-
Die
Erfindung bezieht sich auf Brennstoffzellen und insbesondere auf
Brennstoffzellen, die in einem Stapel gehalten und mit Druck beaufschlagt sind.
-
Brennstoffzellenstapel
umfassen typisch mehrere Brennstoffzellen, die übereinander gestapelt sind
und gegeneinander gedrückt
werden. Die mehreren gestapelten Brennstoffzellen bilden einen Brennstoffzellenzusammenbau,
der mit Druck beaufschlagt ist, um die mehreren Brennstoffzellen
in einer Druckbeziehung zu halten. Jede Brennstoffzelle umfasst
typisch eine Anodenschicht, eine Katodenschicht und einen Elektrolyten,
der zwischen der Anodenschicht und der Katodenschicht liegt. Der Brennstoffzellenzusammenbau
erfordert eine erhebliche Druckkraft, um die Brennstoffzellen des
Stapels zusammenzudrücken.
Die Notwendigkeit der Druckkraft ergibt sich aus dem Gas-Innendruck
der Reaktanden in den Brennstoffzellen sowie aus der Notwendigkeit,
einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Innenkomponenten der
Zellen aufrechtzuerhalten. Allgemein beträgt die Kraft pro Flächeneinheit
insgesamt etwa 1,34 MPa–1,41
MPa (195–205 psi),
die gleichmäßig über den
gesamten aktiven Bereich der Zelle (typisch 497–1000 cm2 (77–155 Quadratzoll)
für Kraftfahrzeugstapel)
verteilt sind. Somit beträgt
die typische Gesamtdruckkraft von Stapeln dieser Größe bei einer
Brennstoffzelle mit einer Fläche
von etwa 516 cm2 (80 Quadratzoll) etwa 68,947 kN
bis 73,396 kN (15500–16500
Pfund).
-
Typische
Brennstoffzellenstapelkonstruktionen des Standes der Technik konzentrieren
sich auf die Verwendung starrer Endplatten und Spannstangen, die
eine Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau ausüben und
aufrechterhalten. Der mit Druck zu beaufschlagende Brennstoffzellenzusammenbau
wird zwischen ein Paar starrer Endplatten gelegt. Daraufhin werden
die Endplatten durch Spannstangen, die durch die Endplatten verlaufen und
auf sie eine Druckkraft ausüben,
zusammengedrückt.
Diese Konstruktion sowie weitere typisch verwendete ähnliche
Konstruktionen führten
zu Brennstoffzellenstapelkonstruktionen veränderlicher Längen, um
den gewünschten
Druck des Brennstoffzellenzusammenbaus zu erzielen. Außerdem ist
die in Brennstoffzellen verwendete Elektrolytmembran etwa 0,178
mm dick, so dass sie mit der Zeit gleitet oder eine Spannungsrelaxation
aufweist, so dass die Brennstoffzellenstapelkonstruktion weiter
zusammengedrückt
werden muss, um eine gewünschte Druckkraft
auf den Brennstoffzellenzusammenbau aufrechtzuerhalten.
-
Die
derzeit aktuellen Brennstoffzellenzusammenbaue nutzen eine 0,018 μm dicke und
verstärkte Membran.
Im Ergebnis ist das Gleiten oder die Spannungsrelaxation wesentlich
niedriger und nicht mehr wie in Brennstoffzellenzusammenbauen des
Standes der Technik ein großes
Problem. Somit brauchen die Brennstoffzellenzusammenbaue, die die
neue dünnere
und verstärkte
Membran verwenden, nicht mehr nach einer Zeitdauer mit weiterem
Druck beaufschlagt zu werden, um die Relaxation oder Entspannung
der Membran zu berücksichtigen.
-
Brennstoffzellenstapelkonstruktionen
können
in einer Vielzahl von Anwendungen genutzt werden. Da der Raum, in
dem die Brennstoffzellenstapelkonstruktionen typisch verwendet werden,
wie etwa in einem Kraftfahrzeug ein festes Volumen haben, wäre es wünschenswert,
wenn die Brennstoffzellenstapelkonstruktionen eine einheitliche
Größe hätten, so
dass verschiedene Brennstoffzellenstapelkonstruktionen ausgetauscht
werden könnten.
-
Somit
ist es wünschenswert,
Brennstoffstellenstapelkonstruktionen zu schaffen, die eine einheitliche
Länge besitzen.
Ferner ist es wünschenswert, eine
Brennstoffstellenstapelkonstruktion zu bauen und zu schaffen, die
unabhängig
von der Anzahl der Brennstoffzellen, die der Brennstoffzellenzusammenbau
enthält,
eine einheitliche Länge
besitzt, während auf
den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus weiter eine
gewünschte
Druckbelastung ausgeübt
wird.
-
Da
die aktuellen Brennstoffzellenstapelkonstruktionen dünne und
verstärkte
Membranen nutzen, die wesentlich weniger Abmessungsgleiten und Spannungsrelaxation
zeigen, sind inzwischen andere Zugänge für die Druckbelastung der Brennstoffzellenstapelkonstruktionen
möglich.
Diese Druckbelastungstechniken ermöglichen, dass die Brennstoffzellenstapelkonstruktion
eine einheitliche Größe besitzt. Da
die Eigenschaften des Brennstoffzellenzusammenbaus und der verstärkten Membranen
besser verstanden sind, kann außerdem
die Strecke, um die ein Brennstoffzellenzusammenbau zusammengedrückt werden
muss, um auf den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus
eine gegebene Druckbelastung auszuüben, durch die Anzahl der Brennstoffzellen
bestimmt werden, die der Brennstoffzellenzusammenbau umfasst. Im
Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem eine Brennstoffzellenstapelkonstruktion
so lange zusammengedrückt wird,
bis der aktive Bereich mit einer vorgegebenen Druckbelastung beaufschlagt
ist, ermöglicht
dies die Verwendung einer festen Zusammendrückstrecke beim Zusammenbau
einer Brennstoffzellenstapelkonstruktion.
-
Die
Erfindung ist auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Schaffung
einer einheitlichen Brennstoffzellenstapelkonstruktion gerichtet.
Außerdem
ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Zusammendrücken eines
Brennstoffzellenzusammenbaus um eine feste Strecke im Vergleich
zum Zusammendrücken
mit einer festen Belastung gerichtet.
-
Ein
elektrochemischer Brennstoffzellenstapel der Erfindung umfasst mehrere
Brennstoffzellen, die in einer Stapelkonfiguration angeordnet sind,
so dass sie einen Brennstoffzellenzusammenbau bilden. Der Brennstoffzellenzusammenbau
besitzt ein gegenüberliegendes
erstes Ende und zweites Ende sowie eine Länge dazwischen. Eine erste
Endplatte und eine zweite Endplatte liegen benachbart zu dem ersten
Ende bzw. zu dem zweiten Ende des Brennstoffzellenzusammenbaus.
Die erste Endplatte und die zweite Endplatte sind in einer fest
beabstandeten Beziehung mit einer vorgegebenen Strecke gehalten, so
dass die erste Endplatte und die zweite Endplatte entlang der Länge eine
Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau ausüben. Zwischen
der ersten Endplatte und dem ersten Ende des Brennstoffzellenzusammenbaus
liegt wenigstens eine Abstandsplatte. Die wenigstens eine Abstandsplatte
ist so bemessen, dass die durch die erste Endplatte und durch die
zweite Endplatte auf den Brennstoffzellenzusammenbau ausgeübte Druckkraft
eine vorgegebene Stärke
besitzt.
-
Ein
Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Brennstoffzellenstapels
mit einer vorgegebenen Länge
der Erfindung umfasst die folgenden Schritte: 1) Wählen einer
vorgegebenen Länge
für einen
Brennstoffzellenstapel mit einem Brennstoffzellenzusammenbau; 2)
Zusammendrücken
des Brennstoffzellenzusammenbaus mit einer vorgegebenen Druckbelastung;
3) Bestimmen einer Drucklänge
des zusammenge drückten
Brennstoffzellenzusammenbaus; 4) Berechnen einer Differenz zwischen
einer Länge
des Raums, der für
den zusammengedrückten Brennstoffzellenzusammenbau
in dem Brennstoffzellenstapel zur Verfügung steht, und der Drucklänge des
zusammengedrückten
Brennstoffzellenzusammenbaus; 5) Entfernen der vorgegebenen Druckbelastung
von dem Brennstoffzellenzusammenbau; 6) Positionieren wenigstens
einer Abstandsplatte mit einer Dicke, die allgemein gleich der berechneten
Differenz ist, in dem Brennstoffzellenstapel; 7) Anwenden einer
Druckbelastung auf den Brennstoffzellenstapel, so dass er auf die
vorgegebene Länge
zusammengedrückt
wird; 8) Befestigen einer ersten Endplatte und einer zweiten Endplatte
des Brennstoffzellenstapels in einer fest beabstandeten Beziehung,
um den Brennstoffzellenstapel allgemein auf der vorgegebenen Länge zu halten,
wodurch auf den Brennstoffzellenzusammenbau eine Druckkraft ausgeübt wird,
nachdem die auf den Brennstoffzellenstapel angewendete Druckbelastung
entfernt worden ist; und 9) Entfernen der angewendeten Druckbelastung
von dem Brennstoffzellenstapel.
-
Das
obige Verfahren schafft einen Brennstoffzellenstapel mit einer vorgegebenen
festen Länge,
während
es eine gewünschte
Druckbelastung auf den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus
aufrechterhält.
-
In
einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Schritte 2, 3 und 4
des oben beschriebenen Verfahrens geändert, um ein anderes Verfahren
zur Herstellung eines elektrochemischen Brennstoffzellenstapels
mit einer vorgegebenen Länge
zu schaffen. Die Schritte sind in der Weise geändert, dass sie die folgenden
Schritte umfassen: 2) Zusammendrücken des
Brennstoffzellenstapels mit einer vorgegebenen Druckbelastung; 3)
Bestimmen einer Länge
des zusammengedrückten
Brennstoffzellenstapels; und 4) Berechnen einer Differenz zwischen
der vorgegebenen Länge
und der bestimmten Länge
des zusammengedrückten
Brennstoffzellenstapels.
-
Außerdem schaffen
die Prinzipien der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
elektrochemischen Brennstoffzellenstapels durch Zusammendrücken der
Brennstoffzellenzusammensetzung und/oder des Brennstoffzellenstapels
um eine vorgegebene Strecke. Das Verfahren umfasst die folgenden
Schritte: 1) Bestimmen einer vorgegebenen Strecke zum Zusammendrücken eines
Brennstoffzellenstapels mit einem Brennstoffzellenzusammenbau; 2)
Anwenden einer Druckbelastung auf den Brennstoffzellenstapel, so
dass er um die vorgegebene Strecke zusammengedrückt wird; 3) Befestigen einer ersten
Endplatte und einer zweiten Endplatte des Brennstoffzellenstapels
in einer fest beabstandeten Beziehung, so dass die erste Endplatte
und die zweite Endplatte den Brennstoffzellenstapel auf die vorgegebene
Strecke zusammengedrückt
halten, wodurch auf den Brennstoffzellenzusammenbau eine Druckkraft
mit der vorgegebenen Stärke
ausgeübt wird,
nachdem die Druckbelastung entfernt worden ist; und 4) Entfernen
der Druckbelastung von dem Brennstoffzellenstapel.
-
In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines elektrochemischen Brennstoffzellenstapels mit einer vorgegebenen
Länge offenbart.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: 1) Wählen einer
vorgegebenen Länge
für einen
Brennstoffzellenstapel mit einem Brennstoffzellenzusammenbau; 2)
Bestimmen einer vorgegebenen Strecke zum Zusammendrücken eines Brennstoffzellenstapels
mit einem Brennstoffzellenzusammenbau, um auf den Brennstoffzellenzusammenbau
eine Druckkraft mit einer vorgegebenen Stärke auszuüben; 3) Berechnen einer Dicke
der Abstandsplatte in Abhängigkeit
von der vorgegebenen Länge
und von der vorgegebenen Strecke; 4) Positionie ren wenigstens einer
Abstandsplatte mit der Dicke in dem Brennstoffzellenstapel; 5) Anwenden
einer Druckkraft auf den Brennstoffzellenstapel, so dass der Brennstoffzellenstapel
allgemein auf die vorgegebene Länge
zusammengedrückt
wird; 6) Befestigen einer ersten Endplatte und einer zweiten Endplatte
des Brennstoffzellenstapels in einer fest beabstandeten Beziehung,
so dass die erste Endplatte und die zweite Endplatte den Brennstoffzellenstapel
auf die vorgegebene Länge
zusammengedrückt
halten, wodurch auf den Brennstoffzellenzusammenbau eine Druckkraft
mit der allgemein bekannten Stärke
ausgeübt
wird, nachdem die Druckbelastung entfernt worden ist; und 7) Entfernen
der Druckbelastung von dem Brennstoffzellenstapel.
-
Weitere
Anwendungsgebiete der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung sichtbar. Selbstverständlich sind die ausführliche
Beschreibung und spezifische Beispiele, obgleich sie die bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung angeben, lediglich für Veranschaulichungszwecke
bestimmt und sollen den Umfang der Erfindung nicht beschränken.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen
beschrieben; in diesen zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht eines elektrochemischen Brennstoffzellenstapels
der Erfindung;
-
2 eine
vereinfachte Querschnittsdarstellung des elektrochemischen Brennstoffzellenstapels aus 1 längs der
Linie 2-2;
-
3 eine
perspektivische Teilexplosionsdarstellung des elektrochemischen
Brennstoffzellenstapels aus 1, die die
Anbringung einer Seitenplatte an dem elektrochemischen Brennstoffzellenstapel
zeigt;
-
4 eine
vereinfachte Teilansicht, die Einzelheiten einer Brennstoffzelle
zeigt;
-
5A–G Querschnittsansichten
verschiedener Konfigurationen für
die Endplatte und für die
Abstandsplatte des elektrochemischen Brennstoffzellenstapels;
-
6A eine
Draufsicht einer konturierten Innenfläche einer Endplatte gemäß den Prinzipien
der Erfindung;
-
6B eine
Querschnittsansicht der Endplatte aus 6A längs der
Linie B-B;
-
6C eine
Querschnittsansicht der Endplatte aus 6A längs der
Linie C-C;
-
7A–B Teilquerschnittsansichten
einer Endanordnung eines elektrochemischen Brennstoffzellenstapels
der Erfindung, die verschiedene Arten der Anbringung der Endanordnung
zeigen;
-
8 eine
perspektivische Ansicht einer in einem elektrochemischen Brennstoffzellenstapel
der Erfindung verwendeten Abstandsplatte, die die Verwendung von
Bohrungen zur Verringerung des Gewichts der Abstandsplatte zeigt;
-
9A–B vereinfachte
Querschnittsansichten des elektrochemischen Brennstoffzellenstapels
aus 1, die das Zusammendrücken des Brennstoffzellenzusammenbaus
bzw. des Brennstoffzellenstapels mit einer Druckkraft mit einer
vorgegebenen Stärke
F veranschaulichen;
-
10A–B vereinfachte
Querschnittsansichten des elektrochemischen Brennstoffzellenstapels
aus 1, die das Zusammendrücken des Brennstoffzellenzusammenbaus
und des Brennstoffzellenstapels um eine vorgegebene Strecke D veranschaulichen;
-
11 einen
Ablaufplan der Schritte des Verfahrens mit vorgegebener Druckkraft
zur Herstellung eines Brennstoffzellenstapels gemäß den Prinzipien
der Erfindung;
-
12 einen
Ablaufplan der Schritte des Verfahrens mit vorgegebener Zusammendrückstrecke
um eine vorgegebene Strecke zur Herstellung eines Brennstoffzellenstapels
gemäß den Prinzipien der
Erfindung; und
-
13 einen Ablaufplan der Schritte der Verwendung
von Abstandsplatten zur Herstellung eines Brennstoffzellenstapels
mit einer vorgegebenen oder einheitlichen Länge.
-
Die
folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen) ist dem Wesen
nach lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder
Verwendungen in keiner Weise einschränken.
-
In
den 1 und 2 ist ein elektrochemischer
Brennstoffzellenstapel 20 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Der Brennstoffzellenstapel 20 enthält mehrere Brennstoffzellen 22,
die in einer Stapelkonfiguration angeordnet sind, so dass sie einen
Brennstoffzellenzusammenbau 24 mit einem gegenüberliegenden
oberen Ende 26 und unteren Ende 28 sowie mit einer
Drucklänge 30 und
mit einer wie in 10A gezeigten drucklosen Länge 31 dazwischen
bilden. Der Brennstoffzellenzusammenbau 24 liegt zwischen der
oberen Endanordnung 32 und der unteren Endanordnung 34.
Die obere Endanordnung 32 und die untere Endanordnung 34 sind
durch eine Seitenwand in einer fest beabstandeten Beziehung gehalten.
In der derzeit bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Seitenwand wenigstens eine Seitenplatte 36. Die Seitenplatten 36 halten
die obere Endanordnung 32 und die untere Endanordnung 34 in
einer beabstandeten Beziehung, so dass sie eine Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausüben. In Übereinstimmung
mit der bekannten Brennstoffzellenstapeltechnologie enthält der Brennstoffzellenstapel 20 die
Einlässe 37,
die Auslässe 38 und
die (nicht gezeigten) Durchgänge
zum Zuführen
und Ablassen der Reaktanden und Kühlfluidströme zu/von dem Brennstoffzellenzusammenbau 24.
-
Wie
in 4 zu sehen ist, enthält der Brennstoffzellenzusammenbau 24 mehrere
sich wiederholende Einheiten oder Brennstoffzellen 22 mit
einer MEA (Membran-Elektroden-Einheit) 40 und einem Paar
Bipolplattenanordnungen 42, die auf den gegenüberliegenden
Seiten der MEA 40 angeordnet sind. Jede Bipolplattenanordnung 42 enthält eine Kühlmittelverteilungsschicht 42c,
die zwischen zwei Gasverteilungsschichten 42g liegt. Zwischen
der Kühlmittelverteilungsschicht 42c und
der Gasverteilungsschicht 42g liegt eine undurchlässige Trennplatte 44,
die das Kühlmittel
enthält
und den Anoden- und Katodengasstrom trennt. Wenn zwischen einer
Anodengasverteilungsschicht 42ga einer Zelle und der Katodengasverteilungsschicht 42gc der
benachbarten Zelle eine MEA 40 liegt, ist eine Brennstoffzelle 22 gebildet.
Wie im Gebiet bekannt ist, kann die MEA 40 eine Vielzahl
von Formen annehmen. Zum Beispiel kann die MEA 40 eine
Polymerelektrolytmembran sein. Vorzugsweise ist die Polymerelektrolytmembran
eine dünne
verstärkte
Membran mit einer Dicke in der Größenordnung von etwa 0,018 μm. Die dünne verstärkte Polymerelektrolytmembran
ist wesentlich dünner
als die in Brennstoffzellen des Standes der Technik verwendete Polymerelektrolytmembran
mit einer Dicke von etwa 0,178 mm. Die in der Erfindung verwendete
dünne und
verstärkte
Polymerelektrolytmembran repräsentiert
einen kleineren Prozentsatz der Länge 30 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 und
zeigt erheblich weniger Gleiten oder Spannungsrelaxation als die
in Brennstoffzellenstapeln des Standes der Technik verwendete dickere Polymerelektrolytmembran.
-
Die
Brennstoffzellen 22 sind in einer Stapelkonfiguration angeordnet,
so dass sie den Brennstoffzellenzusammenbau 24 bilden.
Die Anzahl der Brennstoffzellen 22, die benachbart zueinander
gestapelt sind, so dass sie den Brennstoffzellenzusammenbau 24 bilden,
kann variieren. Die Anzahl der Brennstoffzellen 22, die
genutzt werden, um den Brennstoffzellenzusammenbau 24 zu
bilden, hängt von
den Anforderungen an den Brennstoffzellenstapel 20 ab.
Das heißt,
wenn ein größerer oder
leistungsfähigerer
Brennstoffzellenstapel 20 gewünscht ist, wird die Anzahl
der Brennstoffzellen 22 in dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 erhöht. Wie
im Gebiet bekannt ist, müssen
die Brennstoffzellen 22 mit Druck beaufschlagt werden,
so dass sie einen höheren
Wirkungsgrad besitzen und mehr Leistung erzeugen. Somit wird der
Brennstoffzellenzusammenbau 24 zwischen der oberen Endanordnung 32 und der
unteren Endanordnung 34 mit Druck beaufschlagt. Um den
Wirkungsgrad des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 und jeder
Brennstoffzelle 22 in dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 maximal
zu machen, wird der (nicht gezeigte) aktive Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 vorzugsweise gleichmäßig mit
Druck beaufschlagt.
-
Erneut
anhand der 2 und 3 ist die obere
Endanordnung 32 benachbart zum oberen Ende 26 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 positioniert. Die obere
Endanordnung 32 enthält
eine obere Endplatte 45 mit einer gegenüberliegenden Innenfläche 46 und
Außenfläche 48.
Die Innenfläche 46 der
oberen Endplatten 45 ist dem oberen Ende 26 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zugewandt. Die obere Endplatte 45 besitzt
zahlreiche Öffnungen 50,
die ermöglichen,
dass die verschiedenen Einlässe 37 und
Auslässe 38 mit
den Fluiddurchgängen verbunden
sind, die von dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 in die
Umgebung des Brennstoffzellenstapels 20 verlaufen. Dasjenige
Ende des Brennstoffzellenstapels 20, das die mit den Durchgängen verbundenen
Einlässe 37 und
Auslässe 38 besitzt,
wird auch als das "nasse
Ende" bezeichnet.
-
Die
untere Endanordnung 34 ist benachbart zum unteren Ende 28 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 positioniert. Die untere
Endanordnung 34 enthält
eine untere Endplatte 58 mit einer Innenfläche 60 und
einer Außenfläche 62,
die einander gegenüberliegen.
Die untere Endplatte 58 ist so orientiert, dass die Innenfläche 60 der
unteren Endplatte 58 dem unteren Ende 28 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zugewandt
ist. Wenn es keine mit den Fluiddurchgängen verbundenen Einlässe und
Auslässe
gibt, die durch die untere Endanordnung 34 gehen, ist das
untere Ende 28 des Brennstoffzellenstapels 20 auch
als das "trockene
Ende" bekannt.
-
Optional,
aber bevorzugt, können
sich zwischen dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 und der
oberen Endplatte 45 und/oder der unteren Endplatte 58 eine
oder mehrere Abstandsplatten 52 befinden. Die Abstandsplatte 52 ist
zwischen der Endplatte 45, 58 und dem Ende 26, 28 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 positioniert, wobei die
Innenfläche 54 der
Abstandsplatte 52 dem Ende 26, 28 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zugewandt
ist und die Außenfläche 55 der
Abstandsplatte 52 der Innenfläche 54, 60 der
Endplatte 45, 58 zugewandt ist. Wenn an dem Ende 26, 28 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine Anschlussplatte 56 positioniert ist,
ist die Abstandsplatte 52 zwischen der Anschlussplatte 56 und
der Endplatte 45, 58 positioniert, wobei die Innenfläche 54 der
Abstandsplatte 52 der Anschlussplatte 56 zugewandt
ist. Die Abstandsplatte 52 trennt die Endplatte 45, 58 von
der Anschlussplatte 56. Die Abstandsplatten 52 sind
so in den Endanordnungen 32, 34 orientiert, dass
die Dicke 57 der Abstandsplatte 52 auf die Länge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 ausgerichtet ist. Während die
bevorzugte Ausführungsform
eine Abstandsplatte 52 veranschaulicht, die der oberen
Endanordnung 32 und der unteren Endanordnung 34 zugeordnet
ist, erkennt der erfahrene Praktiker, dass die Anzahl und der Ort
der Abstandsplatten 52 je nach Konstruktion und Anwendung
des Brennstoffzellenstapels 20 variieren kann.
-
Die
obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 besitzen
jeweils eine Umfangsseitenwand 64, die die Innenflächen 46, 60 von
den Außenflächen 48, 62 trennt.
Die Umfangsseitenwand 46 an der oberen Endplatte 45 und
an der unteren Endplatte 58 ist auf die Länge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 ausgerichtet. Wie in den
Figuren gezeigt ist, besitzen der Brennstoffzellenstapel 20, die
obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 vorzugsweise
eine allgemein rechteckige Form. Die Umfangsseitenwände 64 der
rechteckig geformten oberen Endplatte 45 und der rechteckig
geformten unteren Endplatte 58 umfassen ein erstes und
ein zweites Paar gegenüberliegender
Seitenwände 66, 68,
die allgemein senkrecht zueinander sind. Das erste und das zweite
Paar der gegenüberliegenden Seitenwände 66, 68 besitzt
jeweils eine oder mehrere Gewindebohrungen 70, die Gewindebefestigungselemente 80 aufnehmen,
die die Seitenplatten 36 an der oberen Endplatte 45 und
an der unteren Endplatte 58 befestigen.
-
Wie
oben erwähnt
wurde, üben
die obere Endanordnung 32 und die untere Endanordnung 34 eine
Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 aus.
Die auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausgeübte Druckkraft
wird durch die obere Endplatte 45 und durch die untere
Endplatte 58 erzeugt, die in einer fest beabstandeten Beziehung
gehalten sind. Vorzugsweise sind die obere Endplatte 45 und
die untere Endplatte 58 durch die Seitenplatten 36 in
einer fest beabstandeten Beziehung gehalten. Jede Seitenplatte 36 besitzt
ein gegenüberliegendes
erstes Ende 72 und zweites Ende 74 sowie eine
Länge 76 dazwischen.
Jede Seitenplatte 36 ist in dem Brennstoffzellenstapel 20 so
orientiert, dass das erste Ende 72 zu der oberen Endplatte 45 benachbart
ist und das zweite Ende 74 zu der unteren Endplatte 58 benachbart
ist, wobei die Länge 76 der Seitenplatte 36 auf
die Länge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 ausgerichtet ist. Optional, aber
bevorzugt, verlaufen die Seitenplatten 36 entlang der gesamten
Umfangsseitenwände 64 der Endplatten 45, 58.
Das erste Ende 72 und das zweite Ende 74 jeder
Seitenplatte 36 besitzen eine oder mehrere Öffnungen 78,
die auf die Gewindebohrungen 70 in den Umfangsseitenwänden 64 der
oberen Endplatte 45 und der unteren Endplatte 58 ausgerichtet
sind, wenn der Brennstoffzellenzusammenbau 24 mit Druck
beaufschlagt ist. Vorzugsweise haben die Öffnungen 78 am ersten
Ende 72 und/oder am zweiten Ende 74 jeder Seitenplatte 36 die
Form eines Schlitzes, so dass die obere Endplatte 45 und
die untere Endplatte 58 in einer fest beabstandeten Beziehung
gehalten sein können.
Die Schlitze ermöglichen Schwankungen
der Größe der verschiedenen
Komponenten des Brennstoffzellenstapels 20, während sie
die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 weiter
in einer fest beabstandeten Beziehung halten können. Obgleich zur Anbringung
der Seitenplatten 36 an der oberen Endplatte 45 und
an der unteren Endplatte 58 bevorzugt mechanische Gewindebefestigungselemente 80 verwendet
werden, erkennt der erfahrene Praktiker, dass zum Anbringen der
Seitenplatte 36 an der oberen Endplatte 45 und
an der unteren Endplatte 58 andere Mittel verwendet werden können, ohne
von dem durch die Ansprüche
definierten Umfang der Erfindung abzuweichen. Diesbezüglich sollte
die durch die Seitenplatten 36 und die Endplatten 45, 58 gebildete
Verbindung ausreichen, um der relativen Drehung an der Grenzfläche dazwischen
zu widerstehen. Beispielsweise können
das erste Ende 72 und/oder das zweite Ende 74 der
Seitenplatten 36 durch andere mechanische Befestigungsmittel
wie etwa Niete oder Stifte oder durch verschiedene Verbindungsmittel
wie etwa Schweißen, Hartlöten oder
Kleben an der jeweiligen oberen Endplatte 45 und/oder unteren
Endplatte 58 befestigt sein, wobei dies weiterhin im Erfindungsgedanken liegt.
Außerdem
kann selbstverständlich
eines der Enden 72, 74 der Seitenplatten 36 gebogen
sein, so dass es ein (nicht gezeigtes) Halteelement bildet, das an
einer der Endplatten 45, 48 positioniert sein
kann, um die Endplatte 45, 48 zu halten, während das
gegenüberliegende
Ende 72, 74 der Seitenplatten 36 an der
gegenüberliegenden
Endplatte 45, 48 angebracht ist und die Endplatten
in einer fest beabstandeten Beziehung hält.
-
Bei
Bedarf kann jede Seitenplatte 36 eine oder mehrere Öffnungen 82 besitzen,
die ermöglichen,
dass ein Anschlussblock 83 an der Anschlussplatte 56 ins
Innere des Brennstoffzellenstapels 20 verläuft. Vorzugsweise
ist jede Seitenplatte 36 elektrisch geerdet, wobei sie
den Brennstoffzellenzusammenbau 24 vor elektromagnetischer
Störung
schützt. Außerdem ist
jede Seitenplatte 36 vorzugsweise aus Metall hergestellt.
Die Seitenplatten 36, die dazu verwendet werden, die obere
End platte 45 und die untere Endplatte 58 in einer
fest beabstandeten Beziehung zu halten, sind so bemessen, dass sie
die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 in
der fest beabstandeten Beziehung halten, während die obere Endplatte 45 und
die untere Endplatte 58 eine Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausüben und
aufrechterhalten. Da die Breite der Seitenplatte 36 verhältnismäßig groß ist, ist
eine verhältnismäßige kleine
Dicke erforderlich, um die zum Übertragen
der Druckbelastung erforderliche Zugfestigkeit zu liefern. Dieser
Aspekt der Erfindung repräsentiert
gegenüber
der herkömmlichen
Verwendung axialer Stäbe
um und/oder durch den Brennstoffzellenzusammenbau Gewichtseinsparungen.
-
Vorzugsweise
schließt
die eine oder schließen
die mehreren Seitenplatten 36 wenigstens einen Abschnitt
des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 ein, um für den Brennstoffzellenzusammenbau 24 einen
Schutz vor versehentlicher Beschädigung
zu schaffen. Noch bevorzugter schließen die Seitenplatten 36 den
gesamten Brennstoffzellenzusammenbau 24 ein, wobei sie
eine Schutzhülle
für ihn
und für
den gesamten Brennstoffzellenstapel 20 schaffen. Dementsprechend
sind die Seitenplatten 36 so bemessen, dass sie Stöße, Schläge sowie
weitere verschiedenartige schädliche
Einwirkungen aushalten, während
sie den Brennstoffzellenzusammenbau 24 und den Brennstoffzellenstapel 20 vor
Beschädigung
im Ergebnis des Stoßes,
des Schlags oder der weiteren schädlichen Einwirkung schützen. Auf
diese Weise bewirken die Seitenplatten 36 nicht nur, dass
die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 in
einer fest beabstandeten Beziehung gehalten sind, die eine Druckbelastung
auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausübt und aufrechterhält, sondern schafft
sie außerdem
eine Schutzhülle
für den
Brennstoffzellenzusammenbau 24 und für den Brennstoffzellenstapel 20.
Die Verwendung der Seitenplatten 36 zur Ausführung der
Schutzfunktion besei tigt die Notwendigkeit einer Zusatzkonstruktion,
die in herkömmlichen
Brennstoffzellenstapeln um den Brennstoffzellenstapel 20 angeordnet
ist, um einen Schutz vor versehentlichen Stößen, Schlägen oder anderen schädlichen
Einwirkungen auf den Brennstoffzellenstapel 20 zu schaffen.
-
Die
optional in der oberen Endanordnung 32 und/oder in der
unteren Endanordnung 34 enthaltenen Abstandsplatten 52 dienen
einer Vielzahl von Zwecken. Das heißt, die Abstandsplatten 52 können aus
einem oder aus mehreren Gründen
in dem Brennstoffzellenstapel 20 enthalten sein. Zum Beispiel
können
die Abstandsplatten 52 verwendet werden, um die obere Endplatte 45 und/oder
die untere Endplatte 58 von den Anschlussplatten 56 zu
trennen. Wie oben erwähnt
wurde, sind die Anschlussplatten 56 elektrisch leitend
und werden dazu verwendet, über
den Anschlussblock 83 Strom aus dem Brennstoffzellenstapel 20 zu
entnehmen. Wenn die obere Endplatte 45 und/oder die untere
Endplatte 58 elektrisch leitend sind, kann die zwischen
der oberen Endplatte 45 und/oder der unteren Endplatte 58 und den
Anschlussplatten 56 positionierte Abstandsplatte 52 dazu
verwendet werden, die obere Endplatte 45 und/oder die untere
Endplatte 58 von den Anschlussplatten 56 elektrisch
zu isolieren. Außerdem
können die
Abstandsplatten 52 dazu verwendet werden, die Gesamtabmessungen
des Brennstoffzellenstapels 20 zu steuern. Das heißt, zwischen
dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 und der oberen Endplatte 45 und/oder
der unteren Endplatte 58 können eine oder mehrere Abstandsplatten 52 positioniert
sein, um einen Brennstoffzellenstapel 20 mit einer vorgegebenen
Länge zu
schaffen, während
die Endanordnungen 32, 34, wie im Folgenden ausführlicher
erörtert wird,
weiter eine Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausüben. Derzeit
bevorzugt hat die Abstandsplatte bzw. haben die Abstandsplatten 52 eine
Dicke 57 im Bereich von etwa 8–18 mm, um eine angemessene
elektrische Isolation und einheitliche Abmessung des Brennstoffzellenstapels 20 zu schaffen.
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt aber, dass die besondere Anwendung
und die besondere Konstruktionsspezifikation die Dickenbereiche 57 der
Abstandsplatte(n) 52 vorschreiben. Wie im Folgenden ausführlicher
erörtert
wird, können
die Abstandsplatten 52 außerdem zusammen mit der oberen
Endplatte 45 und/oder mit der unteren Endplatte 58 dazu
verwendet werden, eine allgemein gleichmäßige Druckbelastung auf den
Brennstoffzellenzusammenbau 24 auszuüben.
-
Vorzugsweise
sind die Abstandsplatten 52 nicht leitend und können zum
elektrischen Isolieren verschiedener Komponenten des Brennstoffzellenstapels 20 dienen.
Somit sind die Abstandsplatten 52 vorzugsweise aus einem
nicht leitenden Material wie etwa Kunststoff hergestellt. Noch bevorzugter
sind die Abstandsplatten 52 aus einem Hochleistungsspezialkunststoff
hergestellt. Der zur Herstellung der einen oder der mehreren Abstandsplatten 52 verwendete
Hochleistungsspezialkunststoff ist unter der Stärke der Druckbelastung, die
auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausgeübt wird,
verhältnismäßig inkompressibel
(d. h. weist nur eine unbedeutende Spannungsrelaxation auf), um
die Druckbelastung von der oberen Endplatte 45 und/oder
von der unteren Endplatte 58 auf das jeweilige obere Ende 26 bzw.
untere Ende 28 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zu übertragen.
Insbesondere Polyphenylensulfid hat sich als besonders wirksames
Material erwiesen, aus dem die Abstandsplatten 52 hergestellt
sein können.
Polyphenylensulfid wird unter dem Markenzeichen RYTON PPS von der
Chevron Phillips Chemical Company, L. P., und unter dem Markenzeichen
FORTRON von der Celanese AG aus Frankfurt, Deutschland, vertrieben.
Wie in 7 zu sehen ist, haben die Abstandsplatten 52 vorzugsweise
einen Durchbruch oder mehrere Durchbrüche 84, die das Gewicht
der Abstandsplatten 52 verringern.
-
Wie
oben erwähnt
wurde, sind die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 durch
die Seitenplatten 36 in einer fest beabstandeten Beziehung
gehalten, wobei sie auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 eine
Druckbelastung ausüben.
Wie zuvor beschrieben wurde, sind die obere Endplatte 45 und
die untere Endplatte 58 durch die Seitenplatten 36 in
einer fest beabstandeten Beziehung gehalten. Die am oberen Ende 26 und
am unteren Ende 28 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 erzeugte Druckbelastung ändert sich
in Abhängigkeit
vom Abstand von den Umfangsseitenwänden 64 bei der Druckbelastung,
wobei sie entlang der Umfangsseitenwände 64 maximal und
in der Mitte der oberen Endplatte 45 und der unteren Endplatte 58 minimal ist.
Das heißt,
da die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 lediglich
entlang ihrer Umfangsseitenwände 64 gehalten
sind, verformen oder wölben sich
die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 in
Reaktion auf die Druckbelastung auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 sowie
darauf, dass sich die Umfangsseitenwände 64 der oberen
Endplatte 45 und der unteren Endplatte 58 nicht
wegbewegen können.
Da der Wirkungsgrad des Brennstoffzellenstapels 20 teilweise
von einer gleichmäßigen Druckbelastung über den
aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 abhängt, ist
es wünschenswert, über den
gesamten aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine
allgemein gleichmäßige Druckbelastung
aufrechtzuerhalten.
-
Ein
Mittel, um eine allgemein gleichmäßige Belastung zu erhalten,
besteht darin, die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 starr
zu machen, indem ihre Dicke erhöht
wird, so dass die in der oberen Endplatte 45 und in der
unteren Endplatte 58 auftretende Wölbung eine minimale Wirkung
auf den Wirkungsgrad des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 besitzt.
Allerdings können
die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 auf
diese Weise übermäßig dick
werden und ein Zusatzge wicht zu dem Brennstoffzellenstapel 20 beitragen,
wodurch sich der gewichts- und volumenspezifische Wirkungsgrad des
Brennstoffzellenstapels verschlechtert. Um verhältnismäßig starre Endplatten 45, 58 zu
vermeiden, können
diese optional an den Abstandsplatten 52 und an den Anschlussplatten 56 angebracht
sein, so dass die Steifheit der Abstandsplatten 52 und
der Anschlussplatten 56 zu der Gesamtsteifheit der Endanordnungen 32, 34 beiträgt und dadurch
die Dicke der Endplatten 45, 58, die erforderlich
ist, um über
den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine
allgemein gleichmäßige Druckbelastung
auszuüben,
zu verringert. Wie in den 7A–B zu sehen
ist, bedeutet das, dass die Anschlussplatte 56, die Abstandsplatten 52 und
die Endplatten 45, 58 aneinander befestigt sein
können,
um ihre Steifheit zu vereinigen und Endanordnungen 32, 34 zu
bilden, die auf den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine
allgemein gleichmäßige Druckbelastung
ausüben
können.
Wie in 7A zu sehen ist, kann die Anschlussplatte 56 mittels
eines mechanischen Befestigungselements 86 wie etwa eines
Gewindebolzens oder einer Schraube mit der Abstandsplatte 52 verbunden
werden, woraufhin die verbundene Anschlussplatte 56 und
Abstandsplatte 52 mittels der mechanischen Befestigungselemente 87 an einer
der Endplatten 45, 58 angebracht werden können. Alternativ
können
die Anschlussplatte 56, die Abstandsplatten 52 und
eine der Endplatten 45, 58 alle mittels Klebeschichten 88 zwischen
den jeweiligen Komponenten angebracht werden. Dadurch verbindet
sich die Steifheit der Anschlussplatte 56 und die Steifheit
der Abstandsplatte 52 mit der Steifheit der Endplatten 45, 58,
um Endanordnungen 32, 34 zu schaffen, die eine
allgemein gleichmäßige Druckbelastung
auf den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 mit
dünneren
Endplatten 45, 58 als ohne die an den Endplatten 45, 58 angebrachte
Anschlussplatte 56 oder Abstandsplatten 52 ausüben können.
-
Alternativ
und/oder zusätzlich
können
die Endplatten 45, 58 und/oder die Abstandsplatten 52 geformte
Oberflächen
besitzen, die die Wölbung
der Endplatten 45, 58 kompensieren und über den
aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine
allgemein gleichmäßige Druckbelastung
ausüben,
ohne dass übermäßig dicke
Endplatten 45, 58 erforderlich sind. Das heißt, wie
in den 5A–G zu sehen
ist, die lediglich die obere Endplatte 45 und eine einzelne
Abstandsplatte 52 zeigen, kann die Innenfläche 46 der
oberen Endplatte 45 so bemessen sein, dass sie von der
oberen Endplatte 45 weg und zu dem oberen Ende 26 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 gekrümmt ist,
so dass die Dicke der oberen Endplatte 45 entlang einer Umfangsseitenwand 64 minimal
ist, während
sie in der Mitte der oberen Endplatte 45 maximal ist. Die Form
der Innenfläche 46 der
oberen Endplatte 45 ist so konturiert, dass sie die Wölbung berücksichtigt, die
in der oberen Endplatte 45 auftritt, da diese entlang ihrer
Umfangsseitenwand 64 in einer fest beabstandeten Beziehung
von der oberen Endplatte 58 gehalten wird, während auf
den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine
Druckbelastung mit einer gewünschten
Stärke
ausgeübt
wird. Die 6A–C zeigen
eine beispielhafte Kontur der Innenfläche 46 der oberen
Endplatte 45. Wie zu sehen ist, besitzt die obere Endplatte 45 etwa
in ihrer Mitte die maximale Dicke.
-
Alternativ
und/oder zusätzlich
können
die Innen- und/oder die Außenfläche 54, 55 der
Abstandsplatte 52 so konturiert sein, dass sie die in der
oberen Endplatte 45 auftretende Wölbung berücksichtigen. Das heißt, die
Abstandsplatte 52 kann so konfiguriert sein, dass ihre
Dicke entlang ihres Umfangs minimal und in ihrer Mitte maximal ist.
Zum Beispiel kann die Innenfläche 54 der
Abstandsplatte 52, wie in 5G gezeigt
ist, so konturiert sein, dass sie von der Abstandsplatte 52 zu
dem oberen Ende 26 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 verläuft, oder
kann die Außenfläche 55 der
Abstandsplatte 52, wie in 5E zu
sehen ist, so konturiert sein, dass sie von der Abstandsplatte 52 zu
der oberen Endplatte 45 verläuft, so dass durch die Endplatte 45 auf
den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine allgemein
gleichmäßige Druckbelastung
ausgeübt werden
kann. Wie in 5F zu sehen ist, können alternativ
sowohl die Innenfläche 54 als
auch die Außenfläche 55 der
Abstandsplatte 52 so konturiert sein, dass sie von der
Abstandsplatte 52 zu dem oberen Ende 26 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 bzw.
zu der Innenfläche 46 der
oberen Endplatte 45 verlaufen, so dass auf den aktiven
Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine allgemein gleichmäßige Druckbelastung
ausgeübt
werden kann.
-
In
den 5A–G sind
verschiedene Vertauschungen der Formgebung der Innenfläche 54 und
der Außenfläche 55 der
Abstandsplatte 52 und der Innenfläche 46 der oberen
Endplatte 45 gezeigt. Die konturierte Form der Oberflächen der
oberen Endplatte 45 und/oder der Abstandsplatte 52 kann
so bemessen sein, dass nicht nur die Wölbung der oberen Endplatte 45,
sondern auch die Wölbung
der unteren Endplatte 58 berücksichtigt ist, so dass sowohl das
obere Ende 26 als auch das untere Ende 28 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine
allgemein gleichmäßige Druckbelastung
aufnehmen. Selbstverständlich
können
die Innenfläche 60 der
unteren Endplatte 58 und die Innenfläche 54 und die Außenfläche 55 einer
Abstandsplatte 52 in der unteren Endanordnung 34 gleichfalls
so konturiert oder geformt sein, dass die Komponenten der unteren
Endanordnung 34 auf den aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine
allgemein gleichmäßige Druckbelastung
ausüben.
Der erfahrene Praktiker erkennt, dass in der Innenfläche 46 verschiedene
lokale Merkmale ausgebildet sein können, um eine gleichmäßigere Druckbelastung über den
aktiven Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zu
erhalten. Somit können
die Oberflächen
der Komponenten der obe ren Endanordnung 32 und/oder der der
unteren Endanordnung 34 selbstverständlich entweder einzeln oder
gleichzeitig so konturiert oder geformt sein, dass auf den aktiven
Bereich des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 eine allgemein
gleichmäßige Druckbelastung
ausgeübt
wird. Selbstverständlich
sind die in den verschiedenen Figuren gezeigten Abmessungen für Erläuterungszwecke übertrieben
und stehen nicht im richtigen Verhältnis zu den Komponenten des
Brennstoffzellenstapels 20. Das heißt, die Wölbung der Endplatten 45, 58 und
die Korrektur durch die Formgebung der Oberflächen der Endplatten 46, 58 und/oder
der Abstandsplatten 52 sind zur besseren Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung selbstverständlich übertrieben. Selbstverständlich sollen
die Begriffe "obere" und "untere" zur Beschreibung
der verschiedenen Komponenten des Brennstoffzellenstapels 20 nicht
als absolute Bezugnahme, sondern vielmehr als Relativbeziehung der Komponenten
des Brennstoffzellenstapels 20 verstanden werden.
-
Obgleich
der Brennstoffzellenstapel 20 allgemein mit einer rechteckigen
Konfiguration beschrieben und veranschaulicht ist, kann die Form
des Brennstoffzellenstapels 20 selbstverständlich eine Vielzahl
von Konfigurationen annehmen, wobei sie weiter in dem durch die
Ansprüche
definierten Umfang der Erfindung liegt. Zum Beispiel können der Brennstoffzellenstapel 20,
der Brennstoffzellenzusammenbau 24, die obere Endanordnung 32 und
die untere Endanordnung 34 zylindrisch sein. Wenn der Brennstoffzellenstapel 20 zylindrisch
ist, kann die Seitenplatte 36 eine einzige zylindrische
Hülse sein, in
die die obere Endanordnung 32 und die untere Endanordnung 34 und
der Brennstoffzellenzusammenbau 24 eingeführt sind.
Außerdem
könnten
die Seitenplatten 36 Abschnitte einer zylindrischen Hülse sein,
die die Komponenten des Brennstoffzellenstapels 20 umschließt. Somit
sollte die Verwendung des Begriffs "Seitenplatte" nicht auf eine ebene Platte beschränkt sein,
sondern vielmehr als eine Platte verstanden werden, die eben oder
gekrümmt
sein kann oder eine Vielzahl von Formen annehmen kann, die die besondere
Form des Brennstoffzellenstapels 20 vorschreibt.
-
Wie
zuvor festgestellt wurde, besitzt der Brennstoffzellenstapel 20 einen
Brennstoffzellenzusammenbau 24, der mit einer Druckbelastung
gehalten wird, so dass der Brennstoffzellenzusammenbau 24 einen
höheren
Wirkungsgrad besitzt. Ferner umfasst die Erfindung verschiedene
Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffzellenstapels 20 mit
einem Brennstoffzellenzusammenbau 24 unter einer Druckbelastung.
In einem ersten Verfahren, dem Verfahren mit vorgegebener Druckbelastung,
werden der Brennstoffzellenzusammenbau 24 und/oder der Brennstoffzellenstapel 20,
wie in den 9A–B und 11 zu
sehen ist, mit einer äußeren Druckbelastung
zusammengedrückt,
die eine innere Druckbelastung mit einer vorgegebenen Stärke F auf
den Brennstoffzellenzusammenbau 24 erzeugt. Daraufhin werden
die Seitenplatten 36 an der oberen Endplatte 45 und
an der unteren Endplatte 58 befestigt, um die obere Endplatte 45 und
die untere Endplatte 58 in einer fest beabstandeten Beziehung
zu halten, wenn die äußere Druckbelastung
von dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 und/oder von dem Brennstoffzellenstapel 20 entfernt
wird. Da die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 in
einer festen räumlichen
Beziehung gehalten werden, nachdem die äußere Druckbelastung entfernt
worden ist, wird durch die obere Endplatte 45 und durch
die untere Endplatte 58 wie im Folgenden ausführlicher
diskutiert auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 weiter
eine innere Druckbelastung ausgeübt.
-
Wie
in den 10A–B und 12 zu sehen
ist, werden der Brennstoffzellenzusammenbau 24 und/oder
der Brennstoffzellenstapel 20 in einem zweiten Verfahren,
dem Verfahren mit vorgegebener Zusammendrückstrecke, durch eine äußere Druckbelastung
C um eine vorgegebene Strecke D zusammengedrückt. Mit anderen Worten, die
Stärke der äußeren Druckbelastung
ist ausreichend, um den Brennstoffzellenzusammenbau 24 um
eine vorgegebene Strecke D zusammenzudrücken. Daraufhin werden (wie
im Folgenden ausführlicher
beschrieben wird) die Seitenplatten 36 an der oberen Endplatte 45 und
an der unteren Endplatte 58 angebracht. Daraufhin wird
die äußere Druckbelastung
entfernt. Die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 bleiben in
ihrer fest beabstandeten Beziehung. Der Brennstoffzellenzusammenbau 24 bleibt
allgemein um die vorgegebene Strecke D zusammengedrückt, um eine
innere Druckbelastung darauf auszuüben.
-
Wie
zuvor festgestellt wurde, umfasst das Verfahren mit vorgegebener
Druckbelastung zur Herstellung eines Brennstoffzellenstapels 20 mit
einem Brennstoffzellenzusammenbau 24 unter einer Druckbelastung
mit einer vorgegebenen Stärke
F das Anwenden einer äußeren Druckbelastung
auf den Brennstoffzellenstapel 20. Das Verfahren mit vorgegebener
Druckbelastung enthält
die folgenden Schritte: 1) Positionieren des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zwischen
der oberen Endplatte 45 und der unteren Endplatte 58,
wobei das obere Ende 26 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zu
der oberen Endplatte 45 benachbart ist und das untere Ende 28 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 zu der unteren Endplatte 58 benachbart
ist; 2) Anwenden einer äußeren Druckkraft
auf die Endplatte 45 und/oder auf die Endplatte 58,
so dass der Brennstoffzellenzusammenbau 24 zusammengedrückt wird
und auf ihn eine innere Druckkraft mit einer vorgegebenen Stärke F ausgeübt wird;
3) Anbringen der Seitenplatten 36 an den Endplatten 45, 58,
wobei das erste Ende 72 und das zweite Ende 74 der
Seitenplatten 36 an der oberen Endplatte 45 bzw.
an der unteren Endplatte 58 angebracht werden; und 4) Entfernen
der auf die Endplatte 45 und/oder auf die Endplatte 58 angewendeten äußeren Druckkraft,
wobei die obere Endplatte 45 und die untere End platte 58 in
einer fest beabstandeten Beziehung bleiben, so dass sie auf den
Brennstoffzellenzusammenbau 24 eine Druckkraft ausüben, die
allgemein gleich der vorgegebenen Stärke F ist. Dadurch schafft
das Verfahren mit vorgegebener Druckbelastung einen Brennstoffzellenstapel 20, dessen
Druckkraft allgemein gleich der auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausgeübten Kraft mit
der Stärke
F ist.
-
Wenn
zum Zusammenbau eines Brennstoffzellenstapels 20 das Verfahren
mit vorgegebener Zusammendrückstrecke
verwendet wird, werden der Brennstoffzellenstapel 20 und/oder
der Brennstoffzellenzusammenbau 24 demgegenüber um eine
vorgegebene Strecke D anstatt mit einer Druckkraft mit einer vorgegebenen
Stärke
F zusammengedrückt. Der
Bezugspunkt für
die vorgegebene Strecke D könnte
eine Gesamtlänge
des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 selbst sein. Somit
wird im Folgenden nur das Zusammendrücken des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 um
die vorgegebene Strecke D und nicht das Zusammendrücken des
Brennstoffzellenstapels 20 erwähnt. Allerdings könnte das
Zusammendrücken
des Brennstoffzellenstapelzusammenbaus 24 um die vorgegebene
Strecke D selbstverständlich
auch durch Zusammendrücken
des Brennstoffzellenstapels 20 um die vorgegebene Strecke
D erfolgen. Vorzugsweise entspricht die vorgegebene Strecke D dem
Anwenden einer solchen Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24,
die zu einem Betrieb des Brennstoffzellenstapels 20 mit hohem
Wirkungsgrad führt.
Die vorgegebene Strecke D zum Zusammendrücken des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 kann
auf eine Vielzahl von Arten bestimmt werden. Zum Beispiel kann die
vorgegebene Strecke D anhand des Zusammendrückens um eine feste Strecke
für jede
in dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 enthaltene Brennstoffzelle 22 berechnet
werden oder, wie im Folgenden ausführlicher diskutiert wird, auf
empirischen Daten aus früherer Erfahrung
beim Zusammendrücken
von Brennstoffzellenzusammenbauen 24 mit einer be kannten
Anzahl von Brennstoffzellen 22 beruhen. Wenn die vorgegebene
Strecke D bestimmt worden ist, wird auf den Brennstoffzellenstapel 20 eine äußere Druckbelastung
angewendet, so dass der Brennstoffzellenstapel 20 und/oder
der Brennstoffzellenzusammenbau 24 um die vorgegebene Strecke
D zusammengedrückt
werden. Daraufhin werden die Seitenplatten 36 an der oberen
Endplatte 45 und an der unteren Endplatte 58 angebracht
und wird die äußere Druckbelastung
entfernt. Der resultierende Brennstoffzellenstapel 20 besitzt
einen Brennstoffzellenzusammenbau 24, der um die vorgegebene
Strecke D zusammengedrückt
ist und eine innere Druckbelastung besitzt, die dem Betrieb des
Brennstoffzellenstapels 20 mit hohem Wirkungsgrad entspricht.
-
Wenn
die vorgegebene Strecke D rechnerisch (d. h. anhand des Zusammendrückens jeder Brennstoffzelle
um eine feste Strecke) ermittelt wird, wird jede Brennstoffzelle 22 um
eine gegebene Strecke zusammengedrückt. Die vorgegebene Strecke D,
um die der Brennstoffzellenzusammenbau 24 zusammenzudrücken ist,
wird dadurch berechnet, dass die Anzahl der Brennstoffzellen 22,
n, in dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 mit der festen
Strecke d multipliziert wird, um die jede Brennstoffzelle 22 zusammenzudrücken ist.
Mit anderen Worten, es wird die Gleichung D = n · d verwendet. Die feste Strecke, um
die jede Brennstoffzelle 22 zusammenzudrücken ist,
wird also so gewählt,
dass auf die Brennstoffzelle 22 eine Druckkraft ausgeübt wird,
deren Stärke
allgemein einem Betrieb des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 mit
hohem Wirkungsgrad entspricht. Das heißt, die feste Strecke d, um
die jede Brennstoffzelle 22 zusammenzudrücken ist,
beruht auf den physikalischen Eigenschaften der Brennstoffzellen 22 und auf
der Stärke
des Drucks, den die Brennstoffzellen 22 benötigen, um
mit hohem Wirkungsgrad zu arbeiten. Der resultierende Brennstoffzellenstapel 20 besitzt
einen Brennstoffzellenzusammenbau 24, der um die vorgegebene
Strecke D zusammenge drückt
ist und eine Druckbelastung besitzt, die dem Betrieb des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 mit
hohem Wirkungsgrad entspricht.
-
Wenn
die vorgegebene Strecke D zum Zusammendrücken des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 auf
empirischen Daten beruht, wird sie gegenüber dem Zusammendrücken jeder
Brennstoffzelle 22 um eine feste Strecke aus früheren Erfahrungen
beim Zusammendrücken
von Brennstoffzellenzusammenbauen 24 mit einer bekannten
Druckbelastung bestimmt. Die resultierende vorgegebene Strecke D
kann für
beide Verfahren gleich sein. Wegen der allgemeinen Einheitlichkeit
der Zusammensetzung der Brennstoffzellen 22, die ein Brennstoffzellenzusammenbau 24 umfasst,
kann für
jeden Typ einer Brennstoffzelle 22 eine allgemeine Korrelation zwischen
der Anzahl der Brennstoffzellen 22 und der Zusammendrückstrecke
des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 und/oder des Brennstoffzellenstapels 20,
die auftritt, wenn auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 eine
Druckkraft mit einer bekannten Stärke ausgeübt wird, aufgestellt werden.
Die Korrelation kann dazu verwendet werden, anhand der Anzahl der Brennstoffzellen 22,
die der Brennstoffzellenzusammenbau 24 umfasst, die vorgegebene
Strecke D zu bestimmen, um die der Brennstoffzellenzusammenbau 24 zusammenzudrücken ist,
um auf ihn eine Druckkraft mit einer gewünschten Stärke auszuüben. Empirische Daten zeigen
z.B., dass auf Brennstoffzellenzusammenbaue, die 50 und 200 Brennstoffzellen
enthalten und um eine Strecke X bzw. 4X zusammengedrückt werden,
eine Druckkraft mit der gewünschten
Stärke
ausgeübt
wird. Ein Brennstoffzellenstapel 20 mit einem Brennstoffzellenzusammenbau 24,
der 100 ähnliche
Brennstoffzellen 22 umfasst, würde um eine Strecke 2X zusammengedrückt werden
und sollte anhand der Korrelation allgemein eine Druckkraft mit
der gleichen gewünschten
Stärke auf
den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausüben.
-
Da
es in der Zusammensetzung irgendeines gegebenen Typs der Brennstoffzelle 22 eine
gewisse Streuung gibt, kann die auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 ausgeübte Druckkraft
variieren. Der Betrag der Schwankung der resultierenden Druckkraft
hängt von
der Genauigkeit der Korrelationen und von der Streuung der Brennstoffzellen 22 ab. Vorzugsweise
variiert die resultierende Druckkraft innerhalb eines akzeptablen
Bereichs um die gewünschte
Stärke,
so dass die Schwankung eine vernachlässigbare Wirkung auf den Wirkungsgrad
des Brennstoffzellenstapels 20 hat. Dadurch liefert das Verfahren
mit empirischen Daten einen Brennstoffzellenstapel 20 mit
einem Brennstoffzellenzusammenbau 24, auf den eine Druckkraft
ausgeübt
wird, die allgemein gleich einer gewünschten Stärke ist, die dem Betrieb des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 mit hohem Wirkungsgrad
entspricht, wenn dieser um die vorgegebene Strecke D zusammengedrückt ist.
-
Wie
oben erwähnt
wurde, können
die Abstandsplatten 52 verwendet werden, um einen Brennstoffzellenstapel 20 mit
einer vorgegebenen oder einheitlichen Länge L zu schaffen. Das heißt, die
Abstandsplatten 52 können
in dem Brennstoffzellenstapel 20 verwendet werden, um Raum
zu belegen, so dass der Brennstoffzellenstapel 20 eine
vorgegebene oder einheitliche Länge
L besitzt. Eine einheitliche Länge
L bietet viele Vorteile. Beispielsweise ermöglicht eine einheitliche Länge L, dass
die Brennstoffzellenstapel leicht gewechselt werden können, und
außerdem,
dass die Vorrichtungen, in denen der Brennstoffzellenstapel 20 genutzt
wird, genormte Räume
für den
Brennstoffzellenstapel 20 besitzen.
-
Die
Erfindung schafft verschiedene wie in den 13a–13b gezeigte Zusammenbaufolgen für einen
Brennstoffzellenstapel mit einer einheitlichen Länge L. Die gewünschte vorgegebene
oder einheitliche Länge
L des Brennstoffzellenstapels 20 kann entweder eine bekannte
Länge wie
etwa eine Industrienorm oder eine gewählte Länge sein. Auf jeden Fall ist
die Gesamtlänge
L eine bekannte Größe. Die
Dicke der oberen Endplatte 45 und der unteren Endplatte 58,
irgendwelcher in dem Brennstoffzellenstapel 20 verwendeter
Anschlussplatten 56 sowie irgendwelcher weiterer Komponenten
der Endanordnungen 32, 34 kann gemessen werden,
so dass sie bekannte Größen sind.
Anhand dieser bekannten Größen/Abmessungen
kann der Raum in dem Brennstoffzellenstapel 20 berechnet
werden, in dem der Brennstoffzellenzusammenbau 24 angeordnet werden
soll, so dass er ebenfalls eine bekannte Größe ist. Das heißt, die
Länge des
Raums in dem Brennstoffzellenstapel 20, in dem der Brennstoffzellenzusammenbau 24 angeordnet
werden soll, ist gleich der vorgegebenen oder einheitlichen Länge L des
Brennstoffzellenstapels 20, abzüglich der Abmessungen der Endplatten 45, 58,
irgendwelcher Anschlussplatten 56 sowie irgendwelcher weiterer
Komponenten, aus denen die Endanordnungen 32, 34 aufgebaut
sind. Die einzige unbekannte Abmessung ist die Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24. Die Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 kann je nach dem Verfahren, das
wie oben erörtert
zur Herstellung des Brennstoffzellenstapels 20 verwendet
wird, und nach der Anzahl der Brennstoffzellen 22, die
der Brennstoffzellenzusammenbau 24 umfasst, variieren.
-
Wie
oben festgestellt wurde, können
bei dem Verfahren mit vorgegebener Druckbelastung Abstandsplatten 52 verwendet
werden, um einen Brennstoffzellenstapel 20 mit einer vorgegebenen oder
einheitlichen Länge
L herzustellen, wobei auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 eine
Druckbelastung ausgeübt
wird, die allgemein gleich der vorgegebenen Stärke F ist. Hierzu muss entweder die
Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 oder die Drucklänge des
Brennstoffzellenstapels 20 bestimmt werden, so dass die
geforderte gemeinsame Dicke der einen oder der mehreren Abstandsplatten 52 ermittelt
werden kann.
-
Die
Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 kann auf eine der folgenden
Arten bestimmt werden: (1) Zusammendrücken des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 mit
einer äußeren Druckbelastung,
so dass eine innere Druckbelastung mit der vorgegebenen Stärke F erhalten
wird, und Messen der Drucklänge 30,
wie in 9A zu sehen ist; oder (2) Zusammendrücken des
Brennstoffzellenstapels 20 mit einer äußeren Belastung, so dass auf den
Brennstoffzellenzusammenbau 24 eine innere Druckbelastung
mit einer vorgegebenen Stärke
F ausgeübt
wird, wie in 9B zu sehen ist, und entweder
(A) Messen der Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24; oder (B) Messen der Drucklänge des
Brennstoffzellenstapels 20 und Berechnen der Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 durch Subtrahieren der
bekannten Abmessungen der Endplatten 45, 58, der
Anschlussplatten 56 sowie irgendwelcher weiterer Komponenten
der Endanordnungen 32, 34. Wenn die Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 bestimmt worden ist, kann
die äußere Druckbelastung von
dem Brennstoffzellenzusammenbau 24 oder von dem Brennstoffzellenstapel 20 entfernt
werden. Die Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 wird dazu verwendet, die
geforderte gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 für die Herstellung
des Brennstoffzellenstapels 20 mit der vorgegebenen oder
einheitlichen Länge
L zu berechnen. Die geforderte gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 ist (wie
oben diskutiert wurde) gleich der Differenz zwischen der Länge des
Raums, in dem der Brennstoffzellenzusammenbau 24 angeordnet
werden soll, und der Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24. Somit kann die geforderte
gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 berechnet werden.
-
Alternativ
kann die Drucklänge
des Brennstoffzellenstapels 20 mit einer inneren Druckbelastung
auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 mit der vorgegebenen
Stärke
F verwendet werden. Die Drucklänge
des Brennstoffzellenstapels 20 kann dadurch bestimmt werden,
dass der Brennstoffzellenstapel 20 mit einer äußeren Druckbelastung
zusammengedrückt
wird, so dass auf den Brennstoffzellenzusammenbau 24 eine
innere Druckbelastung mit der vorgegebenen Stärke F ausgeübt wird, und daraufhin die
Drucklänge
des Brennstoffzellenstapels 20 gemessen wird. Daraufhin
wird die äußere Druckbelastung
auf den Brennstoffzellenstapel entfernt. Es wird die Differenz zwischen
der vorgegebenen oder einheitlichen Länge L des Brennstoffzellenstapels 20 und
der gemessenen Drucklänge
des Brennstoffzellenstapels 20 berechnet. Die berechnete
Differenz ist die geforderte gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52.
-
Wenn
die geforderte gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 bestimmt
worden ist, werden eine oder mehrere Abstandsplatten 52 mit
der geforderten gemeinsamen Dicke gewählt. Die gewählten Abstandsplatten 52 werden
zwischen der oberen Endplatte 45 und/oder der unteren Endplatte 58 und dem
jeweiligen oberen Ende 26 und/oder unteren Ende 28 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 positioniert. Die Abstandsplatten 52 werden
so orientiert, dass die gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 auf
die Länge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 ausgerichtet ist. Daraufhin
wird der Brennstoffzellenstapel 20 durch Anwenden einer äußeren Druckbelastung
auf ihn zusammengedrückt, so
dass er allgemein die vorgegebene oder einheitliche Länge L erhält. Die
resultierende innere Druckbelastung des Brennstoffzellenstapels 20 mit
der vorgegebenen oder einheitlichen Länge L sollte allgemein gleich
der vorgegebenen Stärke
F sein. Daraufhin werden die Seitenplatten 36 an der oberen
Endplatte 45 und an der unteren Endplatte 58 befestigt, so
dass die obere Endplatte 45 und die untere Endplatte 58 den
Brennstoffzellenstapel 20 allgemein auf der vorgegebenen
oder einheitlichen Länge
L halten. Schließlich
wird die äußere Druckbelastung
von dem Brennstoff zellenstapel 20 entfernt. Der resultierende Brennstoffzellenstapel 20 besitzt
eine Länge,
die allgemein gleich der vorgegebenen oder einheitlichen Länge L ist,
wobei der Brennstoffzellenzusammenbau 24 allgemein mit
der vorgegebenen Stärke
F zusammengedrückt
ist.
-
In
dem Verfahren mit vorgegebener Zusammendrückstrecke zur Herstellung eines
Brennstoffzellenstapels 20 können ebenfalls Abstandsplatten 52 genutzt
werden, um einen Brennstoffzellenstapel 20 mit vorgegebener
oder einheitlicher Länge
L herzustellen. Die geforderte gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 beruht
auf der gewünschten
vorgegebenen oder einheitlichen Länge L für den Brennstoffzellenstapel 20,
auf der Drucklänge 30 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 und
auf der Dicke der Komponenten, die die Endanordnungen 32, 34 umfassen.
Die Drucklänge 30 des
Brennstoffzellenzusammenbaus 24 wird durch Subtraktion
der vorgegebenen Strecke D von der drucklosen Länge 31 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 berechnet.
Um die geforderte gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 zu
liefern, werden von der vorgegebenen oder einheitlichen Länge L des
Brennstoffzellenstapels 20 die Drucklänge 30 des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 und
die Dicke der Endplatten 45, 58, der Anschlussplatten 56 sowie
irgendwelcher weiterer Komponenten, die die Endanordnungen 32, 34 umfassen,
subtrahiert. Daraufhin werden die Abstandsplatten 52 so
gewählt,
dass die gemeinsame Dicke der Abstandsplatten 52 allgemein
gleich der geforderten Gesamtdicke ist. Daraufhin werden die gewählten Abstandsplatten 52 wie
oben diskutiert zu dem Brennstoffzellenstapel 20 hinzugefügt. Der
resultierende Brennstoffzellenstapel 20 besitzt allgemein
die gewünschte
vorgegebene oder einheitliche Länge
L, einen Brennstoffzellenzusammenbau 24, der allgemein
um die vorgegebene Strecke D zusammengedrückt ist, und eine innere Druckbelastung,
die dem Betrieb des Brennstoffzellenzusammenbaus 24 mit
hohem Wirkungsgrad entspricht.
-
Wenn
hier ein Begriff mit dem Adverb "allgemein" quantifiziert ist,
soll dies selbstverständlich
bedeuten, dass die Größe des beschriebenen
Faktors innerhalb eines akzeptablen Toleranzbereichs der gewünschten
Größe liegt.
-
Die
Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und
somit sind Variationen, die nicht vom Schutzumfang der Erfindung
abweichen, als innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung befindlich
anzusehen. Solche Abwandlungen sind nicht als Abweichung vom Schutzumfang
der Erfindung zu betrachten.
-
Zusammenfassung
-
Die
Erfindung schafft einen elektrochemischen Brennstoffzellenstapel
(20), der in einer Stapelkonfiguration angeordnet ist,
so dass er einen Brennstoffzellenzusammenbau (24) bildet.
Der Brennstoffzellenzusammenbau (24) liegt zwischen wenigstens
einer Abstandsplatte (52) und einer ersten Endplatte (45)
und einer zweiten Endplatte (58). Die Endplatten (45, 58)
sind in einer fest beabstandeten Beziehung gehalten, so dass sie
eine Druckkraft auf den Brennstoffzellenzusammenbau (24)
ausüben.