-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug, an dem ein Brennstoffzellenstapel montiert ist, und ein Verfahren zum Montieren eines Brennstoffzellenstapels an einem Fahrzeug.
-
STAND DER TECHNIK
-
Ein Brennstoffzellenfahrzeug, an dem ein Brennstoffzellenstapel montiert ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt, siehe beispielsweise die
JP 2005 -
231 549 A . Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug ist der Brennstoffzellenstapel vermittels einer Montageanordnung an einem Fahrzeugrahmen angebracht. Aus der JP 2013- 1 343 A ist eine Konfiguration bekannt, bei welcher ein Brennstoffzellenstapel an einem Unterboden eines Brennstoffzellenfahrzeugs montiert wird. Die
JP 2012 -
82 949 A offenbart ferner den Aufbau eines zur Dämpfung von Vibrationen geeigneten Materials, das unter anderem in der Automobiltechnik zur Anwendung kommen kann.
-
KURZFASSUNG
-
Technisches Problem
-
Bei der Konfiguration, bei der die Brennstoffzelle mittels der Montageanordnung am Fahrzeugrahmen befestigt ist, dämpft die Montageanordnung Vibrationen in einem gewissen Ausmaß. Eine große Anzahl von Aktoren wie Pumpen, die zu einer Quelle für Vibrationen werden können, ist jedoch in der Umgebung des Brennstoffzellenstapels angeordnet. Daher gibt es nach wie vor Raum für Verbesserungen bezüglich der Verringerung von Geräuschen und Vibrationen (NV). Zudem besteht bei dem Brennstoffzellenfahrzeug Bedarf an einer Verkleinerung, einer Kostenreduktion, einer Ressourceneinsparung und leichten Herstellung.
-
Ausgehend von den vorstehend beschriebenen Problemen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Befestigung einer Brennstoffzellen mittels einer Montageanordnung an einem Fahrzeugrahmen derart zu verbessern, dass einerseits Geräusche und Vibrationen verringert werden können und andererseits eine Verkleinerung, Kostenreduktion, Ressourceneinsparung und leichtere Herstellung ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 1 sowie dem Verfahren zum Montieren eines Brennstoffzellenstapels an einem Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 5; vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Lösung für das Problem
-
Um zumindest einen Teil des vorstehend genannten Problems zu lösen kann die Erfindung entsprechend der nachfolgend dargestellten Aspekte verwirklicht werden.
-
(1) Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Brennstoffzellenfahrzeug geschaffen, an dem ein Brennstoffzellenstapel montiert ist. Das Brennstoffzellenfahrzeug kann aufweisen: ein Stapelgehäuse, das derart ausgestaltet ist, um darin den Brennstoffzellenstapel aufzunehmen; zumindest eine Montageanordnung, die ausgestaltet ist, um das Stapelgehäuse an einem Fahrzeugkörper zu befestigen; eine Rippe, die derart an dem Stapelgehäuse ausgebildet ist, dass sie entlang eines Pfades von einer Position, die an die Montageanordnung angrenzt, über eine obere Fläche des Stapelgehäuses verläuft; und ein Dämpfungselement, das zumindest an einem Teil der oberen Fläche des Stapelgehäuses außer einem Positionsbereich der Rippe angeordnet ist.
-
Das Brennstoffzellenfahrzeug gemäß diesem Aspekt hat die vorteilhaften Effekte, durch eines oder eine Kombination von:
- (i) Vorsehen der Rippe angrenzend an die Montageanordnung mit hoher Festigkeit, um die Festigkeit des gesamten Stapelgehäuses zu erhöhen;
- (ii) Vorsehen der Rippen am Stapelgehäuse, um die flache Fläche des Stapelgehäuses in Teilflächen mit verringerten Bereichen zu unterteilen; und
- (iii) Vorsehen des Dämpfungselements,
Vibrationen ausreichend zu dämpfen während Geräusche ausreichend verringert werden können.
-
(2) Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Stapelgehäuse derart befestigt sein, dass eine Stapelrichtung einer Mehrzahl von Leistungserzeugungszellen, die in dem Brennstoffzellenstapel enthalten sind, in eine Fahrzeugbreitenrichtung (Links-Rechts-Richtung) ausgerichtet ist. Die Montageanordnung kann zumindest an einer Fahrzeugvorderseite und/oder einer Fahrzeugrückseite des Stapelgehäuses angeordnet sein. Die Rippe kann entlang einer Fahrzeug-Front-Heck-Richtung ausgebildet sein. Diese Konfiguration verringert die Gesamtlänge des Stapelgehäuses in Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels um die Länge der Montageanordnung im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Montageanordnung in Links-Rechts-Richtung des Stapelgehäuses vorgesehen ist. Dies senkt die beispielsweise bei einem Seitenaufprall von einer Seitenrichtung aufgebrachte Aufprallenergie. Diese Konfiguration gewährleistet auch die leichte Anpassung, wenn die Anzahl der Leistungserzeugungszellen, die in dem Brennstoffzellenstapel gestapelt sind, erhöht wird.
-
(3) Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Brennstoffzellenfahrzeug eine Mehrzahl von Montageanordnungen und eine Mehrzahl paarweiser Rippen aufweisen. Ein Teil der Mehrzahl von Montageanordnungen kann an einer Fahrzeugvorderseite des Stapelgehäuses angeordnet sein. Der restliche Teil der Mehrzahl von Montageanordnungen kann an einer Fahrzeugrückseite des Stapelgehäuses angeordnet sein. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass das Stapelgehäuse vermittels der Mehrzahl von Montageanordnungen zuverlässig am Fahrzeugkörper angebracht werden kann. Das Vorsehen einer Mehrzahl von Montageanordnungen verbessert die Festigkeit des Stapelgehäuses. Dies führt zu einer weiteren Verringerung der Geräusche und Dämpfung der Vibrationen.
-
(4) Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann das Dämpfungselement zumindest eine Aluminiumschicht umfassen. Das Vorsehen der Rippen verschiebt den Resonanzpunkt der Vibrationen des Stapelgehäuses hin zu einer höheren Frequenz. Die Konfiguration des Dämpfungselements derart, dass dieses die Aluminiumschicht umfasst, verbessert den Vibrationsdämpfungseffekt bei der hohen Frequenz. In anderen Worten: das vibrationsdämpfende Material, das Aluminium verwendet, das zum Dämpfen der Vibrationen bei der hohen Frequenz dient, kann als Dämpfungselement verwendet werden. Dies verbessert den Vibrationsdämpfungseffekt bei der hohen Frequenz. Diese Konfiguration verringert das Gesamtgewicht, wobei die Geräusche weiter verringert und die Vibrationen weiter gedämpft werden können.
-
(5) Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Montieren eines Brennstoffzellenstapels an einem Brennstoffzellenfahrzeug vorgeschlagen. Das Montageverfahren kann aufweisen: Anordnen einer Montageanordnung an einem Randabschnitt eines Stapelgehäuses, das derart ausgestaltet ist, um darin den Brennstoffzellenstapel aufzunehmen, und Ausbilden einer Rippe mit dem Stapelgehäuse an einer oberen Fläche des Stapelgehäuses entlang einer Fahrzeug-Front-Heck-Richtung derart, dass diese von einer Position, die an die Montageanordnung angrenzt, verläuft; Anordnen eines Dämpfungselements an zumindest einem Teil der oberen Fläche des Stapelgehäuses außer einem Positionsbereich der Rippe; und Befestigen des Stapelgehäuses, in dem der Brennstoffzellenstapel angeordnet ist, an einem Fahrzeugkörper mittels der Montageanordnung. Alternativ kann dieses Montageverfahren aufweisen: Befestigen eines Stapelgehäuses, in dem der Brennstoffzellenstapel angeordnet ist, an einem Fahrzeugkörper mittels einer Montageanordnung; Ausbilden einer Rippe derart, dass diese von einer Position, die an die Montageanordnung angrenzt, über eine obere Fläche des Stapelgehäuses verläuft; und Anordnen eines Dämpfungselements an einer Position, die zumindest ein anderer Teil der oberen Fläche des Stapelgehäuses als ein Positionsbereich der Rippe ist. Das Verfahren zum Montieren eines Brennstoffzellenstapels an einem Fahrzeug gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt erzielt wie das Brennstoffzellenfahrzeug gemäß des vorstehend genannten Aspekts (1) die vorteilhaften Effekte bezüglich der ausreichenden Dämpfung von Vibrationen und ausreichenden Verringerung von Geräuschen.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt eine Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Stapelgehäuse am Brennstoffzellenfahrzeug montiert ist;
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Umgebung einer Halterung; und
- 4 zeigt eine Draufsicht, die das Stapelgehäuse veranschaulicht.
-
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
-
Aufbau
-
1 zeigt eine Darstellung, die den allgemeinen Aufbau eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform zeigt. Das Brennstoffzellenfahrzeug 100 hat rechte und linke Vorderräder FR und FL sowie rechte und linke Hinterräder RR und RL an vier Ecken, und hat ein Brennstoffzellensystem 10, das unter dem Fahrzeugboden angeordnet ist. Pfeile „vome, hinten, links und rechts“ in der Darstellung bezeichnen Richtungen, die auf Basis des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 bestimmt sind. In der nachfolgenden Beschreibung basieren Begriffe wie „Vorderseite“, „Rückseite“, „rechte Seite“ und „linke Seite“ auf Richtungen, die durch die Pfeile „vome, hinten, links und rechts“ angedeutet sind. Die Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugs wird auch als Fahrzeugbreitenrichtung bezeichnet.
-
Das Brennstoffzellensystem 10 hat ein Stapelgehäuse 20, das derart ausgestaltet ist, um einen Brennstoffzellenstapel 15 aufzunehmen, ein Wandlergehäuse 80, das ausgestaltet ist, um einen Wandler für eine (nicht dargestellte) Brennstoffzelle aufzunehmen, sowie eine Hilfsaggregatabdeckung 90, die ausgestaltet ist, um eine Fluidzufuhr-/austrageinheit (nicht dargestellt) anzuordnen. 1 zeigt den Brennstoffzellenstapel 15 und dessen Umgebung, indem ein Teil des Stapelgehäuses 20 freigeschnitten ist. Die Anzahl und Anordnung des Brennstoffzellenstapels 15, der im Stapelgehäuse 20 in 1 angeordnet ist, ist nur beispielhaft. Eine Mehrzahl von Brennstoffzellenstapeln 15 kann in einem Stapelgehäuse 20 angeordnet sein. Die Gestalt der Brennstoffzellenstapel 15 in dieser Anmeldung ist nicht besonders beschränkt. Die Brennstoffzellenstapel 15 können in Front-Heck-Richtung angeordnet sein, können in Links-Rechts-Richtung angeordnet sein, oder können diagonal angeordnet sein. Ein Stapelgehäuse kann für jede Brennstoffzelle vorgesehen sein.
-
Der in dem Stapelgehäuse 20 aufgenommene Brennstoffzellenstapel 15 ist ein Zellenstapelkörper, der durch Stapeln einer Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheiten (Leistungserzeugungszellen als minimale Einheiten der Leistungserzeugung) 17 ausgebildet wird, und kann beispielsweis als Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle ausgestaltet sein. Jede der Leistungserzeugungszellen 17 verwendet ein Brenngas, das von einem (nicht dargestellten) Brenngastank zugeführt wird, der am Brennstoffzellenfahrzeug 100 montiert ist, und Luft, die als Oxidationsgas aus der Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs zugeführt wird, um elektrische Leistung bzw. Strom zu erzeugen. Diese Ausführungsform verwendet Wasserstoffgas als Brenngas.
-
Der Wandler der Brennstoffzelle, der im Wandlergehäuse 80 angeordnet ist, ist ein Spannungswandler (Gleichstromwandler), der ausgestaltet ist, um die vom Brennstoffzellenstapel 15 zugeführte elektrische Spannung zu verstärken. Die durch den Wandler verstärkte elektrische Spannung wird zu einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) ausgegeben, der im Brennstoffzellenstapel 100 enthalten ist. Das Fahrzeug 100 dieser Ausführungsform ist ein frontgetriebenes Fahrzeug, so dass die Vorderräder FR und FL durch den Motor angetrieben und gedreht werden.
-
Die Fluidzufuhr-/austrageinheit, die in der Hilfsaggregatabdeckung 90 angeordnet ist, umfasst verschiedene Leitungen für Brenngas, Oxidationsgas und Kühlmittel sowie Aktoren wie Pumpen und Injektoren, die mit den Leitungen verbunden sind. Die Aktoren wie die Pumpen und Injektoren können zu einer Quelle für Vibrationen während des Betriebs werden.
-
Das Stapelgehäuse 20 dieser Ausführungsform ist seitwärts angeordnet, so dass die Stapelrichtung der Mehrzahl von Leistungserzeugungszellen 17 im Brennstoffzellenstapel 15 im Wesentlichen in Links-Rechts-Richtung des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 (Fahrzeugbreitenrichtung) ausgerichtet ist. Das Wandlergehäuse 80 ist mit dem Stapelgehäuse 20 derart verbunden, dass es an der Vorderseite des Stapelgehäuses 20 angeordnet ist. Die Hilfsaggregatabdeckung 90 ist mit dem Stapelgehäuse 20 derart verbunden, dass sie an der rechten Seite des Stapelgehäuses 20 angeordnet ist. Das Stapelgehäuse 20, das Wandlergehäuse 80 und die Hilfsaggregatabdeckung 90 bestehen aus Gussmetallteilen (beispielsweise Aluminium).
-
2 ist eine Darstellung, die den Zustand zeigt, bei dem das Stapelgehäuse 20 am Brennstoffzellenfahrzeug montiert ist. Wie dargestellt ist, ist das Stapelgehäuse 20 an einem Stapelrahmen 30 montiert. Das Brennstoffzellenfahrzeug 100 ist derart konfiguriert, dass ein Körper (nicht dargestellt) und ein Fahrzeugkörperrahmen (nicht dargestellt) aneinander befestigt sind und sich gegenseitig halten. Der Stapelrahmen 30 ist am Fahrzeugkörperrahmen befestigt. Als Ergebnis ist das Stapelgehäuse 20 am Fahrzeugkörper befestigt. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Stapelgehäuse 20 am Stapelrahmen 30 vermittels dreier Halterungen 41, 42 und 43 (Halterung 43 ist in 4 gezeigt) befestigt.
-
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Umgebung der Halterung 41 auf der linken Fahrzeugseite zeigt. Wie dargestellt ist, ist die Halterung 41 von einem unteren Ende des Stapelgehäuses 20 vorstehend ausgebildet und hat eine Öffnung (nicht dargestellt). Ein Befestigungsbolzen bzw. eine Befestigungsschraube 41a ist in diese Öffnung eingesetzt und eingeschraubt, so dass das Stapelgehäuse 20 am Stapelrahmen 30 befestigt ist (in 2 dargestellt). Genauer gesagt ist die Halterung 41 derart ausgestaltet, dass ein elastischer Körper (beispielsweise Gummi, nicht dargestellt) zwischen der Öffnung und der Befestigungsschraube 41a angeordnet ist. Der elastische Körper dient zum Dämpfen von Vibrationen. Die anderen Haltungen 42 und 43 der drei Halterungen 41 bis 43 haben einen ähnlichen Aufbau wie die Halterung 41. Gemäß dieser Ausführungsform sind die jeweiligen Halterungen 41, 42 und 43 sowie Elemente, die für die jeweiligen Halterungen 41, 42 und 43 vorgesehen sind (Befestigungsschrauben, elastische Körper und Verstärkungsrippen) im untergeordneten Konzept der in der Kurzfassung beschriebenen „Montagestruktur“ enthalten. Der elastische Körper kann ein isolierender elastischer Körper sein, um die Befestigungsschraube 41a von der Öffnung zu isolieren.
-
4 zeigt eine Draufsicht auf das Stapelgehäuse 20. Wie dargestellt ist, sind die beiden Halterungen 41 und 42 der drei Halterungen 41 bis 43 auf der Rückseite des Stapelgehäuses 20 vorgesehen, und die letzte Halterung 43 ist an der Vorderseite des Stapelgehäuses 20 vorgesehen. Die Halterung 41 als eine der rückseitigen Halterungen befindet sich in der Nähe eines linken Endes an einem unteren Abschnitt einer Rückwandfläche 20a des Stapelgehäuses 20. Die Halterung 42 als die andere der rückseitigen Halterungen befindet sich in der Nähe eines rechten Endes im unteren Abschnitt der Rückwandfläche 20a des Stapelgehäuses 20. Die Halterung 43 an der Vorderseite befindet sich auf der linken Seite der Mitte in Links-Rechts-Richtung an einem unteren Abschnitt einer Vorderwandfläche 20b des Stapelgehäuses 20. Diese Konfiguration verhindert, dass die Halterung 43 mit dem Wandlergehäuse 80, das an der Vorderseite des Stapelgehäuses 20 angeordnet ist, in Wechselwirkung tritt.
-
Erste bis vierte Rippen zur Verstärkung bzw. Verstärkungsrippen 51, 52, 53 und 54 sind an einer oberen Fläche 20c des Stapelgehäuses 20 angeordnet. Die „obere Fläche“ bezeichnet hierbei eine Fläche, die nach oben weist. Wenn eine Mehrzahl von Flächen nach oben weist, bezeichnet die „obere Fläche“ eine Fläche, die am meisten parallel zur Montagefläche des Stapelgehäuses von der Mehrzahl von Flächen ist. Genauer gesagt verläuft die erste Rippe 51 von einer links an die Halterung 41 auf der linken Rückseite angrenzenden Position derart nach vorne, dass sie von der Rückwandfläche 20a über die obere Fläche 20c zur Vorderwandfläche 20b verläuft. Die zweite Rippe 52 verläuft von einer rechts an die Halterung 42 auf der rechten Rückseite angrenzenden Position derart nach vorne, dass sie von der Rückwandfläche 20a über die obere Fläche 20c zur Vorderwandfläche 20b verläuft. Die dritten und vierten Rippen 53 und 54 verlaufen von jeweils an die Halterung 43 auf der Vorderseite angrenzenden Positionen derart nach hinten, dass sie von der Vorderwandfläche 20b über die obere Fläche 20c zur Rückwandfläche 20a verlaufen. Der Brennstoffzellenstapel 15, der im Stapelgehäuse 20 angeordnet ist, hat Endplatten 18 und 19, die an jeweiligen Enden in Stapelrichtung der Leistungserzeugungszellen 17 angeordnet sind. Die Position, an der die erste Rippe 51 angeordnet ist, befindet sich in der Nähe eines linken Endes des Stapelgehäuses 20. Die Position, an der die zweite Rippe 52 angeordnet ist, befindet sich in der Nähe eines rechten Endes des Stapelgehäuses 20. Dementsprechend fluchten die Positionen der ersten Rippe 51 und der zweiten Rippe 52 im Wesentlichen mit den Positionen der jeweiligen Endplatten 18 und 19 in Links-Rechts-Richtung des Brennstoffzellenfahrzeugs 100.
-
Dämpfungselemente 60 sind jeweils zwischen der ersten Rippe 51 und der dritten Rippe 53, zwischen der dritten Rippe 53 und der vierten Rippe 54 und zwischen der vierten Rippe 54 und der zweiten Rippe 52 an der oberen Fläche des Stapelgehäuses 20 angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Dämpfungselement 60 durch Aufbringen einer Bahn aus Aluminium (Aluminiumbahn) auf Butylkautschuk ausgebildet und jeweils zwischen angrenzende Paare von Rippen 51 bis 54 unter Verwendung einer Butylkautschukseitigen Fläche als Klebefläche aufgeklebt.
-
Das Wandlergehäuse 80 ist am Fahrzeugkörperrahmen vermittels ähnlicher Halterungen wie den Halterungen 41 bis 43 zur Befestigung des Stapelgehäuses 20 angebracht. Die Hilfsaggregatabdeckung 90 ist nicht direkt am Fahrzeugkörperrahmen angebracht sondern mit dem Stapelgehäuse 20 verbunden und daran befestigt. Halterungen zum Befestigen des Wandlergehäuses 80 sowie eine Verbindungsstruktur der Hilfsaggregatabdeckung 90 sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
-
Funktion und vorteilhafte Effekte
-
Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug 100 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau sind erste bis vierte Rippen 51 bis 54 angrenzend an die Halterungen 41 bis 43 mit hoher Festigkeit angeordnet. Diese Konfiguration erhöht die Festigkeit des gesamten Stapelgehäuses 20. Das Vorsehen der ersten bis vierten Rippen 51 bis 54 unterteilt die flache Fläche des Stapelgehäuses 20 in Teilflächen mit verringerten Bereichen, wodurch der Vibrationsdämpfungseffekt verbessert wird. Die Dämpfungselemente 60 sind zudem zwischen den jeweils angrenzenden Paaren von Rippen 51 bis 54 angeordnet. Hierdurch wird der Vibrationsdämpfungseffekt weiter verstärkt. Eines dieser technischen Merkmale oder eine Kombination einiger dieser technischen Merkmale schafft die vorteilhaften Effekte einer ausreichenden Verringerung der Geräusche und Dämpfung der Vibrationen. Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug 100 sind die ersten bis vierten Rippen 51 bis 54 am Stapelgehäuse 20 vorgesehen. Diese Konfiguration verschiebt die Resonanzfrequenz der Vibration des Stapelgehäuses 20 hin zu einer höheren Frequenz. Die zwischen den ersten bis vierten Rippen 51 bis 54 angeordneten Dämpfungselemente 60 bestehen aus dem Material mit der Aluminiumbahn. Dies verstärkt den Vibrationsdämpfungseffekt bei der hohen Frequenz weiter. In anderen Worten: das vibrationsdämpfende Material, das Aluminium verwendet, das zum Dämpfen der Vibration bei der hohen Frequenz dient, kann für die Dämpfungselemente 60 verwendet werden. Dies verbessert den Vibrationsdämpfungseffekt bei hoher Frequenz. Diese Konfiguration verringert das Gesamtgewicht während die Geräusche weiter verringert und die Vibrationen weiter gedämpft werden können.
-
Zudem ist bei dem Brennstoffzellenfahrzeug 100 jede der Halterungen 41 bis 43, die ausgestaltet sind, um das Stapelgehäuse 20 am Stapelrahmen 30 zu fixieren, an der Vorderseite oder der Rückseite des Stapelgehäuses 20 ausgebildet. Dies verringert die Gesamtlänge des Stapelgehäuses in Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels 15. Diese Konfiguration verhindert, dass die Aufprallenergie im Falle eines Seitenaufpralls oder dergleichen von einer Seitenrichtung aufgebracht wird. Diese Konfiguration beseitigt auch die Notwendigkeit der Änderung der Positionen der Halterungen 41 bis 43 in einem Fall, bei dem die Anzahl von Zellen im Brennstoffzellenstapel 15 erhöht wird, und gewährleistet somit eine leichte Anpassung an diesem Fall.
-
Abwandlungen
-
* Abwandlung 1
-
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Montagestruktur derart ausgestaltet, dass sie die Halterung, die Befestigungsschraube, den isolierenden elastischen Körper und die Rippe zur Verstärkung umfasst. Die Montagestruktur der Erfindung kann jedoch nicht alle diese Elemente umfassend ausgebildet sein. Bei einer modifizierten Ausbildung kann die Verstärkungsrippe weglassen werden. Bei einer anderen modifizierten Ausbildung können der isolierende elastische Körper und die Verstärkungsrippe weggelassen werden. Zudem kann die Montagestruktur derart ausgestaltet sein, dass ein Element mit einer anderen Form, beispielsweise ein Niet, verwendet wird, um das Stapelgehäuse am Fahrzeugkörper zu befestigen. Die Mehrzahl von Halterungen muss nicht unbedingt identisch ausgebildet sein sondern kann in unterschiedlichen Formen entsprechend der Stellen und der Materialien der jeweiligen Halterungen ausgebildet sein.
-
* Abwandlung 2
-
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Stapelgehäuse 20 am Stapelrahmen 30 angebracht, und der Stapelrahmen 30 ist am Fahrzeugkörperrahmen angebracht, so dass das Stapelgehäuse 20 am Fahrzeugkörper befestigt ist. Die Erfindung ist jedoch auf diesen Aufbau nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Stapelgehäuse direkt am Fahrzeugkörperrahmen befestigt sein. Bei einem anderen Beispiel kann der Stapelrahmen zwischen zwei Seitenrahmen befestigt sein. In anderen Worten: jede Konfiguration, bei der das Stapelgehäuse am Fahrzeugkörper befestigt wird, kann Anwendung finden.
-
* Abwandlung 3
-
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die drei Montagestrukturen verwendet, um das Stapelgehäuse am Fahrzeugkörper zu befestigen. Die Anzahl der Montagestrukturen ist jedoch nicht auf drei beschränkt und kann eine andere Anzahl, beispielsweise eins, zwei oder vier sein. Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind Rippen für alle Montagestrukturen vorgesehen, die zum Befestigen des Stapelgehäuses am Fahrzeugkörper verwendet werden. Gemäß einer Abwandlung kann die Rippe nur für einen Teil der Montagestrukturen vorgesehen sein. Bei einer modifizierten Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann auch zumindest eine Rippe von der dritten Rippe 53 und der vierten Rippe 54, welche für die Halterung 43 vorgesehen sind, weggelassen werden. Bei einer weiteren modifizierten Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann zumindest eine Rippe von der ersten Rippe 51 und der zweiten Rippe 52, welche jeweils für die Halterungen 41 und 42 vorgesehen sind, weggelassen werden.
-
* Abwandlung 4
-
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Dämpfungselemente 60 zwischen den jeweils angrenzenden Paaren von Rippen 51 bis 54 angeordnet. Die Dämpfungselemente müssen jedoch nicht unbedingt zwischen allen angrenzenden Paaren von Rippen angeordnet sein. Beispielsweise kann bei einem Aufbau mit einer Rippe im Stapelgehäuse ein Dämpfungselement neben der Rippe angeordnet sein. Der Anordnungsbereich des Dämpfungselements kann beispielsweise derart konfiguriert sein, dass das Dämpfungselement derart ausgestaltet ist, dass es einen Bereich zwischen angrenzenden Rippen vollständig abdeckt, oder dass das Dämpfungselement derart ausgestaltet ist, dass es einen Teil einer Fläche, die sich vom Positionsbereich einer Rippe unterscheidet, abdeckt. In anderen Worten: das Dämpfungselement kann an jeder Position vorgesehen sein, die zumindest einem Teil der oberen Fläche des Stapelgehäuses entspricht, der sich vom Positionsbereich einer Rippe unterscheidet. Rippen und Dämpfungselemente können nicht nur an der oberen Fläche des Stapelgehäuses sondern auch an Seitenflächen wie der Vorderseite und der Rückseite des Stapelgehäuses angeordnet sein.
-
* Abwandlung 5
-
Gemäß der Ausführungsform wird das Dämpfungselement 60 durch Aufbringen einer Aluminiumbahn auf Butylkautschuk ausgestaltet, d.h. derart ausgebildet, dass es eine Butylschicht und eine Aluminiumschicht umfasst. Gemäß Abwandlungen kann das Dämpfungselement 60 derart ausgebildet sein, dass es nur die Butylschicht umfasst, oder kann ausgebildet sein, dass es eine Harzschicht anstelle der Aluminiumschicht umfasst. In anderen Worten: das Dämpfungselement 60 kann verschiedene Konfigurationen umfassen, die zumindest die Butylschicht aufweisen. Jedes andere elastische Material als Butyl, beispielsweise Silikongummi oder ein Schaum können für das Dämpfungselement 60 verwendet werden.
-
* Abwandlung 6
-
Die Ausführungsform sowie jede der Abwandlungen, die vorstehend beschrieben wurden, verwenden eine Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle als Brennstoffzelle. Die Erfindung ist jedoch für verschiedene Arten von Brennstoffzellen verwendbar, beispielsweise Phosphorsäure-Brennstoffzellen, Schmelzcarbonat-Brennstoffzellen und Festoxid-Brennstoffzellen.
-
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
-
Die Aspekte der Erfindung können als Brennstoffzellenfahrzeug, an dem ein Brennstoffzellenstapel montiert ist, und als Verfahren zum Montieren eines Brennstoffzellenstapels an einem Fahrzeug genutzt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Brennstoffzellensystem
- 15
- Brennstoffzellenstapel
- 17
- Leistungserzeugungszelle
- 18, 19
- Endplatten
- 20
- Stapelgehäuse
- 20a, 20b
- Wandflächen
- 20c
- obere Fläche
- 30
- Stapelrahmen
- 41-43
- Halterung
- 51-54
- erste bis vierte Rippen
- 60
- Dämpfungselement
- 80
- Wandlergehäuse
- 90
- Hilfsaggregatabdeckung
- 100
- Brennstoffzellenfahrzeug
- FR, FL
- Vorderräder
- RR, RL
- Hinterräder
