DE102010048761B4 - A method of fabricating a bipolar plate for a fuel cell stack and bipolar plate - Google Patents

A method of fabricating a bipolar plate for a fuel cell stack and bipolar plate Download PDF

Info

Publication number
DE102010048761B4
DE102010048761B4 DE102010048761.9A DE102010048761A DE102010048761B4 DE 102010048761 B4 DE102010048761 B4 DE 102010048761B4 DE 102010048761 A DE102010048761 A DE 102010048761A DE 102010048761 B4 DE102010048761 B4 DE 102010048761B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inner part
plate
bipolar plate
forming
frame part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102010048761.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102010048761A1 (en
Inventor
Ümit Akay
Dr.-Ing. Erdmann Christian Martin
Dipl.-Ing. Pfister Uwe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cellcentric GmbH and Co KG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102010048761.9A priority Critical patent/DE102010048761B4/en
Publication of DE102010048761A1 publication Critical patent/DE102010048761A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102010048761B4 publication Critical patent/DE102010048761B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223Composites
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206Metals or alloys
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Verfahren zum Fertigen einer Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel, bei welchem ein Halbzeug zu einem mit einem Rahmenteil (2) der Bipolarplatte zu koppelnden Innenteil (3) umgeformt wird, wobei in das Innenteil (3) eine Mehrzahl von Kanälen (4) eingebracht wird, über welche eine Elektrode einer Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle mit einem Reaktand beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (2), welches das Innenteil (3) außenumfangsseitig umgibt, und das Innenteil (3) der Bipolarplatte durch Umformen aus jeweils einem metallischen Halbzeug gebildet werden, wobei zum Formen des Rahmenteils (2) und des Innenteils (3) aus dem jeweiligen Halbzeug voneinander verschiedene Umformverfahren (10, 17) eingesetzt werden, wobei das Rahmenteil (2) mit dem Innenteil (3) zur Ausbildung einer kathodenseitigen Teilplatte (1) der Bipolarplatte verbunden wird, wobei eine anodenseitige Teilplatte mit der kathodenseitigen Teilplatte (1) der Bipolarplatte verbunden wird, und wobei ein Rahmenbereich und ein Innenbereich der anodenseitigen Teilplatte in demselben Umformverfahren aus einem Halbzeug gebildet werden.Method for manufacturing a bipolar plate for a fuel cell stack, in which a semifinished product is formed into an inner part (3) to be coupled to a frame part (2) of the bipolar plate, wherein a plurality of channels (4) are introduced into the inner part (3) which an electrode of a membrane electrode assembly of the fuel cell can be acted upon by a reactant, characterized in that the frame part (2), which surrounds the inner part (3) on the outer peripheral side, and the inner part (3) of the bipolar plate by forming each of a metallic Semi-finished are formed, wherein for forming the frame part (2) and the inner part (3) from the respective semi-finished different forming processes (10, 17) are used, wherein the frame part (2) with the inner part (3) for forming a cathode side plate (1) the bipolar plate is connected, wherein an anode-side sub-plate with the cathode-side sub-plate (1) of the bipolar plate ver is bound, and wherein a frame portion and an inner portion of the anode-side sub-plate are formed in the same forming process of a semifinished product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen einer Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel, bei welchem ein Halbzeug zu einem mit einem Rahmenteil der Bipolarplatte zu koppelnden Innenteil umgeformt wird. In das Innenteil wird im Umformprozess eine Mehrzahl von Kanälen eingebracht, über welche eine Elektrode einer Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle mit einem Reaktand beaufschlagbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel.The invention relates to a method for manufacturing a bipolar plate for a fuel cell stack, in which a semifinished product is formed into an inner part to be coupled to a frame part of the bipolar plate. In the inner part, a plurality of channels is introduced in the forming process, via which an electrode of a membrane electrode assembly of the fuel cell can be acted upon by a reactant. Furthermore, the invention relates to a bipolar plate for a fuel cell stack.

Aus der gattungsgemäßen DE 102 61 482 A1 ist eine Bipolarplatte bekannt, welche ein als Metalleinlegeteil ausgebildetes Innenteil umfasst. Durch das Metalleinlegeteil sind Kanäle gebildet, über welche im Betrieb der Brennstoffzelle eine Kathode oder eine Anode einer Membran-Elektroden-Anordnung mit dem jeweiligen Reaktionsgas beaufschlagt wird. Ein Randbereich des Metalleinlegeteils weist keine Kanäle auf und ist in einen Rahmen der Bipolarplatte eingeschlossen, welcher als Spritzgussteil ausgebildet ist. In dem aus einem Blech mit einer korrosionsschützenden Beschichtung ausgebildeten Metalleinlegeteil sind die für die Gasverteilung und Kühlung notwendigen Strukturen durch ein spanloses Umformen des Stahlblechs hergestellt.From the generic DE 102 61 482 A1 a bipolar plate is known which comprises an inner part designed as a metal insert. Channels are formed by the metal insert part, via which, during operation of the fuel cell, a cathode or an anode of a membrane-electrode arrangement is charged with the respective reaction gas. An edge region of the metal insert has no channels and is enclosed in a frame of the bipolar plate, which is formed as an injection molded part. In the formed of a metal sheet with a corrosion-protective coating metal insert the necessary for the gas distribution and cooling structures are produced by a non-cutting forming of the steel sheet.

Als nachteilig bei einer derartigen mehrteiligen, nämlich ein Rahmenteil und ein Innenteil aufweisenden Bipolarplatte ist der Umstand anzusehen, dass die Fertigung dieser Bipolarplatte vergleichsweise aufwändig ist.A disadvantage of such a multipart, namely a frame part and an inner part having bipolar plate is the fact that the production of this bipolar plate is relatively complex.

Die US 5 981 098 A beschreibt eine Strömungsfeldplatte mit einem ersten Teil und mit einem zweiten Teil, in welchen jeweilige Strömungskanäle für Reaktanden ausgebildet sind. Eine Fläche mit geradlinigen Abschnitten der Strömungskanäle und zwei Streifen mit Endbereichen der Strömungskanäle können durch separate Komponenten des jeweiligen Teils gebildet sein.The US 5 981 098 A describes a flow field plate having a first part and a second part in which respective flow channels for reactants are formed. A surface having straight sections of the flow channels and two strips having end regions of the flow channels may be formed by separate components of the respective part.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung einer Bipolarplatte ermöglicht, sowie eine entsprechende Bipolarplatte.Object of the present invention is therefore to provide a method of the type mentioned, which allows a particularly simple and inexpensive production of a bipolar plate, and a corresponding bipolar plate.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Bipolarplatte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a bipolar plate having the features of patent claim 8. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Fertigen einer Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel wird ein Halbzeug zu einem Innenteil umgeformt, welches mit einem Rahmenteil der Bipolarplatte koppelbar ist. Beim Umformen wird eine Mehrzahl von Kanälen in das Innenteil eingebracht, welche dazu dienen, eine Elektrode einer Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle mit einem Reaktand zu beaufschlagen. Hierbei werden das Rahmenteil, welches das Innenteil außenumfangsseitig umgibt, und das Innenteil der Bipolarplatte durch Umformen aus jeweils einem metallischen Halbzeug gebildet, und zum Formen des Rahmenteils und des Innenteils aus dem jeweiligen Halbzeug werden voneinander verschiedene Umformverfahren eingesetzt. Bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchem das Rahmenteil und das Innenteil einstückig ausgebildet und in einem gemeinsamen Umformprozess geformt werden, sind nämlich der Formgebung prozesstechnische Grenzen gesetzt. Vorliegend kann jedoch für das jeweilige Teil der Bipolarplatte zu dessen Formgebung dasjenige Umformverfahren eingesetzt werden, welches auf die von dem Teil zu erfüllende Funktion in der Bipolarplatte besonders gut abgestimmt ist. Insbesondere bei der Formgebung der Kanäle des Innenteils kann ein Umformverfahren zum Einsatz kommen, welches einzig auf die optimale Gestaltung der Kanäle ausgerichtet ist und nicht zugleich die Formgebung des Rahmenteils zu berücksichtigen braucht. Dadurch können beispielsweise besonders tiefe und besonders enge Kanäle hergestellt werden, welche bei gleichzeitigem Ausbilden von Strukturen im Bereich des Rahmenteils aus demselben metallischen Halbzeug nicht erhältlich wären.In the method according to the invention for manufacturing a bipolar plate for a fuel cell stack, a semifinished product is formed into an inner part, which can be coupled to a frame part of the bipolar plate. During forming, a plurality of channels are introduced into the inner part, which serve to act upon an electrode of a membrane electrode assembly of the fuel cell with a reactant. Here, the frame part, which surrounds the inner part on the outer peripheral side, and the inner part of the bipolar plate are formed by forming from a respective metallic semifinished product, and for forming the frame part and the inner part of the respective semi-finished different forming processes are used. In a method known from the prior art, in which the frame part and the inner part are integrally formed and formed in a common forming process, namely the shaping process limits are set. In the present case, however, for the respective part of the bipolar plate to the shaping that forming method can be used, which is particularly well matched to the function to be performed by the part in the bipolar plate. In particular, in the shaping of the channels of the inner part, a forming process can be used, which is solely focused on the optimal design of the channels and does not need to take into account the shape of the frame part at the same time. As a result, it is possible, for example, to produce particularly deep and particularly narrow channels, which would not be obtainable from the same metallic semi-finished product while simultaneously forming structures in the region of the frame part.

Das Rahmenteil wird mit dem Innenteil zur Ausbildung einer kathodenseitigen Teilplatte der Bipolarplatte verbunden. Bei der kathodenseitigen Teilplatte ist es nämlich günstig, besonders tiefe und enge Kanäle in dem Innenteil vorzusehen, und dies lässt sich besonders gut erreichen, wenn das Innenteil gesondert von dem Rahmenteil in einem auf die gewünschte Formgebung abgestimmten Umformverfahren aus dem Halbzeug gebildet wird.The frame part is connected to the inner part to form a cathode-side partial plate of the bipolar plate. In the case of the cathode-side partial plate, it is advantageous to provide particularly deep and narrow channels in the inner part, and this can be achieved particularly well if the inner part is formed separately from the frame part in a shaping process adapted to the desired shaping from the semifinished product.

Zur Ausbildung der Bipolarplatte wird eine anodenseitige Teilplatte mit der kathodenseitigen Teilplatte der Bipolarplatte verbunden. Hierbei ist es vorteilhaft, dass ein Rahmenbereich und ein Innenbereich der anodenseitigen Teilplatte in demselben Umformverfahren aus einem Halbzeug gebildet werden. Bei der einstückigen anodenseitigen Teilplatte brauchen nämlich im Innenbereich lediglich Kanäle geringerer Tiefe vorgesehen zu werden, sodass auch ein und dasselbe Umformverfahren sowohl für das Ausbilden der Kanäle im Innenbereich der anodenseitigen Teilplatte als auch zum Umformen des Rahmenbereichs zum Einsatz kommen kann.To form the bipolar plate, an anode-side partial plate is connected to the cathode-side partial plate of the bipolar plate. In this case, it is advantageous that a frame region and an inner region of the anode-side partial plate are formed from a semifinished product in the same forming process. In the case of the one-piece anode-side sub-panel, only channels of lesser depth need to be provided in the interior, so that one and the same forming method can also be used both for forming the channels in the interior region of the anode-side sub-panel and for reshaping the frame area.

Dadurch, dass zum Bilden des Rahmenteils und des Innenteils aus dem metallischen Halbzeug jeweils unterschiedliche Umformverfahren eingesetzt werden, können die Funktionalitäten dieser Teile besonders weitgehend ausgeschöpft werden. Zudem ist die Fertigung besonders einfach und kostengünstig. Durch den Einsatz spezifischer Umformverfahren für das Rahmenteil und das Innenteil kann so eine besonders effiziente Bipolarplatte hergestellt werden. Dies führt zu einem besonders hohen Wirkungsgrad des Brennstoffzellenstapels. Innenteile mit einer für die Verteilung des Brennstoffs bzw. des Oxidationsmittels besonders günstigen Kanalstruktur ermöglichen nämlich eine besonders günstige Verteilung der Reaktanden im Bereich der Membran-Elektroden-Anordnung der die Bipolarplatte aufweisenden Brennstoffzelle. Durch den hohen Wirkungsgrad des Brennstoffzellenstapels lässt sich eine leichte Bauweise realisieren, welche insbesondere von Vorteil ist, wenn der Brennstoffzellenstapel in einem Fahrzeug zum Einsatz kommen soll.Characterized in that for forming the frame part and the inner part of the metallic semifinished product In each case different forming methods are used, the functionalities of these parts can be exploited to a large extent. In addition, the production is particularly simple and inexpensive. By using specific forming processes for the frame part and the inner part, a particularly efficient bipolar plate can thus be produced. This leads to a particularly high efficiency of the fuel cell stack. Internal parts with a channel structure which is particularly favorable for the distribution of the fuel or of the oxidizing agent namely allow a particularly favorable distribution of the reactants in the region of the membrane-electrode arrangement of the fuel cell having the bipolar plate. Due to the high efficiency of the fuel cell stack, a lightweight construction can be realized, which is particularly advantageous when the fuel cell stack is to be used in a vehicle.

Kosteneinsparungen ergeben sich auch daraus, dass die zu einem hohen Wirkungsgrad der Brennstoffzelle führenden Einzelkomponenten hohe Energiedichten der jeweiligen Brennstoffzelle mit sich bringen. Da jedes Umformverfahren auf die Formgebung nur eines Teils der Bipolarplatte abgestimmt zu sein braucht, kann eine jeweils einfache und somit robuste Prozesstechnik bei dem jeweiligen Umformverfahren zum Einsatz kommen, was ebenfalls zu Kosteneinsparungen führt. Zudem können konventionell verfügbare Prozesstechniken bei der Formgebung des Rahmenteils und des Innenteils zum Einsatz kommen, wobei auch hochkomplexe Gestaltungen, insbesondere des Innenteils, realisierbar sind. Durch die auf die Funktionalität des jeweiligen Teils abgestimmt ausgewählten Umformverfahren lassen sich darüber hinaus kurze Taktzeiten bei der Fertigung realisieren.Cost savings also result from the fact that leading to a high efficiency of the fuel cell individual components bring high energy densities of the respective fuel cell with it. Since each forming process needs to be adapted to the shape of only a part of the bipolar plate, a respective simple and thus robust process technology can be used in the respective forming process, which also leads to cost savings. In addition, conventionally available process techniques can be used in the shaping of the frame part and the inner part, whereby highly complex designs, in particular of the inner part, can also be realized. In addition, the forming processes selected for the functionality of each part allow short cycle times to be achieved during production.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Kanäle in das wenigstens eine Innenteil durch Biegebeanspruchen des zugeordneten Halbzeugs eingebracht. Eine solche Umformung des Halbzeugs für das Innenteil ermöglicht ein Einbringen von Kanälen in dasselbe, ohne dass bei vergleichsweise großer Kanaltiefe eine lokale Schwächung des Innenteils zu befürchten ist.In an advantageous embodiment of the invention, the channels are introduced into the at least one inner part by bending the associated semifinished product. Such a deformation of the semifinished product for the inner part allows the introduction of channels in the same, without a local weakening of the inner part is to be feared at a comparatively large channel depth.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Kanäle in das wenigstens eine Innenteil durch Rollformen oder Formwalzen des zugeordneten Halbzeugs eingebracht werden. Beim Rollformen durchläuft das Halbzeug eine Reihe von Umformstationen, bei welchen jeweilige Walzenpaare schrittweise das Halbzeug in die gewünschte Profilform biegen. Beim Formwalzen wird das Halbzeug zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen gefördert, wobei ineinandergreifende Außenkonturen der Walzen die zu erzielende Form des Halbzeugs bestimmen. Diese Umformverfahren ermöglichen es, tiefere und engere Kanäle in dem Innenteil auszubilden als dies durch ein Prägeverfahren möglich wäre. Solche tiefen und engen Kanäle sind im Hinblick auf die elektrochemische Umsetzung der Reaktanden der Membran-Elektroden-Anordnung besonders vorteilhaft.It has been found to be advantageous if the channels are introduced into the at least one inner part by roll forming or forming rolls of the associated semi-finished product. During roll forming, the semifinished product passes through a series of forming stations in which respective pairs of rolls gradually bend the semifinished product into the desired profile shape. In the form of rolling the semi-finished product is conveyed between two counter-rotating rollers, wherein intermeshing outer contours of the rollers determine the shape of the semifinished product to be achieved. These forming processes make it possible to form deeper and narrower channels in the inner part than would be possible by a stamping process. Such deep and narrow channels are particularly advantageous with regard to the electrochemical conversion of the reactants of the membrane-electrode assembly.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Rahmenteil in einem Folgeverbundprozess aus dem zugeordneten Halbzeug gebildet. Bei dem Folgeverbundprozess sind in einem Werkzeug wenigstens zwei Werkzeugmodule angeordnet, welche jeweils für einen Bearbeitungsschritt des Halbzeugs sorgen. Beispielsweise können durch ein erstes Werkzeugmodul in das Halbzeug Sucherlöcher eingebracht werden, welche das spätere Aufnehmen des Rahmenteils ermöglichen. In einem weiteren Schritt des Folgeverbundprozesses kann ein Freischnitt einer Grundform aus dem Halbzeug erfolgen, bei welchem das spätere Rahmenteil nur mehr an wenigen Verbindungsbereichen mit dem restlichen Halbzeug verbunden ist. Anschließen können Einprägungen vorgenommen werden, etwa um Ausbuchtungen des Rahmenteils im Bereich von später auf dieses aufzubringenden Dichtungen zu formen. Des Weiteren können Durchlässe für Medien, etwa die Reaktanden oder ein Kühlmittel, in dem Folgeverbundprozess in dem Rahmenteil gebildet werden. Ein solcher Folgeverbundprozess ermöglicht ein besonders günstiges und rasches Fertigen des Rahmenteils.In a further advantageous embodiment of the invention, the frame part is formed in a progressive compound process from the associated semi-finished product. In the progressive compound process at least two tool modules are arranged in a tool, which each provide for a processing step of the semifinished product. For example, through a first tool module in the semi-finished viewfinder holes are introduced, which allow the subsequent recording of the frame part. In a further step of the follow-on composite process, a cutout of a basic shape can take place from the semifinished product, in which the later frame part is only connected to the remaining semifinished product at a few connection regions. Then impressions can be made, for example to form bulges of the frame part in the area later applied to this seals. Further, passages for media, such as the reactants or a coolant, can be formed in the frame member in the progressive compound process. Such a progressive compound process allows a particularly favorable and rapid manufacturing of the frame part.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Halbzeug für das Innenteil und/oder das Rahmenteil von einer Rolle abgerollt und für das jeweilige Umformverfahren bereitgestellt wird. So lässt sich eine besonders rationelle Fertigung der Bipolarplatte realisieren. Dem Umformen des Innenteils und des Rahmenteils kann ein Richtvorgang vorangehen, bei welchem das abgerollte Halbzeug begradigt wird. Dann lässt es sich nämlich mit einer besonders großen Präzision umformen.It is also advantageous if the semifinished product for the inner part and / or the frame part is unrolled from a roll and provided for the respective forming process. Thus, a particularly efficient production of the bipolar plate can be realized. The reshaping of the inner part and of the frame part can be preceded by a straightening process in which the rolled semi-finished product is straightened. Then it can be reshaped with a particularly great precision.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden das umgeformte Innenteil und/oder das Rahmenteil aus dem jeweiligen Halbzeug herausgetrennt. Dann stehen die beiden, ihre endgültige Form aufweisenden Teile für einen Fügeprozess zur Verfügung, in welchem sie miteinander verklemmt, verklebt, verschweißt oder verlötet werden können. Insbesondere das Verklemmen unter Ausbildung eines Kraftschlusses und/oder eines Formschlusses der beiden Teile miteinander ermöglicht eine besonders rasche, kostengünstige Fertigung der Bipolarplatte.In a further advantageous embodiment of the invention, the reshaped inner part and / or the frame part are separated out of the respective semi-finished product. Then the two, their final shape having parts available for a joining process in which they can be clamped together, glued, welded or soldered. In particular, the jamming to form a frictional connection and / or a positive connection of the two parts with each other allows a particularly rapid, cost-effective production of the bipolar plate.

Eine im Hinblick auf die Handhabung von Resten des Halbzeugs vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens lässt sich erreichen, wenn ein Verschnitt des Halbzeugs für das Innenteil und/oder für das Rahmenteil auf eine Rolle aufgewickelt wird. Es braucht dann kein Container oder dergleichen bereitgestellt zu werden, um den Verschnitt aufzunehmen, sondern dieser befindet sich nach der Fertigung des Innenteils und des Rahmenteils auf einer jeweiligen Rolle, die einfach einem Lieferanten zurückgegeben werden kann.An advantageous embodiment of the method with regard to the handling of remainders of the semifinished product can be achieved if a waste of the semifinished product for the inner part and / or for the frame part is wound onto a roll. It then no container or the like needs to be provided to receive the waste, but after manufacturing the inner part and the frame part, it is located on a respective roll that can be easily returned to a supplier.

Vorteilhaft werden der Rahmenbereich, welcher bei der zweiteiligen Teilplatte dem Rahmenteil entspricht, und der Innenbereich, welcher bei der zweiteiligen Teilplatte dem Innenteil entspricht, bei der anodenseitigen Teilplatte in einem Folgeverbundprozess aus dem Halbzeug gebildet.Advantageously, the frame region, which corresponds to the frame part in the case of the two-part partial plate, and the inner region, which corresponds to the inner part in the case of the two-part partial plate, are formed from the semifinished product in the case of the anode-side partial plate in a progressive composite process.

Bei der erfindungsgemäßen Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel ist ein Rahmenteil der Bipolarplatte mit einem Innenteil mechanisch gekoppelt. Das Innenteil weist eine Mehrzahl von Kanälen auf, über welche eine Elektrode einer Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle mit einem Reaktand beaufschlagbar ist. Hierbei sind das Rahmenteil, welches das Innenteil außenumfangsseitig umgibt, und das Innenteil der Bipolarplatte aus dem jeweiligen metallischen Halbzeug durch voneinander verschiedene Umformverfahren geformt. Das Rahmenteil ist mit dem Innenteil zur Ausbildung einer kathodenseitigen Teilplatte der Bipolarplatte verbunden. Eine anodenseitige Teilplatte ist mit der kathodenseitigen Teilplatte der Bipolarplatte verbunden. Ein Rahmenbereich und ein Innenbereich der anodenseitigen Teilplatte sind in demselben Umformverfahren aus einem Halbzeug gebildet.In the bipolar plate according to the invention for a fuel cell stack, a frame part of the bipolar plate is mechanically coupled to an inner part. The inner part has a plurality of channels, via which an electrode of a membrane electrode assembly of the fuel cell can be acted upon by a reactant. In this case, the frame part, which surrounds the inner part on the outer peripheral side, and the inner part of the bipolar plate are formed from the respective metallic semi-finished product by mutually different forming methods. The frame part is connected to the inner part for forming a cathode-side partial plate of the bipolar plate. An anode-side partial plate is connected to the cathode-side partial plate of the bipolar plate. A frame region and an inner region of the anode-side sub-plate are formed from a semi-finished product in the same forming process.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch die für die erfindungsgemäße Bipolarplatte. The advantages and preferred embodiments described for the method according to the invention also apply to the bipolar plate according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 in einer schematischen Draufsicht eine kathodenseitige Teilplatte einer Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel, bei welcher ein Kanäle für das Oxidationsmittel aufweisendes Innenteil separat von einem Rahmenteil der Teilplatte gefertigt ist;
  • 2 schematisch in einer Draufsicht einen Ausschnitt des noch nicht mit dem Innenteil versehenen Rahmenteils gemäß 1;
  • 3 schematisch in einer Draufsicht einen Ausschnitt des Innenteils gemäß 1; und
  • 4 Verfahrensschritte beim Fertigen der kathodenseitigen Teilplatte.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:
  • 1 in a schematic plan view of a cathode-side partial plate of a bipolar plate for a fuel cell stack, in which a channels for the oxidant exhibiting inner part is made separately from a frame part of the partial plate;
  • 2 schematically in a plan view a section of not yet provided with the inner part frame part according to 1 ;
  • 3 schematically in a plan view of a section of the inner part according to 1 ; and
  • 4 Process steps in the manufacture of the cathode-side partial plate.

1 zeigt schematisch und in einer Draufsicht eine kathodenseitige Teilplatte 1 einer Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel. Die Teilplatte 1 ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, nämlich einem Rahmenteil 2, welches ein Innenteil 3 außenumfangsseitig umgibt, und dem Innenteil 3. In alternativen Ausführungsformen können bei einer solchen mehrteiligen Teilplatte 1 auch das Rahmenteil 2 und das Innenteil 3 aus jeweils mehreren Einzelteilen gebildet sein. 1 shows schematically and in a plan view of a cathode-side partial plate 1 a bipolar plate for a fuel cell stack. The partial plate 1 is composed of two parts, namely a frame part 2 which is an interior part 3 Outside circumference surrounds, and the inner part 3 , In alternative embodiments, in such a multipart sub-plate 1 also the frame part 2 and the inner part 3 be formed of several individual parts.

Das Innenteil 3 der kathodenseitige Teilplatte 1 weist Kanäle 4 auf, durch welche im Betrieb der Brennstoffzelle das Oxidationsmittel, beispielsweise Luft oder Sauerstoff, strömt. Die Kanäle 4 bilden eine Kanalstruktur, welche auch als Flow Field bezeichnet wird, und sorgen hierbei für eine gleichmäßige Verteilung des Oxidationsmittels im Bereich einer (nicht gezeigten) Kathode einer Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle. In dem Rahmenteil 2 sind Durchlässe 5, 5', 6, 6', 7, 7' vorgesehen, über welche die Zufuhr und Abfuhr von Medien erfolgt. So dient etwa der Durchlass 5 der Zufuhr eines Brennstoffs, etwa von Wasserstoff, zu dem Flow Field des Innenteils einer (nicht gezeigten) anodenseitigen Teilplatte und der gegenüberliegende Durchlass 5' der Abfuhr des nicht verbrauchten Brennstoffs. Der Durchlass 6 dient dem Zuführen des Oxidationsmittels zu den Kanälen 4 des kathodenseitigen Innenteils 3 und der Durchlass 6' der Abfuhr des Oxidationsmittels.The inner part 3 the cathode-side partial plate 1 has channels 4 on, through which during operation of the fuel cell, the oxidizing agent, for example, air or oxygen, flows. The channels 4 form a channel structure, which is also referred to as a flow field, and ensure a uniform distribution of the oxidizing agent in the region of a cathode (not shown) of a membrane electrode assembly of the fuel cell. In the frame part 2 are passages 5 . 5 ' . 6 . 6 ' . 7 . 7 ' provided via which the supply and removal of media takes place. This is how the passage is used 5 supplying a fuel, such as hydrogen, to the flow field of the inner part of an anode-side sub-plate (not shown) and the opposite passage 5 ' the removal of unused fuel. The passage 6 serves to supply the oxidizing agent to the channels 4 the cathode-side inner part 3 and the passage 6 ' the removal of the oxidizing agent.

Zur Bildung einer Bipolarplatte werden die kathodenseitige Teilplatte 1 und die komplementäre, anodenseitige Teilplatte miteinander gekoppelt, sodass an den jeweils aufeinander zu weisenden Oberflächen der Teilplatten ein Hohlraum gebildet wird. Dieser besteht aufgrund der Struktur des Flow Fields aus einem System mehrerer miteinander verbundener Tunnels. Der Hohlraum bzw. das System der Tunnels ist durch eine im Wesentlichen die Teilplatten 1 im Randbereich umlaufende Fügung flüssigkeitsdicht umrandet, wobei über den Durchlass 7 Kühlmittel in den Hohlraum eingebracht und über den Durchlass 7' das Kühlmittel abgeführt wird.To form a bipolar plate, the cathode-side sub-plate 1 and the complementary, anode-side sub-plate coupled to each other, so that a cavity is formed on the respectively mutually facing surfaces of the sub-plates. Due to the structure of the flow field, this consists of a system of several interconnected tunnels. The cavity or system of the tunnels is essentially through the partial plates 1 in the edge region circumferential edge liquid-tight edged, passing over the passage 7 Coolant introduced into the cavity and over the passage 7 ' the coolant is removed.

In Randbereichen 8, 9 des Innenteils 3 sind das Innenteil 3 und das Rahmenteil 2 miteinander verbunden. Vorzugsweise erfolgt das Verbinden der beiden Teile miteinander durch Verklemmen des Innenteils 3 mit dem Rahmenteil 2. Zusätzlich kann durch Auftragen eines Klebstoffs das Fixieren des Innenteils 3 an dem Rahmenteil 2 unterstützt werden. Das Innenteil 3 kann an dem Rahmenteil 2 kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten sein.In peripheral areas 8th . 9 of the inner part 3 are the inner part 3 and the frame part 2 connected with each other. Preferably, the joining of the two parts takes place by jamming of the inner part 3 with the frame part 2 , In addition, by applying an adhesive, the fixing of the inner part 3 on the frame part 2 get supported. The inner part 3 can on the frame part 2 be held positively and / or positively.

2 zeigt ausschnittsweise das Rahmenteil 2 vor dessen Zusammenfügen mit dem in 3 gezeigten Innenteil 3. Vorliegend sind das Rahmenteil 2 und das Innenteil 3 aus jeweils einem metallischen Halbzeug gebildet, wobei zur Formgebung des Rahmenteils 2 ein anderes Umformverfahren zum Einsatz kommt als zur Formgebung des Innenteils 3. In das Innenteil 3 werden nämlich die Kanäle 4 durch Biegebeanspruchen des metallischen Halbzeugs eingebracht. Besonders tiefe und enge Kanäle 4 lassen sich in das Innenteil 3 der kathodenseitigen Teilplatte 1 einbringen, wenn das zugeordnete Halbzeug durch Formwalzen 10 (vgl. 4) umgeformt wird. Jedoch lassen sich die gewünschten Kanäle 4 auch durch Rollformen in eine Gestalt bringen, welche für ein besonders effizientes Beaufschlagen der Kathode mit dem Oxidationsmittel sorgt. 2 shows part of the frame part 2 before its joining with the in 3 shown inner part 3 , In the present case are the frame part 2 and the inner part 3 each formed from a metallic semi-finished, wherein the shape of the frame part 2 another forming method is used than for shaping the inner part 3 , In the inner part 3 namely the channels 4 introduced by bending of the metallic semifinished product. Especially deep and narrow channels 4 can be in the inner part 3 the cathode-side partial plate 1 bring in, when the associated semi-finished by molding 10 (see. 4 ) is transformed. However, the desired channels can be left 4 Roll form also in a shape which ensures a particularly efficient loading of the cathode with the oxidizing agent.

Anhand von 4 soll das Fertigen 11 des Innenteils 3 und das Fertigen 12 des Rahmenteils 2 veranschaulicht werden. In einem ersten Schritt 13 wird eine jeweilige Rolle des Halbzeugs für das Rahmenteil 2 und das Innenteil 3 bereitgestellt. In einem Schritt 14 wird das Halbzeug von der jeweiligen Rolle abgewickelt und in einem Richtvorgang begradigt. Dann erfolgt das eigentliche Umformen der funktionellen Bereiche des Innenteils 3 bzw. das Umformen des Rahmenteils 2. In das Innenteil 3 werden die Kanäle 4 eingebracht, indem das Halbzeug dem Umformverfahren des Formwalzens 10 unterzogen wird. Hierbei erfolgt ein Vorschub des gerichteten Halbzeugs zwischen wenigstens zwei sich gegenläufig drehenden Walzen, welche außenumfangsseitig Strukturen aufweisen, deren Formgebung die spätere Gestalt der Kanäle 4 in dem Innenteil 3 vorgibt. Die Strukturen der sich gegenläufig drehenden Walzen greifen hierbei ineinander und sorgen so für eine Biegebeanspruchung des gerichteten und von der Rolle abgerollten Halbzeugs.Based on 4 should finish 11 of the inner part 3 and finishing 12 of the frame part 2 be illustrated. In a first step 13 becomes a respective role of the semifinished product for the frame part 2 and the inner part 3 provided. In one step 14 the semi-finished product is unwound from the respective role and straightened in a straightening process. Then the actual forming of the functional areas of the inner part takes place 3 or the forming of the frame part 2 , In the inner part 3 become the channels 4 introduced by the semifinished the forming process of the form rolling 10 is subjected. Here, a feed of the directed semi-finished product between at least two counter-rotating rollers, which have outer peripheral side structures, whose shape is the later shape of the channels 4 in the inner part 3 pretends. The structures of the counter-rotating rollers engage each other and thus provide a bending load of the directed and rolled from the roll semifinished product.

Alternativ kann das Einbringen der Kanäle 4 in das wenigstens eine Innenteil 3 durch Rollformen des zugeordneten Halbzeugs erfolgen. In einem nächsten Schritt 15 wird ein umgeformtes Teilstück des Halbzeugs aus diesem herausgetrennt, sodass das die Kanäle 4 aufweisende Innenteil 3 für einen anschließenden Fügevorgang 16 zur Verfügung steht. Der Verschnitt des Halbzeugs wird auf eine Rolle aufgewickelt, sodass er besonders einfach entsorgt werden kann.Alternatively, the introduction of the channels 4 in the at least one inner part 3 done by roll forming the associated semifinished product. In a next step 15 a reshaped portion of the semifinished product is cut out of this, so that the channels 4 having inner part 3 for a subsequent joining process 16 is available. The waste of the semifinished product is wound up on a roll so that it can be disposed of in a particularly easy way.

Beim Fertigen 12 des Rahmenteils 2 erfolgt nach dem Schritt 14 des Abrollens und Richtens des Halbzeugs das mechanische Umformen in einem Folgeverbundprozess 17. Hierbei weist ein Werkzeug, nämlich ein so genanntes Folgeverbundwerkzeug, eine Mehrzahl von Werkzeugmodulen auf, welche unterschiedliche Bearbeitungsschritte an dem Halbzeug vornehmen. Zunächst werden in das Halbzeug Sucherlöcher eingebracht, welche ein Aufnehmen des fertigen Rahmenteils 2 ermöglichen. In einem weiteren Werkzeugmodul erfolgt ein Freischnitt des zukünftigen Rahmenteils 2, welches dann nur noch an wenigen schmalen Bereichen mit dem Verschnitt des nicht genutzten Halbzeugs in Verbindung steht. In das freigeschnittene Halbzeug werden in weiteren Werkzeugmodulen Strukturen eingebracht bzw. ausgeschnitten. So kann in einem Randbereich 18 des Rahmenteils 2 (vgl. 2) eine Sicke eingeprägt werden, durch welche eine Auflagefläche für ein Dichtelement bereitgestellt ist. Des Weiteren werden in dem Folgeverbundprozess 17 die Durchlässe 5, 6, 7 angelegt sowie der Zentralbereich des Rahmenteils 2 für die folgende Aufnahme des Innenteils 3 gestaltet. Anschließend erfolgt beim Fertigen 12 des Rahmenteils 2 ein Ausschneiden 19 des Rahmenteils 2, welches dann für den Fügevorgang 16 zur Verfügung steht. Auch beim Fertigen 12 des Rahmenteils 2 wird der Verschnitt des Halbzeugs bevorzugt auf eine Rolle aufgewickelt.When finished 12 of the frame part 2 takes place after the step 14 the unrolling and straightening of the semi-finished product, the mechanical forming in a follow-on composite process 17 , Here, a tool, namely a so-called progressive tool, a plurality of tool modules, which make different processing steps on the semifinished product. First, finder holes are introduced into the semifinished product, which accommodates the finished frame part 2 enable. In another tool module, a free cut of the future frame part takes place 2 , which is then only in a few narrow areas with the waste of unused semi-finished product in connection. In the cut semi-finished structures are introduced or cut in other tool modules structures. So can in a border area 18 of the frame part 2 (see. 2 ) a bead are impressed, by which a bearing surface is provided for a sealing element. Furthermore, in the follow-on composite process 17 the passages 5 . 6 . 7 created as well as the central area of the frame part 2 for the following picture of the inner part 3 designed. Subsequently, when finished 12 of the frame part 2 a cut out 19 of the frame part 2 , which then for the joining process 16 is available. Also when finished 12 of the frame part 2 For example, the waste of the semifinished product is preferably wound onto a roll.

Die kathodenseitige Teilplatte 1 ist also zweiteilig aufgebaut, und in diesem zweiteiligen Aufbau wird das Innenteil 3 gesondert von dem Rahmenteil 2 und in einem auf die Gestaltung der Kanäle 4 abgestimmten Umformverfahren umgeformt. Hingegen können bei der Fertigung der anodenseitigen Teilplatte ein die Kanäle aufweisender Innenbereich und ein die Durchlässe aufweisender Randbereich gemeinsam geformt werden, etwa in einem Folgeverbundprozess 17, in welchem beim Einprägen der Strukturen in den Rahmenbereich auch das Einprägen der Kanäle 4 in den Innenbereich erfolgt. Die Kanäle 4 im Innenbereich der anodenseitigen Teilplatte können nämlich eine geringere Tiefe aufweisen als die Kanäle 4 des kathodenseitigen Innenteils 3.The cathode-side partial plate 1 is thus constructed in two parts, and in this two-part construction, the inner part 3 separately from the frame part 2 and in one on the design of the channels 4 transformed forming process. On the other hand, in the manufacture of the anode-side partial plate, an inner region having the channels and an edge region having the passages can be shaped together, for example in a progressive compound process 17 , in which when impressing the structures in the frame area and the impressing of the channels 4 takes place in the interior. The channels 4 namely, in the interior of the anode-side sub-plate may have a smaller depth than the channels 4 the cathode-side inner part 3 ,

Jedoch kann in alternativen Ausführungsformen auch bei der anodenseitigen Teilplatte ein gesondertes Fertigen des Innenteils 3 und des Rahmenteils 2 vorgesehen sein, insbesondere wenn die Gestaltung der Kanäle 4 ein für die gewünschte Formgebung besonders geeignetes Umformverfahren als sinnvoll erscheinen lässt.However, in alternative embodiments, also in the anode-side sub-plate, a separate manufacturing of the inner part 3 and the frame part 2 be provided, especially if the design of the channels 4 a forming process which is particularly suitable for the desired shaping can be considered meaningful.

Claims (8)

Verfahren zum Fertigen einer Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel, bei welchem ein Halbzeug zu einem mit einem Rahmenteil (2) der Bipolarplatte zu koppelnden Innenteil (3) umgeformt wird, wobei in das Innenteil (3) eine Mehrzahl von Kanälen (4) eingebracht wird, über welche eine Elektrode einer Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle mit einem Reaktand beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (2), welches das Innenteil (3) außenumfangsseitig umgibt, und das Innenteil (3) der Bipolarplatte durch Umformen aus jeweils einem metallischen Halbzeug gebildet werden, wobei zum Formen des Rahmenteils (2) und des Innenteils (3) aus dem jeweiligen Halbzeug voneinander verschiedene Umformverfahren (10, 17) eingesetzt werden, wobei das Rahmenteil (2) mit dem Innenteil (3) zur Ausbildung einer kathodenseitigen Teilplatte (1) der Bipolarplatte verbunden wird, wobei eine anodenseitige Teilplatte mit der kathodenseitigen Teilplatte (1) der Bipolarplatte verbunden wird, und wobei ein Rahmenbereich und ein Innenbereich der anodenseitigen Teilplatte in demselben Umformverfahren aus einem Halbzeug gebildet werden.Method for manufacturing a bipolar plate for a fuel cell stack, in which a semifinished product is formed into an inner part (3) to be coupled to a frame part (2) of the bipolar plate, wherein a plurality of channels (4) are introduced into the inner part (3) which an electrode of a membrane electrode assembly of the fuel cell can be acted upon by a reactant, characterized in that the frame part (2), which surrounds the inner part (3) on the outer peripheral side, and the inner part (3) of the bipolar plate by forming each of a metallic Semi-finished are formed, wherein for forming the frame part (2) and the inner part (3) from the respective semi-finished different forming processes (10, 17) are used, wherein the frame part (2) with the inner part (3) for forming a cathode side plate (1) the bipolar plate wherein an anode-side sub-plate is connected to the cathode-side sub-plate (1) of the bipolar plate, and wherein a frame portion and an inner portion of the anode-side sub-plate are formed from a semifinished product in the same forming method. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (4) in das wenigstens eine Innenteil (3) durch Biegebeanspruchen (10) des zugeordneten Halbzeugs eingebracht werden.Method according to Claim 1 , characterized in that the channels (4) are introduced into the at least one inner part (3) by bending load (10) of the associated semi-finished product. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (4) in das wenigstens eine Innenteil (3) durch Rollformen oder Formwalzen (10) des zugeordneten Halbzeugs eingebracht werden.Method according to Claim 2 , characterized in that the channels (4) are introduced into the at least one inner part (3) by roll forming or forming rollers (10) of the associated semi-finished product. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (2) in einem Folgeverbundprozess (17) aus dem zugeordneten Halbzeug gebildet wird.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the frame part (2) is formed in a progressive compound process (17) from the associated semi-finished product. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug für das Innenteil (3) und/oder das Rahmenteil (2) von einer Rolle abgerollt und, insbesondere nach einem Richtvorgang (14), für das jeweilige Umformverfahren (10, 17) bereitgestellt wird.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the semifinished product for the inner part (3) and / or the frame part (2) is unrolled from a roll and, in particular after a straightening process (14), for the respective forming process (10, 17) is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das umgeformte Innenteil (3) und/oder Rahmenteil (2) aus dem jeweiligen Halbzeug herausgetrennt werden.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the formed inner part (3) and / or frame part (2) are separated out of the respective semi-finished product. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschnitt des Halbzeugs für das Innenteil (3) und/oder für das Rahmenteil (2) auf eine Rolle aufgewickelt wird.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that a waste of the semifinished product for the inner part (3) and / or for the frame part (2) is wound up on a roll. Bipolarplatte für einen Brennstoffzellenstapel, bei welchem ein Rahmenteil (2) der Bipolarplatte mit einem Innenteil (3) gekoppelt ist, wobei das Innenteil (3) eine Mehrzahl von Kanälen (4) aufweist, über welche eine Elektrode einer Membran-Elektroden-Anordnung der Brennstoffzelle mit einem Reaktand beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (2), welches das Innenteil (3) außenumfangsseitig umgibt, und das Innenteil (3) der Bipolarplatte aus einem jeweiligen metallischen Halbzeug durch voneinander verschiedene Umformverfahren (10, 17) geformt sind, wobei das Rahmenteil (2) mit dem Innenteil (3) zur Ausbildung einer kathodenseitigen Teilplatte (1) der Bipolarplatte verbunden ist, wobei eine anodenseitige Teilplatte mit der kathodenseitigen Teilplatte (1) der Bipolarplatte verbunden ist, und wobei ein Rahmenbereich und ein Innenbereich der anodenseitigen Teilplatte in demselben Umformverfahren aus einem Halbzeug gebildet sind.A bipolar plate for a fuel cell stack, wherein a frame part (2) of the bipolar plate is coupled to an inner part (3), the inner part (3) having a plurality of channels (4) over which an electrode of a membrane electrode assembly of the fuel cell can be acted upon with a reactant, characterized in that the frame part (2), which surrounds the inner part (3) on the outer peripheral side, and the inner part (3) of the bipolar plate from a respective metallic semifinished product by different forming processes (10, 17) are formed, wherein the frame part (2) is connected to the inner part (3) for forming a cathode-side sub-plate (1) of the bipolar plate, wherein an anode-side sub-plate is connected to the cathode-side sub-plate (1) of the bipolar plate, and wherein a frame portion and an inner portion of the anode-side Partial plate in the same forming process are formed from a semi-finished product.
DE102010048761.9A 2010-10-16 2010-10-16 A method of fabricating a bipolar plate for a fuel cell stack and bipolar plate Active DE102010048761B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010048761.9A DE102010048761B4 (en) 2010-10-16 2010-10-16 A method of fabricating a bipolar plate for a fuel cell stack and bipolar plate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010048761.9A DE102010048761B4 (en) 2010-10-16 2010-10-16 A method of fabricating a bipolar plate for a fuel cell stack and bipolar plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010048761A1 DE102010048761A1 (en) 2012-04-19
DE102010048761B4 true DE102010048761B4 (en) 2019-05-23

Family

ID=45895842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010048761.9A Active DE102010048761B4 (en) 2010-10-16 2010-10-16 A method of fabricating a bipolar plate for a fuel cell stack and bipolar plate

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010048761B4 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015214517A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Volkswagen Aktiengesellschaft A bipolar plate and membrane electrode assembly for a fuel cell, fuel cell and fuel cell stack disposed in a fuel cell stack
CN114260638B (en) * 2021-12-22 2023-12-15 苏州东风精冲工程有限公司 Hydrogen fuel cell bipolar plate rotary welding compacting device
DE102022205019A1 (en) 2022-05-19 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Flow plate, bipolar plate and fuel cell for a fuel cell system
WO2024200295A1 (en) 2023-03-24 2024-10-03 Matthews International GmbH Method for producing a bipolar plate, unipolar plate or separator plate for electrolysers or the like, and a corresponding device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981098A (en) 1997-08-28 1999-11-09 Plug Power, L.L.C. Fluid flow plate for decreased density of fuel cell assembly
DE10058337A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-29 Gen Motors Corp Sheet product used as a bipolar plate in a fuel cell or in an electrolyzer has a conductive corrosion resistant protective coating made from a metal oxide on one side.
US6602631B1 (en) * 1999-01-26 2003-08-05 Lynntech Power Systems, Ltd. Bonding electrochemical cell components
DE10261482A1 (en) 2002-12-23 2004-07-01 Basf Ag Fuel cell module for polymer electrolyte membrane fuel cell stacks used e.g. in vehicles comprises a bipolar plate and a membrane-electrode unit
US20040265666A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Weil K. Scott Solid oxide fuel cell frames and method of manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981098A (en) 1997-08-28 1999-11-09 Plug Power, L.L.C. Fluid flow plate for decreased density of fuel cell assembly
US6602631B1 (en) * 1999-01-26 2003-08-05 Lynntech Power Systems, Ltd. Bonding electrochemical cell components
DE10058337A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-29 Gen Motors Corp Sheet product used as a bipolar plate in a fuel cell or in an electrolyzer has a conductive corrosion resistant protective coating made from a metal oxide on one side.
DE10261482A1 (en) 2002-12-23 2004-07-01 Basf Ag Fuel cell module for polymer electrolyte membrane fuel cell stacks used e.g. in vehicles comprises a bipolar plate and a membrane-electrode unit
US20040265666A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Weil K. Scott Solid oxide fuel cell frames and method of manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010048761A1 (en) 2012-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2608299B1 (en) Device and method for manufacturing metallic bipolar panels
DE19910487C1 (en) Manufacturing bipolar plates for fuel cells involves molding plate or forming liquid and gas channels by making impressions in plate, and applying sealing elements in tool in two successive steps
DE102010048761B4 (en) A method of fabricating a bipolar plate for a fuel cell stack and bipolar plate
DE102008015393A1 (en) U-shaped guide producing method for multi-level link axle i.e. rear axle, of motor vehicle, involves forming free cuts of through-holes in sheet plane that is bent against sheet plate in which free cuts of contour of part shells are formed
DE102006049146A1 (en) Procedure for producing assembly of vehicle body existing from two sheet metal form parts connected with one another, by press-hardening the sheet metal parts and producing a power and/or form lock connection between the sheet metal parts
EP3907798A2 (en) Method and device for use in the manufacture of bipolar plates, in particular for fuel cells
DE102018104073A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR THE TECHNICAL FIELD OF MANUFACTURING CHANNELS IN A BIPOLAR PLATE
DE102010049549A1 (en) Method for producing membrane assembly for fuel cell, involves forming membrane on frame such that both ends of frame are surrounded by the upper and lower seals
DE102014205551A1 (en) Method for producing a bipolar plate with seal and bipolar plate
WO2022223534A1 (en) Production of bipolar plates from metal foils
DE102009059764A1 (en) Bipolar plate producing method, involves forming plates from band in temporally parallel work steps, processing plates, where plate is folded on another plate before joining process and separated from band
DE102011075677A1 (en) Energy storage module for battery for driving e.g. electric car, has prismatic storage cells arranged one behind other and clamped between two end plates by tie rods, where end plates are designed as push plates or punching plates
DE102016208378A1 (en) Method of manufacturing a bipolar plate unit, bipolar plate unit and fuel cell stack
DE102020122711A1 (en) Method for calibrating a metallic profile blank with at least one solid wall
DE102011001804A1 (en) Evaporator plate for a chiller
WO2021122169A1 (en) Method for producing a seal for an electrochemical unit of an electrochemical device and assembly for an electrochemical device
DE102019008434A1 (en) Clamping device and method for welding a stack of foils
DE102019126708A1 (en) Method of making a battery housing assembly
DE102019220057A1 (en) Cell board for a cell stack
DE102018006494A1 (en) Component for a bipolar plate and bipolar plate
DE102021202597B3 (en) Method for manufacturing a battery housing of a battery
DE102011105518A1 (en) Apparatus for manufacturing molded structure e.g. bipolar plate for fuel cell, has combined shaping and cutting tools to form molded structure completely
DE102022133917A1 (en) Method and device for forming flat workpieces
DE102020209056A1 (en) Bipolar plate and method for producing a bipolar plate
DE102022203004A1 (en) Device, in particular punching press, for forming a metal sheet and method for producing a monopolar and/or bipolar plate

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008020000

Ipc: H01M0008020200

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CELLCENTRIC GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Owner name: DAIMLER AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CELLCENTRIC GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE