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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Als Brennstoffzellensystem ist ein Brennstoffzellensystem bekannt, bei dem ein Wasserstoffumwälzsystemströmungspfad, durch den Wasserstoffabgas, das aus einem Brennstoffzellenstapel ausgetragen wird, dem Brennstoffzellenstapel erneut zugeführt wird, mit einem Umwälzsystemhilfsmechanismus ausgestaltet ist, um das Wasserstoffgas effektiv zu nutzen. Der Umwälzsystemhilfsmechanismus umfasst beispielsweise eine Wasserstoffpumpe oder einen Dampf-Flüssigkeits-Abscheider, wie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung
JP 2008-016402 A beschrieben ist.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgrund der Positionsbeziehung zwischen einem Wasserstoffeinlass und einem Wasserstoffauslass des Umwälzsystemhilfsmechanismus, sowie einem Wasserstoffauslassanschluss und einem Wasserstoffzufuhranschluss des Brennstoffzellenstapels kann es passieren, dass erzeugtes Wasser bzw. Produktwasser in einem Wasserstoffzirkulationsströmungspfad steht und den Wasserstoffzirkulationsströmungspfad blockiert, oder dass das Produktwasser aus dem Umwälzsystemhilfsmechanismus zurück in den Brennstoffzellenstapel strömt. Es ist möglich, dass das Produktwasser, das stehen bleibt oder zurückströmt, eine Abnahme der Stromerzeugungskapazität und ein Gefrieren verursacht. Daher besteht Bedarf an einer Technologie zum Verhindern des Rückflusses oder Stehenbleibens des Produktwassers.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, umfassend: einen Brennstoffzellenstapel mit einem Wasserstoffzufuhranschluss, in den Wasserstoff strömt, sowie einem Wasserstoffauslassanschluss, aus dem Wasserstoffabgas ausgetragen wird; einen Wasserstoffzirkulationsströmungspfad, der mit dem Wasserstoffzufuhranschluss und dem Wasserstoffauslassanschluss verbunden ist; und einen Umwälzsystemhilfsmechanismus, der in dem Wasserstoffzirkulationsströmungspfad angeordnet ist und einen Wasserstoffeinlass umfasst, in den das Wasserstoffabgas strömt, sowie einen Wasserstoffauslass, aus dem das Wasserstoffabgas strömt. Es ist zumindest eines von einer Positionsbeziehung, wonach sich der Wasserstoffauslass in Schwerkraftrichtung an einer Position unter dem Wasserstoffzufuhranschluss befindet, und einer Positionsbeziehung, wonach sich der Wasserstoffeinlass in Schwerkraftrichtung an einer Position unter dem Wasserstoffauslassanschluss befindet, erfüllt. Gemäß diesem Aspekt kann, da der Wasserstoffauslass des Umwälzsystemhilfsmechanismus, der Wasserstoffzufuhranschluss des Brennstoffzellenstapels, der Wasserstoffeinlass des Umwälzsystemhilfsmechanismus und der Wasserstoffauslassanschluss des Brennstoffzellenstapels derart angeordnet sind, dass zumindest eines von der Positionsbeziehung, wonach sich der Wasserstoffauslass des Umwälzsystemhilfsmechanismus an einer Position unter dem Wasserstoffzufuhranschluss befindet, und der Positionsbeziehung, wonach sich der Wasserstoffeinlass an einer Position unter dem Wasserstoffauslassanschluss befindet, erfüllt ist, ein Rückfluss des Wassers aus dem Umwälzsystemhilfsmechanismus zum Brennstoffzellenstapel oder ein Blockieren des Wasserstoffzirkulationsströmungspfads aufgrund von in dem Wasserstoffzirkulationsströmungspfad stehendem Wasser verhindert werden.
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Bei dem Brennstoffzellensystem nach dem vorstehend genannten Aspekt kann der Umwälzsystemhilfsmechanismus unter dem Brennstoffzellenstapel angeordnet sein.
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Bei dem Brennstoffzellensystem nach dem vorstehend genannten Aspekt kann der Umwälzsystemhilfsmechanismus umfassen: eine Wasserstoffpumpe, die ausgestaltet ist, um das Wasserstoffabgas, das aus dem Wasserstoffauslassanschluss strömt, zum Wasserstoffzufuhranschluss zu pumpen, und einen Dampf-Flüssigkeits-Abscheider, der ausgestaltet ist, um Wasser von dem aus dem Wasserstoffauslassanschluss strömenden Wasserstoffabgas abzuscheiden. Die Wasserstoffpumpe kann unter dem Brennstoffzellenstapel angeordnet sein und der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider kann unter der Wasserstoffpumpe angeordnet sein.
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Bei dem Brennstoffzellensystem nach dem vorstehend genannten Aspekt kann die Wasserstoffpumpe über dem Wasserstoffauslassanschluss und unter dem Wasserstoffzufuhranschluss angeordnet sein.
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Bei dem Brennstoffzellensystem nach dem vorstehend genannten Aspekt kann der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider einen Wasserstoffauslass haben, der über dem Wasserstoffeinlass angeordnet ist.
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Bei dem Brennstoffzellensystem nach dem vorstehend genannten Aspekt kann die Wasserstoffpumpe einen Wasserstoffeinlass haben, der unter dem Wasserstoffauslass angeordnet ist.
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Bei dem Brennstoffzellensystem nach dem vorstehend genannten Aspekt kann der Umwälzsystemhilfsmechanismus eine Wasserstoffpumpe umfassen, die ausgestaltet ist, um das Wasserstoffabgas, das aus dem Wasserstoffauslassanschluss strömt, zum Wasserstoffzufuhranschluss zu pumpen, und der Wasserstoffauslass der Wasserstoffpumpe kann in Schwerkraftrichtung unter dem Wasserstoffzufuhranschluss angeordnet sein. Gemäß diesem Aspekt kann der Rückfluss von Wasser von der Wasserstoffpumpe zum Brennstoffzellenstapel verhindert werden.
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Bei dem Brennstoffzellensystem nach dem vorstehend genannten Aspekt kann der Umwälzsystemhilfsmechanismus einen Dampf-Flüssigkeits-Abscheider umfassen, der ausgestaltet ist, um Wasser von dem aus dem Wasserstoffauslassanschluss strömenden Wasserstoffabgas abzuscheiden, und der Wasserstoffeinlass des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders kann in Schwerkraftrichtung unter dem Wasserstoffauslassanschluss angeordnet sein. Gemäß diesem Aspekt kann der Rückfluss von Wasser vom Dampf-Flüssigkeits-Abscheider zum Brennstoffzellenstapel verhindert werden.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Brennstoffzellensystem auf verschiedene Art und Weise realisiert werden. Beispielsweise kann das Brennstoffzellensystem als Stromerzeugungsvorrichtung realisiert werden, die ein Brennstoffzellensystem umfasst, oder als ein Fahrzeug, das mit dem Brennstoffzellensystem ausgestattet ist.
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Figurenliste
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Die Merkmale und Vorteile sowie die technische und wirtschaftliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; hierbei zeigt:
- 1 eine erläuternde Darstellung, die den schematischen Aufbau eines Brennstoffzellensystems zeigt;
- 2 eine erläuternde Darstellung, die die Positionsbeziehung zwischen einem Brennstoffzellenstapel und einem Umwälzsystemhilfsmechanismus zeigt; und
- 3 eine erläuternde Darstellung, die einen schematischen Aufbau eines Brennstoffzellenfahrzeugs zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine erläuternde Darstellung, die den schematischen Aufbau eines Brennstoffzellensystems 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Brennstoffzellensystem 100 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 10, einen Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20, eine Wasserstoffpumpe 30 sowie einen Wasserstoffzirkulationsströmungspfad 40. In dieser Ausführungsform ist das Brennstoffzellensystem 100 in einem Brennstoffzellenfahrzeug 500 montiert. Im Brennstoffzellenfahrzeug 500 ist der Brennstoffzellenstapel 10 als Stromquelle montiert, und ein Rad (nicht dargestellt) wird durch das Antreiben eines Motors (nicht dargestellt) als Antriebsquelle angetrieben.
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Der Brennstoffzellenstapel 10 ist eine Festpolymerelektrolytbrennstoffzelle, wird mit Wasserstoffgas über einen Injektor 50 von einer Wasserstoffzufuhrleitung 11 versorgt, und wird mit Luft von einem Luftzufuhrsystem (nicht dargestellt) versorgt, um elektrische Leistung bzw. Strom zu erzeugen. Der Injektor 50 ist ein elektromagnetisch angetriebenes An-Aus-Ventil, in welchem ein Ventilkörper elektromagnetisch entsprechend einem Antriebszyklus oder einer Ventilöffnungszeit, die durch eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) eingestellt wird, angetrieben wird. Der Brennstoffzellenstapel 10 umfasst einen Wasserstoffzufuhranschluss 10in, in den Wasserstoff von der Wasserstoffzufuhrleitung 11 strömt, sowie einen Wasserstoffauslassanschluss 10out, aus welchem Wasserstoffabgas zu einer ersten Wasserstoffleitung 12 ausgetragen wird.
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Ein Strömungspfad, der mit dem Wasserstoffzufuhranschluss 10in und dem Wasserstoffauslassanschluss 10out verbunden ist, und durch die erste Wasserstoffleitung 12, eine zweite Wasserstoffleitung 13 sowie eine dritte Wasserstoffleitung 14 gebildet ist, wird als Wasserstoffzirkulationsströmungspfad 40 bezeichnet. Der Wasserstoffzirkulationsströmungspfad 40 ist ein Strömungspfad, der dazu verwendet wird, um Wasserstoffabgas vom Brennstoffzellenstapel 10 in den Brennstoffzellenstapel 10 zurückzuführen. Der Wasserstoffzirkulationsströmungspfad 40 ist mit dem Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 sowie der Wasserstoffpumpe 30 als Umwälzsystemhilfsmechanismen ausgebildet, die Mechanismen zum Unterstützen der Umwälzung bzw. Zirkulation von Wasserstoff darstellen.
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Die erste Wasserstoffleitung 12 ist eine Leitung, welche den Wasserstoffauslassanschluss 10out des Brennstoffzellenstapels 10 mit dem Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 verbindet. Die erste Wasserstoffleitung 12 bringt Wasserstoffabgas mit Wasserstoffgas, das bei der Stromerzeugungsreaktion nicht verbraucht wurde, sowie Verunreinigungen wie Stickstoffgas und Produktwasser enthält, in den Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 ein.
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Der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 ist zwischen der ersten Wasserstoffleitung 12 und der zweiten Wasserstoffleitung 13 des Wasserstoffzirkulationsströmungspfads 40 angeschlossen. Der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 umfasst einen Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in, mit welchem die erste Wasserstoffleitung 12 verbunden ist und in den das Wasserstoffabgas strömt, sowie einen Dampf-Flüssigkeits-Auslass 20out, mit welchem die zweite Wasserstoffleitung 13 verbunden ist und aus dem Wasserstoff ausgetragen wird. Der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 trennt das Produktwasser vom Wasserstoffabgas, das vom Wasserstoffauslassanschluss 10out aus dem Brennstoffzellenstapels 10 strömt, und speichert das Produktwasser darin. Ein Ablass- und Entlüftungsventil 21 ist unter dem Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 vorgesehen.
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Das Ablass- und Entlüftungsventil 21 ist ein Solenoidventil, das das im Dampf-Flüssigkeitswasserabscheider 20 gespeicherte Produktwasser ablässt, und das Wasserstoffabgas im Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 ausstößt. Das Ablass- und Entlüftungsventil 21 ist während des Betriebs des Brennstoffzellensystems 100 normalerweise geschlossen, und wird entsprechend einem Steuersignal von der Steuervorrichtung (nicht dargestellt) geöffnet oder geschlossen. In der Ausführungsform ist das Ablass- und Entlüftungsventil 21 mit einer Wasserstoffabgasleitung 22 verbunden, und das Produktwasser sowie das Wasserstoffabgas, die durch das Ablass- und Entlüftungsventil 21 ausgetragen werden, werden durch die Wasserstoffabgasleitung 22 nach außen ausgetragen.
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Die zweite Wasserstoffleitung 13 ist eine Leitung, die den Dampf-Flüssigkeits-Auslass 20out des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders 20 mit der Wasserstoffpumpe 30 verbindet. Die zweite Wasserstoffleitung 13 bringt das Wasserstoffabgas, von welchem das Produktwasser durch den Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 abgeschieden wurde, in die Wasserstoffpumpe 30 ein.
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Die Wasserstoffpumpe 30 ist zwischen der zweiten Wasserstoffleitung 13 und der dritten Wasserstoffleitung 14 des Wasserstoffzirkulationspfads 40 angeschlossen. Die Wasserstoffpumpe 30 wird durch ein Steuersignal von der Steuervorrichtung (nicht dargestellt) angetrieben. Die Wasserstoffpumpe 30 ist eine Pumpe, die das vom Wasserstoffauslassanschluss 10out des Brennstoffzellenstapels 10 strömende Wasserstoffabgas in den Wasserstoffzufuhranschluss 10in pumpt. In der Ausführungsform pumpt die Wasserstoffpumpe 30 das Wasserstoffabgas, von welchem das Produktwasser durch den Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 abgeschieden wurde, durch die dritte Wasserstoffleitung 14in den Wasserstoffzufuhranschluss 10in. Die Wasserstoffpumpe 30 umfasst einen Pumpeneinlass 30in, in den das Wasserstoffabgas von der zweiten Wasserstoffleitung 13 strömt, sowie einen Pumpenauslass 30out, von welchem das Wasserstoffabgas in die dritte Wasserstoffleitung 14 strömt.
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Die dritte Wasserstoffleitung 14 ist eine Leitung, welche den Pumpenauslass 30out der Wasserstoffpumpe 30 mit dem Wasserstoffzufuhranschluss 10in des Brennstoffzellenstapels 10 verbindet. Die dritte Wasserstoffleitung 14 bringt das Wasserstoffabgas, das durch die Wasserstoffpumpe 30 gepumpt wurde, in den Brennstoffzellenstapel 10 ein. In der Ausführungsform wird das Wasserstoffabgas, das vom Brennstoffzellenstapel 10 ausgetragen wird, durch die Umwälzsystemhilfsmechanismen (den Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 und die Wasserstoffpumpe 30) und den Wasserstoffzirkulationsströmungspfad 40 zirkuliert bzw. umgewälzt und dem Brennstoffzellenstapel 10 erneut zugeführt, wodurch der Nutzungsgrad des Wasserstoffs verbessert wird.
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2 ist eine erläuternde Darstellung, welche die Positionsbeziehung zwischen dem Brennstoffzellenstapel 10 und den Umwälzsystemhilfsmechanismen zeigt. Die untere Seite in 2 entspricht der unteren Seite in Richtung der Schwerkraft. Positionen a bis i bezeichnen die Positionen in Richtung der Schwerkraft. Die Position a der Wasserstoffabgasleitung 22 liegt tiefer als die Position b des Ablass- und Entlüftungsventils 21, und die Position b liegt tiefer als die Position c des Flüssigkeitsspiegels des Produktwassers, das im Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 gespeichert ist. Die Position d des Dampf-Flüssigkeits-Einlasses 20in und die Position e des Dampf-Flüssigkeits-Auslasses 20out sind über der Obergrenze der Position c des Flüssigkeitsspiegels angeordnet, um zu verhindern, dass das gespeicherte Produktwasser stehen bleibt und rückwärts strömt.
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Die Position e liegt tiefer als die Position f des Wasserstoffauslassanschlusses 10out des Brennstoffzellenstapels 10, und die Position f liegt tiefer als die Position g des Pumpeneinlasses 30in. Die Position g liegt tiefer als die Position h des Pumpenauslasses 30out und die Position h liegt tiefer als die Position i des Wasserstoffzufuhranschlusses 10in. Zudem sind die erste Wasserstoffleitung 12, die zweite Wasserstoffleitung 13 und die dritte Wasserstoffleitung 14 jeweils vertikal oder vom Wasserstoffauslassanschluss 10out zum Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in, vom Pumpeneinlass 30in zum Dampf-Flüssigkeits-Auslass 20out und vom Wasserstoffzufuhranschluss 10in zum Pumpenauslass 30out nach unten geneigt angeordnet. Die erste Wasserstoffleitung 12, die zweite Wasserstoffleitung 13 und die dritte Wasserstoffleitung 14 sind ferner derart ausgestaltet, dass sie keine Punkte aufweisen, die unter dem Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in, dem Dampf-Flüssigkeits-Auslass 20out und dem Pumpenauslass 30out liegen.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Pumpenauslass 30out der Wasserstoffpumpe 30 als Wasserstoffauslass des Umwälzsystemhilfsmechanismus unter dem Wasserstoffzufuhranschluss 10in des Brennstoffzellenstapels 10 angeordnet, und der Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders 20 als Wasserstoffeinlass des Umwälzsystemhilfsmechanismus ist unter dem Wasserstoffauslassanschluss 10out des Brennstoffzellenstapels 10 angeordnet. Das Rückfließen des Produktwassers von den Umwälzsystemhilfsmechanismen zum Brennstoffzellenstapel 10, oder das Blockieren des Wasserstoffzirkulationsströmungspfads 40 aufgrund von stehendem Produktwasser im Wasserstoffzirkulationsströmungspfad 40 kann verhindert werden.
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Da zudem bei dem Brennstoffzellensystem 100 der Ausführungsform der Pumpenauslass 30out als Wasserstoffauslass der Wasserstoffpumpe 30 unter dem Wasserstoffzufuhranschluss 10in des Brennstoffzellenstapels 10 liegt, kann ein Zurückfließen des Produktwassers von der Wasserstoffpumpe 30 in den Brennstoffzellenstapel 10 verhindert werden. Zudem liegt der Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in als Wasserstoffeinlass des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders 20 tiefer als der Wasserstoffauslassanschluss 10out des Brennstoffzellenstapels 10, wodurch das Zurückfließen von Produktwasser vom Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 zum Brennstoffzellenstapel 10 verhindert werden kann.
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Zudem ist bei der Ausführungsform zumindest eines von der Positionsbeziehung, wonach die Position h tiefer liegt als die Position i, d.h. der Pumpenauslass 30out als Wasserstoffauslass des Umwälzsystemhilfsmechanismus tiefer liegt als der Wasserstoffzufuhranschluss 10in, und der Positionsbeziehung, wonach die Position d tiefer liegt als die Position f, d.h. der Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in als Wasserstoffeinlass des Umwälzsystemhilfsmechanismus tiefer liegt als der Wasserstoffauslassanschluss lOout, erfüllt. Wenn eine der vorstehenden Positionsbeziehungen erfüllt ist, kann zumindest eines vom Zurückfließen des Produktwassers von der Wasserstoffpumpe 30 zum Brennstoffzellenstapel 10 und Zurückfließen des Produktwassers vom Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 zum Brennstoffzellenstapel 10 verhindert werden.
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Zweite Ausführungsform
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3 ist eine erläuternde Darstellung, die einen schematischen Aufbau eines Brennstoffzellenfahrzeugs 500 zeigt. 3 zeigt einen Frontraum 400 des Brennstoffzellenfahrzeugs 500. In 3 entspricht die linke Seite der Vorderseite des Brennstoffzellenfahrzeugs 500, und die untere Seite entspricht der unteren Seite in Richtung der Schwerkraft. Das Brennstoffzellenfahrzeug 500 umfasst das Brennstoffzellensystem 100, einen Stapelrahmen 200 sowie ein Aufhängungselement 300. Im Brennstoffzellenfahrzeug 500 sind der Frontraum 400 und der Fahrgastraum 420 durch eine Spritzwand 410 getrennt.
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Der Brennstoffzellenstapel 10 ist am Stapelrahmen 200 montiert. Der Stapelrahmen 200 ist ein Metallelement, das den Brennstoffzellenstapel 10 von unten lagert. Der untere Abschnitt des Stapelrahmens 200 ist an dem Aufhängungselement 300 befestigt. Das Aufhängungselement 300 ist ein Rahmenelement, das Federschaken bzw. Aufhängungsglieder trägt.
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In der Ausführungsform sind der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20, das Ablass- und Entlüftungsventil 21 sowie die Wasserstoffpumpe 30 zwischen dem Stapelrahmen 200 und dem Aufhängungselement 300 nicht in einem Raum A zwischen dem Brennstoffzellenstapel 10 und der Spritzwand 410 angeordnet. Der untere Abschnitt des Stapelrahmens 200 hat einen Ausschnitt 210, in welchem diese Komponenten angeordnet sind. Daher ist in dieser Ausführungsform als Positionsbeziehung zwischen dem Brennstoffzellenstapel 10 und den Umwälzsystemhilfsmechanismen die Wasserstoffpumpe 30 unter dem Brennstoffzellenstapel 10 angeordnet, und der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 ist unter der Wasserstoffpumpe 30 angeordnet. Der Pumpenauslass 30out als Wasserstoffauslass der Wasserstoffpumpe 30 ist unter dem Wasserstoffzufuhranschluss 10in des Brennstoffzellenstapels 10 angeordnet, und der Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in als Wasserstoffeinlasses des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders 20 ist unter dem Wasserstoffauslassanschluss 10out des Brennstoffzellenstapels 10 angeordnet. Als Ergebnis kann, wie bei der ersten Ausführungsform, auch bei dieser Ausführungsform der Rückfluss des Produktwassers aus den Umwälzsystemhilfsmechanismen zum Brennstoffzellenstapel 10 verhindert werden.
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Da zudem bei dem Brennstoffzellenfahrzeug 500 der Ausführungsform der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 und die Wasserstoffpumpe 30 als Umwälzsystemhilfsmechanismen unter dem Brennstoffzellenstapel 10 angeordnet sind, wird der Schwerpunkt des Brennstoffzellenstapels 500 abgesenkt, was zu einer Verbesserung der Lenkstabilität bzw. des Lenkverhaltens des Brennstoffzellenfahrzeugs 500 führt.
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Darüber hinaus sind in der Ausführungsform der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 und die Wasserstoffpumpe 30, die Komponenten mit einer relativ hohen Festigkeit darstellen, unter den Brennstoffzellenstapel 10 und nicht in dem Raum A zwischen dem Brennstoffzellenstapel 10 und der Spritzwand 410 angeordnet. Selbst bei einer Frontalkollision des Brennstoffzellenfahrzeugs 500 wird somit der Bewegungsumfang des Brennstoffzellenstapels 10 in Front-Heck-Richtung des Brennstoffzellenfahrzeugs 500 sichergestellt, und eine auf den Brennstoffzellenstapel 10 wirkende Kraft kann verringert werden. Darüber hinaus kann ein Drücken des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders 20 und der Wasserstoffpumpe 30 gegen die Spritzwand 410 und das Eindringen derselben in den Fahrgastraum verhindert werden.
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Abwandlungen
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Erste Abwandlung
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Bei der Ausführungsform umfasst das Brennstoffzellensystem 100 den Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 und die Wasserstoffpumpe 30 als Umwälzsystemhilfsmechanismen. Im Gegensatz hierzu kann das Brennstoffzellensystem 100 auch nur eines vom Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 und der Wasserstoffpumpe 30 als Umwälzsystemhilfsmechanismus umfassen. Alternativ kann das Brennstoffzellensystem anstelle des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders 20 und der Wasserstoffpumpe 30 auch einen anderen Mechanismus als Umwälzsystemhilfsmechanismus umfassen, der bei der Umwälzung bzw. Zirkulation von Wasserstoff hilft.
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Zweite Abwandlung
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In der ersten Ausführungsform ist die Wasserstoffpumpe 30 über dem Wasserstoffauslassanschluss 10out und unter dem Wasserstoffeinlassanschluss 10in angeordnet. Im Gegensatz hierzu kann die Wasserstoffpumpe 30 auch über dem Wasserstoffzufuhranschluss 10in angeordnet sein. Der Schwerpunkt des Fahrzeugs wird dadurch jedoch erhöht, so dass die Lenkstabilität des Brennstoffzellenfahrzeugs 500 verringert wird. Daher ist die Wasserstoffpumpe 30 vorzugsweise unter dem Wasserstoffzufuhranschluss 10in angeordnet.
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Dritte Abwandlung
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Bei der Ausführungsform ist Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in des Dampf-Flüssigkeits-Abscheiders 20 unter dem Dampf-Flüssigkeits-Auslass 20out angeordnet. Im Gegensatz hierzu kann der Dampf-Flüssigkeits-Abscheider 20 auch derart angeordnet sein, dass er eine Positionsbeziehung aufweist, wonach der Dampf-Flüssigkeits-Einlass 20in über dem oder in der gleichen Höhe wie der Dampf-Flüssigkeits-Auslass 20out angeordnet ist.
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Vierte Abwandlung
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Bei der Ausführungsform ist der Pumpeneinlass 30in der Wasserstoffpumpe 30 unter dem Pumpenauslass 30out angeordnet. Im Gegensatz hierzu kann die Wasserstoffpumpe 30 auch derart angeordnet sein, dass sie eine Positionsbeziehung aufweist, wonach der Pumpeneinlass 30in über dem oder in der gleichen Höhe wie der Pumpenauslass 30out angeordnet ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform oder deren Abwandlungen beschränkt und kann auf verschiedene andere Art und Weise ausgeführt werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale der Ausführungsform und der Abwandlungen, welche den technischen Merkmalen eines jeden der in der „KURZFASSUNG DER ERFINDUNG“ beschriebenen Aspekte entsprechen, in geeigneter Weise ersetzt oder kombiniert werden, um einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, oder um einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekte zu erzielen. Jedes der technischen Merkmale kann in geeigneter Weise weggelassen werden, sofern das technische Merkmal in dieser Anmeldung nicht als Wesentlich beschrieben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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