DE102021202175A1 - Brennstoffzellenvorrichtung - Google Patents

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DE102021202175A1
DE102021202175A1 DE102021202175.1A DE102021202175A DE102021202175A1 DE 102021202175 A1 DE102021202175 A1 DE 102021202175A1 DE 102021202175 A DE102021202175 A DE 102021202175A DE 102021202175 A1 DE102021202175 A1 DE 102021202175A1
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DE
Germany
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fuel cell
floating bearing
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fixed
housing
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Application number
DE102021202175.1A
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English (en)
Inventor
Manuel Morcos
Kai Wahl
Gerhard Schuller
Fabian Mönch
Jürgen Kraft
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Ekpo Fuel Cell Technologies GmbH
Original Assignee
Ekpo Fuel Cell Technologies GmbH
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    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

Um eine Brennstoffzellenvorrichtung bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist und vorzugsweise eine verbesserte Haltbarkeit aufweist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Brennstoffzellenvorrichtung Folgendes umfasst:- eine Brennstoffzellenstapeleinheit;- einen Tragrahmen, insbesondere ein Gehäuse, in welchem die Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet ist,- eine Lagervorrichtung, mittels welcher die Brennstoffzellenstapeleinheit in dem Tragrahmen, insbesondere in dem Gehäuse, gelagert ist, wobei die Brennstoffzellenvorrichtung eine Festlagervorrichtung und eine Loslagervorrichtung umfasst,wobei die Loslagervorrichtung eine oder mehrere Loslagereinheiten umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenvorrichtung.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzellenvorrichtung bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist und vorzugsweise eine verbesserte Haltbarkeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Brennstoffzellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Brennstoffzellenvorrichtung umfasst vorzugsweise Folgendes:
    • - eine Brennstoffzellenstapeleinheit;
    • - einen Tragrahmen, insbesondere ein Gehäuse, in welchem die Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet ist,
    • - eine Lagervorrichtung, mittels welcher die Brennstoffzellenstapeleinheit in dem Tragrahmen, insbesondere in dem Gehäuse, gelagert ist,
    wobei die Brennstoffzellenvorrichtung eine Festlagervorrichtung und eine Loslagervorrichtung umfasst,
    wobei die Loslagervorrichtung ein oder mehrere Loslagereinheiten umfasst.
  • Die Loslagervorrichtung umfasst beispielsweise zwei oder mehr als zwei Loslagereinheiten.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit umfasst vorzugsweise einen Brennstoffzellenstapel.
  • Die Festlagervorrichtung und die Loslagervorrichtung sind vorzugsweise auf einander abgewandten Seiten des Brennstoffzellenstapels der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet.
  • Der Brennstoffzellenstapel umfasst vorzugsweise mehrere entlang einer Stapelrichtung angeordnete Brennstoffzellenelemente. Die Brennstoffzellenelemente sind insbesondere plattenförmige Einheiten, welche verschiedene Komponenten zur elektrochemischen Umsetzung von Brennstoff, zur Stromführung und zur Fluidführung aufweisen.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit der Brennstoffzellenvorrichtung umfasst vorzugsweise zwei Endplatten, wobei der Brennstoffzellenstapel der Brennstoffzellenstapeleinheit vorzugsweise mittels einer Spannvorrichtung, insbesondere mittels mehrerer Spannelemente der Spannvorrichtung, zwischen den zwei Endplatten verspannt ist.
  • Die Festlagervorrichtung und die Loslagervorrichtung sind vorzugsweise an einander abgewandten Endbereichen der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit eine obere Endplatte und eine untere Endplatte umfasst.
  • Die obere Endplatte und die untere Endplatte sind vorzugsweise an einander abgewandten Endbereichen der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet.
  • In einem Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung ist die obere Endplatte vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung oberen Endbereich der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet, wobei die untere Endplatte vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung unteren Endbereich der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet ist.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit umfasst vorzugsweise ferner eine Druckverteilerplatte.
  • Günstig kann es ferner sein, wenn die Brennstoffzellenstapeleinheit eine Druckausgleichsvorrichtung umfasst.
  • Eine parallel zu der Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels genommene Höhe des Brennstoffzellenstapels unterliegt insbesondere Schwankungen, beispielsweise aufgrund thermischer Ausdehnung im Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung und/oder aufgrund eines Setzverhaltens der Brennstoffzellenelemente über eine Lebensdauer der Brennstoffzellenvorrichtung.
  • Die Druckausgleichsvorrichtung dient dabei insbesondere zum Ausgleich von sich verändernden Druckkräften, welche auf den Brennstoffzellenstapel aufgrund der sich ändernden Höhe des Brennstoffzellenstapels wirken können, insbesondere zum Ausgleich von parallel zu der Stapelrichtung wirkenden Druckkräften.
  • Vorzugsweise kann mit der Druckausgleichsvorrichtung einerseits das Auftreten von zu hohen Druckkräften verhindert werden, wobei vorzugsweise andererseits zu niedrige Druckkräfte verhindert werden könnten, welche zu einer Undichtigkeit des Brennstoffzellenstapels führen würden, da die Brennstoffzellenelemente nicht mit ausreichendem Druck gegeneinandergepresst werden.
  • Günstig kann es sein, wenn die Druckausgleichsvorrichtung zwischen der Druckverteilerplatte und einer Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet ist, beispielsweise zwischen der Druckverteilerplatte und der oberen Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit.
  • Vorzugsweise ist der Brennstoffzellenstapel dabei unmittelbar zwischen der unteren Endplatte und der Druckverteilerplatte angeordnet.
  • Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Druckausgleichsvorrichtung zwischen der Druckverteilerplatte und der unteren Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet ist, wobei der Brennstoffzellenstapel dabei insbesondere unmittelbar zwischen der oberen Endplatte und der Druckverteilerplatte angeordnet ist.
  • Die Druckausgleichsvorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Federelemente, beispielsweise mehrere Tellerfederelemente.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit umfasst vorzugsweise eine Spannvorrichtung, mittels welcher der Brennstoffzellenstapel der Brennstoffzellenstapeleinheit zwischen zwei Endplatten der Brennstoffzellenstapeleinheit verspannt ist.
  • Die Spannvorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Spannelemente, beispielsweise sogenannte „Zuganker“.
  • Günstig kann es sein, wenn die Spannelemente der Spannvorrichtung so an den Endplatten der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet sind, dass die Endplatten der Brennstoffzellenstapeleinheit aufeinander zu gezogen werden und/oder dass eine Zugkraft auf die Endplatten der Brennstoffzellenstapeleinheit wirkt, welche die Endplatten aufeinander zu zieht.
  • Der Tragrahmen umfasst vorzugsweise ein oberes Tragrahmenelement und ein unteres Tragrahmenelement.
  • Das obere Tragrahmenelement und das untere Tragrahmenelement sind vorzugsweise relativ zueinander festgelegt.
  • Insbesondere ist eine Position des oberen Tragrahmenelements relativ zu einer Position des unteren Tragrahmenelements fest.
  • Der Tragrahmen ist vorzugsweise ein Gehäuse der Brennstoffzellenvorrichtung.
  • Ein jeweiliges Tragrahmenelement ist dabei vorzugsweise ein Gehäusedeckel des Gehäuses.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass das obere Tragrahmenelement ein oberer Gehäusedeckel ist und dass das untere Tragrahmenelement ein unterer Gehäusedeckel ist.
  • Das Gehäuse umfasst vorzugsweise einen oberen Gehäusedeckel und einen unteren Gehäusedeckel.
  • Der obere Gehäusedeckel und der untere Gehäusedeckel des Gehäuses sind vorzugsweise an einander abgewandten Endbereichen des Gehäuses der Brennstoffzellenvorrichtung angeordnet.
  • Günstig kann es sein, wenn das Gehäuse ferner eine Gehäusehülle umfasst, welche den oberen Gehäusedeckel und den unteren Gehäusedeckel vorzugsweise miteinander verbindet.
  • Ein Innenraum des Gehäuses der Brennstoffzellenvorrichtung wird dabei vorzugsweise von dem oberen Gehäusedeckel, der Gehäusehülle und dem unteren Gehäusedeckel begrenzt.
  • In einem Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung ist das obere Tragrahmenelement, insbesondere der obere Gehäusedeckel, vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung oberen Endbereich der Brennstoffzellenvorrichtung angeordnet, wobei das untere Tragrahmenelement, insbesondere der untere Gehäusedeckel, vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung unteren Endbereich der Brennstoffzellenvorrichtung angeordnet ist.
  • Das Gehäuse der Brennstoffzellenvorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Montageelemente, welche an einer Außenseite des Gehäuses an dem Gehäuse festgelegt sind.
  • Die Brennstoffzellenvorrichtung ist mittels der Montageelemente beispielsweise an einer tragenden Struktur eines Fahrzeugs festlegbar.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass das Gehäuse mehrere, beispielsweise vier, Montageelemente umfasst, welche an dem oberen Gehäusedeckel und/oder an dem unteren Gehäusedeckel des Gehäuses festgelegt sind.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass die Loslagervorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit so in dem Tragrahmen, insbesondere in dem Gehäuse, der Brennstoffzellenvorrichtung gelagert ist, dass eine Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert werden kann.
  • Bei einer Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit kann insbesondere ein Verdrehen der oberen Endplatte gegenüber der unteren Endplatte auftreten.
  • Ein solches Verdrehen der oberen Endplatte gegenüber der unteren Endplatte kann dazu führen, dass die Brennstoffzellenelemente des Brennstoffzellenstapels aufeinander abgleiten, was zu einer Zerstörung des Brennstoffzellenstapels führen kann.
  • Vorzugsweise ist die Loslagervorrichtung dabei derart ausgebildet, dass ein Verdrehen der oberen Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit gegenüber der unteren Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert werden kann.
  • Wenn die Loslagervorrichtung mehrere Loslagereinheiten umfasst, wird eine Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit vorzugsweise durch die Mehrzahl der Loslagereinheiten begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert.
  • Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Loslagervorrichtung eine einzige Loslagereinheit umfasst, welche derart ausgebildet ist, dass eine Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert werden kann.
  • Wenn die Loslagervorrichtung eine einzige Loslagereinheit umfasst, ist die einzige Loslagervorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine axiale Bewegung der Brennstoffzellenstapeleinheit relativ zu dem Tragrahmen, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, gestattet ist.
  • Eine einzige Loslagereinheit, mittels welcher eine Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert werden kann, umfasst beispielsweise ein Gleichlaufgelenklager beziehungsweise ein homokinetisches Gelenk oder wird durch dieses gebildet.
  • Wenn die Loslagervorrichtung nur eine einzige Loslagereinheit umfasst, ist die einzige Loslagereinheit beispielsweise derart ausgebildet, dass eine Torsion eines ersten Loslagerelements der Loslagereinheit relativ zu einem zweiten Loslagerelement der Loslagereinheit verhindert und/oder begrenzt ist.
  • Wenn die Loslagervorrichtung nur eine einzige Loslagereinheit umfasst, kann vorgesehen sein, dass die einzige Loslagereinheit im Wesentlichen mittig an einer Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit mittels der Festlagervorrichtung einseitig fest in dem Tragrahmen, insbesondere in dem Gehäuse, der Brennstoffzellenvorrichtung gelagert ist.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit ist vorzugsweise an einem ihrer Endbereiche fest in dem Tragrahmen, insbesondere in dem Gehäuse, der Brennstoffzellenvorrichtung gelagert, beispielsweise an einem Tragrahmenelement des Tragrahmes beziehungsweise an einem Gehäusedeckel des Gehäuses.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass eine untere Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit an einem Tragrahmenelement, vorzugsweise an einem Gehäusedeckel, insbesondere an einem unteren Tragrahmenelement, vorzugsweise an einem unteren Gehäusedeckel, festgelegt ist.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass die untere Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit mit dem unteren Tragrahmenelement und/oder mit dem unteren Gehäusedeckel des Gehäuses verschraubt ist.
  • Alternativ dazu ist es denkbar, dass die untere Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit einstückig mit dem unteren Tragrahmenelement und/oder mit dem unteren Gehäusedeckel des Gehäuses verbunden ist.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine obere Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit an einem oberen Tragrahmenelement, insbesondere an einem oberen Gehäusedeckel des Gehäuses, festgelegt ist.
  • Die obere Endplatte ist dabei beispielsweise einstückig mit dem oberen Tragrahmenelement, insbesondere mit dem oberen Gehäusedeckel des Gehäuses, verschraubt oder, alternativ dazu, einstückig mit dem oberen Tragrahmenelement, insbesondere mit dem Gehäusedeckel des Gehäuses, verbunden.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit mittels der Loslagervorrichtung einseitig los in dem Tragrahmen, insbesondere in dem Gehäuse, der Brennstoffzellenvorrichtung gelagert ist.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit ist vorzugsweise an einem ihrer Endbereiche los in dem in dem Tragrahmen, insbesondere in dem Gehäuse, der Brennstoffzellenvorrichtung gelagert, beispielsweise an einem Gehäusedeckel des Gehäuses.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Loslagereinheit jeweils zwei Loslagerelemente umfasst, wobei ein erstes Loslagerelement der jeweiligen Loslagereinheit vorzugsweise an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegt ist und wobei ein zweites Loslagerelement der jeweiligen Loslagereinheit vorzugsweise an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, der Brennstoffzellenvorrichtung festgelegt ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass ein erstes Loslagerelement der jeweiligen Loslagereinheit an einer Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegt ist und/oder dass ein zweites Loslagerelement der jeweiligen Loslagereinheit an einem Tragrahmenelement des Tragrahmens, insbesondere an einem Gehäusedeckel des Gehäuses, der Brennstoffzellenvorrichtung festgelegt ist.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass das erste Loslagerelement an einer oberen Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegt ist, wobei das zweite Loslagerelement an einem oberen Tragrahmenelement des Tragrahmens, insbesondere an einem oberen Gehäusedeckel des Gehäuses, der Brennstoffzellenvorrichtung festgelegt ist.
  • Alternativ dazu ist es denkbar, dass das erste Loslagerelement an einer unteren Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegt ist, wobei das zweite Loslagerelement an einem unteren Tragrahmenelement des Tragrahmens, insbesondere an einem unteren Gehäusedeckel des Gehäuses, der Brennstoffzellenvorrichtung festgelegt ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass ein an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegtes Loslagerelement einer Loslagereinheit in einem an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelement der Loslagereinheit entlang einer Führungsrichtung geführt ist und/oder dass ein an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegtes Loslagerelement einer Loslagereinheit in einem an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelement der Loslagereinheit entlang einer Führungsrichtung geführt ist.
  • Die Führungsrichtung verläuft vorzugsweise parallel zu der Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels der Brennstoffzellenstapeleinheit.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass sämtliche an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegte Loslagerelemente in Loslagerelementen geführt sind, welche an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegt sind.
  • Alternativ dazu ist es denkbar, dass sämtliche an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegte Loslagerelemente in Loslagerelementen geführt sind, welche an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegt sind.
  • Günstig kann es ferner sein, wenn einzelne an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegte Loslagerelemente in Loslagerelementen geführt sind, welche an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegt sind und wenn einzelne an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegte Loslagerelemente in Loslagerelementen geführt sind, welche an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegt sind.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass die Loslagervorrichtung zwei Loslagereinheiten umfasst, wobei das Loslagerelement einer ersten Loslagereinheit, welches an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegt ist, in einem an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelement geführt ist, wobei das Loslagerelement einer zweiten Loslagereinheit, welches an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegt ist, in einem an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelement geführt ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass das an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegte Loslagerelement, welches in dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelement geführt ist, in der Führungsrichtung relativ zu dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelement bewegbar ist und/oder dass das an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegte Loslagerelement, welches in dem an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelement geführt ist, in der Führungsrichtung relativ zu dem an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelement bewegbar ist.
  • Die Loslagerelemente sind insbesondere derart ausgebildet, dass das an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegte Loslagerelement, welches in dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelement geführt ist, in der Führungsrichtung relativ zu dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelement bewegbar ist.
  • Alternativ oder ergänzend dazu sind die Loslagerelemente vorzugsweise derart ausgebildet, dass das an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegte Loslagerelement, welches in dem an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelement geführt ist, in der Führungsrichtung relativ zu dem an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelement bewegbar ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass die Loslagerelemente derart ausgebildet sind, dass eine Bewegung des an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelements, welches in dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelement geführt ist, in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Führungsrichtung verlaufenden Richtung begrenzt und/oder verhindert ist und/oder dass die Loslagerelemente derart ausgebildet sind, dass eine Bewegung des an der Brennstoffzellenstapeleinheit festgelegten Loslagerelements, welches in dem an dem Tragrahmen, insbesondere an dem Gehäuse, festgelegten Loslagerelement geführt ist, in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Führungsrichtung verlaufenden Richtung begrenzt und/oder verhindert ist.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Loslagereinheit ein Loslagerelement umfasst, welches ein Hülsenelement umfasst, und dass die Loslagereinheit ferner ein Loslagerelement umfasst, welches ein Stabelement umfasst oder bildet, wobei das Stabelement vorzugsweise zumindest teilweise in dem Hülsenelement angeordnet ist.
  • Das Stabelement ragt vorzugsweise zumindest teilweise in das Hülsenelement hinein, insbesondere in eine Öffnung des Hülsenelements.
  • Die Loslagerelemente einer jeweiligen Loslagereinheit sind vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.
  • Die Stabelemente der Loslagerelemente der zwei oder mehr als zwei Loslagereinheiten sind vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
  • Insbesondere sind dabei die Längsachsen der Stabelemente der Loslagerelemente der zwei oder mehr als zwei Loslagereinheiten vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
  • Dass die Längsachsen der Stabelemente der Loslagerelemente der zwei oder mehr als zwei Loslagereinheiten im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wird im Rahmen dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche vorzugsweise so definiert, dass eine Winkelabweichung der Längsachsen der Stabelemente vorzugsweise höchstens ungefähr 20° beträgt, beispielsweise höchstens ungefähr 10°, insbesondere höchstens ungefähr 5° beträgt.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Loslagereinheit ein Loslagerelement umfasst, welches ein Ausgleichselement umfasst, das an dem Loslagerelement der Loslagereinheit angeordnet, insbesondere festgelegt, ist.
  • Das Ausgleichselement ist vorzugsweise an einem Hülsenelement des Loslagerelements festgelegt.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass das Ausgleichselement in eine Öffnung des Hülsenelements eingesetzt ist.
  • Vorzugsweise ist das Ausgleichselement in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer Führungsrichtung verlaufenden Richtung zwischen einem Stabelement eines ersten Loslagerelements und einem Hülsenelement eines zweiten Loslagerelements einer jeweiligen Loslagereinheit angeordnet.
  • Günstig kann es sein, wenn das Ausgleichselement ein Dämpfungselement ist, insbesondere ein Gummielement, beispielsweise ein Gummiring.
  • Ein als Gummielement ausgebildetes Dämpfungselement umfasst vorzugsweise eine metallische Gleitfläche, an welcher ein Stabelement abgleiten kann.
  • Das Dämpfungselement dämpft und/oder begrenzt vorzugsweise eine Bewegung der zwei Loslagerelemente einer jeweiligen Loslagereinheit relativ zueinander in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer Führungsrichtung verlaufenden Richtung.
  • Alternativ dazu ist es denkbar, dass das Ausgleichselement beispielsweise durch ein Gelenklager gebildet wird.
  • Mittels eines Ausgleichselements, welches durch ein Gelenklager gebildet wird, kann vorzugsweise ein Winkelausgleich zwischen den zwei Loslagereinheiten der Loslagervorrichtung ermöglicht werden.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass die Loslagervorrichtung zwei oder mehr als zwei Loslagereinheiten umfasst, wobei Loslagerelemente einer jeweiligen Loslagereinheit vorzugsweise so an der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet sind, dass ein Abstand der Loslagereinheiten voneinander maximal ist.
  • Loslagerelemente der Loslagereinheiten sind insbesondere so an einer Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet, dass ein Abstand der Loslagerelemente voneinander maximal ist.
  • Vorzugsweise kann durch eine Maximierung eines Abstands der Loslagereinheiten voneinander ein Verdrehen der oberen Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit gegenüber der unteren Endplatte noch besser verhindert oder begrenzt werden.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass die Loslagervorrichtung zwei Loslagereinheiten umfasst, wobei Loslagerelemente der Loslagereinheiten einander diagonal gegenüberliegend an einer Endplatte der Brennstoffzellenstapeleinheit angeordnet sind.
  • Bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzellenvorrichtung ist vorgesehen, dass die Loslagereinheiten der Loslagervorrichtung eine Linearführung umfassen oder bilden.
  • Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung von schräg unten;
    • 2 eine schematische perspektivische Darstellung der Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung aus 1 von schräg oben;
    • 3 eine schematische perspektivische Darstellung der Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung aus 1 von schräg oben, wobei die Brennstoffzellenvorrichtung auf den Kopf gestellt ist;
    • 4 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung aus 1 bei Blick längs des Pfeils 4 in 2;
    • 5 einen schematischen Schnitt durch die Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung aus 1 längs der Linie V-V in 4;
    • 6 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs VI in 5;
    • 7 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung aus 1 bei Blick längs des Pfeils 7 in 1;
    • 8 einen schematischen Schnitt durch die Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung aus 1 längs der Linie VIII-VIII in 7;
    • 9 eine schematische Explosionsdarstellung der Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung aus 1; und
    • 10 eine der Darstellung aus 6 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung.
  • Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Eine in den 1 bis 9 schematisch dargestellte und als Ganzes mit 100 bezeichnete Brennstoffzellenvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Brennstoffzellenstapeleinheit 102 und einen Tragrahmen 103, welcher vorzugsweise ein Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 ist.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 ist vorzugsweise in dem Tragrahmen 103, insbesondere in dem Gehäuse 104, angeordnet.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 umfasst vorzugsweise einen Brennstoffzellenstapel 106.
  • Der Brennstoffzellenstapel 106 umfasst vorzugsweise mehrere entlang einer Stapelrichtung angeordnete 108 Brennstoffzellenelemente, welche nicht separat dargestellt sind und aus Übersichtlichkeitsgründen auch nicht separat mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
  • Die Brennstoffzellenelemente sind insbesondere plattenförmige Einheiten, welche verschiedene Komponenten zur elektrochemischen Umsetzung von Brennstoff, zur Stromführung und zur Fluidführung aufweisen.
  • Günstig kann es sein, wenn die Brennstoffzellenvorrichtung 100 eine Lagervorrichtung 110 umfasst, mittels welcher die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 in dem Tragrahmen 103, insbesondere in dem Gehäuse 104, gelagert ist.
  • Die Brennstoffzellenvorrichtung 100 umfasst insbesondere eine Festlagervorrichtung 112 und eine Loslagervorrichtung 114.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise zwei Endplatten 116, insbesondere eine obere Endplatte 116a und eine untere Endplatte 116b.
  • Die obere Endplatte 116a und die untere Endplatte 116b sind vorzugsweise an einander abgewandten Endbereichen 118 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet.
  • Die Festlagervorrichtung 112 und die Loslagervorrichtung 114 sind vorzugsweise an den einander abgewandten Endbereichen 118 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet.
  • In einem Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung 100 ist die obere Endplatte 116a vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung G oberen Endbereich 118a der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet, wobei die untere Endplatte 116b vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung G unteren Endbereich 118b der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet ist.
  • Günstig kann es sein, wenn die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 ferner eine Spannvorrichtung 120 umfasst, wobei der Brennstoffzellenstapel 106 mittels der Spannvorrichtung 120 zwischen den zwei Endplatten 116a, 116b verspannt ist.
  • Eine parallel zu der Stapelrichtung 108 des Brennstoffzellenstapels 106 genommene Höhe 122 des Brennstoffzellenstapels 106 (vergl. 5) unterliegt insbesondere Schwankungen, beispielsweise aufgrund thermischer Ausdehnung im Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 100 und/oder aufgrund eines Setzverhaltens der Brennstoffzellenelemente über eine Lebensdauer der Brennstoffzellenvorrichtung 100.
  • Günstig kann es daher sein, wenn die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 eine Druckausgleichsvorrichtung 124 umfasst.
  • Die Druckausgleichsvorrichtung 124 dient dabei insbesondere zum Ausgleich von sich verändernden Druckkräften, welche auf den Brennstoffzellenstapel 106 aufgrund der sich ändernden Höhe 122 des Brennstoffzellenstapels 106 wirken können, insbesondere zum Ausgleich von parallel zu der Stapelrichtung 108 wirkenden Druckkräften.
  • Vorzugsweise kann mit der Druckausgleichsvorrichtung 124 dabei einerseits das Auftreten von zu hohen Druckkräften verhindert werden, wobei vorzugsweise andererseits zu niedrige Druckkräfte verhindert werden könnten, welche zu einer Undichtigkeit des Brennstoffzellenstapels 108 führen würden, da die Brennstoffzellenelemente nicht mit ausreichendem Druck gegeneinandergepresst werden.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 umfasst vorzugsweise ferner eine Druckverteilerplatte 126.
  • Günstig kann es sein, wenn die Druckausgleichsvorrichtung 124 zwischen der Druckverteilerplatte 126 und einer Endplatte 116 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet ist, beispielsweise zwischen der Druckverteilerplatte 126 und der oberen Endplatte 116a der Brennstoffzellenstapeleinheit 102.
  • Vorzugsweise ist der Brennstoffzellenstapel 106 dabei unmittelbar zwischen der unteren Endplatte 116b und der Druckverteilerplatte 126 angeordnet.
  • Die Druckausgleichsvorrichtung 124 umfasst vorzugsweise mehrere Federelemente 128.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass die Druckausgleichsvorrichtung 124 zwei Tellerfederpakete 130 umfasst, welche jeweils mehrere Tellerfederelemente 132 umfassen.
  • Die Spannvorrichtung 120 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 umfasst vorzugsweise mehrere Spannelemente 134, beispielsweise sogenannte „Zuganker“.
  • Die Spannelemente 134 der Spannvorrichtung 120 sind dabei vorzugsweise so an den Endplatten 116 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet, dass die Endplatten 116 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 aufeinander zu gezogen werden und/oder dass eine Zugkraft auf die Endplatten 116 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 wirkt, welche die Endplatten 116 aufeinander zu zieht.
  • Der Tragrahmen 103 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise ein oberes Tragrahmenelement 135a und ein unteres Tragrahmenelement 135b.
  • Das obere Tragrahmenelement 135a und das untere Tragrahmenelement 135b sind vorzugsweise relativ zueinander festgelegt.
  • Insbesondere ist eine Position des oberen Tragrahmenelements 135a relativ zu einer Position des unteren Tragrahmenelements 135b fest.
  • Das Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise einen oberen Gehäusedeckel 136a und einen unteren Gehäusedeckel 136b.
  • Das obere Tragrahmenelement 135a ist somit vorzugsweise ein oberer Gehäusedeckel 136a, wobei das untere Tragrahmenelement 135b vorzugsweise ein unterer Gehäusedeckel 136b ist.
  • Der obere Gehäusedeckel 136a und der untere Gehäusedeckel 136b des Gehäuses 104 sind vorzugsweise an einander abgewandten Endbereichen 138 des Gehäuses 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 angeordnet.
  • In einem Betriebszustand der Brennstoffzellenvorrichtung 100 ist der obere Gehäusedeckel 136a vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung G oberen Endbereich 138a der Brennstoffzellenvorrichtung 100 angeordnet, wobei der untere Gehäusedeckel 136b vorzugsweise an einem in Schwerkraftrichtung G unteren Endbereich 138b der Brennstoffzellenvorrichtung 100 angeordnet ist.
  • Günstig kann es sein, wenn das Gehäuse 104 ferner eine Gehäusehülle 140 umfasst, welche den oberen Gehäusedeckel 136a und den unteren Gehäusedeckel 136b vorzugsweise miteinander verbindet.
  • Die Gehäusehülle 140 ist in den Figuren lediglich schematisch angedeutet.
  • Ein Innenraum 141 des Gehäuses 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 wird dabei vorzugsweise von dem oberen Gehäusedeckel 136a, der Gehäusehülle 140 und dem unteren Gehäusedeckel 136b begrenzt.
  • Das Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 umfasst vorzugsweise mehrere Montageelemente 142, welche an einer Außenseite 144 des Gehäuses 104 an dem Gehäuse 104 festgelegt sind.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass das Gehäuse vier Montageelemente 142 umfasst, welche an dem oberen Gehäusedeckel 136a und/oder an dem unteren Gehäusedeckel 136b des Gehäuses 104 festgelegt sind.
  • Die Brennstoffzellenvorrichtung 100 ist mittels der Montageelemente 142 beispielsweise an einer zeichnerisch nicht dargestellten tragenden Struktur eines Fahrzeugs festlegbar.
  • Die Festlagervorrichtung 112 und die Loslagervorrichtung 114 sind vorzugsweise auf einander abgewandten Seiten des Brennstoffzellenstapels 106 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 ist mittels der Festlagervorrichtung 112 vorzugsweise einseitig fest in dem Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 gelagert.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 ist dabei vorzugsweise an einem ihrer Endbereiche 118 fest in dem Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 gelagert, beispielsweise an einem Gehäusedeckel 136 des Gehäuses 104.
  • Günstig kann es beispielsweise sein, wenn die untere Endplatte 116b der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 an dem unteren Gehäusedeckel 136b des Gehäuses 104 festgelegt ist.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass die untere Endplatte 116b der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 mit dem unteren Gehäusedeckel 136b des Gehäuses 104 verschraubt ist.
  • Alternativ dazu ist es denkbar, dass die untere Endplatte 116b der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 einstückig mit dem unteren Gehäusedeckel 136b des Gehäuses 104 verbunden ist.
  • Bei einer zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsform der Brennstoffzellenvorrichtung 100 kann vorgesehen sein, dass die obere Endplatte 116a der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 an dem oberen Gehäusedeckel 136a des Gehäuses 104 festgelegt ist.
  • Die obere Endplatte 116a ist dabei beispielsweise einstückig mit dem oberen Gehäusedeckel 136a des Gehäuses 104 verschraubt oder, alternativ dazu, einstückig mit dem oberen Gehäusedeckel 136a des Gehäuses 104 verbunden.
  • Günstig kann es sein, wenn die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 mittels der Loslagervorrichtung 114 einseitig los in dem Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 gelagert ist.
  • Die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 ist vorzugsweise an einem ihrer Endbereiche 118 los in dem Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 gelagert, beispielsweise an einem Gehäusedeckel 136 des Gehäuses.
  • Bei einer Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 kann insbesondere ein Verdrehen der oberen Endplatte 116a gegenüber der unteren Endplatte 116b auftreten.
  • Ein solches Verdrehen der oberen Endplatte 116a gegenüber der unteren Endplatte 116b kann dazu führen, dass die Brennstoffzellenelemente des Brennstoffzellenstapels 106 aufeinander abgleiten, was zu einer Zerstörung des Brennstoffzellenstapels 106 führen kann.
  • Die Loslagervorrichtung 114 ist insbesondere derart ausgebildet, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit 102 so in dem Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 gelagert ist, dass eine Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert werden kann.
  • Vorzugsweise ist die Loslagervorrichtung 114 dabei derart ausgebildet, dass ein Verdrehen der oberen Endplatte 116a der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 gegenüber der unteren Endplatte 116b der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert werden kann.
  • Die Loslagervorrichtung 114 umfasst vorzugsweise mehrere Loslagereinheiten 146, beispielsweise zwei oder mehr als zwei Loslagereinheiten 146.
  • Die Loslagereinheiten 146 umfassen vorzugsweise jeweils zwei Loslagerelemente 148, wobei ein erstes Loslagerelement 148a der jeweiligen Loslagereinheit 146 vorzugsweise an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegt ist und wobei ein zweites Loslagerelement 148b der jeweiligen Loslagereinheit 146 vorzugsweise an dem Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 festgelegt ist.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass ein erstes Loslagerelement 148a der jeweiligen Loslagereinheit 146 an einer Endplatte 116 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegt ist, vorzugsweise an der oberen Endplatte 116a.
  • Günstig kann es ferner sein, wenn ein zweites Loslagerelement 148b der jeweiligen Loslagereinheit 146 an einem Gehäusedeckel 136 des Gehäuses 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 festgelegt ist, vorzugsweise an dem oberen Gehäusedeckel 136a.
  • Die an dem Gehäuse 104 festgelegten Loslagerelemente 148b der Loslagereinheiten 146 sind vorzugsweise jeweils in einem an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegten Loslagerelement 148a einer jeweiligen Loslagereinheit 146 entlang einer Führungsrichtung 150 geführt.
  • Die Loslagereinheiten 146 der Loslagervorrichtung 114 umfassen oder bilden vorzugsweise eine Linearführung.
  • Die Führungsrichtung 150 verläuft vorzugsweise parallel zu der Stapelrichtung 108 des Brennstoffzellenstapels 106 der Brennstoffzellenstapeleinheit 102.
  • Die Loslagereinheiten 146 umfassen vorzugsweise jeweils ein Loslagerelement 148a, welches ein Hülsenelement 152 umfasst.
  • Dieses Loslagerelement 148a ist bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 insbesondere mittels mehrerer Schraubelemente 154 an der oberen Endplatte 116a der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegt.
  • Günstig kann es ferner sein, wenn die Loslagereinheiten 146 ferner ein Loslagerelement 148b umfassen, welches ein Stabelement 156 umfasst oder bildet.
  • Das Loslagerelement 148b der Loslagereinheiten 146 umfasst vorzugsweise ferner einen Flanschabschnitt 158, mit welchem das Loslagerelement 148b an dem Gehäuse 104, insbesondere an dem oberen Gehäusedeckel 136a anliegt.
  • Zur Abdichtung zwischen dem Gehäuse 104, insbesondere dem oberen Gehäusedeckel 136a, und dem Loslagerelement 148b kann die Brennstoffzellenvorrichtung 100 ein Dichtelement 159 umfassen, welches in einer Nut des Flanschabschnitts 158 des Loslagerelements 148b angeordnet ist.
  • Vorzugsweise umfasst das Loslagerelement 148b der Loslagereinheiten 146 ferner einen Befestigungsabschnitt 160, welcher jeweils durch eine Durchtrittsöffnung 161 in dem oberen Gehäusedeckel 136a hindurchgeführt ist.
  • Das Loslagerelement 148b ist dabei mit dem oberen Gehäusedeckel 136a vorzugsweise mittels eines Mutternelements 162 verschraubt.
  • Um das Loslagerelement 148b ausrichten zu können, kann der Befestigungsabschnitt 160 des Loslagerelements 148b bei einer Montage der Brennstoffzellenvorrichtung 100 in der Durchtrittsöffnung 161 in dem oberen Gehäusedeckel 136a in Richtung des Doppelpfeils 163 verschoben werden.
  • Das Federelement 165 dient vorzugsweise lediglich zur Montage der Brennstoffzellenvorrichtung 100.
  • Mittels des Federelements 165 kann vorzugsweise verhindert werden, dass der Befestigungsabschnitt 160 des Loslagerelements 148b in der Schwerkraftrichtung G aus der Durchtrittsöffnung 161 in dem oberen Gehäusedeckel 136a herausfällt, bevor der Befestigungsabschnitt 160 mittels des Mutternelements 162 mit dem oberen Gehäusedeckel 136a verschraubt wird.
  • Vorzugsweise ist das Stabelement 156 eines Loslagerelements 148b, welches an dem Gehäuse 104 der Brennstoffzellenvorrichtung 100 festgelegt ist, zumindest teilweise in dem Hülsenelement 152 des Loslagerelements 148a, welches an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegt ist, angeordnet.
  • Das Stabelement 156 ragt dabei vorzugsweise zumindest teilweise in das Hülsenelement 152 hinein, insbesondere in eine Öffnung 164 des Hülsenelements 152.
  • Die Loslagerelemente 148 der Loslagereinheiten 146 sind vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.
  • Die an dem Gehäuse 104 festgelegten Loslagerelemente 148b, welche in den an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegten Loslagerelementen 148a geführt sind, sind in der Führungsrichtung 150 vorzugsweise relativ zu den an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegten Loslagerelement 148a bewegbar.
  • Die Loslagerelemente 148 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Bewegung des an dem Gehäuse 104 festgelegten Loslagerelements 148b, welches in dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegten Loslagerelement 148a geführt ist, in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Führungsrichtung 150 verlaufenden Richtung begrenzt und/oder verhindert ist.
  • Günstig kann es sein, wenn die Loslagereinheiten 146 jeweils ein Loslagerelement 148a umfassen, welches ein Ausgleichselement 166 umfasst.
  • Das Ausgleichselement 166 ist vorzugsweise an dem Loslagerelement 148a der Loslagereinheit 146, welches an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegt ist, angeordnet, insbesondere festgelegt.
  • Das Ausgleichselement 166 ist vorzugsweise an dem Hülsenelement 152 des Loslagerelements 148a festgelegt.
  • Beispielsweise ist es denkbar, dass das Ausgleichselement 166 in die Öffnung 164 des Hülsenelements 152 eingesetzt ist und dort beispielsweise mittels eines Sprengrings fixiert ist.
  • Das Ausgleichselement 166 ist vorzugsweise in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Führungsrichtung 150 verlaufenden Richtung zwischen dem Stabelement 156 des an dem Gehäuse 104 festgelegten Loslagerelements 148b und einem Hülsenelement 152 des an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegten Loslagerelements 148a einer jeweiligen Loslagereinheit 146 angeordnet.
  • Günstig kann es sein, wenn das Ausgleichselement 166 ein Dämpfungselement 167 ist.
  • Das Dämpfungselement 167 ist vorzugsweise ein Gummielement 168, beispielsweise ein Gummiring 170.
  • Ein als Gummielement 168 ausgebildetes Dämpfungselement 167 umfasst vorzugsweise eine metallische Gleitfläche, an welcher ein Stabelement 156 abgleiten kann.
  • Das Dämpfungselement 167 dämpft und/oder begrenzt vorzugsweise jeweils eine Bewegung der zwei Loslagerelemente 148a, 148b einer jeweiligen Loslagereinheit 146 relativ zueinander in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Führungsrichtung 150 verlaufenden Richtung.
  • Die Loslagerelemente 148a der Loslagereinheiten 146 sind vorzugsweise so an der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 angeordnet, insbesondere so an der oberen Endplatte 116a der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 festgelegt, dass ein Abstand der Loslagereinheiten 146 voneinander maximal ist.
  • Vorzugsweise kann durch eine Maximierung eines Abstands der Loslagereinheiten 146 voneinander ein Verdrehen der oberen Endplatte 116a der Brennstoffzellenstapeleinheit 102 gegenüber der unteren Endplatte 116b noch besser verhindert oder begrenzt werden.
  • Günstig kann es sein, wenn die an der oberen Endplatte 116a festgelegten Loslagerelemente 148b der Loslagereinheiten 146 einander diagonal gegenüberliegend an der oberen Endplatte 116a angeordnet sind.
  • Eine in 10 dargestellte weitere Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 im Wesentlichen dadurch, dass das Ausgleichselement 166 durch ein Gelenklager 172 gebildet wird.
  • Mittels eines Ausgleichselements 166, welches durch ein Gelenklager 172 gebildet wird, kann vorzugsweise ein Winkelausgleich zwischen den zwei Loslagereinheiten (146) der Loslagervorrichtung (114) ermöglicht werden.
  • Im Übrigen stimmt die in 10 dargestellte Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsform einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 überein, so dass so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
  • Insgesamt kann eine Brennstoffzellenvorrichtung 100 bereitgestellt werden, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist und welche eine verbesserte Haltbarkeit aufweist.

Claims (15)

  1. Brennstoffzellenvorrichtung (100), wobei die Brennstoffzellenvorrichtung (100) Folgendes umfasst: - eine Brennstoffzellenstapeleinheit (102); - einen Tragrahmen (103), insbesondere ein Gehäuse (104), in welchem die Brennstoffzellenstapeleinheit (102) angeordnet ist, - eine Lagervorrichtung (110), mittels welcher die Brennstoffzellenstapeleinheit (102) in dem Tragrahmen (103), insbesondere in dem Gehäuse (104), gelagert ist, wobei die Brennstoffzellenvorrichtung (100) eine Festlagervorrichtung (112) und eine Loslagervorrichtung (114) umfasst, wobei die Loslagervorrichtung (114) eine oder mehrere Loslagereinheiten (146) umfasst.
  2. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslagervorrichtung (114) derart ausgebildet ist, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit (102) so in dem Tragrahmen (103), insbesondere in dem Gehäuse (104), der Brennstoffzellenvorrichtung (100) gelagert ist, dass eine Torsion der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) begrenzt und/oder im Wesentlichen verhindert werden kann.
  3. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit (102) mittels der Festlagervorrichtung (112) einseitig fest in dem Tragrahmen (103), insbesondere in dem Gehäuse (104), der Brennstoffzellenvorrichtung (100) gelagert ist.
  4. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Endplatte (118b) der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) an einem Tragrahmenelement (135), vorzugsweise an einem Gehäusedeckel (136), insbesondere an einem unteren Tragrahmenelement (135b), vorzugsweise an einem unteren Gehäusedeckel (136b), festgelegt ist.
  5. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenstapeleinheit (102) mittels der Loslagervorrichtung (114) einseitig los in dem Tragrahmen (103), insbesondere in dem Gehäuse (104), der Brennstoffzellenvorrichtung (100) gelagert ist.
  6. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Loslagereinheit (146) jeweils zwei Loslagerelemente (148) umfasst, wobei ein erstes Loslagerelement (148a) der jeweiligen Loslagereinheit (146) vorzugsweise an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegt ist und wobei ein zweites Loslagerelement (148b) der jeweiligen Loslagereinheit (146) vorzugsweise an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (104), der Brennstoffzellenvorrichtung (100) festgelegt ist.
  7. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Loslagerelement (148a) der jeweiligen Loslagereinheit an einer Endplatte (116a) der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegt ist und/oder dass ein zweites Loslagerelement (148b) der jeweiligen Loslagereinheit (146) an einem Tragrahmenelement (135) des Tragrahmens (103), insbesondere an einem Gehäusedeckel (136) des Gehäuses (104), der Brennstoffzellenvorrichtung (100) festgelegt ist.
  8. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (104), festgelegtes Loslagerelement (148) einer Loslagereinheit (146) in einem an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegten Loslagerelement (148) der Loslagereinheit (146) entlang einer Führungsrichtung (150) geführt ist und/oder dass ein an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegtes Loslagerelement (148) einer Loslagereinheit (146) in einem an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (104), festgelegten Loslagerelement (148) der Loslagereinheit (146) entlang einer Führungsrichtung (150) geführt ist.
  9. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (104), festgelegte Loslagerelement (148), welches in dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegten Loslagerelement (148) geführt ist, in der Führungsrichtung (150) relativ zu dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegten Loslagerelement (148) bewegbar ist und/oder dass das an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegte Loslagerelement (148), welches in dem an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (102), festgelegten Loslagerelement (148) geführt ist, in der Führungsrichtung (150) relativ zu dem an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (104), festgelegten Loslagerelement (148) bewegbar ist.
  10. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslagerelemente (148) derart ausgebildet sind, dass eine Bewegung des an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (104), festgelegten Loslagerelements (148), welches in dem an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegten Loslagerelement (148) geführt ist, in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Führungsrichtung (150) verlaufenden Richtung begrenzt und/oder verhindert ist und/oder dass die Loslagerelemente (148) derart ausgebildet sind, dass eine Bewegung des an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) festgelegten Loslagerelements (148), welches in dem an dem Tragrahmen (103), insbesondere an dem Gehäuse (104), festgelegten Loslagerelement (148) geführt ist, in einer quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Führungsrichtung (150) verlaufenden Richtung begrenzt und/oder verhindert ist.
  11. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Loslagereinheit (146) ein Loslagerelement (148) umfasst, welches ein Hülsenelement (152) umfasst, und dass die Loslagereinheit (146) ferner ein Loslagerelement (148) umfasst, welches ein Stabelement (156) umfasst oder bildet, wobei das Stabelement (156) vorzugsweise zumindest teilweise in dem Hülsenelement (152) angeordnet ist.
  12. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Loslagereinheit (146) ein Loslagerelement (148) umfasst, welches ein Ausgleichselement (166) umfasst, das an dem Loslagerelement (148) der Loslagereinheit (146) angeordnet, insbesondere festgelegt, ist.
  13. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslagervorrichtung (114) zwei oder mehr als zwei Loslagereinheiten (146) umfasst, wobei Loslagerelemente (148) einer jeweiligen Loslagereinheit (146) vorzugsweise so an der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) angeordnet sind, dass ein Abstand der Loslagereinheiten (146) voneinander maximal ist.
  14. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslagervorrichtung (114) zwei Loslagereinheiten (146) umfasst, wobei Loslagerelemente (148) der Loslagereinheiten (146) einander diagonal gegenüberliegend an einer Endplatte (116) der Brennstoffzellenstapeleinheit (102) angeordnet sind.
  15. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslagereinheiten (146) der Loslagervorrichtung (114) eine Linearführung umfassen oder bilden.
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