 2 gezeigte Lage 3 wird mit zumindest einer weiteren Lage verbunden, so dass sich eine Bipolarplatte ergibt. Diese beiden Lagen werden durch Laserstrahlschweißen verbunden, wobei auch im ”Binnenbereich” der Bipolarplatte, d. h. zwischen den Kanälen ein Verschweißen stattfindet, um so ein ”Aufblähen” der Platte zu verhindern bei erhöhtem Druck der Kühlflüssigkeit im Inneren der Bipolarplatte. Um ein sicheres und genaues Schweißen zu gewährleisten ist es vorteilhaft, dass die Längserstreckungsrichtung 5 parallel zur Kanalstruktur ist.In the 2 shown location 3 is connected to at least one further layer so that a bipolar plate results. These two layers are connected by laser beam welding, wherein also in the "internal region" of the bipolar plate, that takes place between the channels, a welding, so as to prevent "swelling" of the plate with increased pressure of the cooling liquid inside the bipolar plate. In order to ensure a safe and accurate welding, it is advantageous that the longitudinal direction 5 is parallel to the channel structure.

3a zeigt eine Draufsicht einer gefügten Bipolarplatte 1 gemäß der Erfindung. Die Bipolarplatte besteht aus zumindest zwei Lagen 2 und 3, die mittels einer Laserverschweißung 11 bzw. 11' und 11'' gefügt sind. Die Laserverschweißung 11 ist entlang der durchgängigen Linie geführt. D. h., dass der Bereich um die Kanalstruktur herum (gegebenenfalls unterbrochen durch Zu- und Ableitungen) entsprechend verschweißt ist. Außerdem sind die Bereiche der Erhebungen bzw. Vertiefungen (je nach Blickrichtung, siehe Bezugszeichen 2a und 2b), miteinander verbunden, siehe gestrichelte Linien 11'. Weiter sind die beiden Lagen der Bipolarplatte 1 auch im Bereich des Flowfields mit abschnittsweisen linienförmigen Schweißungen miteinander verbunden, deren Position der Pfeil 11'' beispielhaft andeutet. 3a shows a plan view of a joined bipolar plate 1 according to the invention. The bipolar plate consists of at least two layers 2 and 3 by means of a laser welding 11 respectively. 11 ' and 11 '' are joined. The laser welding 11 is guided along the continuous line. This means that the area around the channel structure (possibly interrupted by inlets and outlets) is welded accordingly. In addition, the areas of the elevations or depressions (depending on the viewing direction, see reference numerals 2a and 2 B ), interconnected, see dashed lines 11 ' , Next are the two layers of the bipolar plate 1 also in the area of the flowfield with section-wise line-shaped welds, whose position is the arrow 11 '' by way of example.

Gezeigt ist hier eine obere erste Lage 2, darunter ist eine Lage 3 lediglich bereichsweise erkennbar, und zwar im Bereich von Bohrungen. Der Bohrungsdurchmesser im Bereich der Erhebungen/Vertiefungen ist bei der unten liegenden Lage 3 kleiner, so dass ein kreisringförmiger Abschnitt noch sichtbar ist (siehe 3a, oben rechts). Dies ermöglicht bereits bei Augenschein oder automatisiert die Überprüfung, ob die richtigen Lagen zusammengesetzt wurden.Shown here is an upper first layer 2 , including one location 3 only partially visible, in the area of holes. The bore diameter in the area of the elevations / depressions is at the lower position 3 smaller, so that an annular section is still visible (see 3a , top right). This makes it possible to check whether the correct layers have been put together, even by inspection or automated.

Im Folgenden soll auf die Erhebungen/Vertiefungen der Kontaktstellen 23a und 23b besonders eingegangen werden, vor allem auch anhand der Schnittdarstellungen B-B (siehe 3b) sowie C-C und D-D (siehe 3e und 3f). Die entsprechenden abschnittsweisen schematisierten Draufsichten in den Bereichen D1 bzw. D2 ergeben sich aus 3c u. 3g. Ergänzend wird auch auf 3d eingegangen, die Winkelverhältnisse der Erhebungen/Vertiefungen gemäß 3b zeigt. Auch unter der oberen Lage liegende Elemente, wie beispielsweise die langlochförmige Erhebung/Vertiefung sind hier – obwohl von oben eigentlich nicht sichtbar – mittels durchgängiger Linien angedeutet. Vergleichbares gilt nachfolgend auch für 4a.The following is to the surveys / depressions of the contact points 23a and 23b be particularly received, especially with reference to the sectional views BB (see 3b ) as well as CC and DD (see 3e and 3f ). The corresponding section-wise schematized top Views in the areas D1 and D2 result 3c u. 3g , Complementary will also on 3d received, the angular relationships of the surveys / wells according to 3b shows. Even under the upper layer lying elements, such as the oblong-shaped elevation / depression are here - although not actually visible from above - indicated by continuous lines. The same applies below for 4a ,

3a verdeutlicht, dass an der Kontaktstelle 23a in beiden Lagen 2 und 3, kreisförmige Erhebungen/Vertiefungen 2a und 3a vorgesehen sind. Die Kontaktstelle 23a weist hingegen eine runde Erhebung/Vertiefung 2b in der Lage 2 und eine langlochförmige Erhebung/Vertiefung 3b in der Lage 3 auf. Diese ineinander greifenden Erhebungen/Vertiefungen 2b und 3b weisen zwei Berührungsstellen 30b und 31b auf. Bezogen auf die kreisförmige Erhebung 2b der Lage 2 erstrecken sich die Berührungsstellen 30b und 31b nur über ein sehr kurzes Stück des Kreisumfanges, sind quasi nur punktförmig. Die beiden Berührungsstellen 30b und 31b liegen einander auf unterschiedlichen Seiten des Kreises gegenüber. Eine virtuelle Gerade durch die Mittelpunkte der jeweiligen Berührungsstellen, 32b und 33b zeigt dabei die Richtung, in der keine Bewegung möglich ist. Diese Richtung ist dabei senkrecht zur Hauptrichtung der Kanalstruktur 4 bzw. der Richtung der Schweißungen 11''. In Richtung senkrecht zu dieser virtuellen Geraden, entlang der Linie 5b, können sich die beiden Lagen jedoch in geringem Umfang gegen- und zueinander bewegen, so dass geringe Toleranzen oder wärmemeausdehnungs- oder prozessbedingte Relativbewegungen entlang der Kanalstrukturen beider Lagen ausgeglichen werden können. 3a clarifies that at the contact point 23a in both positions 2 and 3 , circular elevations / depressions 2a and 3a are provided. The contact point 23a shows, however, a round survey / depression 2 B in a position 2 and a long hole-shaped elevation / depression 3b in a position 3 on. These interlocking elevations / depressions 2 B and 3b have two points of contact 30b and 31b on. Relative to the circular elevation 2 B the situation 2 extend the contact points 30b and 31b only over a very short part of the circumference, are only punctiform. The two points of contact 30b and 31b lie opposite each other on different sides of the circle. A virtual line through the centers of the respective points of contact, 32b and 33b shows the direction in which no movement is possible. This direction is perpendicular to the main direction of the channel structure 4 or the direction of the welds 11 '' , In the direction perpendicular to this virtual line, along the line 5b However, the two layers can move against each other and to a small extent, so that small tolerances or heat expansion or process-related relative movements along the channel structures of both layers can be compensated.

3b zeigt eine Bipolarplatte gemäß 3a, welche in die Aufnahme 6c einer Fixiervorrichtung 6 eingelegt ist. Die Fixiervorrichtung weist weiter einen Zentrierbolzen 6a auf sowie Radien 6b. Gezeigt ist eine Detailansicht gemäß Schnitt B-B, bei dem unter einer ersten Lage 2 (im Einbau anodenseitig) eine zweite Lage 3 (kathodenseitig) eingelegt ist. Beide Lagen sind aus einem dünnen Metallblech, insbesondere Stahlblech, hergestellt. Eine erste Erhebung 2a der ersten Lage ist in eine erste Vertiefung 3a der zweiten Lage 3 eingesteckt. Die genannten Erhebungen/Vertiefungen 2a bzw. 3a sind in der Ebene E1 parallel zur Ebene E (Plattenebene bzw. Blattebene x-y gemäß 2) formschlüssig zueinander angeordnet, so dass hier in keiner Flächenrichtung eine Translation möglich ist. 3b shows a bipolar plate according to 3a which in the recording 6c a fixing device 6 is inserted. The fixing device further comprises a centering pin 6a on as well as radii 6b , Shown is a detail view according to section BB, in which under a first layer 2 (on the anode side) a second layer 3 (on the cathode side) is inserted. Both layers are made of a thin metal sheet, in particular steel sheet. A first survey 2a the first layer is in a first recess 3a the second location 3 plugged in. The mentioned surveys / depressions 2a respectively. 3a are in the plane E1 parallel to the plane E (plate level or leaf level xy according to 2 ) arranged positively to each other, so that here in any surface direction, a translation is not possible.

Wie in 3b zu sehen, ist sowohl die erste Erhebung 2a als auch die erste Vertiefung 3a jeweils mit einer kreisrunden Öffnung 2ax bzw. 3ax versehen. Der Kreisdurchmesser bzw. die Kreisfläche der Öffnung 3ax der ersten Vertiefung 3a ist hierbei kleiner als der Durchmesser bzw. die Fläche der Öffnung 2ax der ersten Erhebung 2a.As in 3b to see is both the first survey 2a as well as the first deepening 3a each with a circular opening 2ax respectively. 3ax Mistake. The circle diameter or the circular area of the opening 3ax the first well 3a is smaller than the diameter or the area of the opening 2ax the first survey 2a ,

Diese Verhältnisse sind außerdem durch die beiden orthogonalen Doppelpfeile in der vereinfachten Darstellung des Bereichs D1 ohne Bohrungen in 3c nochmals verdeutlicht. Dort ist sichtbar, dass in der Ebene E bzw. E1 keine Flächenbewegung möglich ist. Die erste Erhebung 2a sowie die erste Vertiefung 3a sind somit zueinander selbstzentrierend angeordnet.These ratios are also due to the two orthogonal double arrows in the simplified representation of the area D1 without holes in 3c again clarified. There it is visible that in plane E or E1 no surface movement is possible. The first survey 2a as well as the first depression 3a are thus arranged self-centering to each other.

Die Fixiervorrichtung selbst weist um den Fixierbolzen herum die eigentliche, hier kreiszylindrische, Aufnahme 6c auf, welche nach oben hin einen mittels Radius 6b gerundeten Übergang zur Ebene E zeigt.The fixing device itself has around the fixing bolt around the actual, here circular cylindrical, recording 6c on, which upwards by means of a radius 6b rounded transition to level E shows.

Wie in 3d in einer Detailansicht entsprechend dem Bereich F1 der 3b nochmals deutlicher zu sehen, ist der Konuswinkel α2 zwischen der vertikalen (also der Richtung der Hauptachse des Fixierbolzens 6a) sowie der äußeren Mantelfläche der Erhebung 2a etwas kleiner als der Winkel α3 zwischen dieser Vertikalen und der inneren Mantelfläche der Vertiefung 3a. Hierdurch wird eine nur linienförmige umlaufende Berührung der äußeren Mantelfläche der ersten Erhebung 2a mit der inneren Mantelfläche der ersten Vertiefung 3a ermöglicht, die zum Formschluss in der Ebene E1 führt.As in 3d in a detailed view corresponding to the area F1 of 3b to see more clearly, the cone angle α2 between the vertical (ie the direction of the main axis of the fixing bolt 6a ) and the outer surface of the survey 2a slightly smaller than the angle α3 between this vertical and the inner surface of the recess 3a , As a result, only a linear circumferential contact of the outer surface of the first survey 2a with the inner circumferential surface of the first recess 3a allows that leads to the positive connection in the plane E1.

Außerdem ist zu sehen, dass die Höhe h2 der ersten Erhebung 2a geringer ist als die Höhe/Tiefe h3 der Vertiefung 3a. Dies führt dazu, dass kein ”Aufsetzen” der ersten Lage 2 im Bereich um den Zentrierbolzen 6a herum auf die zweite Lage 3 erfolgt und die beiden Lagen 2 und 3 im Verbindungsbereich nur an ihrer umlaufenden Berührungslinie in Kontakt sind.It can also be seen that the height h2 of the first survey 2a is less than the height / depth h3 of the depression 3a , This means that no "touchdown" of the first layer 2 in the area around the centering bolt 6a around on the second layer 3 done and the two layers 2 and 3 in the connection area are in contact only at its circumferential contact line.

3e zeigt einen Schnitt gemäß C-C im Bereich um einen zweiten Fixierbolzen 6d der Fixiervorrichtung 6. Ergänzend ist in 3f der hierzu senkrechte Schnitt gemäß D-D dargestellt. Zu sehen ist eine zweite Erhebung 2b der Lage 2, diese ist kreisrund und weist eine kreisrunde zentrische Öffnung 2bx auf, die konzentrisch zum äußeren Mantel des zweiten Fixierbolzens 6d in der Aufnahme 6f angeordnet ist. Diese zweite Erhebung 2b ist in eine zweite Vertiefung 3b der darunter liegenden Lage 3 eingepasst. Wie in 3b ist hierbei der Querschnitt der Öffnung 3bx der zweiten Vertiefung 3b (zumindest in dieser Querschnittsansicht) etwas kleiner als der der entsprechenden Öffnung der zweiten Erhebung 2b. Allerdings ist die zweite Vertiefung 3b langlochförmig ausgeführt, so dass die zweite Erhebung 2b in 3e von links nach rechts bereichsweise verschieblich angeordnet ist, also dort keinen Formschluss aufweist. Im Gegensatz hierzu findet im Schnitt D-D der 3f eine Berührung der beiden Erhebungen/Vertiefungen 2b, 3b an den Berührpunkten 30b, 31b in der Ebene E2 statt. Dies ist anhand der in 3g gezeigten vereinfachten Skizze des Bereichs D2, in der auf die Darstellung der Öffnungen verzichtet wurde, nochmals schematisch verdeutlicht. Der dortige vertikale Doppelpfeil zeigt an, dass eine Bewegung der zweiten Erhebung 2b innerhalb der zweiten Vertiefung 3b in y-Richtung nicht möglich ist. Dagegen zeigt der horizontale Doppelpfeil die Möglichkeit der Bewegung zum Toleranzausgleich in x-Richtung. 3e shows a section according to CC in the area around a second fixing bolt 6d the fixing device 6 , In addition is in 3f the section perpendicular to this DD shown. You can see a second survey 2 B the situation 2 , this is circular and has a circular centric opening 2bx on, concentric with the outer jacket of the second fixing bolt 6d in the recording 6f is arranged. This second survey 2 B is in a second recess 3b the underlying location 3 fitted. As in 3b Here is the cross section of the opening 3bx the second well 3b (At least in this cross-sectional view) slightly smaller than that of the corresponding opening of the second survey 2 B , However, the second recess is 3b elongated, so that the second survey 2 B in 3e is arranged from left to right partially displaceable, so there has no positive connection. In contrast to this, on average, DD 3f a touch of the two surveys / depressions 2 B . 3b to the touch point th 30b . 31b in the plane E2 instead. This is based on the in 3g shown simplified sketch of the area D2, in which was dispensed with the representation of the openings, again schematically illustrated. The vertical double-headed arrow indicates that a movement of the second survey 2 B within the second well 3b in y-direction is not possible. In contrast, the horizontal double arrow shows the possibility of movement for tolerance compensation in the x direction.

Um den Maßstab der Erfindung zu verdeutlichen, so beträgt die Ausdehnung der Erhebung/Vertiefung in x- bzw. y-Richtung 2 bis 25 mm, bevorzugt 4 bis 15 mm. Weiter ist die Tiefe der Aufnahme 6f um den Fixierbolzen 6d herum etwa 0,5 bis 1 mm, der Durchmesser der Aufnahme 6f in der Fixiervorrichtung 6 beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 10 mm. Der Freigang der Öffnungen, also beispielsweise der Öffnungen 2bx oder 3bx relativ zum Fixierbolzen beträgt üblicherweise 0,1 bis 3 mm, bevorzugt 0,1 bis 1 mm.In order to clarify the scale of the invention, the extent of the elevation / depression in the x or y direction is 2 to 25 mm, preferably 4 to 15 mm. Next is the depth of the shot 6f around the fixing bolt 6d around 0.5 to 1 mm, the diameter of the recording 6f in the fixing device 6 is preferably between 1 and 10 mm. The clearance of the openings, so for example the openings 2bx or 3bx relative to the fixing bolt is usually 0.1 to 3 mm, preferably 0.1 to 1 mm.

3a bis 3g zeigen somit eine Bipolarplatte 1, enthaltend mindestens zwei Lagen 2, 3, wobei mindestens zwei Lagen 2, 3 jeweils mindestens eine erste und eine zweite Erhebung/Vertiefung enthalten, wobei die erste Erhebung/Vertiefung 2a der ersten Lage 2und die erste Erhebung/Vertiefung 3a der zweiten Lage 3 im vollständig positionierten Zustand der Lagen 2, 3 ineinander greifen und sich in einer Ebene E1 formschlüssig berühren, wobei die zweite Erhebung/Vertiefung 2b der ersten Lage 2 und die zweite Erhebung/Vertiefung 3b der zweite Lage 3 im vollständig positionierten Zustand der Lagen 2, 3 ineinander greifen und sich in einer Ebene E2 nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten 30b, 31b berühren, wobei die Berührungsstellen 30b, 31b so angeordnet sind, dass sie sich auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade 5b, die in Hauptrichtung der Erhebung/Vertiefung 3b der zweiten Lage 3 verläuft, liegen und in der Ebene E2 kein Formschluss zwischen den Erhebungen/Vertiefungen 2b und 3b eintritt. 3a to 3g thus show a bipolar plate 1 containing at least two layers 2 . 3 , where at least two layers 2 . 3 each contain at least a first and a second survey / depression, wherein the first survey / depression 2a the first location 2 and the first survey / depression 3a the second location 3 in the fully positioned state of the layers 2 . 3 interlock and touch each other in a positive fit in a plane E1, wherein the second survey / depression 2 B the first location 2 and the second survey / depression 3b the second location 3 in the fully positioned state of the layers 2 . 3 interlock and in a plane E2 only partially in at least two sections 30b . 31b touch, with the touch points 30b . 31b are arranged so that they are on both sides of a virtual line 5b , in the main direction of the survey / depression 3b the second location 3 runs, lie and in the plane E2 no positive connection between the surveys / wells 2 B and 3b entry.

Im Folgenden wird eine alternative Ausführungsform gemäß 4a bis 4c einer erfindungsgemäßen Bipolarplatte gezeigt. Sämtliche obigen Ausführungen gelten auch für diese Ausführungsform, so weit im Folgenden nicht auf Unterschiede hingewiesen wird.The following is an alternative embodiment according to 4a to 4c a bipolar plate according to the invention shown. All the above statements also apply to this embodiment, as far as differences are not referred to below.

Gezeigt ist hierbei in 4a in der Draufsicht eine Bipolarplatte 1' mit einer diesmal oben liegenden Lage 3'. Die Führung des Schnittes E-E ist anhand 4c in einer Draufsicht auf eine Platte, in der lediglich die Positionierprägungen gezeigt sind, erläutert, der entsprechende Schnitt E-E ist in 4b gezeigt. Gezeigt ist hier, wie die Erhebung 2a' in die Vertiefung 3a' eingreift, die Erhebung 2b' in die Vertiefung 3b' sowie die Erhebung 2c' in die Vertiefung 3c'. Hierbei handelt es sich um drei Kontaktstellen 23a', 23b' und 23c' jeweils mit Erhebungs/Vertiefungspaarungen gemäß 3e bis 3g. D. h., dass sich die Erhebungen/Vertiefungen einer Kontaktstelle, beispielsweise der Kontaktstelle 23b' in einer Ebene E3, jeweils in zwei Abschnitten berühren, wobei diese Berührstellen 30b' und 31b' sich auf beiden Seiten der virtuellen Gerade 5b gegenüberliegen. Gleiches gilt für die Kontaktstelle 23a' in der Ebene E2 mit den Berührpunkten 30a' und 31a' sowie der virtuellen Gerade 5a bzw. die Kontaktstelle 23c' in der Ebene E4 mit den Berührpunkten 30c' und 31c' sowie der virtuellen Gerade 5c. Die virtuelle Gerade 5a an der Kontaktstelle 23a' und die virtuelle Gerade 5b an der Kontaktstelle 23b' verlaufen dabei im gezeigten Beispiel im Wesentlichen parallel und lassen deshalb in dieser Richtung, nämlich parallel zur Hauptrichtung der Kanalstruktur 4 und damit auch der Schweißungen 11'' eine geringfügige Ausgleichsbewegung zu. Hierzu senkrecht verläuft etwa mittig zwischen den beiden Kontaktstellen 23a' und 23b' die virtuelle Gerade 5c. Diese deutet die Ausgleichsrichtung an der Kontaktstelle 23c' an.Shown here is in 4a in plan view, a bipolar plate 1' with a top position this time 3 ' , The leadership of the section EE is based on 4c in a plan view of a plate in which only the positioning stampings are shown, explained, the corresponding section EE is in 4b shown. Shown here is how the elevation 2a ' into the depression 3a ' intervenes, the survey 2 B' into the depression 3b ' as well as the survey 2c ' into the depression 3c ' , These are three contact points 23a ' . 23b ' and 23c ' each with survey / depression pairings according to 3e to 3g , This means that the elevations / depressions of a contact point, for example the contact point 23b ' in a plane E3, each in two sections touching, these touch points 30b ' and 31b ' on both sides of the virtual line 5b are opposite. The same applies to the contact point 23a ' in the plane E2 with the touch points 30a ' and 31a ' as well as the virtual line 5a or the contact point 23c ' in the plane E4 with the touch points 30c ' and 31c ' as well as the virtual line 5c , The virtual line 5a at the contact point 23a ' and the virtual line 5b at the contact point 23b ' In the example shown, they run essentially parallel and therefore allow this direction, namely parallel to the main direction of the channel structure 4 and thus also the welds 11 '' a slight compensation movement too. For this purpose runs vertically approximately in the middle between the two contact points 23a ' and 23b ' the virtual line 5c , This indicates the compensation direction at the contact point 23c ' at.

Gezeigt ist somit eine Bipolarplatte 1', enthaltend mindestens zwei Lagen 2', 3', wobei mindestens zwei Lagen 2', 3' jeweils mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Erhebung/Vertiefung enthalten, wobei die erste Erhebung/Vertiefung 2a' der ersten Lage 2' und die erste Erhebung/Vertiefung 3a' der zweiten Lage 3', die zweite Erhebung/Vertiefung 2b' der ersten Lage 2' und die zweite Erhebung/Vertiefung 3b' der zweite Lage 3' sowie die dritte Erhebung/Vertiefung 2c' der ersten Lage 2' und die dritte Erhebung/Vertiefung 3c' der zweiten Lage 3' im vollständig positionierten Zustand der Lagen 2', 3' ineinander greifen und in den Ebenen E2, E3 und E4 sich jeweils nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten 30a', 31a', 30b', 31b', 30c', 31c' berühren, wobei die Berührungsstellen 30a', 31a', 30b', 31b', 30c', 31c' so angeordnet sind, dass sie jeweils auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade 5a, 5b bzw. 5c, die sich jeweils in Hauptrichtung der Erhebung/Vertiefung 3a', 3b' bzw. 3c' erstrecken, liegen, wobei in den Ebenen E2, E3 und E4 kein Formschluss zwischen den Erhebungen/Vertiefungen 2a und 3a, 2b und 3b sowie 2c und 3b eintritt, wobei die virtuelle Gerade 5a und die virtuelle Gerade 5b unter einem Winkel von –10° bis 10° zueinander verlaufen und wobei die virtuelle Gerade 5c unter einem Winkel von 80° bis 100° zu den virtuellen Geraden 5a und 5b verläuft.Shown is thus a bipolar plate 1' containing at least two layers 2 ' . 3 ' , where at least two layers 2 ' . 3 ' each contain at least a first, a second and a third survey / depression, wherein the first survey / depression 2a ' the first location 2 ' and the first survey / depression 3a ' the second location 3 ' , the second survey / depression 2 B' the first location 2 ' and the second survey / depression 3b ' the second location 3 ' as well as the third survey / depression 2c ' the first location 2 ' and the third survey / depression 3c ' the second location 3 ' in the fully positioned state of the layers 2 ' . 3 ' interlock and in the planes E2, E3 and E4 each only in sections in at least two sections 30a ' . 31a ' . 30b ' . 31b ' . 30c ' . 31c ' touch, with the touch points 30a ' . 31a ' . 30b ' . 31b ' . 30c ' . 31c ' are arranged so that they respectively on both sides of a virtual line 5a . 5b respectively. 5c , each in the main direction of the survey / depression 3a ' . 3b ' respectively. 3c ' extend, lie, wherein in the planes E2, E3 and E4 no positive connection between the elevations / wells 2a and 3a . 2 B and 3b such as 2c and 3b enters, with the virtual line 5a and the virtual line 5b at an angle of -10 ° to 10 ° to each other and the virtual line 5c at an angle of 80 ° to 100 ° to the virtual line 5a and 5b runs.

5 zeigt anhand von acht verschiedenen Beispielen die Ausgestaltung der ineinander greifenden Erhebungen/Vertiefungen (2a, 3a, 2b, 3b) der ersten und zweiten Lage (2, 3). Die Beispiele der 5a bis 5d zeigen Beispiele, die zu einem Formschluss zwischen den Erhebungen/Vertiefungen in ihrer Berührungsebene führen, während die Beispiele der 5e bis 5h keinen Formschluss zwischen den jeweiligen ineinander greifenden Erhebungen/Vertiefungen bewirken. Auf eine Darstellung möglicher Öffnungen für Fixierbolzen oder für die Lagenkontrolle wurde zugunsten der darstellerischen Klarheit verzichtet. 5a zeigt, wie zwei kreisförmige Erhebungen/Vertiefungen (2a, 3a) ineinander greifen. Die kreisförmigen Erhebungen/Vertiefungen (2a, 3b) berühren sich, wie schon in 3b und 3c gezeigt, umlaufend. 5 shows the design of interlocking surveys ( 2a . 3a . 2 B . 3b ) of the first and second layers ( 2 . 3 ). The examples of 5a to 5d show examples that lead to a positive fit between the elevations / depressions in their touch level, while the examples of the 5e to 5h cause no positive connection between the respective interlocking elevations / depressions. A representation of possible openings for fixing bolts or for the position control was omitted in favor of the illustrative clarity. 5a shows how two circular elevations / depressions ( 2a . 3a ) mesh. The circular elevations / depressions ( 2a . 3b ) are touching, as already in 3b and 3c shown, encircling.

5b stellt eine dreieckige Erhebung/Vertiefung 2a dar, die in eine kreisförmige Erhebung/Vertiefung 3a eingreift und diese mit den drei Ecken des Dreiecks berührt. Diese drei Kontaktpunkte sind ausreichend dafür, dass es zwischen den Erhebungen/Vertiefungen 2a und 3a zum Formschluss kommt. Eine größere Anzahl Eckpunkte eines Polygons führt ebenfalls zum Formschluss, wie am Beispiel der 5c verdeutlicht, in dem eine viereckigen Erhebung/Vertiefung in eine kreisrunde Erhebung/Vertiefung eingreift und letztere in der Berührungsebene mit seinen vier Ecken kontaktiert. Um unnötigen Werkzeugverschleiß zu vermeiden, sind jedoch Polygone mit abgerundeten Ecken vorzuziehen. 5b represents a triangular elevation / depression 2a which is in a circular elevation / depression 3a engages and touches them with the three corners of the triangle. These three contact points are sufficient for it to be between the elevations / depressions 2a and 3a comes to a positive conclusion. A larger number of vertices of a polygon also leads to the form fit, as the example of 5c illustrated in which a square elevation / depression engages in a circular elevation / depression and contacted the latter in the plane of contact with its four corners. However, to avoid unnecessary tool wear, polygons with rounded corners are preferable.

5d deutet an, dass auch der Eingriff einer langlochförmige Erhebung/Vertiefung 2a in eine kreisrunde Erhebung/Vertiefung 3a bei passenden Abmessungen zu einem Formschluss führen kann. Umgekehrt führt der Eingriff einer kreisrunden Erhebung/Vertiefung 2b in eine langlochförmige Erhebung/Vertiefung 3b zwar zur Berührung der ineinander greifenden Erhebungen/Vertiefungen, nicht aber zum Formschluss, wie aus 5e folgt und zuvor bereits anhand 3e bis 3g demonstriert wurde. 5d indicates that the intervention of a long hole-shaped elevation / depression 2a in a circular elevation / depression 3a can lead to a positive fit with suitable dimensions. Conversely, the procedure leads to a circular elevation / depression 2 B in a long hole-shaped elevation / depression 3b Although to touch the interlocking elevations / depressions, but not to form fit, as from 5e follows and previously based 3e to 3g was demonstrated.

Der Eingriff einer Erhebung/Vertiefung in Form eines gleichseitigen Polygons, beispielsweise eines Quadrates 2b, in eine langlochförmige Erhebung/Vertiefung 3b, führt – je nach Ausrichtung des Polygons – zu Berührungsstellen an den Ecken (dargestellt) und/oder den Seitenkanten (nicht dargestellt) des Polygons mit der Langlochform, hat bei passenden Abmessungen jedoch keinen Formschluss zur Folge, wie 5f zeigt. Auch zwei langlochförmige Erhebungen/Vertiefungen 2b, 3b können ineinander greifen und sich bei passender Breite entlang der Seitenkanten berühren. Hier hängt es von der Wahl der Länge ab, ob es zu einem Formschluss kommt oder nicht. Solange, wie im in 5g dargestellten Beispiel das Außenmaß der eingreifenden Erhebung/Vertiefung geringer ist als das Innenmaß der Erhebung/Vertiefung, in die eingegriffen wird, resultiert kein Formschluss.The engagement of a survey / depression in the form of an equilateral polygon, for example a square 2 B , in a slot-shaped elevation / depression 3b , leads - depending on the orientation of the polygon - to points of contact at the corners (shown) and / or the side edges (not shown) of the polygon with the oblong hole shape, but does not have a positive fit with the appropriate dimensions, such as 5f shows. Also two longhole-shaped elevations / depressions 2 B . 3b can interlock and touch each other at the appropriate width along the side edges. Here it depends on the choice of the length, whether it comes to a form fit or not. As long as in the 5g example shown, the outer dimension of the engaging survey / depression is less than the inner dimension of the survey / depression, is intervened, resulting in no positive connection.

5h zeigt ergänzend, dass der Kontakt der ineinander greifenden Erhebungen/Vertiefungen 2b, 3b nicht auf zwei Positionen begrenzt sein muss, von denen je eine auf den beiden Seiten der virtuellen Gerade 5b liegt, sondern dass eine größere Anzahl Berührpunkte, insbesondere auch eine unterschiedliche Anzahl beiderseits der virtuellen Gerade 5b möglich ist, um den nicht-formschlüssigen Eingriff zu realisieren. 5h shows in addition that the contact of the interlocking surveys / depressions 2 B . 3b does not have to be limited to two positions, one each on the two sides of the virtual line 5b but that a larger number of touch points, especially a different number on both sides of the virtual line 5b is possible to realize the non-positive engagement.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bipolarplatte 1, bei der die Positionierprägung in beiden Lagen jeweils zu beiden Seiten der Plattenebene E ausgeformt ist. Beispielsweise ist in der oberen Lage 3 eine Erhöhung 3a* mit einer Höhe h3x ausgebildet, die – dargestellt ist die kreisrunde Positionierprägung – einen Durchmesser d3 aufweist. Innerhalb dieser kreisförmigen Erhöhung 3a* ist eine ebenfalls kreisförmige Vertiefung 3a+ angeordnet, die eine Höhe h3i aufweist, wobei h3i größer ist als h3x, so dass die Vertiefung 3a+ gegenüber der Plattenebene E nach unten abgesenkt ist. Die Positionierprägung der Lage 2 ist vergleichbar ausgestaltet, wobei dort der Durchmesser der Erhöhung 2a*, d2, geringer ist als der der Erhöhung 3a*, d3, so dass die äußeren Erhöhungen 2a*, 3a* nur für die Optimierung der Höhenverhältnisse innerhalb der Lagen sorgen, zur eigentlichen Positionierung bzw. zum Formschluss, aber nicht beitragen. 6 verdeutlicht überdies, dass die Gesamthöhe der Positionierprägung in beiden Lagen, he, im Wesentlichen der Gesamthöhe der Kanalstruktur 4, hf, entspricht, so dass von der Positionierprägung keine Beeinträchtigung der Abdichtung im Bereich des hier nicht dargestellten Außenrandes der betreffenden Bipolarplatte ausgeht. 6 shows an embodiment of the bipolar plate according to the invention 1 , in which the positioning embossing is formed in both layers on both sides of the plate plane E. For example, in the upper layer 3 an increase 3a * formed with a height h3x, which - shown is the circular positioning stamping - has a diameter d3. Within this circular elevation 3a * is a likewise circular depression 3a + arranged having a height h3i, wherein h3i is greater than h3x, so that the recess 3a + is lowered towards the plate plane E down. The positioning of the position 2 is comparable configured, where there is the diameter of the increase 2a * , d2, is less than that of the increase 3a * , d3, so that the outer elevations 2a * . 3a * only provide for the optimization of the height conditions within the layers, for the actual positioning or the positive locking, but not contribute. 6 illustrates, moreover, that the total height of the positioning embossing in both layers, he, substantially the total height of the channel structure 4 , hf, corresponds, so that from the positioning embossing no impairment of the seal in the region of the outer edge of the relevant bipolar plate, not shown here.

Im in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bipolarplatte 1 insgesamt drei Lagen 2, 100 und 3 auf. Die mittlere Lage 100 weist im Bereich der Kontaktstellen 23a und 23b jeweils Ausnehmungen auf, deren Ausdehnung so groß ist, dass die Vertiefungen 3a bzw. 3b durch sie hindurch in die Vertiefungen 2a bzw. 2b eingreifen können. Die Positionierung der beiden äußeren Lagen 2, 3 erfolgt also wie bei den zuvor beschriebenen zweilagigen Ausführungsformen, wobei die mittlere Lage dazwischengefasst wird.Im in 7 illustrated embodiment, the bipolar plate 1 a total of three layers 2 . 100 and 3 on. The middle position 100 points in the area of contact points 23a and 23b each recesses whose extent is so large that the wells 3a respectively. 3b through them into the depressions 2a respectively. 2 B can intervene. The positioning of the two outer layers 2 . 3 Thus, as in the two-layered embodiments described above, the intermediate layer is interposed.

8 zeigt ein Beispiel einer Verschweißung einer ersten Lage 2 mit einer zweiten Lage 3 mittels eines Laserstrahls 12 im Bereich einer Kanalstruktur 4. Die Lage 2 sowie die Lage 3 weisen Kanalstrukturen auf, wobei im zu verschweißenden Bereich (also die Engstelle in der Mitte in 8) flache Abschnitte bereichsweise aufeinander liegen. Als beispielhafte Angabe ist hierbei die Breite des flachen Abschnittes der ersten Lage 2 mit 200 µm und die Breite der Auflagefläche der Lage 3 hin zum Bereich mit 170 µm gezeigt. Die Breite eines Laserstrahls 12 beträgt in diesem Bereich etwa 50 µm. Mit der Erfindung wird ermöglicht, dass die Auflagebereiche einen Überlappungsbereich von mindestens 100 µm aufweisen, so dass selbst bei leichter Ungenauigkeit der Führung des Laserstrahls immer noch ein vollflächiger Stoffschluss zwischen erster Lage 2 und zweiter Lage 3 in diesem Bereich erfolgt. 8th shows an example of a welding of a first layer 2 with a second location 3 by means of a laser beam 12 in the area of a channel structure 4 , The location 2 as well as the location 3 have channel structures, wherein in the area to be welded (ie the bottleneck in the middle in 8th ) flat portions are adjacent to each other in areas. As an example, this is the width of the flat portion of the first layer 2 with 200 microns and the width of the bearing surface of the situation 3 towards the 170 μm area. The width of a laser beam 12 is about 50 microns in this area. With the invention it is possible that the Auflageberei have an overlap region of at least 100 microns, so that even with slight inaccuracy of the leadership of the laser beam still a full-surface bond between the first layer 2 and second location 3 done in this area.

Hierzu werden gemäß 3a bis 3g die beiden Lagen 2 und 3 aufeinander gelegt mittels entsprechender Fixierbolzen 6a bzw. 6d der Fixiervorrichtung 6 und in dieser Lage die Laserverschweißung durchgeführt.For this purpose, according to 3a to 3g the two layers 2 and 3 placed on each other by means of appropriate fixing bolts 6a respectively. 6d the fixing device 6 and laser welding performed in this position.

Die obigen Ausführungen sind lediglich beispielhaft zu verstehen. Es wird darauf Wert gelegt, dass Kombinationen sämtlicher hier gezeigten Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung liegen und auch die Gegenstände der Unteransprüche, soweit nicht ausgeschlossen, beliebig kombinierbar sind.The above are merely exemplary. It is important that Combinations of all Embodiments shown here within the scope of the invention and also the objects of Under claims, if not excluded, can be combined as desired.

Claims (20)

Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte (1) wobei in mindestens zwei Lagen (2, 3) jeweils mindestens eine erste und eine zweite Erhebung/Vertiefung (2a, 2b, 3a, 3b) eingeformt werden, und die Lagen (2, 3) aufeinander positioniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhebung/Vertiefung (2a) der ersten Lage (2) und die erste Erhebung/Vertiefung (3a) der zweiten Lage (3) im vollständig positionierten Zustand der Lagen (2, 3) ineinander greifen und sich in einer Ebene E1 formschlüssig berühren und dass die zweite Erhebung/Vertiefung (2b) der ersten Lage (2) und die zweite Erhebung/Vertiefung (3b) der zweiten Lage (3) im vollständig positionierten Zustand der Lagen (2, 3) ineinander greifen und sich in einer Ebene E2 nur ab schnittsweise in mindestens zwei Abschnitten (30b, 31b) berühren, wobei die Berührungsstellen (30b, 31b) so angeordnet sind, dass sie auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade 5b, die in Hauptrichtung der Erhebung/Vertiefung 3b der zweiten Lage (3) verläuft, liegen und in der Ebene E2 kein Formschluss zwischen den Erhebungen/Vertiefungen 2b und 3b eintritt und wobei diese Lagen (2, 3) mittels stoffschlüssiger Verfahren miteinander gefügt werden und wobei die Erhebungen/Vertiefungen mindestens einer Lage in komplementären Erhebungen/Vertiefungen (6c, 6f) einer Fixiervorrichtung (6) gehalten sind.Method for producing a bipolar plate ( 1 ) in at least two layers ( 2 . 3 ) at least a first and a second survey / depression ( 2a . 2 B . 3a . 3b ), and the layers ( 2 . 3 ) are positioned on each other, characterized in that the first survey / depression ( 2a ) of the first layer ( 2 ) and the first survey / depression ( 3a ) of the second layer ( 3 ) in the fully positioned state of the layers ( 2 . 3 ) engage each other and touch each other in a form-fitting E1 plane and that the second survey / depression ( 2 B ) of the first layer ( 2 ) and the second survey / depression ( 3b ) of the second layer ( 3 ) in the fully positioned state of the layers ( 2 . 3 ) intermesh and in a plane E2 only on average in at least two sections ( 30b . 31b ), the points of contact ( 30b . 31b ) are arranged so that they are on both sides of a virtual line 5b , in the main direction of the survey / depression 3b the second layer ( 3 ), lie and in the plane E2 no positive connection between the elevations / depressions 2 B and 3b occurs and where these layers ( 2 . 3 ) are joined together by means of cohesive methods and wherein the elevations / depressions of at least one layer in complementary elevations / depressions ( 6c . 6f ) a fixing device ( 6 ) are held. Verfahren zum Herstellen einer Bipolarplatte (1) wobei in mindestens zwei Lagen (2', 3') jeweils mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Erhebung/Vertiefung (2a', 2b', 2c', 3a', 3b', 3c') eingeformt werden, und die Lagen (2', 3') aufeinander positioniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erhebung/Vertiefung (2a') der ersten Lage (2') und die erste Erhebung/Vertiefung (3a') der zweiten Lage (3'), die zweite Erhebung/Vertiefung (2b') der ersten Lage (2') und die zweite Erhebung/Vertiefung (3b') der zweite Lage (3') sowie die dritte Erhebung/Vertiefung (2c') der ersten Lage (2') und die dritte Erhebung/Vertiefung (3c') der zweiten Lage (3') im vollständig positionierten Zustand der Lagen (2', 3') ineinander greifen und sich in einer Ebene E2, E3 bzw. E4 nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten (30b, 31b) berühren, wobei die Berührungsstellen (30b, 31b) so angeordnet sind, dass sie jeweils auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade 5a, 5b bzw. 5c, die sich jeweils in Hauptrichtung der Erhebung/Vertiefung 3a', 3b' bzw. 3c' der zweiten Lage (3) erstrecken, liegen, wobei in den Ebenen E2, E3 und E4 kein Formschluss zwischen den Erhebungen/Vertiefungen 2a und 3a, 2b und 3b sowie 2c und 3b eintritt, wobei die Gerade 5a und die Gerade 5b unter einem Winkel von –10° bis 10° zueinander verlaufen und wobei die Gerade 5c unter einem Winkel von 80° bis 100° zu den Geraden 5a und 5b verläuft, wobei diese Lagen (2, 3) mittels stoffschlüssiger Verfahren miteinander gefügt werden und wobei die Erhebungen/Vertiefungen mindestens einer Lage in komplementären Erhebungen/Vertiefungen (6f) einer Fixiervorrichtung (6) gehalten sind.Method for producing a bipolar plate ( 1 ) in at least two layers ( 2 ' . 3 ' ) at least a first, a second and a third survey / depression ( 2a ' . 2 B' . 2c ' . 3a ' . 3b ' . 3c ' ), and the layers ( 2 ' . 3 ' ) are positioned on each other, characterized in that the first survey / depression ( 2a ' ) of the first layer ( 2 ' ) and the first survey / depression ( 3a ' ) of the second layer ( 3 ' ), the second survey / depression ( 2 B' ) of the first layer ( 2 ' ) and the second survey / depression ( 3b ' ) the second layer ( 3 ' ) and the third survey / immersion ( 2c ' ) of the first layer ( 2 ' ) and the third survey / depression ( 3c ' ) of the second layer ( 3 ' ) in the fully positioned state of the layers ( 2 ' . 3 ' ) and only in sections in at least two sections in a plane E2, E3 or E4 ( 30b . 31b ), the points of contact ( 30b . 31b ) are arranged so that they respectively on both sides of a virtual line 5a . 5b respectively. 5c , each in the main direction of the survey / depression 3a ' . 3b ' respectively. 3c ' the second layer ( 3 ) lie, wherein in the planes E2, E3 and E4 no positive connection between the elevations / wells 2a and 3a . 2 B and 3b such as 2c and 3b enters, with the straight line 5a and the straight line 5b at an angle of -10 ° to 10 ° to each other and the straight line 5c at an angle of 80 ° to 100 ° to the straight line 5a and 5b runs, whereby these layers ( 2 . 3 ) are joined together by means of cohesive methods and wherein the elevations / depressions of at least one layer in complementary elevations / depressions ( 6f ) a fixing device ( 6 ) are held. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens zwei Lagen (2, 3, 2', 3') im gleichen Verfahrensschritt mit den Erhebungen/Vertiefungen (2a, 2a', 2b, 2b', 2c', 3a, 3a', 3b, 3b', 3c') eine Kanalstruktur (4) eingeformt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that in at least two layers ( 2 . 3 . 2 ' . 3 ' ) in the same process step with the surveys / depressions ( 2a . 2a ' . 2 B . 2 B' . 2c ' . 3a . 3a ' . 3b . 3b ' . 3c ' ) a channel structure ( 4 ) is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Erhebung/Vertiefung (2a, 2a', 2b, 2b', 2c', 3a, 3a', 3b, 3b', 3c') eine Durchgangsöffnung (2ax, 2ax', 2bx, 2bx', 2cx', 3ax, 3ax', 3bx, 3bx', 3cx') aufweist, durch die ein Zentrierbolzen (6a, 6d) der Fixiervorrichtung (6) durchgreift.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one survey / depression ( 2a . 2a ' . 2 B . 2 B' . 2c ' . 3a . 3a ' . 3b . 3b ' . 3c ' ) a passage opening ( 2ax . 2ax ' . 2bx . 2bx ' . 2cx ' . 3ax . 3ax ' . 3bx . 3bx ' . 3cx ' ), by which a centering bolt ( 6a . 6d ) of the fixing device ( 6 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (2, 3) metallisch sind und bevorzugt aus Stahl bestehen.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the layers ( 2 . 3 ) are metallic and preferably made of steel. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das stoffschlüssige Verfahren Kleben oder Schweißen, vorzugsweise Laserstrahlschweißen, ist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the cohesive process Gluing or welding, preferably laser beam welding, is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen/Vertiefungen (2a, 2a', 2b, 2b', 2c', 3a, 3a', 3b, 3b', 3c') und/oder die Kanalstrukturen (4) mittels Hohlprägen, Tiefziehen, Hydroforming, adiabatischem Umformen oder Rollprägen eingebracht werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the elevations / depressions ( 2a . 2a ' . 2 B . 2 B' . 2c ' . 3a . 3a ' . 3b . 3b ' . 3c ' ) and / or the channel structures ( 4 ) by means of hollow embossing, deep drawing, hydroforming, adiabatic forming or roll embossing. Bipolarplatte (1) enthaltend mindestens zwei Lagen (2, 3), wobei mindestens zwei Lagen (2, 3) jeweils mindestens eine erste und eine zweite Erhebung/Vertiefung enthalten, wobei die erste Erhebung/Vertiefung (2a) der ersten Lage (2) und die erste Erhebung/Vertiefung (3a) der zweiten Lage (3) im vollständig positionierten Zustand der Lagen (2, 3) ineinander greifen und sich in einer Ebene E1 formschlüssig berühren, wobei die zweite Erhebung/Vertiefung (2b) der ersten Lage (2) und die zweite Erhebung/Vertiefung (3b) der zweite Lage (3) im vollständig positionierten Zustand der Lagen (2, 3) ineinander greifen und sich in einer Ebene E2 nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten (30b, 31b) berühren, wobei die Berührungsstellen (30b, 31b) so angeordnet sind, dass sie auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade 5b, die in Hauptrichtung der Erhebung/Vertiefung 3b der zweiten Lage (3) verläuft, liegen und in der Ebene E2 kein Formschluss zwischen den Erhebungen/Vertiefungen 2b und 3b eintritt.Bipolar plate ( 1 ) containing at least two layers ( 2 . 3 ), whereby at least two layers ( 2 . 3 ) contain at least a first and a second survey / well, the first survey / well ( 2a ) of the first layer ( 2 ) and the first survey / depression ( 3a ) of the second layer ( 3 ) in the completely positioned condition of the layers ( 2 . 3 ) engage each other and touch each other in a form-fitting manner in a plane E1, wherein the second survey / depression ( 2 B ) of the first layer ( 2 ) and the second survey / depression ( 3b ) the second layer ( 3 ) in the fully positioned state of the layers ( 2 . 3 ) and in a plane E2 only in sections in at least two sections ( 30b . 31b ), the points of contact ( 30b . 31b ) are arranged so that they are on both sides of a virtual line 5b , in the main direction of the survey / depression 3b the second layer ( 3 ), lie and in the plane E2 no positive connection between the elevations / depressions 2 B and 3b entry. Bipolarplatte (1) enthaltend mindestens zwei Lagen (2', 3'), wobei mindestens zwei Lagen (2', 3') jeweils mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Erhebung/Vertiefung enthalten, wobei die erste Erhebung/Vertiefung (2a') der ersten Lage (2') und die erste Erhebung/Vertiefung (3a') der zweiten Lage (3'), die zweite Erhebung/Vertiefung (2b') der ersten Lage (2') und die zweite Erhebung/Vertiefung (3b') der zweite Lage (3') sowie die dritte Erhebung/Vertiefung (2c') der ersten Lage (2') und die dritte Erhebung/Vertiefung (3c') der zweiten Lage (3') im vollständig positionierten Zustand der Lagen (2', 3') ineinander greifen und in den Ebenen E2, E3 und E4 sich jeweils nur abschnittsweise in mindestens zwei Abschnitten (30a', 31a', 30b', 31b', 30c', 31c') berühren, wobei die Berührungsstellen (30a', 31a', 30b', 31b', 30c', 31c') so angeordnet sind, dass sie jeweils auf beiden Seiten einer virtuellen Gerade 5a, 5b bzw. 5c, die sich jeweils in Hauptrichtung der Erhebung/Vertiefung 3a', 3b' bzw. 3c' der zweiten Lage (3) erstrecken, liegen, wobei in den Ebenen E2, E3 und E4 kein Formschluss zwischen den Erhebungen/Vertiefungen 2a und 3a, 2b und 3b sowie 2c und 3b eintritt, wobei die Gerade 5a und die Gerade 5b unter einem Winkel von –10° bis 10° zueinander verlaufen und wobei die Gerade 5c unter einem Winkel von 80° bis 100° zu den Geraden 5a und 5b verläuft.Bipolar plate ( 1 ) containing at least two layers ( 2 ' . 3 ' ), whereby at least two layers ( 2 ' . 3 ' ) contain at least a first, a second and a third survey / well, the first survey / well ( 2a ' ) of the first layer ( 2 ' ) and the first survey / depression ( 3a ' ) of the second layer ( 3 ' ), the second survey / depression ( 2 B' ) of the first layer ( 2 ' ) and the second survey / depression ( 3b ' ) the second layer ( 3 ' ) and the third survey / immersion ( 2c ' ) of the first layer ( 2 ' ) and the third survey / depression ( 3c ' ) of the second layer ( 3 ' ) in the fully positioned state of the layers ( 2 ' . 3 ' ) and in the planes E2, E3 and E4 only in sections in at least two sections ( 30a ' . 31a ' . 30b ' . 31b ' . 30c ' . 31c ' ), the points of contact ( 30a ' . 31a ' . 30b ' . 31b ' . 30c ' . 31c ' ) are arranged so that they respectively on both sides of a virtual line 5a . 5b respectively. 5c , each in the main direction of the survey / depression 3a ' . 3b ' respectively. 3c ' the second layer ( 3 ) lie, wherein in the planes E2, E3 and E4 no positive connection between the elevations / wells 2a and 3a . 2 B and 3b such as 2c and 3b enters, with the straight line 5a and the straight line 5b at an angle of -10 ° to 10 ° to each other and the straight line 5c at an angle of 80 ° to 100 ° to the straight line 5a and 5b runs. Bipolarplatte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen/Vertiefungen (2a, 2b) der ersten Platte (2) zu den Erhebungen/Vertiefungen (3a, 3b) der zweiten Platte (3) selbstzentrierend ausgeführt sind.Bipolar plate according to claim 8 or 9, characterized in that the elevations / depressions ( 2a . 2 B ) of the first plate ( 2 ) to the surveys / recesses ( 3a . 3b ) of the second plate ( 3 ) are executed self-centering. Bipolarplatte nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Erhebung/Vertiefung der ersten (2) und/oder zweiten Lage (3) gelocht ist.Bipolar plate according to claim 8, 9 or 10, characterized in that the first and / or second elevation / depression of the first ( 2 ) and / or second layer ( 3 ) is punched. Bipolarplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung/Vertiefung (2a, 2b, 3a, 3b) zentrisch gelocht ist.Bipolar plate according to claim 11, characterized in that the elevation / depression ( 2a . 2 B . 3a . 3b ) is centrally punched. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Erhebungen/Vertiefungen (2a, 3a) der ersten (2) und zweiten Lage (3) jeweils kreisrund oder als abgerundetes Polygon ausgeführt sind.Bipolar plate according to one of claims 8 to 12, characterized in that the first elevations / depressions ( 2a . 3a ) the first ( 2 ) and second layer ( 3 ) are each circular or executed as a rounded polygon. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 8 und 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erhebung/Vertiefung (2b) der ersten Lage (2) kreisrund oder abgerundet-polygonisch ist und die zweite Erhebung/Vertiefung (3b) der zweiten Lage (3) eine langlochförmige Erhebung/Vertiefung ist.Bipolar plate according to one of claims 8 and 10 to 13, characterized in that the second projection / depression ( 2 B ) of the first layer ( 2 ) is circular or rounded-polygonal and the second survey / depression ( 3b ) of the second layer ( 3 ) is a slot-shaped elevation / depression. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lagen (2, 3) eine Kanalstruktur (4) aufweist und die Längserstreckungsrichtung (5) der zweiten Erhebung/Vertiefung (3b) der zweiten Lage (3) parallel zu der Hauptrichtung der Kanalstruktur (4) angeordnet ist.Bipolar plate according to one of claims 8 to 14, characterized in that at least one of the layers ( 2 . 3 ) a channel structure ( 4 ) and the longitudinal direction ( 5 ) of the second survey / recess ( 3b ) of the second layer ( 3 ) parallel to the main direction of the channel structure ( 4 ) is arranged. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (4) der Lagen (2, 3) mindestens einen Hohlraum zwischen den Lagen (2, 3) bildet, insbesondere zum Führen einer Kühlflüssigkeit.Bipolar plate according to one of claims 8 to 15, characterized in that the channel structure ( 4 ) of the layers ( 2 . 3 ) at least one cavity between the layers ( 2 . 3 ) forms, in particular for guiding a cooling liquid. Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen/Vertiefungen (2a, 3a) konisch ausgeführt sind.Bipolar plate according to one of claims 8 to 16, characterized in that the elevations / depressions ( 2a . 3a ) are conical. Bipolarplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen/Vertiefungen der ersten Lage (2) einen größeren oder kleineren Konuswinkel (α2) haben als der Konuswinkel (α3) der dazu komplementären Erhebungen/Vertiefungen der zweiten Lage (3).Bipolar plate according to claim 17, characterized in that the elevations / depressions of the first layer ( 2 ) have a larger or smaller cone angle (α2) than the cone angle (α3) of the complementary elevations / depressions of the second layer ( 3 ). Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen/Vertiefungen (2a oder 3a) der einen Lage (2 oder 3) weniger tief sind als die Erhebungen/Vertiefungen (3a oder 2a) der anderen Lage (3 oder 2).Bipolar plate according to one of claims 8 to 18, characterized in that the elevations / depressions ( 2a or 3a ) one position ( 2 or 3 ) are less deep than the surveys / depressions ( 3a or 2a ) the other situation ( 3 or 2 ). Bipolarplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen/Vertiefungen (2a, 2b, 2a', 2b', 2c', 3a, 3b, 3a', 3b', 3c') jeweils aus einer ersten Erhebung/Vertiefung in eine Richtung und einer innerhalb dieses verformten Bereichs angeordneten zweiten Vertiefung/Erhebung in die dazu entgegengesetzte Richtung jeweils senkrecht zur Plattenebene E gebildet ist, wobei die zweite Vertiefung/Erhebung eine größere Tiefe aufweist als die erste Erhebung/Vertiefung.Bipolar plate according to one of claims 8 to 19, characterized in that the elevations / depressions ( 2a . 2 B . 2a ' . 2 B' . 2c ' . 3a . 3b . 3a ' . 3b ' . 3c ' ) is formed in each case from a first elevation / depression in one direction and a second depression / elevation arranged within this deformed region in the opposite direction perpendicular to the plate plane E, wherein the second depression / elevation has a greater depth than the first elevation / Deepening.
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