DE102013206335A1 - The fuel cell system - Google Patents

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Inventor
Roman Hiemer
Johannes Schmid
Stefan Haase
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit mehreren, zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefassten Brennstoffzellen, wobei der Brennstoffzellenstapel an jedem Ende von einem Stromabnehmer begrenzt ist, an welchem eine Endplatte anliegt, wobei die Endplatten über ein Verspannungssystem miteinander verspannt sind. Erfindungsgemäß ist das Brennstoffzellensystem dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Endplatte und dem Stromabnehmer ein nichtnewtonsches Material angeordnet ist.The invention relates to a fuel cell system with a plurality of fuel cells combined to form a fuel cell stack, the fuel cell stack being delimited at each end by a current collector to which an end plate rests, the end plates being clamped to one another via a tensioning system. According to the invention, the fuel cell system is characterized in that a non-Newtonian material is arranged between the end plate and the current collector.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit mehreren, zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefassten Brennstoffzellen, wobei der Brennstoffzellenstapel an jedem Ende von einem Stromabnehmer begrenzt ist, an welchem eine Endplatte anliegt sowie die Verwendung eines nichtnewtonschen Materials zum gleichmäßigen Verteilen des durch ein Verspannungssystem auf einen Brennstoffzellenstapel wirkenden hydrostatischen Drucks.The present invention relates to a fuel cell system having a plurality of fuel cells stacked into a fuel cell stack, wherein the fuel cell stack is bounded at each end by a current collector on which an end plate abuts and the use of a non-Newtonian material to evenly distribute the hydrostatic force acting on a fuel cell stack by a bracing system pressure.

In einem Brennstoffzellensystem werden einzelne Brennstoffzellen in Reihe zu einem Brennstoffzellenstapel geschaltet um eine höhere Spannung zu erreichen. An jedem Ende eines Brennstoffzellenstapels befindet sich eine Endplatte. Zwischen der Endplatte und dem Brennstoffzellenstapel befindet sich ein Stromabnehmer (meist aus Kupfer), der den elektrischen Strom aller Brennstoffzellen sammelt und vom Brennstoffzellenstapel ableitet. Eine Isolationsschicht trennt den Stromabnehmer von der Endplatte, so dass diese thermisch und elektrisch isoliert ist. Um eine gleichmäßige Flächenpressung auf die Brennstoffzellen zu ermöglichen, um eine Trennung der Fluidströme und eine Dichtheit nach außen zu gewährleisten sowie um Kontaktwiderstände im Stapel zu minimieren und einen Überdruck der Zellen zu kompensieren, sind die beiden Endplatten mittels eines Verspannungssystems, das meist aus Zugelementen, wie Zugstangen oder Zuggurten, besteht, miteinander verspannt. Dies erfordert eine hohe Biegefestigkeit der Endplatten. Dennoch biegen sich die Endplatten aufgrund der gegenseitigen Verspannung durch, wodurch am Rand eine höhere Flächenpressung als in der Mitte auf den Brennstoffzellenstapel wirkt. Dies führt zu erhöhten Kontaktwiderständen in der Mitte der zu einem Brennstoffzellenstapel verspannten Brennstoffzellen. Zudem werden am Rand aufgrund der dort erhöhten Flächenpressung die Fluidkanäle eingedrückt.In a fuel cell system, individual fuel cells are connected in series to a fuel cell stack to achieve a higher voltage. At each end of a fuel cell stack is an end plate. Between the end plate and the fuel cell stack is a current collector (usually made of copper), which collects the electric current of all fuel cells and derived from the fuel cell stack. An insulating layer separates the current collector from the end plate so that it is thermally and electrically isolated. In order to allow a uniform surface pressure on the fuel cells, to ensure a separation of the fluid streams and a leak to the outside and to minimize contact resistance in the stack and to compensate for over-pressure of the cells, the two end plates by means of a bracing system, which consists mostly of tension elements, like tie rods or tie straps, is braced together. This requires a high bending strength of the end plates. Nevertheless, the end plates bend due to the mutual tension through, whereby at the edge of a higher surface pressure acts as in the middle of the fuel cell stack. This leads to increased contact resistance in the middle of the fuel cell strained to a fuel cell stack. In addition, the fluid channels are pressed in at the edge due to the increased surface pressure.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hoch effizientes Brennstoffzellensystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine gleichmäßige Druckverteilung auf die Brennstoffzellen gewährleistet.Based on this prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a highly efficient fuel cell system of the type mentioned, which ensures a uniform pressure distribution to the fuel cell.

Diese Aufgabe wird bei einem Brennstoffzellensystem mit mehreren, zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefassten Brennstoffzellen, wobei der Brennstoffzellenstapel an jedem Ende von einem Stromabnehmer begrenzt ist, an welchem eine Endplatte anliegt, wobei die Endplatten über ein Verspannungssystem miteinander verspannt sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Endplatte und dem Stromabnehmer ein nichtnewtonsches Material angeordnet ist.This object is achieved in a fuel cell system having a plurality of fuel cells stacked into a fuel cell stack, wherein the fuel cell stack is bounded at each end by a current collector on which abuts an end plate, wherein the end plates are clamped together by a bracing system, according to the invention solved that between the End plate and the pantograph a non-Newtonian material is arranged.

Ein nichtnewtonsches Material im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Material, das seine Viskosität in Abhängigkeit der auf es einwirkenden Scherbelastung ändert und dadurch über die Eigenschaft verfügt, den durch das Verspannungssystem auf den Brennstoffzellenstapel wirkenden hydrostatischen Druck gleichmäßig auszubilden und zu verteilen. Ein solches Material kann eine einzelne chemische Verbindung oder eine Zusammensetzung aus mehreren chemischen Verbindungen sein. Das nichtnewtonsche Material kann in vorgesehenen Bereichen vorliegen und dort eine gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzung und/oder gleiche oder unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Die jeweilige Zusammensetzung des nichtnewtonschen Materials, die optimalen Bereiche zum Aufbringen des nichtnewtonschen Materials sowie geeignete Schichtdicken desselben werden, je nach Ausgestaltung des Brennstoffzellenstapels, und insbesondere in Abhängigkeit der Geometrie und Zusammensetzung der das nichtnewtonsche Material umgebenden Schichten, also insbesondere der Endplatte und des Stromabnehmers, ausgewählt.For the purposes of the present invention, a non-Newtonian material is a material that changes its viscosity as a function of the shear stress acting on it and thereby has the property of uniformly forming and distributing the hydrostatic pressure acting on the fuel cell stack by the bracing system. Such a material may be a single chemical compound or a compound of several chemical compounds. The non-Newtonian material may be present in intended areas and may have the same or different composition and / or the same or different layer thicknesses. The respective composition of the non-Newtonian material, the optimum areas for applying the non-Newtonian material and suitable layer thicknesses of the same, depending on the configuration of the fuel cell stack, and in particular depending on the geometry and composition of the surrounding non-Newtonian layers, ie in particular the end plate and the current collector, selected.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird der durch das Verspannungssystem der Endplatten auf den Brennstoffzellenstapel einwirkende Druck auf die den Brennstoffzellenstapel bildenden Brennstoffzellen gleichmäßig verteilt. Dadurch ergibt sich zwischen den einzelnen Brennstoffzellen eine homogene Flächenpressung, wodurch Kontaktwiderstände zwischen den Brennstoffzellen, und gerade in deren Zentren, auf ein Minimum reduziert werden. Zudem werden die Fluidkanäle vor Deformation geschützt. Die Endplatten können darüber hinaus mit verringerter Bauraumhöhe ausgeführt werden, was zum einen das Gesamtgewicht des Brennstoffzellenstapels reduziert und zum anderen das Brennstoffzellensystem auch für bauraumreduzierte Anwendungen favorisiert.Due to the configuration according to the invention, the pressure acting on the fuel cell stack by the tensioning system of the end plates is evenly distributed to the fuel cells forming the fuel cell stack. This results in a homogeneous surface pressure between the individual fuel cells, whereby contact resistance between the fuel cells, and especially in their centers, are reduced to a minimum. In addition, the fluid channels are protected from deformation. The end plates can also be performed with reduced space height, which on the one hand reduces the total weight of the fuel cell stack and on the other favors the fuel cell system for space-reduced applications.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.The dependent claims contain advantageous developments and refinements of the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung liegt das nichtnewtonsche Material in Form einer Schicht vor. Die Schicht kann eine Einzelschicht sein, kann aber auch durch mehrere übereinander angeordneten Teilschichten gebildet werden. Durch diese flächenförmige Ausgestaltung des nichtnewtonschen Materials kann eine besonders homogene Verteilung des Flächendrucks über weitere Bereiche des Brennstoffzellenstapels erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich die Bauraumhöhe der Endplatte im gesamten Bereich der Schicht des nichtnewtonschen Materials zu reduzieren, wodurch Materialkosten eingespart und das Gesamtgewicht des Stapels weiter reduziert werden kann.According to an advantageous development, the non-Newtonian material is in the form of a layer. The layer may be a single layer, but may also be formed by a plurality of sub-layers arranged one above the other. As a result of this planar design of the non-Newtonian material, a particularly homogeneous distribution of the surface pressure over further regions of the fuel cell stack can be achieved. Moreover, it is possible to reduce the installation space height of the end plate in the entire region of the layer of non-Newtonian material, whereby material costs can be saved and the total weight of the stack can be further reduced.

Besonders vorteilhaft erstreckt sich das nichtnewtonsche Material über die gesamte von dem Stromabnehmer bedeckte Oberfläche des Brennstoffzellenstapels. Somit wird erreicht, dass der auf den Brennstoffzellenstapel wirkende hydrostatische Druck in allen Teilbereichen jeder in dem Brennstoffzellenstapel enthaltenen Brennstoffzelle besonders gleichmäßig ausgebildet ist. Particularly advantageously, the non-Newtonian material extends over the entire surface of the fuel cell stack covered by the current collector. It is thus achieved that the hydrostatic pressure acting on the fuel cell stack is particularly uniform in all subregions of each fuel cell contained in the fuel cell stack.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das nichtnewtonsche Material ein Fluid ist. Ein Fluid im Sinne der Erfindung ist eine mehr oder weniger viskose Zusammensetzung aus einer oder mehreren chemischen Verbindungen. Das erfindungsgemäße Fluid hat gegenüber anderen nichtnewtonschen Materialien den Vorteil, dass sein Fließverhalten besonders gut einstellbar ist, was sowohl seine Bevorratung sowie auch seine Anwendung aufgrund minimaler Flüchtigkeit erleichtert.A further advantageous embodiment provides that the non-Newtonian material is a fluid. A fluid according to the invention is a more or less viscous composition of one or more chemical compounds. The fluid according to the invention has the advantage over other non-Newtonian materials that its flow behavior is particularly easy to adjust, which facilitates its storage as well as its use due to minimal volatility.

Weiter vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem dadurch gekennzeichnet, dass das nichtnewtonsche Material thixotrope Eigenschaften aufweist. Dies hat den Vorteil, dass durch die thixotropen Eigenschaften die Viskosität des nichtnewtonschen Materials bei andauernder Scherbelastung sinkt. Wird die Scherbelastung ausgesetzt, steigt die Viskosität wieder auf das Ausgangsniveau an. So kann das nichtnewtonsche Material vor der Verspannung des Brennstoffzellenstapels, beispielsweise durch Einbringen von Reibung, erweicht und in diesem Zustand niedriger Viskosität zwischen die Endplatten und den Stromabnehmer gleichmäßig eingebracht werden. Noch im erweichten Zustand wird der Brennstoffzellenstapel dann verspannt. Durch die niedrige Viskosität des Materials wird der durch das gesamte Verspannungssystem und die Endplatten auf den Brennstoffzellenstapel aufgebrachte hydrostatische Druck perfekt gleichmäßig verteilt. Die Druckverteilung und Flächenpressung sind somit in allen Teilbereichen jeder Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellenstapel homogen. Nach Verspannung, also in Ruhe, und damit ohne Scherbelastung, erhöht sich vorteilhafterweise die Viskosität des nichtnewtonschen, thixotropen Materials wieder, es härtet sozusagen aus. Damit wird eine optimale Abdichtung nach außen hin gewährleistet.Further advantageously, the fuel cell system according to the invention is characterized in that the non-Newtonian material has thixotropic properties. This has the advantage that due to the thixotropic properties, the viscosity of the non-Newtonian material decreases with continued shear stress. If the shear load is exposed, the viscosity rises again to the initial level. Thus, the non-Newtonian material may be softened prior to stressing the fuel cell stack, for example by the introduction of friction, and uniformly introduced between the end plates and the current collector in this low viscosity state. Even in the softened state of the fuel cell stack is then braced. Due to the low viscosity of the material, the hydrostatic pressure applied to the fuel cell stack by the entire tensioning system and the end plates is distributed perfectly evenly. The pressure distribution and surface pressure are thus homogeneous in all subregions of each fuel cell in the fuel cell stack. After tension, ie at rest, and thus without shear stress, advantageously increases the viscosity of the non-Newtonian, thixotropic material again, it cures, so to speak. This ensures optimum sealing to the outside.

Vorteilhaft enthält das nichtnewtonsche Material ein Hectorit oder Mischungen daraus oder damit, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen Dehydril HT erhältlich sind.Advantageously, the non-Newtonian material contains a hectorite or mixtures thereof or therewith, as obtainable, for example, under the trade name Dehydril HT.

Weiter vorteilhaft weist das nichtnewtonsche Material isolierende Eigenschaften auf. Isolierende Eigenschaften umfassen dabei thermisch und/oder elektrisch isolierende Eigenschaften. Dies trägt zur Effizienzsteigerung und dauerhaften Stabilität des Brennstoffzellensystems bei.Further advantageously, the non-Newtonian material has insulating properties. Insulating properties include thermal and / or electrical insulating properties. This contributes to increasing the efficiency and lasting stability of the fuel cell system.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das nichtnewtonsche Material mindestens einen Teil einer Isolationsschicht bildet. Hierdurch können die Herstellung des Brennstoffzellenstapels vereinfacht und die Materialkosten desselben verringert werden.An advantageous development provides that the non-Newtonian material forms at least part of an insulating layer. As a result, the production of the fuel cell stack can be simplified and the material costs thereof can be reduced.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein Kraftfahrzeug beschrieben, das mindestens ein Brennstoffzellensystem wie vorstehend beschrieben umfasst. Durch die Bauraumreduktion des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ist die Anwendung in einem Kraftfahrzeug besonders geeignet. Die für das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem beschriebenen Weiterbildungen, Vorteile und Effekte finden auch Anwendung auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.Also according to the invention, a motor vehicle is described which comprises at least one fuel cell system as described above. Due to the space reduction of the fuel cell system according to the invention, the application in a motor vehicle is particularly suitable. The developments, advantages and effects described for the fuel cell system according to the invention are also applicable to the motor vehicle according to the invention.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird die Verwendung eines nichtnewtonschen Materials zwischen einer Endplatte und einem Stromabnehmer eines Brennstoffzellensystems mit mehreren, zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefassten Brennstoffzellen, wobei der Brennstoffzellenstapel an jedem Ende von einem Stromabnehmer begrenzt ist, an welchem eine Endplatte anliegt, wobei die Endplatten über ein Verspannungssystem miteinander verspannt sind, zum gleichmäßigen Verteilen des durch das Verspannungssystem auf den Brennstoffzellenstapel wirkenden hydrostatischen Drucks, beschrieben.Also in accordance with the invention is the use of a non-Newtonian material between an end plate and a current collector of a fuel cell system having a plurality of fuel cells stacked into a fuel cell stack, wherein the fuel cell stack is bounded at each end by a current collector against which an end plate abuts, the end plates being interconnected by a bracing system are described for uniformly distributing the force acting on the fuel cell stack by the tensioning system hydrostatic pressure.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich folgende Vorteile:

  • – Der durch das Verspannungssystem auf den Brennstoffzellenstapel wirkende hydrostatische Druck wird gleichmäßig ausgebildet.
  • – Kontaktwiderstände zwischen den Brennstoffzellen werden reduziert.
  • – Die Endplatten können mit verringerter Bauraumhöhe ausgeführt werden.
  • – Das Gesamtgewicht des Brennstoffzellenstapels und auch seine Materialkosten können reduziert werden.
Due to the solution according to the invention, the following advantages result:
  • - The hydrostatic pressure acting on the fuel cell stack by the bracing system is uniform.
  • - Contact resistance between the fuel cells are reduced.
  • - The end plates can be designed with reduced installation height.
  • - The total weight of the fuel cell stack and also its material costs can be reduced.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures. Show it:

1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Brennstoffzellensystem 1 a cross section through an inventively designed fuel cell system

2 einen Querschnitt durch einen Teilbereich eines weiteres erfindungsgemäß ausgestaltetes Brennstoffzellensystem 2 a cross section through a portion of another inventively designed fuel cell system

In den Figuren sind nur die hier interessierenden Teile des Brennstoffzellensystems oder Brennstoffzellenstapels dargestellt, alle übrigen Elemente sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Ferner beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile.In the figures, only the parts of the fuel cell system or fuel cell stack of interest here are shown, all other elements are omitted for the sake of clarity. Furthermore, like reference numerals refer to like components.

Gemäß 1 besteht das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem aus mehreren, zu einem Brennstoffzellenstapel 1 zusammengefassten Brennstoffzellen 2, wobei der Brennstoffzellenstapel 1 an jedem Ende von einem Stromabnehmer 3 begrenzt ist, an welchem eine Endplatte 4 anliegt. Die Endplatten sind über ein Verspannungssystem, das hier beispielhafterweise aus Zugstangen 5 und Muttern 6 besteht, miteinander verspannt.According to 1 If the fuel cell system according to the invention consists of several, to a fuel cell stack 1 combined fuel cells 2 , wherein the fuel cell stack 1 at each end of a pantograph 3 is limited, on which an end plate 4 is applied. The end plates are via a bracing system, here for example of tie rods 5 and nuts 6 exists, clamped together.

Zwischen dem Stromabnehmer 3 und der Endplatte 4 ist eine Isolationsschicht 7 angeordnet, die den Stromabnehmer 3 von der Endplatte hauptsächlich elektrisch, aber vorteilhafterweise auch thermisch, isoliert.Between the pantograph 3 and the end plate 4 is an insulation layer 7 arranged the pantograph 3 from the end plate mainly electrically, but advantageously also thermally insulated.

Zwischen der Isolationsschicht 7 und der Endplatte 4 ist eine Schicht aus nichtnewtonschem Material 8 angeordnet. Das nichtnewtonsche Material 8 ist dazu vorgesehen, den durch das Verspannungssystem auf den Brennstoffzellenstapel 1 wirkenden hydrostatischen Druck gleichmäßig auszubilden und zu verteilen. Somit wird eine gleichmäßige Flächenpressung im gesamten Brennstoffzellenstapel 1 und damit auch zwischen den einzelnen Brennstoffzellen 2 erzielt, wodurch Kontaktwiderstände zwischen den Brennstoffzellen 2 minimiert werden.Between the insulation layer 7 and the end plate 4 is a layer of non-Newtonian material 8th arranged. The non-Newtonian material 8th is intended to pass through the bracing system onto the fuel cell stack 1 evenly form and distribute acting hydrostatic pressure. Thus, a uniform surface pressure in the entire fuel cell stack 1 and thus also between the individual fuel cells 2 achieved, whereby contact resistance between the fuel cells 2 be minimized.

An den Randbereichen 4a der Endplatte 4 ist diese durch die Verspannung verformt. Damit biegt sich die Endplatte 4 durch die eingeleiteten Kräfte der Zugstangen 5 durch. Das nichtnewtonsche Material 8, das in dieser Ausführungsform vorteilhafterweise schichtförmig ausgebildet ist, was aber nicht zwingend notwendig ist, gleicht die Verformung der Endplatte 4 aus, so dass auf den Stromabnehmer 3, und damit auf den Brennstoffzellenstapel 1, ein ideal gleichförmiger hydrostatischer Druck wirkt.At the edge areas 4a the end plate 4 this is deformed by the tension. This bends the end plate 4 by the introduced forces of the tie rods 5 by. The non-Newtonian material 8th which is advantageously layered in this embodiment, but this is not absolutely necessary, is similar to the deformation of the end plate 4 out, leaving on the pantograph 3 , and with it on the fuel cell stack 1 , an ideally uniform hydrostatic pressure acts.

Alternativ – aber nicht dargestellt – kann das nichtnewtonsche Material 8 aus mehreren nebeneinander angeordneten Teilschichten bestehen, und liegt damit nicht als durchgängige Schicht vor. So kann in vorgesehenen Bereichen eine besonders gute Druckverteilung und somit gleichförmige Flächenpressung erzielt werden.Alternatively - but not shown - the non-Newtonian material 8th consist of several juxtaposed sub-layers, and is thus not as a continuous layer. Thus, a particularly good pressure distribution and thus uniform surface pressure can be achieved in intended areas.

Ferner alternativ – aber nicht dargestellt – kann das nichtnewtonsche Material 8 aus mehreren übereinander angeordneten Teilschichten bestehen. Hierdurch kann die Druckverteilung auf den Brennstoffzellenstapel 1 weiter optimiert werden.Further alternatively - but not shown - may be the non-Newtonian material 8th consist of several superimposed sublayers. As a result, the pressure distribution on the fuel cell stack 1 be further optimized.

2 zeigt einen Querschnitt eines Teilbereichs eines weiteren erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffzellensystems. Gemäß 2 ist die Endplatte in bombierter (vorgewölbter) Form ausgeführt. Dadurch lehnt sich die Kontur der Endplatte 4 im verspannten Zustand besser an. 2 shows a cross section of a portion of another inventively designed fuel cell system. According to 2 the end plate is executed in cambered (bulging) form. As a result, the contour of the end plate leans 4 better in the tensioned state.

Auch in diesem Fall sorgt das nichtnewtonsche Material 8 für eine gleichmäßige Verteilung des hydrostatischen Drucks auf den Brennstoffzellenstapel 1. Durch die bombierte Form der Endplatte 4 weist das nichtnewtonsche Material 8 in unterschiedlichen Teilbereichen unterschiedliche Schichtdicken auf. Die Schichtdicke stellt sich beim Verspannen automatisch ein und ist abhängig von der sich bildenden Kontur der Endplatte 4. Das nichtnewtonsche Material 8 gleicht die Verformung der Endplatte 4 aus, so dass auf den Stromabnehmer 3 und damit auf den Brennstoffzellenstapel 1 ein ideal gleichförmiger hydrostatischer Druck wirkt.Also in this case, the non-Newtonian material provides 8th for a uniform distribution of the hydrostatic pressure on the fuel cell stack 1 , By the cambered shape of the end plate 4 has the non-Newtonian material 8th different layer thicknesses in different subareas. The layer thickness adjusts automatically during clamping and is dependent on the forming contour of the end plate 4 , The non-Newtonian material 8th resembles the deformation of the end plate 4 out, leaving on the pantograph 3 and thus on the fuel cell stack 1 an ideally uniform hydrostatic pressure acts.

Das vorbeschriebene Brennstoffzellensystem findet vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug Verwendung.The above-described fuel cell system is preferably used in a motor vehicle.

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
22
Brennstoffzellefuel cell
33
Stromabnehmerpantograph
44
Endplatteendplate
4a4a
Randbereich der EndplatteEdge area of the end plate
55
Zugstangepull bar
66
Muttermother
77
Isolationsschichtinsulation layer
88th
nichtnewtonsches Materialnon-Newtonian material
10, 2010, 20
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system

Claims (9)

Brennstoffzellensystem mit mehreren, zu einem Brennstoffzellenstapel (1) zusammengefassten Brennstoffzellen (2), wobei der Brennstoffzellenstapel (1) an jedem Ende von einem Stromabnehmer (3) begrenzt ist, an welchem eine Endplatte (4) anliegt, wobei die Endplatten (4) über ein Verspannungssystem miteinander verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Endplatte (4) und dem Stromabnehmer (3) ein nichtnewtonsches Material (8) angeordnet ist.Fuel cell system with several, to a fuel cell stack ( 1 ) combined fuel cells ( 2 ), wherein the fuel cell stack ( 1 ) at each end of a pantograph ( 3 ) to which an end plate ( 4 ), wherein the end plates ( 4 ) are clamped together by a bracing system, characterized in that between the end plate ( 4 ) and the pantograph ( 3 ) a non-Newtonian material ( 8th ) is arranged. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtnewtonsche Material (8) in Form einer Schicht vorliegt.Fuel cell system according to claim 1, characterized in that the non-Newtonian material ( 8th ) is in the form of a layer. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das nichtnewtonsche Material (8) über die gesamte von dem Stromabnehmer (3) bedeckte Oberfläche des Brennstoffzellenstapels (1) erstreckt. Fuel cell system according to claim 1 or 2, characterized in that the non-Newtonian material ( 8th ) over the whole of the pantograph ( 3 ) covered surface of the fuel cell stack ( 1 ). Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtnewtonsche Material (8) ein Fluid ist.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the non-Newtonian material ( 8th ) is a fluid. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtnewtonsche Material (8) thixotrope Eigenschaften aufweist.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the non-Newtonian material ( 8th ) has thixotropic properties. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtnewtonsche Material (8) isolierende Eigenschaften aufweist.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the non-Newtonian material ( 8th ) has insulating properties. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtnewtonsche Material (8) mindestens einen Teil einer Isolationsschicht (7) bildet.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the non-Newtonian material ( 8th ) at least part of an insulation layer ( 7 ). Kraftfahrzeug umfassend mindestens ein Brennstoffzellensystem (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle comprising at least one fuel cell system ( 10 . 20 ) according to any one of the preceding claims. Verwendung eines nichtnewtonschen Materials (8) zwischen einer Endplatte (4) und einem Stromabnehmer (3) eines Brennstoffzellensystems (10, 20) mit mehreren, zu einem Brennstoffzellenstapel (1) zusammengefassten Brennstoffzellen (2), wobei der Brennstoffzellenstapel (2) an jedem Ende von einem Stromabnehmer (3) begrenzt ist, an welchem eine Endplatte (4) anliegt, wobei die Endplatten (4) über ein Verspannungssystem miteinander verspannt sind, zum gleichmäßigen Verteilen des durch das Verspannungssystem auf den Brennstoffzellenstapel (1) wirkenden hydrostatischen Drucks.Use of a non-Newtonian material ( 8th ) between an end plate ( 4 ) and a pantograph ( 3 ) of a fuel cell system ( 10 . 20 ) with several, to a fuel cell stack ( 1 ) combined fuel cells ( 2 ), wherein the fuel cell stack ( 2 ) at each end of a pantograph ( 3 ) to which an end plate ( 4 ), wherein the end plates ( 4 ) are clamped together by means of a bracing system for evenly distributing the material through the bracing system onto the fuel cell stack ( 1 ) acting hydrostatic pressure.
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