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Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Brennstoffzellensysteme, insbesondere kompakte Brennstoffzellensysteme, wie sie für Brennstoffzellenfahrzeuge benötigt werden, werden heute typischerweise so entwickelt, dass jede Komponente einzeln designed und entwickelt wird. Die einzelnen Komponenten werden später zu dem Brennstoffzellensystem verbunden und vor dem Einbau des Brennstoffzellensystems in das Fahrzeug so in einen kompakten Aufbau zusammengepackt, dass der Einbau möglich ist. Deshalb sind typischerweise sehr viele Verbindungen und Rohrleitungen notwendig. Dies macht das sogenannte Packaging einerseits sehr aufwändig und komplex und erschwert andererseits die Montage. Durch die vielen Verbindungsstellen erhöht sich außerdem die Gefahr einer eventuellen Undichtheit. Alles in allem führt dies zu einem vergleichsweise teuren Brennstoffzellensystem.
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Um dieser Problematik zu begegnen ist es aus der
WO 2010/028664 A1 bekannt, ein Brennstoffzellensystem so aufzubauen, dass der Brennstoffzellenstapel zusammen mit weiteren Komponenten, welche zur Zufuhr und Abfuhr von Edukten und Produkten aus dem Brennstoffzellenstapel dienen, zu einer Baueinheit integriert sind. Der dort beschriebene Aufbau ist dabei nach wie vor vergleichsweise komplex, was insbesondere den Einbauverhältnissen im Bodenbereich eines Fahrzeugs geschuldet ist, die dem in der internationalen Anmeldung beschriebenen Brennstoffzellensystem zugrunde liegen.
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Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Brennstoffzellensystem dahingehend weiterzuentwickeln, dass dieses hinsichtlich des Packagings, der Montage und der Anzahl an benötigten Verbindungselementen optimiert wird, und dass eine sichere und zuverlässige Funktionalität des Brennstoffzellensystems möglich wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht es vor, wenigstens einen Brennstoffzellenstapel einzusetzen, welcher alle Anschlüsse auf einer Seite des Brennstoffzellenstapels bzw. Brennstoffzellenstacks aufweist. Hierdurch lässt sich ein sehr hoher Grad der Integration erreichen, insbesondere wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Brennstoffzellenstapel auf der Seite der Anschlüsse eine Verteilerplatte zur Zu- und Abfuhr von Fluiden aufweist.
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In einer besonders günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ist es außerdem vorgesehen, dass die Seite mit den Anschlüssen im bestimmungsgemäßen Gebrauch die tiefste Stelle des Brennstoffzellenstapels bildet. Hierdurch wird neben eines sehr einfachen und kompakten Packagings und eines sehr hohen Integrationsniveaus zusätzlich das Wassermanagement des Systems verbessert. Wenn alle Anschlüsse zur Zu- und Abfuhr von Edukten und Produkten zu dem Brennstoffzellenstack auf einer Seite angeordnet sind, und diese Seite im bestimmungsgemäßen Gebrauch die tiefste Stelle des Brennstoffzellenstapels bildet, dann ist die Abfuhr von flüssigem Wasser aufgrund der Schwerkraft einfach und effizient möglich. Dieses fließt durch die Anschlüsse dann einfach ab. Insbesondere lassen sich in diesem Bereich integrierte Wasserabscheider beispielsweise im Anschluss an den Brennstoffzellenstapel oder im Bereich der optionalen Verteilplatte anordnen, über welche Flüssigwasser abgeführt werden kann. Neben der zuverlässigen Abfuhr von Flüssigkeit aus dem Brennstoffzellenstapel während des Betriebs, sodass Fluidkanäle in dem Brennstoffzellenstapel nicht durch die Flüssigkeit verstopft werden können, wird hierdurch auch ein Abfließen der Flüssigkeit beim Abstellen des Brennstoffzellensystems erleichtert. Hierdurch kann das Brennstoffzellensystem sehr einfach von großen Mengen an flüssigem Wasser befreit werden. Sollte das Brennstoffzellensystem während einer Stillstandsphase bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts dann einfrieren, wird diese Problematik aufgrund der geringeren Menge an Wasser deutlich verringert und das Brennstoffzellensystem kann schnell und effizient wieder gestartet werden.
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Um zu erreichen, dass im bestimmungsgemäßen Betrieb die Seite mit den Anschlüssen die tiefste Stelle des Brennstoffzellenstacks ausbildet, muss der Brennstoffzellenstack selbst mit seiner senkrecht auf dieser Seite stehenden Achse um einen gewissen Winkel gegenüber der Waagrechten gekippt sein. In besonders vorteilhafter Art und Weise beträgt der Winkel dabei einen Wert, welcher größer als 30° gegenüber der Waagrechten ist, um ein ausreichendes Gefälle für das Abfließen des Wassers zu gewährleisten. In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ist es sogar vorgesehen, dass der wenigstens eine Brennstoffzellenstapel senkrecht zur Waagrechten angeordnet ist. Bei einem solchen Aufbau wird das maximale Gefälle für das Abfließen des flüssigen Wassers erzielt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems kann es ferner vorgesehen sein, dass ein Ladeluftkühler und ein Befeuchter zu einer Einheit integriert ausgeführt sind, wobei die Einheit parallel zum Brennstoffzellenstapel angeordnet ist. Eine solche Einheit aus Befeuchter und Ladeluftkühler lässt sich insbesondere bei der Verwendung eines Plattenbefeuchters sehr gut realisieren, da der Ladeluftkühler typischerweise als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist und somit die Integration eines als Plattenbefeuchter ausgebildeten Befeuchters und des Ladeluftkühlers in denselben Aufbau sehr einfach und effizient möglich ist. Es lässt sich jedoch auch bei Hohlfasermembranen in dem Befeuchter ein entsprechender Aufbau realisieren.
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In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung dieser Idee ist es dabei vorgesehen, dass die Einheit und der Brennstoffzellenstapel zu einer Baueinheit integriert ausgebildet sind. Die parallel zum Brennstoffzellenstapel angeordnete Einheit aus Ladeluftkühler und Befeuchter kann insbesondere mit dem Brennstoffzellenstapel zu einer Baueinheit verbunden sein. Bei vorhandener optionaler Verteilplatte auf der Seite des Brennstoffzellenstapels und den Anschlüssen lässt sich so ein Anschluss des Befeuchters, welcher typischerweise in Strömungsrichtung nach dem Ladeluftkühler angeordnet ist, über die Verteilplatte an den Brennstoffzellenstapel einfach und effizient realisieren. Die Bauteile können insgesamt als Baueinheit ausgeführt werden, was hinsichtlich der Montage entsprechend einfach ist. Außerdem können sie in ein gemeinsames Gehäuse integriert sein, welches insbesondere thermisch isoliert ist und so einen Temperaturausgleich zwischen den Bauteilen gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ist es außerdem vorgesehen, dass eine Luftfördereinrichtung mit dem Brennstoffzellenstapel und/oder der Einheit integriert ausgebildet ist. Eine solche Luftfördereinrichtung, welche vorteilhafterweise einen integrierten Luftfilter aufweist, kann baulich beispielsweise parallel zu der Einheit und/oder dem Brennstoffzellenstapel angeordnet und mit diesem zu einer größeren Baueinheit des Brennstoffzellensystems integriert ausgebildet sein. Dies ist insbesondere hinsichtlich der Luftführung von besonderem Vorteil, da die verdichtete Luft unmittelbar aus der Luftfördereinrichtung in den Ladeluftkühler, von diesem in den Befeuchter und dann in den Brennstoffzellenstack einströmen kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen ist dafür nur eine minimale Leitungslänge zur Führung der Luft notwendig, welche weitgehend integriert ausgeführt ist, sodass auf eigene Leitungen und Verbindungsanschlüsse weitgehend verzichtet werden kann. Das System wird dadurch sehr viel einfacher in der Montage, lässt sich kompakt aufbauen und somit in vergleichsweise geringen zur Verfügung stehenden Räumen, beispielsweise in Fahrzeugen, zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung für diese Fahrzeuge integrieren.
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Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem in einer oder mehreren der oben beschriebenen Varianten kann also entsprechend kompakt aufgebaut werden, und ermöglicht dabei in den meisten der beschriebenen Varianten ein sehr gutes Wassermanagement. Ein solches Brennstoffzellensystem ist insbesondere für Anwendungen geeignet, in denen der kompakte Aufbau und ein gutes Wassermanagement sowie eine gute Gefrierstartfähigkeit des Brennstoffzellensystems eine entscheidende Rolle spielen. Die bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems liegt daher in einem Eisatz in Fahrzeugen, insbesondere zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsenergie in Kraftfahrzeugen oder andersartigen Land- oder Wasserfahrzeugen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ergeben sich aus den restlichen abhängigen Ansprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.
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Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines Brennstoffzellensystems;
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2 ein Brennstoffzellensystem gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform in einer Seitenansicht;
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3 eine Darstellung eines Brennstoffzellensystems analog zu 2 in einer weiteren Seitenansicht;
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4 eine Darstellung eines Brennstoffzellensystems analog zu 2 in einer alternativen Ausführungsform;
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5 eine Darstellung des Zuluft- und Abluftwegs zu dem Brennstoffzellenstapel in einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems; und
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6 eine Darstellung des Zuluft- und Abluftwegs zu dem Brennstoffzellenstapel in einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems.
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In der Darstellung der 1 ist ein Brennstoffzellensystem 1 in einer schematischen Darstellung zu erkennen. Das Brennstoffzellensystem 1 soll in einem angedeuteten Kraftfahrzeug 2 angeordnet sein und soll in diesem zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung eingesetzt werden. Das Brennstoffzellensystem 1 besteht im Wesentlichen aus einem Brennstoffzellenstapel bzw. Brennstoffzellenstack 3, welcher als Stapel von einzelnen PEM-Brennstoffzellen aufgebaut ist. Jede der einzelnen Brennstoffzellen weist dabei einen Anodenbereich und einen Kathodenbereich auf, sodass auch der Brennstoffzellenstapel 3 einen Kathodenraum 4 und einen Anodenraum 5 umfasst. Außerdem ist ein Kühlwärmetauscher 6 zur Abfuhr von Abwärme vorgesehen. Dieser ist Teil eines sehr stark vereinfacht dargestellten Kühlkreislaufs 7 des Brennstoffzellensystems 1, welcher fahrzeugüblich über einen Kühler 8 Abwärme an die Umgebung des Fahrzeugs 2 abgibt. Der Kühlkreislauf 7 weist außerdem eine Kühlmittelfördereinrichtung 9 sowie einen weiteren Wärmetauscher 10 auf. Dieser ist Teil eines später noch näher beschriebenen Ladeluftkühlers 11.
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Dem Anodenraum 5 des Brennstoffzellenstacks 3 wird Wasserstoff als Edukt aus einem Druckgasspeicher 12 zugeführt. Über eine Dosier- und Druckregeleinrichtung 13 gelangt der Wasserstoff in den Bereich des Anodenraums 5 des Brennstoffzellenstacks 3. Nicht verbrauchter Wasserstoff kann optional über eine sogenannte Anodenrezirkulation 14 aus dem Anodenraum 5 abgeführt und über eine Rezirkulationsfördereinrichtung 15 dem Anodenraum zusammen mit frischem Wasserstoff wieder zugeführt werden. Die Rezirkulationsfördereinrichtung 15 kann als Gebläse, Jetpump oder Kombination hiervon ausgebildet sein. Im Bereich der Anodenrezirkulation 14 ist dabei typischerweise ein Wasserabscheider 16 vorgesehen, über welchen sich ansammelndes flüssiges Wasser entweder kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit abgeführt wird. Außerdem kann beispielsweise im Bereich des Wasserabscheiders 16 oder auch unabhängig von diesem ein sogenanntes Purge-Ventil (nicht dargestellt) in dem Anodenkreislauf 14 angeordnet sein. Über dieses kann von Zeit zu Zeit sich anreichender Stickstoff abgelassen werden, um die Wasserstoffkonzentration in dem Anodenkreislauf 5 auf einem konstant hohen Niveau für die Funktionalität des Brennstoffzellenstacks 3 zu halten.
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Dem Kathodenraum 4 des Brennstoffzellenstacks 3 wird Luft als Sauerstofflieferant zugeführt. Die Luft gelangt über einen Luftfilter 17, eine Luftfördereinrichtung 18 und den bereits angesprochenen Ladeluftkühler 11 sowie einen Befeuchter 19 in den Kathodenraum 4 des Brennstoffzellenstacks 3. Die nach der Luftfördereinrichtung 18 verdichtete und dadurch aufgeheizte Zuluft wird zuerst mit dem Ladeluftkühler 11, welcher in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in den Kühlkreislauf 7 mit eingebunden ist, abgekühlt. Die abgekühlte Luft gelangt dann über einen Befeuchter 19, welcher insbesondere als Gas-Gas-Befeuchter ausgebildet ist, in den Bereich des Kathodenraums 4. Optional kann ein Wasserabscheider 20 zwischen dem Befeuchter 19 und dem Kathodenraum 4 vorgesehen sein. Hierdurch kann der Eintrag von flüssigen Tröpfchen in den Brennstoffzellenstack 3 vermieden werden. Die an Sauerstoff abgereicherte und mit Produktwasser des Brennstoffzellenstacks 3 beladene Abluft strömt aus dem Kathodenraum 4 über einen Wasserabscheider 21 ab. Sie gelangt in den Befeuchter 19 und gibt in ihr enthaltende Feuchtigkeit durch für Wasserdampf durchlässige Membranen des Befeuchters 19, welcher beispielsweise als Plattenbefeuchter oder als Befeuchter mit Hohlfasermembranen ausgebildet sein kann, an die von dem Ladeluftkühler 11 zum Kathodenraum 4 strömende Zuluft ab und befeuchtet diese. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel gelangt die Abluft nach dem Befeuchter 19 über eine Turbine 22 wieder an die Umgebung. Die Turbine 22 entspannt die Abluft dabei und nutzt dabei die in der Abluft noch enthaltene Restwärme und Druckenergie, um diese zumindest teilweise zurückzugewinnen. Von der Turbine 22 könnte ferner ein optionaler Brenner vorgesehen sein, um die Energieausbeute in der Turbine 22, insbesondere in bestimmten Betriebsphasen, zu erhöhen.
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Die Turbine 22 ist zusammen mit der Luftfördereinrichtung 18 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, sodass die zurückgewonnene Leistung unmittelbar den Antrieb der Luftfördereinrichtung 18 mit unterstützen kann. Da die zurückgewonnene Leistung typischerweise nicht ausreicht, um im regulären Betrieb die Luftfördereinrichtung 18 vollständig anzutreiben, ist auf der Welle zusätzlich eine elektrische Maschine 23 angeordnet. Der Aufbau insgesamt wird als sogenannter elektrischer Turbolader 24 oder ETC (Electric Turbo Charger) bezeichnet. Über die elektrische Maschine 23 im motorischen Betrieb kann die benötigte weitere Förderleistung der Luftfördereinrichtung 18 bereitgestellt werden. Kommt es in bestimmten Situationen dazu, dass im Bereich der Turbine 22 mehr Leistung zur Verfügung steht, als von der Luftfördereinrichtung 18 benötigt wird, dann kann die elektrische Maschine 23 auch generatorisch betrieben werden, um elektrische Leistung in das Bordnetz des Fahrzeugs 2 einzuspeisen.
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Das bisher beschriebene Brennstoffzellensystem 1 in dem Fahrzeug 2 entspricht dabei dem Prinzip eines Brennstoffzellensystems 1, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Es kann neben den beschriebenen Ausführungsvarianten alternative Varianten aufweisen, beispielsweise indem es auf den Anodenkreislauf 14 verzichtet oder den Ladeluftkühler 11 nicht über den Kühlkreislauf 7, sondern über die Abluft nach dem Befeuchter 19 kühlt. Vergleichbare alternative Ausgestaltungen sind ebenso aus dem Stand der Technik bekannt und können für die nachfolgend dargestellten Ausführungen des Brennstoffzellensystems 1 gemäß der Erfindung selbstverständlich genauso eingesetzt werden.
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In der Darstellung der 2 ist nun ein erster möglicher Aufbau des Brennstoffzellensystem 1 in einer hochintegrierten Ausführung zu erkennen. Der Brennstoffzellenstapel 3 ist dabei senkrecht zur Waagrechten angeordnet, die senkrecht zur jeweiligen aufgestapelten Einzelzelle verlaufende Richtung folgt also der Richtung der Schwerkraft. Der Brennstoffzellenstack 3 weist alle seine Anschlüsse für die Edukte (Frischluft, Wasserstoff) und die Produkte (Abluft, Restwasserstoff) auf einer Seite des Brennstoffzellenstacks 3 auf. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Seite des Brennstoffzellenstacks 3 unten angeordnet und geht in eine unmittelbar mit dem Brennstoffzellenstack 3 verbundene optionale Verteilerplatte 25 über. Über die Verteilerplatte 25 erfolgt die Zu- und Abfuhr von Fluiden, also den gasförmigen und/oder flüssigen Edukten und Produkten, zu und von dem Brennstoffzellenstack 3. Im Bereich der Verteilerplatte 25 sind dabei die Wasserabscheider 20, 21 und 16 prinzipmäßig zu erkennen. Parallel zu dem Brennstoffzellenstack 3 ist eine Einheit 26 aus dem Ladeluftkühler 11 und dem Befeuchter 19 angeordnet. Seitlich neben dieser Einheit 26 befindet sich der ETC 24 mit integriertem Luftfilter 17. Über eine Anschlussleitung 27 ist der ETC 24 mit dem Ladeluftkühler 11 der Einheit 26 verbunden.
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In der Darstellung der 3 ist dieser Aufbau mit abgenommenem ETC 24 nun in einer Seitenansicht mit Blick auf die Einheit 26 dargestellt. Die Einheit 26 zeigt oben den Ladeluftkühler 11 und unten den Befeuchter 19. Zwischen Ladeluftkühler 11 und Befeuchter 19 ist ein Bypass 28 mit einem Bypassventil 29 angeordnet. Über diesen Bypass 28 lässt sich ein Teil der Zuluft nach dem Ladeluftkühler 11 um den Befeuchter 19 herum in den Brennstoffzellenstack 3 führen. Dies kann insbesondere bei einem Start des Brennstoffzellensystems 1 unter entsprechend kühlen Umgebungstemperaturen sinnvoll sein, um die Befeuchtung so einzuregeln, dass eine Wasserbildung durch Kondensation im Bereich des Brennstoffzellenstacks 3 weitgehend vermieden werden kann.
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In der Darstellung der 4 ist der Aufbau analog zur Darstellung in 2 nochmals zu erkennen. Dabei sind zwei Alternativen ausgeführt. Der ETC 24 mit dem Luftfilter 17 ist auf der anderen Seite des Brennstoffzellenstapels 3 als die Einheit 26 aus Ladeluftkühler 11 und Befeuchter 19 angeordnet. Dies ist selbstverständlich auch bei dem in 2 dargestellten Aufbau analog möglich. Zusätzlich ist der Brennstoffzellenstack 3 hier nicht senkrecht, sondern in einem Winkel von etwa 45° zur Waagrechten angeordnet. Auch dies kann sinnvoll sein. Ebenso wie bei der senkrechten Anordnung ist auch hier ein Abfließen von eventuellem Wasser aus dem Brennstoffzellenstapel 3 mit Unterstützung der Schwerkraft möglich. Durch das Kippen des Brennstoffzellensystems 1 kann jedoch auf bestimmte Einbausituationen in dem Fahrzeug 2 gegebenenfalls besser reagiert werden. Nach wie vor befindet sich die Verteilplatte 25 und die Wasserabscheider 16, 21 sowie gegebenenfalls 20 im unteren Bereich, wobei in der Darstellung der 4 lediglich einer der Wasserabscheider 21 in der Prinzipdarstellung zu erkennen ist. Zusätzlich zu einem Kippen in der hier dargestellten Art und Weise ist alternativ oder ergänzend hierzu selbstverständlich auch ein Kippen in der Richtung senkrecht hierzu möglich, je nach Einbausituation. Es ist lediglich darauf zu achten, dass ein gewisses Gefälle innerhalb des Brennstoffzellenstacks 3 erhalten bleibt, um eine sichere und zuverlässige Wasserabfuhr zu gewährleisten. Ein Aufbau mit gekipptem Brennstoffzellenstack 3 kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn mehrere Brennstoffzellenstacks vorhanden sind. Diese können dann beispielsweise in einer bei Verbrennungsmotoren als V-Anordnung bezeichneten Anordnung mit einer gemeinsamen Verteilerplatte 25 bauraumoptimiert angeordnet werden. Die Einheit 26 kann dann für jeden Brennstoffzellenstapel einzeln oder für beide zusammen vorhanden sein, der ETC 24 wird typischerweise lediglich einmal vorhanden sein. Diese könnten dann in den zwischen den beiden V-Anordnungen zueinander stehenden Brennstoffzellenstacks 3 integriert ausgeführt werden.
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In der Darstellung der 5 wird der in 3 dargestellte Aufbau nochmals aufgegriffen. In 5a ist dabei die Zufuhr von Zuluft zu dem Brennstoffzellenstack 3 dargestellt, in der Darstellung der 5b die hierzu korrespondierende Strömung der Abluft. In der Darstellung der 5a ist zu erkennen, dass die Luft durch die Anschlussleitung 27 von der Luftfördereinrichtung 18 bzw. dem ETC 24 kommt und im bestimmungsgemäßen Gebrauch von oben zuerst in den Ladeluftkühler 11 einströmt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Ladeluftkühler 11 dabei von oben nach unten durchströmt. Die durchgezogenen Pfeile zeigen dabei die reguläre Strömung zuerst durch den Ladeluftkühler 11 und dann durch den Befeuchter 19 an, bevor die so abgekühlte und befeuchtete Luft über die mit 30 bezeichnete Leitung im Bereich der Verteilplatte 25 in den Brennstoffzellenstack 3 einströmt. Mit gestrichelten Pfeilen ist dabei die Strömung der Luft durch den Bypass 28 und das Bypassventil 29 dargestellt. In diesem Fall wird der Befeuchter 19 nicht oder nur von einem Teil der Zuluft durchströmt. In der Darstellung der 5b ist die Strömung der Abluft aus einem mit 31 bezeichneten Leitungselement der Verteilplatte 25 durch den Befeuchter 19 über ein Leitungselement 32 zur Turbine 22 zu erkennen. Die Strömung verläuft dabei als Kreuzströmung zu der in 5a dargestellten Strömung und befeuchtet durch plattenförmige Membranen hindurch unter Abgabe von Feuchtigkeit aus der Abluft die trockene Zuluft.
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Ein alternativer Aufbau hierzu ist in der Darstellung der 6 zu erkennen. Auch diese Figur folgt wieder dem Darstellungsschema, welches in den 5a und 5b verwendet worden ist. Der Aufbau ist hierbei so gewählt, dass der Ladeluftkühler 11 und der Befeuchter 19 der Einheit 26 nicht von oben nach unten, sondern von der Zuluft quer zur Richtung des Brennstoffzellenstacks 3 durchströmt werden. Ansonsten ist der Aufbau vergleichbar zu dem in 5a dargestellten Aufbau, wobei die durchgezogenen Linien wieder den Luftweg mit Durchströmung des Befeuchters 19 und die gestrichelten Linien den Luftweg ohne Durchströmung des Befeuchters 19 darstellen. Die Darstellung der 6b entspricht weitgehend der Darstellung in 5b, wobei hier aufgrund des anderen Aufbaus der Einheit 26 analog zur Darstellung in 6a die Strömung der Abluft von unten nach oben durch den Befeuchter 19 stattfindet.
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Der Aufbau des Brennstoffzellensystems 1 in einer der gezeigten Ausführungen lässt sich außerordentlich kompakt anordnen und ist hinsichtlich des Wassermanagements sehr vorteilhaft. Er kann über die Verteilplatte 25 oder eine in den Brennstoffzellenstack 3 integrierte Verteilplatte oder Endplatte mit ähnlicher Funktionalität sehr einfach und kompakt aufgebaut werden. Eine Montage kann weitgehend als Vormontage erfolgen, sodass ein kompaktes und in sich tragfähiges System einfach und effizient in das Fahrzeug 2 eingesetzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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