EP4721164A1 - Fluidversorgungsvorrichtung und elektrochemisches system - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Fluidversorgungsvorrichtung für ein elektrochemisches System, mit zumindest einem Gehäuse (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i), mit zumindest einem Fluideinlass (16a; 16b; 16c; 16d; 16e; 16f; 16g; 16h; 16i) zu einem Einlass eines Fluids, insbesondere Luft, in das Gehäuse (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i) und mit zumindest einer in dem Gehäuse (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i) angeordneten Prozessfluideinheit (18a; 18b; 18c; 18d; 18e; 18f; 18g; 18h; 18i) zu einer Versorgung einer elektrochemischen Einheit (20a; 20b; 20c; 20d; 20e; 20f; 20g; 20h; 20i) des elektrochemischen Systems mit dem Fluid. Es wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine in dem Gehäuse (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i) angeordnete Elektronikkühlungseinheit (22a; 22b; 22c; 22d; 22e; 22f; 22g; 22h; 22i) zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit (24a; 24b; 24c; 24d; 24e; 24f; 24g; 24h; 24i) des elektrochemischen Systems mittels des Fluids umfasst.

Description

Beschreibung

Fluidversorgungsvorrichtung und elektrochemisches System

Stand der Technik

Es ist bereits eine Fluidversorgungsvorrichtung für ein elektrochemisches System, mit zumindest einem Gehäuse, mit zumindest einem Fluideinlass zu einem Einlass eines Fluids, insbesondere Luft, in das Gehäuse und mit zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Prozessfluideinheit zu einer Versorgung einer elektrochemischen Einheit des elektrochemischen Systems mit dem Fluid, vorgeschlagen worden.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Fluidversorgungsvorrichtung für ein elektrochemisches System, mit zumindest einem Gehäuse, mit zumindest einem Fluideinlass zu einem Einlass eines Fluids, insbesondere Luft, in das Gehäuse und mit zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Prozessfluideinheit zu einer Versorgung einer elektrochemischen Einheit des elektrochemischen Systems mit dem Fluid.

Es wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine in dem Gehäuse angeordnete Elektronikkühlungseinheit zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit des elektrochemischen Systems mittels des Fluids umfasst. Die Fluidversorgungsvorrichtung ist vorzugsweise zu einer Versorgung des elektrochemischen Systems mit einem sauerstoffhaltigen Prozessfluid, einem Spülfluid und/oder einem Kühlmittel als Fluid vorgesehen. Das Prozessfluid ist beispielsweise Luft oder ein Industriegas mit definiertem Sauerstoffanteil und zu einer Verwertung durch die elektrochemische Einheit vorgesehen. Das Spülfluid ist vorzugsweise ein inertes Gas, beispielsweise Stickstoff und/oder Kohlenstoffdioxid, oder Luft und zu einem Austreiben von Prozessfluiden, d.h. von Brennstoff, einem Elektrolyseedukt, einem Elektrolyseprodukt und/oder dem sauerstoffhaltigen Prozessfluid, aus dem elektrochemischen System vorgesehen. Das Kühlmittel ist vorzugsweise Luft und beispielsweise zu einem Kühlen der Elektronikeinheit des elektrochemischen Systems und/oder eines Motors einer Fluidfördereinheit der Prozessfluideinheit vorgesehen. Das Gehäuse ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die elektrochemische Einheit zusammen mit der Elektronikeinheit aufzunehmen.

Die Elektronikkühlungseinheit und/oder die Prozessfluideinheit sind/ist vorzugsweise dazu vorgesehen, einen Strömungspfad des Fluids innerhalb des Gehäuses vorzugeben. Die Elektronikkühlungseinheit gibt vorzugsweise einen Kühlmittelpfad durch das Gehäuse vor. Die Elektronikkühlungseinheit umfasst vorzugsweise zumindest ein Fluidführungselement zur Vorgabe des Kühlmittelpfads. Die Prozessfluideinheit gibt vorzugsweise einen Prozessfluidpfad durch das Gehäuse vor. Die Prozessfluideinheit gibt vorzugsweise einen Spülfluidpfad durch das Gehäuse vor. Die Prozessfluideinheit umfasst vorzugsweise zumindest ein Fluidführungselement zur Vorgabe des Kühlmittelpfads und/oder des Spülfluidpfads. Der Kühlmittelpfad, der Fluidführungspfad und/oder der Spülfluidpfad können zumindest abschnittsweise überlappend ausgebildet sein oder voneinander beab- standet ausgebildet sein. Fluidführungselemente können beispielsweise als Rohr, Schlauch, Schacht, Leitblech, Trennwand, Plenum oder dergleichen ausgebildet sein. Die Elektronikkühlungseinheit und/oder die Prozessfluideinheit können/kann separat von dem Gehäuse ausgebildet sein oder zumindest ein Fluidführungselement umfassen, das mit dem Gehäuse einstückig ausgebildet ist. Das Gehäuse, die Elektronikkühlungseinheit und/oder die Prozessfluideinheit sind bezüglich des Fluids vorzugsweise dicht. Darunter, dass eine Struktur „dicht“ ist soll vorzugsweise verstanden werden, dass die Struktur in einer von einem vorgesehenen Strömungspfad durch die Struktur abweichenden Richtung eine Leckrate aufweist, welche bei einer gegebenen Druckdifferenz geringer als 1 % eines mit dieser Druckdifferenz verknüpften Volumenstroms entlang des vorgesehenen Strömungspfads ist. Die elektrochemische Einheit ist vorzugsweise zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Edukts, insbesondere unter Zuführung des Fluids, vorgesehen. Die Prozessfluideinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, zumindest eine Hochtemperaturbrennstoffzelle oder eine Hochtemperaturelektrolysezelle, insbesondere eine Festoxidbrennstoffzelle, bzw. eine Festoxidelektrolysezelle, und/oder eine Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, bzw. eine Schmelzkarbonatelektrolysezelle, der elektrochemischen Einheit mit dem Fluid zu versorgen. Die Prozessfluideinheit umfasst vorzugsweise ein Isolationsgehäuse, das dazu vorgesehen ist, die zumindest eine Hochtemperaturbrennstoffzelle oder die zumindest eine Hochtemperaturelektrolysezelle aufzunehmen. Das Isolationsgehäuse ist vorzugsweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die Prozessfluideinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Prozessfluideinlass zu einem Einlassen des Fluids in das Isolationsgehäuse. Der Prozessfluideinlass ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses angeordnet und fluidtechnisch mit dem Fluideinlass verbunden. Die Elektronikkühlungseinheit umfasst vorzugsweise ein Elektronikgehäuse, innerhalb dem zumindest eine Elektronikkomponente der Elektronikeinheit angeordnet ist. Das Elektronikgehäuse ist vorzugsweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die Elektronikeinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Kühlmitteleinlass zu einem Einlassen des Fluids in das Elektronikgehäuse. Der Kühlmitteleinlass ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses angeordnet und fluidtechnisch mit dem Fluideinlass verbunden. Das Isolationsgehäuse und/oder das Elektronikgehäuse können separat von dem Gehäuse ausgebildet sein oder teilweise durch das Gehäuse ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Unterteilung des Innenraums des Gehäuses mit Trennwänden oder dergleichen. Unter dem „unmittelbaren Innenraum“ des Gehäuses soll im Weiteren zur Unterscheidung der Teilbereich des Innenraums des Gehäuses verstanden werden, der außerhalb des Elektronikgehäuses und außerhalb des Isolationsgehäuses ist. Vorzugsweise komplementieren sich der unmittelbare Innenraum, ein Volumen des Elektronikgehäuses und ein Volumen des Isolationsgehäuses zu dem Innenraum des Gehäuses.

Die Prozessfluideinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Prozessfluidauslass zu einem Auslassen des Fluids aus dem Gehäuse, insbesondere zu einer Abgabe eines aus dem Fluid entstandenen Abgases an eine Abgasentsorgungseinheit des elektrochemischen Systems. Die Prozessfluideinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Spülfluidauslass zu einem Auslassen des Spülfluids aus dem Gehäuse. Der Spülfluidauslass kann identisch mit dem Prozessfluidauslass sein oder separat von dem Prozessfluidauslass ausgebildet und insbesondere beabstandet von dem Prozessfluidauslass angeordnet sein. Die Elektronikkühlungseinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Kühlmittelauslass zu einem Auslassen des Fluids aus der Elektronikkühlungseinheit. Der Kühlmittelauslass kann innerhalb des Gehäuses angeordnet sein oder durch das Gehäuse hindurchgreifen. Der Kühlmittelauslass kann identisch mit dem Prozessfluidauslass sein oder separat von dem Prozessfluidauslass ausgebildet und insbesondere beabstandet von dem Prozessfluidauslass angeordnet sein. Der Fluideinlass ist vorzugsweise als zentraler Fluideinlass ausgebildet, an welchem die Prozessfluideinheit und die Elektronikkühlungseinheit angeschlossen sind. Alternativ umfasst die Prozessfluideinheit und die Elektronikkühlungseinheit je zumindest einen eigenen Fluideinlass. Vorzugsweise verläuft der Kühlmittelpfad von dem zumindest einen, insbesondere zentralen, Fluideinlass zu dem Kühlmittelauslass durch das Gehäuse. Vorzugsweise verläuft der Spülfluidpfad von dem zumindest einen, insbesondere zentralen, Fluideinlass zu dem Spülfluidauslass durch das Gehäuse. Vorzugsweise verläuft der Prozessfluidpfad von dem zumindest einen, insbesondere zentralen, Fluideinlass zu dem Prozessfluidauslass durch das Gehäuse. Vorzugsweise führen alle vorgesehenen Strömungspfade des Fluids durch die elektrochemische Einheit, durch die Elektronikeinheit und/oder durch ein Sicherheitselement, beispielsweise einem Überdruckventil, des Gehäuses. Vorzugsweise weist der unmittelbare Innenraum, insbesondere abgesehen von dem Sicherheitselement und/oder einen Wartungszugang des Gehäuses, keinen an dem Gehäuse angeordneten Fluidauslass zu einem Auslassen des Fluids auf.

Der zumindest eine Fluideinlass ist vorzugsweise an einer Decke des Gehäuses angeordnet. Die Decke ist vorzugsweise einem Gehäuseboden des Gehäuses gegenüberliegend angeordnet. Der Gehäuseboden weist vorzugsweise ein Fußelement, beispielsweise einen Sockel, ein Gestell, eine Schiene oder dergleichen, zu einem Aufstellen des Gehäuses auf. Die Fluidversorgungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest ein Fluidführungselement, welches sich ausgehend von dem Fluideinlass in Richtung des Gehäusebodens erstreckt, im Weiteren als Bodenverbindungsleitung bezeichnet. Vorzugsweise weist die Fluidversorgungsvorrichtung zumindest einen Verteiler auf, an welchem sich ein gemeinsamer Strömungspfad des durch den Fluideinlass einströmenden Fluids in den Kühlmittelpfad und den Prozessfluidpfad und/oder den Spülfluidpfad aufzweigt. Der Verteiler ist vorzugsweise an dem Gehäuseboden angeordnet und an dem Fluideinlass über die Bodenverbindungsleitung angeschlossen. Alternativ ist der Verteiler an dem Fluideinlass angeordnet, wobei die Bodenverbindungsleitung vorzugsweise als Teil der Prozessfluideinheit einen Abschnitt des Spülfluidpfads und/oder des Prozessfluidpfads vorgibt.

Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft effiziente Fluidverteilung innerhalb des Gehäuses erreicht werden. Insbesondere können Wärmeströme innerhalb des Gehäuses vorteilhaft effizient gestaltet werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft geringe Abgabe von Wärme an einen Einsatzort des elektrochemischen Systems erreicht werden. Ferner kann ein Energieeinsatz zur Einstellung einer Strömungsmenge des Fluids durch das Gehäuse vorteilhaft niedrig gehalten werden. Ferner kann eine Strömung des Fluids durch das Gehäuse vorteilhaft robust kontrolliert werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung zumindest eine an einem Fluidauslass, insbesondere dem bereits genannten Kühlmittelauslass, der Elektronikkühlungseinheit und/oder an einem Fluidauslass, insbesondere dem bereits genannten Prozessfluidauslass und/oder dem bereits genannten Spülfluidauslass, der Prozessfluideinheit angeschlossene modulare Fluidentsorgungseinheit zu einer Anpassung des elektrochemischen Systems an einen Einsatzort umfasst. Die Fluidentsorgungseinheit ist vorzugsweise an dem Kühlmittelauslass, an dem Spülmittelauslass und/oder an dem Prozessfluidauslass angeschlossen. Die Fluidentsorgungseinheit ist modular ausgebildet, um den Prozessfluidpfad, den Spülfluidpfad und/oder den Kühlmittelpfad vorzugsweise an Gegebenheiten eines Einsatzorts des elektrochemischen Systems anzupassen. Die Fluidentsorgungseinheit kann innerhalb des Gehäuses angeordnet sein oder an einen aus dem Gehäuse herausragenden Fluidanschluss der Fluidversorgungsvorrichtung angeschlossen sein. Der Kühlmittelauslass, der Spülmittelauslass und/oder der Prozessfluidauslass weisen vorzugsweise ein Befestigungselement zu einem vorzugsweise zerstörungsfrei wiederlösbaren Befestigen der Fluidentsorgungseinheit auf, wie beispielsweise einen Flansch, einen Stutzen, ein Spannelement oder dergleichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Fluidversorgungsvorrichtung vorteilhaft einfach an einer vorteilhaft großen Anzahl an Einsatzorten angepasst werden. Insbesondere können abhängig von den Gegebenheiten am Einsatzort eine vorteilhaft individuelle Balance zwischen Sicherheit, Effizienz, Betriebskosten und/oder Investitionskosten erzielt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine an einem Fluidauslass, insbesondere dem bereits genannten Kühlmittelauslass, der Elektronikkühlungseinheit und/oder an einem Fluidauslass, insbesondere dem bereits genannten Prozessfluidauslass und/oder dem bereits genannten Spülfluidauslass, der Prozessfluideinheit angeschlossene Fluidentsorgungseinheit, insbesondere als Modul der bereits genannten Fluidentsorgungseinheit, umfasst, welche einen Bypass zu einer Umgehung der elektrochemischen Einheit umfasst. Der Bypass umfasst vorzugsweise zumindest ein Bypassfluidführungselement zu einer Führung des Fluids. Der Bypass umfasst vorzugsweise ein Stellelement zu einem vollständigen Öffnen und Schließen und vorzugsweise zu einem teilweise Öffnen des Bypassfluidführungselements. Das Stellelement ist beispielsweise als Sperrventil, Stetigventil, Drosselklappe oder dergleichen ausgebildet. Der Bypass umfasst vorzugsweise zumindest ein Rückschlagventil. Der Bypass umfasst vorzugsweise ein Sensorelement, bevorzugt einen Durchflussmesser, besonders bevorzugt einen thermischen Durchflussmesser, zu einer Erfassung einer durch das Bypassfluidführungselement strömenden Menge des Fluids. Das Sensorelement ist vorzugsweise zu einem Einstellen, insbesondere Regeln, des Stellelements vorgesehen. Der Bypass verbindet vorzugsweise den Spülfluidauslass mit dem Prozessfluidauslass oder mit dem Kühlmittelauslass. Der Spülfluidauslass ist vorzugsweise stromaufwärts eines Anschlusses der Prozessfluideinheit zu einem Anschließen der elektrochemischen Einheit angeordnet. Die Prozessfluideinheit umfasst vorzugsweise zumindest eine Fluidfördereinheit, insbesondere ein Gebläse oder einen Verdichter, zu einem Fördern des Fluids durch die elektrochemische Einheit hindurch. Der Spülfluidauslass kann stromabwärts oder stromaufwärts der Fluidfördereinheit angeordnet sein. Der Bypass ist vorzugsweise zu einem Auslassen des Spülfluids über den Kühlmittelpfad oder über den Prozessfluidpfad vorgesehen. Der Bypass ist vorzugsweise zu einem Einstellen eines Prozessfluidstroms durch die elektrochemische Einheit und/oder zu einem Kühlen bei einem Teillastbetrieb der elektrochemischen Einheit vorgesehen. Der Bypass ist vorzugsweise als Modul der Abgasentsorgungseinheit ausgebildet, insbesondere zu einer Installation des Bypasses an einem Einsatzort des elektrochemischen Systems. Der Bypass ist vorzugsweise unabhängig von anderen Modulen der Abgasentsorgungseinheit ausgebildet. Alternativ ist der Bypass als Teil der Prozessfluideinheit ausgebildet und insbesondere zumindest teilweise einstückig, beispielsweise durch einen Schweißprozess, mit einem Fluidführungselement der Prozessfluideinheit verbunden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das Spülfluid vorteilhaft flexibel entsorgt werden. Ferner kann ein Teillastbetrieb der elektrochemischen Einheit vorteilhaft sicher und zuverlässig durchgeführt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Elektronikkühlungseinheit und die Prozessfluideinheit fluidtechnisch voneinander getrennt ausgebildet sind. Bevorzugt mündet der Kühlmittelauslass nicht in dem Prozessfluidpfad und/oder in dem Spülfluidpfad. Vorzugsweise mündet der Prozessfluidauslass und/oder der Spülfluidauslass nicht in den Kühlmittelpfad. Die Elektronikkühlungseinheit und die Prozessfluideinheit können über den zentralen Fluideinlass in zwei fluidtechnisch parallele Strömungspfade eingebunden sein oder über zumindest je einen eigenen Fluideinlass in zwei innerhalb des Gehäuses vollständig getrennte Strömungspfade eingebunden sein. Vorzugsweise umfasst die Fluidentsorgungseinheit zumindest ein Kühlmittelführungselement, welches den Kühlmittelauslass mit einem Gehäuseauslass an dem Gehäuse verbindet. Vorzugsweise umfasst die Fluidentsorgungseinheit eine Kühlmittelfördereinheit, bevorzugt ein Gebläse oder einen Ventilator, zu einem Fördern des Kühlmittels durch das Kühlmittelführungselement. Der Gehäuseauslass ist vorzugsweise zu einer Abgabe des Kühlmittels an eine Umgebung des Gehäuses vorgesehen, insbesondere zu einer Abgabe an den Einsatzort des elektrochemischen Systems. Alternativ umfasst die Fluidentsorgungseinheit eine externe Entsorgungsleitung, die außerhalb des Gehäuses an dem Gehäuseauslass angeschlossen ist oder einstückig mit dem Kühlmittelführungselement ausgebildet ist, um das Kühlmittel entfernt von dem Einsatzort des elektrochemischen Systems an eine Umgebung abzugeben. Der Bypass verbindet vorzugsweise den Spülfluidauslass mit dem Prozessfluidauslass. Der Prozessfluidauslass und der Gehäuseauslass bzw. die externe Entsorgungsleitung sind vorzugsweise fluidtechnisch voneinander getrennt ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Fluidversorgungsvorrichtung vorteilhaft sicher betrieben werden, da das Spülfluid über den Prozessfluidauslass entsorgt wird. Ferner kann die Fluidversorgungsvorrichtung vorteilhaft effizient betrieben werden. Insbesondere kann die Elektronikkühlungseinheit vorteilhaft frei von einem Gegendruck durch das Prozessfluid gehalten werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine Fluidentsorgungseinheit, insbesondere als Modul der bereits genannten Fluidentsorgungseinheit, umfasst, welche zumindest ein Fluidführungselement umfasst, welches einen Fluidauslass, insbesondere den bereits genannten Kühlmittelauslass, der Elektronikkühlungseinheit mit einem Fluidauslass, insbesondere den bereits genannten Prozessfluidauslass, der Prozessfluideinheit fluidtechnisch verbindet. Vorzugsweise mündet der Kühlmittelpfad in den Prozessfluidauslass. Vorzugsweise umfasst die Fluidentsorgungseinheit zumindest ein Rückschlagventil, das an dem Fluidführungselement angeordnet ist. Das Rückschlagventil ist vorzugsweise stromabwärts der Kühlmittelfördereinheit angeordnet. Die Kühlmittelfördereinheit ist vorzugsweise als Gebläse, alternativ als Ventilator oder Verdichter, ausgebildet. Vorzugsweise münden der Kühlmittelpfad, der Prozessfluidpfad und der Spülfluidpfad in dem Prozessfluidauslass. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft sicherer Betrieb der Fluidversorgungsvorrichtung erreicht werden. Ferner kann auf eine zusätzliche externe Entsorgungsleitung außerhalb des Gehäuses oder andere Infrastruktur zur Handhabung des von der Fluidversorgungsvorrichtung abgegebenen Fluids, beispielsweise zur Personensicherheit und/oder zu einem Wärmemanagement, an einem Einsatzort der Fluidversorgungsvorrichtung verzichtet werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine an einem Fluidauslass, insbesondere dem bereits genannten Kühlmittelauslass, der Elektronikkühlungseinheit angeschlossene Fluidentsorgungseinheit, insbesondere als Modul der bereits genannten Fluidentsorgungseinheit, umfasst, welche zumindest abschnittsweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die Fluidentsorgungseinheit umfasst vorzugsweise die bereits genannte externe Entsorgungsleitung. Vorzugsweise weist die externe Entsorgungsleitung zumindest einen weiteren Anschluss zu einem Anschließen einer weiteren elektrochemischen Einheit des elektrochemischen Systems auf. Vorzugsweise umfasst die Fluidentsorgungseinheit eine externe Fluidfördereinheit, welche außerhalb des Gehäuses in der externen Entsorgungsleitung angeordnet ist. Die externe Fluidfördereinheit ist vorzugsweise als Gebläse oder Ventilator, alternativ als Verdichter, ausgebildet. Die Fluidentsorgungseinheit umfasst vorzugsweise einen externen Wärmeübertrager, der außerhalb des Gehäuses an der externen Entsorgungsleitung angeschlossen ist. Der externe Wärmeübertrager ist vorzugsweise zu einer Wärmerückgewinnung aus dem in der externen Entsorgungsleitung befindlichen Fluid vorgesehen. Der externe Wärmeübertrager ist vorzugsweise als Niedertemperaturwärmeübertrager ausgelegt, insbesondere auf einen Temperaturbereich des Fluids zwischen 20° und 80°C. Der externe Wärmeübertrager kann als passives Bauelement, beispielsweise als Plattenwärmeübertrager oder Rohrbündelwärmeübertrager, oder als Wärmepumpe ausgebildet sein. Die Fluidentsorgungseinheit umfasst vorzugsweise eine Abgasleitung, welche an dem Prozessfluidauslass angeschlossen ist oder mit diesem identisch ist. Die Fluidentsorgungseinheit umfasst vorzugsweise einen Abgaswärmeübertrager, der außerhalb des Gehäuses an der Abgasleitung angeschlossen ist. Der Abgaswärmeübertrager ist vorzugsweise für Temperaturen des Fluids von über 100°C, bevorzugt für Temperaturen von über 200°C ausgelegt. Die Entsorgungseinheit umfasst beispielsweise ein Verbindungsfluidführungselement, welches die externe Entsorgungsleitung mit der Abgasleitung verbindet. Das Verbindungsfluidführungselement ist vorzugsweise stromabwärts der externen Fluidfördereinheit, des externen Wärmeübertragers und/oder des Abgaswärmeübertragers angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Fluidversorgungsvorrichtung vorteilhaft flexibel an ein Wärmemanagementsystem des Einsatzorts angepasst werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine einen Fluidauslass, insbesondere den bereits genannten Kühlmittelauslass, der Elektronikkühlungseinheit und einen Zwischenfluidauslass, insbesondere den bereits genannten Spülfluidauslasses, der Prozessfluideinheit verbindende Fluidentsorgungseinheit, insbesondere als Modul der bereits genannten Fluidentsorgungseinheit, umfasst, wobei der Zwischenfluidauslass der Prozessfluideinheit stromaufwärts einer, insbesondere der bereits genannten, Fluidfördereinheit der Prozessfluideinheit angeordnet ist. Der Zwischenfluidauslass ist vorzugsweise in einer Deckenhälfte des Isolationsgehäuses angeordnet Die Deckenhälfte ist vorzugsweise der Decke des Gehäuses zugewandt angeordnet Der Zwischenfluidauslass und der Prozessfluidauslass sind vorzugsweise in unterschiedlichen Hälften des Isolationsgehäuses an dem Isolationsgehäuse angeordnet Der Zwischenfluidauslass ist vorzugsweise dazu vorgesehen, das Spülfluid aus dem Isolationsgehäuse auszuspeisen. Vorzugsweise ist der Bypass an dem Zwischenfluidauslass angeordnet. Vorzugsweise mündet der Bypass in dem Kühlmittelführungselement und/oder der Kühlmittelfördereinheit. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Kühlmittelfördereinheit zur Unterstützung einer Fluidversorgung eines stromaufwärts des Zwischenfluidauslasses angeordneten Teils der Prozessfluideinheit eingesetzt werden. Ferner kann auf einen Bypass stromabwärts der Fluidfördereinheit der Prozessfluideinheit verzichtet werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine an einem Fluidauslass, insbesondere dem bereits genannten Kühlmittelauslass, der Elektronikkühlungseinheit angeschlossene Fluidentsorgungseinheit, insbesondere als Modul der bereits genannten Fluidentsorgungseinheit, umfasst, wobei der Fluidauslass innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Der Kühlmittelauslass mündest vorzugsweise in den unmittelbaren Innenraum des Gehäuses. Vorzugsweise mündet der Kühlmittelpfad in den Prozessfluidpfad und/oder den Spülfluidpfad, stromaufwärts des Isolationsgehäuses. Vorzugsweise verläuft der Kühlmittelpfad durch den Prozessfluideinlass. Besonders bevorzugt mündest ein Auslass des Verteilers zur Vorgabe des Prozessfluidpfads in den unmittelbaren Innenraum des Gehäuses. Vorzugsweise ist der unmittelbare Innenraum als Mischkammer zu einem Vermischen des Prozessfluids und/oder des Spülfluids mit dem aus dem Kühlmittelauslass strömenden Kühlmittel ausgebildet. Das Kühlmittelführungselement ist vorzugsweise an dem Zwischenauslass angeschlossen, um überschüssiges Fluid innerhalb der Prozesseinheit abzulassen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Fluidversorgungsvorrichtung vorteilhaft effizient betrieben werden. Weiter wird vorgeschlagen, dass die Fluidversorgungsvorrichtung eine an einem Fluidauslass, insbesondere dem bereits genannten Kühlmittelauslass, der Elektronikkühlungseinheit angeschlossene Fluidentsorgungseinheit, insbesondere als Modul der bereits genannten Fluidentsorgungseinheit, umfasst, wobei die Fluidentsorgungseinheit zumindest einen Kühlmittelverteiler zu einem zumindest teilweisen Umlenken des Fluids in die Prozessfluideinheit umfasst Der Kühlmittelverteiler ist vorzugsweise an dem Kühlmittelauslass, insbesondere stromabwärts, an oder innerhalb des Elektronikgehäuses, angeordnet Ein Zweig des Kühlmittelverteilers ist vorzugsweise an dem Kühlmittelführungselement angeschlossen. Ein Zweig des Kühlmittelverteilers mündet vorzugsweise in den unmittelbaren Innenraum des Gehäuses. Der Kühlmittelverteiler ist vorzugsweise dazu vorgesehen, das Kühlmittel auf den unmittelbaren Innenraum des Gehäuses und den Gehäuseauslass zu verteilen. Vorzugsweise umfasst der Kühlmittelverteiler zumindest ein Rückschlagventil stromaufwärts des unmittelbaren Innenraums des Gehäuses. Vorzugsweise umfasst der Kühlmittelverteiler zumindest ein Rückschlagventil stromaufwärts des Gehäuseauslasses. Vorzugsweise umfasst der Verteiler eine Fluidfördereinheit, insbesondere ein Gebläse oder einen Ventilator, stromaufwärts des unmittelbaren Innenraums des Gehäuses, und/oder eine Fluidfördereinheit, insbesondere ein Gebläse oder einen Ventilator, stromaufwärts des Gehäuseauslasses, um eine Verteilung des Kühlmittels einzustellen. Alternativ umfasst der Verteiler zumindest ein Stetigventil oder dergleichen, um die Verteilung des Kühlmittels einzustellen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Fluidversorgungsvorrichtung vorteilhaft effizient betrieben werden.

Ferner wird ein elektrochemisches System mit zumindest einer elektrochemischen Einheit zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Edukts und mit zumindest einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung vorgeschlagen. Die elektrochemische Einheit umfasst vorzugsweise zumindest eine elektrochemische Zelle, besonders bevorzugt zumindest eine elektrochemische Hochtemperaturzelle, insbesondere die bereits genannte Hochtemperaturbrennstoffzelle oder die bereits genannte Hochtemperaturelektrolysezelle . Die zumindest eine elektrochemische Zelle ist vorzugsweise als Festoxidbrennstoffzelle, bzw. Festo- xidelektrolysezelle, oder als Schmelzkarbonatbrennstoffzelle ,bzw. Schmelkar- bonatelektrolysezelle, ausgebildet. Alternativ ist die zumindest eine elektrochemische Zelle als Phosphorsäurebrennstoffzelle/-elektrolysezelle, als Direktmethanolbrennstoffzelle/-elektrolysezelle, als Polymerelektrolytbrennstoff- zelle/-elektrolysezelle oder dergleichen ausgebildet Das Edukt ist beispielweise ein Brennstoff, der vorzugsweise als Hauptenergieträger Wasserstoff, Ammoniak, Methan oder einen anderen Kohlenwasserstoff umfasst und der insbesondere als Erdgas oder als Biogas ausgebildet ist Eine Sauerstoffelektrode der zumindest einen Brennstoffzelle ist vorzugsweise an der Prozessfluideinheit angeschlossen. Bei Verwendung einer Elektrolysezelle ist das Edukt beispielsweise Wasser. Die elektrochemische Einheit umfasst vorzugsweise eine Vielzahl an elektrochemischen Zellen, welche in einem Stack oder mehreren Stacks angeordnet sind. Die elektrochemischen Zellen sind vorzugsweise elektrisch in Reihe geschaltet und insbesondere zu einem gemeinsamen Betrieb vorgesehen.

Die elektrochemische Einheit umfasst vorzugsweise Peripheriegeräte zu einem Betrieb der zumindest einen elektrochemischen Zelle. Beispiele für Peripheriegeräte umfassen beispielsweise einen Reformer zu einem Reformieren des Brennstoffs, einen Nachbrenner zu einer thermischen Umsetzung von Brennstoff resten stromabwärts der zumindest einen Brennstoffzelle, eine Produktrezirkulation, eine Eduktfördereinheit zu einem Einstellen eines Eduktvolumenstroms, zumindest einen internen Wärmeübertrager zu einer Wärmerückgewinnung aus dem Produkt der elektrochemischen Umsetzung, eine Rezirkulationsfördereinheit zu einer Rückspeisung des Produkts in das Edukt und/oder dergleichen. Der Prozessfluidauslass ist vorzugsweise an dem Nachbrenner angeschlossen. Die Peripheriegeräte sind vorzugsweise innerhalb des Gehäuses angeordnet. Abhängig von einer vorgesehenen Betriebstemperatur können einzelne oder alle der Peripheriegeräte innerhalb oder außerhalb des Isolationsgehäuses angeordnet sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein vorteilhaft effizientes elektrochemisches System zur Verfügung gestellt werden, das vorteilhaft einfach an einen Einsatzort anpassbar ist.

Die erfindungsgemäße Fluidversorgungsvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße elektrochemische System sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kön- nen/kann die erfindungsgemäße Fluidversorgungsvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße elektrochemische System zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.

Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind neun Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Systems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung, Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung und

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungsvorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt ein elektrochemisches System 12a, das beispielhaft als Brennstoffzellensystem ausgebildet ist. Eine Übertragung der erfinderischen Idee auf ein elektrochemischen System, das als Elektrolyseur oder als Brennstoffzellen- Elektrolyse- Kombination ausgebildet ist, kann mühelos durchgeführt werden. Das elektrochemische System 12a umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20a zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12a umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10a. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20a mit einem Fluid vorgesehen. Das Fluid ist vorzugsweise zu einer Verwendung als Kühlmittel, als Spülfluid und/oder als Prozessfluid vorgesehen. Das Fluid ist bevorzugt Umgebungsluft. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst zumindest ein Gehäuse 14a. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst zumindest einen Fluideinlass 16a zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14a. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14a angeordnete Prozessfluideinheit 18a zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20a des elektrochemischen Systems 12a mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14a angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22a zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24a (vgl. Fig. 2) des elektrochemischen Systems 12a mittels des Fluids. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst beispielsweise eine zentrale Fluidzufuhr 32a, welche außerhalb des Gehäuses 14a an dem Fluideinlass 16a angeschlossen ist Alternativ ist der Fluideinlass 16a zu einem direkten Ansaugen des Fluids aus einer Umgebung des Gehäuses 14a ausgebildet, beispielsweise als Lüftungsgitter oder dergleichen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a gibt innerhalb des Gehäuses 14a vorzugsweise einen Prozessfluidpfad 34a vor, welcher vorzugsweise durch die Prozessfluideinheit 18a führt. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a gibt innerhalb des Gehäuses 14a vorzugsweise einen Spülfluidpfad 36a vor, welcher vorzugsweise zumindest teilweise durch die Prozessfluideinheit 18a führt. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a gibt innerhalb des Gehäuses 14a vorzugsweise einen Kühlmittelpfad 38a vor, welcher vorzugsweise durch die Elektronikkühlungseinheit 22a führt. Die Prozessfluideinheit 18a umfasst vorzugsweise einen Prozessfluidauslass 40a, zu einem Auslassen des Fluids, insbesondere eines aus dem Brennstoff und dem Fluid entstehenden Abgases, aus dem Gehäuse 14a. Die Elektronikkühlungseinheit 22a umfasst vorzugsweise einen Kühlmittelauslass 42a, zu einem Auslassen des Fluids aus der Elektronikeinheit 24a. Der Kühlmittelauslass 42a ist beispielsweise an einem Gehäuseauslass 44a der Fluidversorgungsvorrichtung 10a angeschlossen, um das Fluid aus dem Gehäuse 14a auszulassen. In einer vorteilhaft einfachen Ausgestaltung ist der Gehäuseauslass 44a zu einem Auslassen des Fluids in den das Gehäuse 14a umgebenden Raum vorgesehen, beispielsweise in Form eines Lüftungsgitters.

Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst eine an einem Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit 22a und/oder an einem Fluidauslass der Prozessfluideinheit 18a angeschlossene modulare Fluidentsorgungseinheit 26a zu einer Anpassung des elektrochemischen Systems 12a an einen Einsatzort. Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst beispielsweise eine externe Entsorgungsleitung 46a, welche an dem Gehäuseauslass 44a angeschlossen ist und von dem Gehäuse 14a wegführt. Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst, insbesondere in Abhängigkeit von einem Druckverlust der externen Entsorgungsleitung 46a, vorzugsweise eine externe Fluidfördereinheit 48a, zu einer Förderung des Fluids durch die externe Entsorgungsleitung 46a. Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst vorzugsweise einen externen Wärmeübertrager 50a zu einer Wärmerückgewinnung, des durch die Elektronikkühlungseinheit 22a erwärmten Fluids. Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst vorzugsweise eine Abgasleitung 56a, welche an dem Prozessfluidauslass 40a angeschlossen ist oder mit diesem einstückig ausgebildet ist und von dem Gehäuse 14a wegführt. Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst vorzugsweise einen Abgaswärmeübertrager 52a, der an der Abgasleitung 56a angeschlossen ist Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst optional ein Verbindungsfluidführungselement 54a, welches die Abgasleitung 56a und die externe Entsorgungsleitung 46a, bevorzugt stromabwärts des Abgaswärmeübertragers 52a und/oder des externen Wärmeübertragers 50a, fluidtechnisch verbindet.

Das elektrochemische System 12a umfasst vorzugsweise zumindest eine weitere elektrochemische Einheit 20a’, welche in einem eigenen Gehäuse 14a’ mit einer eigenen Prozessfluideinheit 18a’ und mit einer eigenen Elektronikkühlungseinheit 22a’ der Fluidversorgungsvorrichtung 10a angeordnet ist. Die Komponenten der Fluidversorgungsvorrichtung 10a, welche der weiteren elektrochemischen Einheit 20a’ zugeordnet sind, sind vorzugsweise baugleich zu den Komponenten der Fluidversorgungsvorrichtung 10a, welche der elektrochemischen Einheit 20a zugeordnet sind. Die Elektronikkühlungseinheiten 22a, 22a’ sind vorzugsweise fluidtechnisch parallel an der zentralen Fluidzufuhr 32a und/oder der externen Entsorgungsleitung 46 angeschlossen. Die Prozessfluideinheiten 18a, 18a’ sind vorzugsweise fluidtechnisch parallel an der zentralen Fluidzufuhr 32a und/oder der Abgasleitung 56a angeschlossen.

Die Fluidentsorgungseinheit 26a ist vorzugsweise modular ausgebildet, sodass die bereits erwähnte vorteilhaft einfache Ausgestaltung in Abhängigkeit von dem Einsatzort des elektrochemischen Systems 12a, insbesondere an dem Einsatzort des elektrochemischen Systems 12a, nachgerüstet werden kann, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob der Einsatzort hinreichend belüftet und/oder temperiert werden kann.

Figur 2 zeigt einen Innenraum des Gehäuses 14a. Der Fluideinlass 16a ist vorzugsweise an einem Deckenbereich des Gehäuses 14a angeordnet. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst vorzugsweise einen Verteiler 66a, zu einer Verteilung des durch den Fluideinlass 16a einströmenden Fluids auf den Kühlmittelpfad 38a, den Spülfluidpfad 36a und/oder den Prozessfluidpfad 34a. Der Verteiler 66a ist vorzugsweise an einem Gehäuseboden des Gehäuses 14a angeordnet. Der Gehäuseboden ist dem Deckenbereich vorzugsweise gegenüberliegend angeordnet. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10a umfasst vorzugsweise zumindest ein Fluidführungselement, welches sich von dem Fluideinlass 16a zu dem Verteiler 66a erstreckt. Der Verteiler 66a ist vorzugsweise in einem unmittelbaren Innenraum des Gehäuses 14a, insbesondere außerhalb eines Elektronikgehäuses der Elektronikkühlungseinheit 22a und/oder außerhalb eines Isolationsgehäuses der Prozessfluideinheit 18a, angeordnet. Durchgehende Pfeile in der Figur symbolisieren vorzugsweise Fluidführungselemente, zu einem leitungsgebundenen Transport des Fluids. Gestrichelte Pfeile symbolisieren vorzugsweise eine freie, d.h. nicht-leitungsgebundene, Strömung des Fluids innerhalb des Gehäuses 14a. Die Elektronikkühlungseinheit 22a ist vorzugsweise leitungebunden an dem Verteiler 66a angeschlossen. Die Prozessfluideinheit 18a ist vorzugsweise über den unmittelbaren Innenraum mit dem unmittelbaren Innenraum verbunden. Der Verteiler 66a weist vorzugsweise zumindest eine Öffnung auf, welche in den unmittelbaren Innenraum mündet, zu einer freien Strömung des Fluids von dem Verteiler 66a zu der Prozessfluideinheit 18a.

Die Elektronikeinheit 24a umfasst beispielsweise einen Inverter zum Auskoppeln eines von der elektrochemischen Einheit 20a erzeugten elektrischen Stroms, eine Leistungselektronik zu einem Ansteuern einer Fluidfördereinheit der elektrochemischen Einheit 20a und/oder der Fluidversorgungsvorrichtung 10a und/oder weitere Komponenten, wie eine Sicherung, eine Steuer- oder Regeleinheit, eine Kommunikationsschnittstelle, ein Netzteil oder dergleichen. Die Komponenten der Elektronikeinheit 24a sind vorzugsweise in einem Elektronikgehäuse der Elektronikkühlungseinheit 22a angeordnet. Der Kühlmittelpfad 38a führt vorzugsweise durch das Elektronikgehäuse hindurch. Der Kühlmittelauslass 42a ist vorzugsweise an dem Elektronikgehäuse oder stromabwärts des Elektronikgehäuses, insbesondere innerhalb des Gehäuses 14a, angeordnet. Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst vorzugsweise zumindest ein Kühlmittelführungselement 58a, welches den Kühlmittelauslass 42a mit dem Gehäuseauslass 44a verbindet. Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst vorzugsweise eine Kühlmittelfördereinheit 64a, die an dem Kühlmittelführungselement 58a, insbesondere stromabwärts der Elektronikeinheit 24a angeordnet ist Die Kühlmittelfördereinheit 64a ist bevorzugt als Ventilator ausgebildet

Die Prozessfluideinheit 18a umfasst vorzugsweise zumindest ein Niedertemperaturkompartiment 72a, in welchem Komponenten der elektrochemischen Einheit 20a angeordnet sind, welche für eine Betriebstemperatur von weniger als 100°C ausgelegt sind. Die elektrochemische Einheit 20a umfasst beispielsweise zumindest ein Gebläse, einen Sensor, einen Aktor, einen Vorbrenner oder dergleichen, die in dem Niedertemperaturkompartiment 72a angeordnet sind. Komponenten der elektrochemischen Einheit 20a, welche für eine Betriebstemperatur von mehr als 100°C ausgelegt sind, sind vorzugsweise innerhalb des Isolationsgehäuses angeordnet. Die elektrochemische Einheit 20a umfasst beispielsweise die zumindest eine Brennstoffzelle, einen Reformer, einen Nachbrenner, einen internen Abgaswärmeübertrager oder dergleichen, welche/r innerhalb des Isolationsgehäuses angeordnet ist/sind. Das Niedertemperaturkompartiment 72a ist vorzugsweise innerhalb des unmittelbaren Innenraums angeordnet und mit diesem fluidtechnisch verbunden. Die Prozessfluideinheit 18a umfasst vorzugsweise einen Prozessfluideinlass 68a zu einem Einlass des Fluids in das Isolationsgehäuse. Der Prozessfluideinlass 68a ist vorzugsweise an dem internen Abgaswärmeübertrager der elektrochemischen Einheit 20a angeschlossen. Die Prozessfluideinheit 18a umfasst vorzugsweise zumindest ein Fluidführungselement, welches außerhalb des Isolationsgehäuses an dem Prozessfluideinlass 68a angeschlossen ist, zu einer Führung des Fluids von dem Deckenbereich des Gehäuses 14a zu dem Prozessfluideinlass 68a.

Der interne Abgaswärmeübertrager ist vorzugsweise an einem Boden des Isolationsgehäuses angeordnet oder bildet diesen aus. Vorzugsweise umfasst die Prozessfluideinheit 18a einen internen Prozessfluideinlass 70a, der innerhalb des Isolationsgehäuses angeordnet ist. Der interne Prozessfluideinlass 70a ist vorzugsweise an einem von dem Prozessfluideinlass 68a, insbesondere dem internen Abgaswärmeübertrager, abgewandten Deckenbereich des Isolationsgehäuses angeordnet. Der interne Prozessfluideinlass 70a ist mit dem Prozessfluideinlass 68a, insbesondere mit einem Auslass des internen Abgaswärmeübertragers, über eine freie Strömung des Fluids innerhalb des Isolationsgehäuses fluidtechnisch verbunden. Die Prozessfluideinheit 18a umfasst vorzugsweise zumindest eine Prozessfluidführungseinheit, welche den internen Prozessfluideinlass 70a mit dem Prozessfluidauslass 40a leitungsgebunden verbindet. Die zumindest eine Brennstoffzelle ist vorzugsweise an der zumindest einen Prozessfluidführungseinheit angeschlossen. Die Prozessfluideinheit 18a umfasst vorzugsweise zumindest eine Fluidfördereinheit 28a, bevorzugt einen Verdichter oder ein Gebläse, welche an der Prozessfluidführungseinheit, vorzugsweise stromaufwärts der elektrochemischen Einheit 20a, angeschlossen ist. Die Prozessfluideinheit 18a umfasst vorzugsweise einen Spülfluidauslass 62a. Der Spülfluidauslass 62a ist an der Prozessfluidführungseinheit vorzugsweise stromabwärts der Fluidfördereinheit 28a und vorzugsweise stromaufwärts der elektrochemischen Einheit 20a angeschlossen.

Die Fluidentsorgungseinheit 26a umfasst einen Bypass 60a zu einer Umgehung der elektrochemischen Einheit 20a. Der Bypass 60a ist vorzugsweise an dem Spülfluidauslass 62a angeschlossen. Der Bypass 60a verbindet den Spülfluidauslass 62a vorzugsweise mit dem Prozessfluidauslass 40a, zu einer Entsorgung des Spülfluids über den Prozessfluidauslass 40a. Der Bypass 60a umfasst vorzugsweise zumindest ein Rückschlagventil, ein Stellelement, bevorzugt ein Stetigventil, und/oder einen Durchflussmesser, insbesondere zu einem Regeln des Stellelements. Der Bypass 60a ist vorzugsweise zu einem Kühlen während eines Teillastbetriebs der elektrochemischen Einheit 20a vorgesehen. Die Prozessfluidführungseinheit umfasst vorzugsweise zumindest ein Rückschlagventil 74a, welches in einer Zuleitung der Prozessfluidführungseinheit zu der elektrochemischen Einheit 20a oder stromabwärts einer Rückspeisestelle des Bypasses 60a in die Prozessfluidführungseinheit angeordnet ist.

Die Elektronikkühlungseinheit 22a und die Prozessfluideinheit 18a sind fluidtechnisch voneinander getrennt ausgebildet. Bevorzugt sind die Elektronikkühlungseinheit 22a und die Prozessfluideinheit 18a in zwei ab dem Verteiler 66a fluidtechnisch parallel verlaufenden Strömungspfaden des Fluids angeordnet, welche über voneinander unabhängigen Fluidauslassen, nämlich den Gehäuseauslass 44a und dem Prozessfluidauslass 40a, aus dem Gehäuse 14a führen. Der Spülfluidpfad 36a und der Prozessfluidpfad 34a sind bevorzugt abschnittsweise, insbesondere nur mit Ausnahme des Bypasses 60a, identisch.

In den Figuren 3 bis 10 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 2 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 bis 10 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis i ersetzt.

Figur 3 zeigt ein elektrochemisches System 12b. Das elektrochemische System 12b umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20b zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12b umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10b. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10b ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20b mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10b umfasst zumindest ein Gehäuse 14b. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10b umfasst zumindest einen Fluideinlass 16b zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14b. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10b umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14b angeordnete Prozessfluideinheit 18b zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20b des elektrochemischen Systems 12b mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10b umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14b angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22b zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24b des elektrochemischen Systems 12b mittels des Fluids. Eine Fluidentsorgungseinheit 26b der Fluidversorgungsvorrichtung 10b umfasst einen Bypass 60b zu einer Umgehung der elektrochemischen Einheit 20b. Der Bypass 60b verbindet einen Spülfluidauslass 62b der Prozessfluideinheit 18b vorzugsweise mit einem Gehäuseauslass 44b der Fluidversorgungsvorrichtung 10b. Die Fluidentsorgungseinheit 26b umfasst als Kühlmittelfördereinheit 64b vorzugsweise ein Gebläse. Die Fluidentsorgungseinheit 26b umfasst vorzugsweise zumindest ein Rückschlagventil, welches stromabwärts der Kühlmittelfördereinheit 64b angeordnet ist. Ein Gehäuseauslass 44b der Fluidversorgungsvorrichtung 10b ist vorzugsweise zu einem Anschließen einer externen Entsorgungsleitung (vgl. Fig. 1) der Fluidentsorgungseinheit 26b ausgebildet. Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10b sei auf die Figuren 1 und 2 sowie deren Beschreibung verwiesen.

Figur 4 zeigt ein elektrochemisches System 12c. Das elektrochemische System 12c umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20c zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12c umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10c. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10c ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20c mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10c umfasst zumindest ein Gehäuse 14c. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10c umfasst zumindest einen Fluideinlass 16c zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14c. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10c umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14c angeordnete Prozessfluideinheit 18c zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20c des elektrochemischen Systems 12c mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10c umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14c angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22c zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24c des elektrochemischen Systems 12c mittels des Fluids. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10c umfasst eine Fluidentsorgungseinheit 26c, welche zumindest ein Fluidführungselement umfasst, welches einen Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit 22c mit einem Fluidauslass der Prozessfluideinheit 18c fluidtechnisch verbindet. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10c umfasst vorzugsweise zumindest ein Kühlmittelführungselement 58c, welches einen Kühlmittelauslass 42c der Elektronikkühlungseinheit 22c mit einem Prozessfluidauslass 40c der Prozessfluideinheit 18c verbindet. Die Fluidentsorgungseinheit 26c umfasst als Kühlmittelfördereinheit 64c vorzugsweise ein Gebläse, der in dem Kühlmittelführungselement 58c angeordnet ist. Die Fluidentsorgungseinheit 26c umfasst vorzugsweise zumindest ein Rückschlagelement, welches stromabwärts des Kühlmittelführungselements 58c angeordnet ist. Vorzugsweise verlaufen ein Kühlmittelpfad 38c, ein Prozessfluidpfad 34c und ein Spülfluidpfad 36c durch den Prozessfluidauslass 40c. Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10c sei auf die Figuren 1 bis 3 sowie deren Beschreibung verwiesen. Figur 5 zeigt ein elektrochemisches System 12d. Das elektrochemische System 12d umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20d zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12d umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10d. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10d ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20d mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10d umfasst zumindest ein Gehäuse 14d. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10d umfasst zumindest einen Fluideinlass 16d zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14d. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10d umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14d angeordnete Prozessfluideinheit 18d zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20d des elektrochemischen Systems 12d mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10d umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14d angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22d zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24d des elektrochemischen Systems 12d mittels des Fluids. Die Elektronikkühlungseinheit 22d und die Prozessfluideinheit 18d sind fluidtechnisch voneinander getrennt ausgebildet. Ein Gehäuseauslass 44d ist vorzugsweise zu einem Anschließen einer externen Entsorgungsleitung (vgl. Fig. 1) einer Fluidentsorgungseinheit 26d der Fluidversorgungsvorrichtung 10d ausgebildet. Die Fluidentsorgungseinheit 26d umfasst als Kühlmittelfördereinheit 64d vorzugsweise ein Gebläse. Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10d sei auf die Figuren 1 bis 4 sowie deren Beschreibung verwiesen.

Figur 6 zeigt ein elektrochemisches System 12e. Das elektrochemische System 12e umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20e zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12e umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10e. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10e ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20e mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10e umfasst zumindest ein Gehäuse 14e. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10e umfasst zumindest einen Fluideinlass 16e zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14e. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10e umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14e angeordnete Prozessfluideinheit 18e zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20e des elektrochemischen Systems 12e mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10e umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14e angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22e zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24e des elektrochemischen Systems 12e mittels des Fluids. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10e umfasst eine einen Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit 22e und einen Zwischenfluidauslass der Prozessfluideinheit 18e verbindende Fluidentsorgungseinheit 26e, wobei der Zwischenfluidauslass der Prozessfluideinheit 18e stromaufwärts einer Fluidfördereinheit 28e der Prozessfluideinheit 18e angeordnet ist Der Zwischenfluidauslass ist vorzugsweise an einem Deckenbereich eines Isolationsgehäuses der Prozessfluideinheit 18e angeordnet. Der Zwischenfluidauslass ist vorzugsweise ein Spülfluidauslass 62e. Ein Bypass 60e der Fluidentsorgungseinheit 26e verbindet den Zwischenfluidauslass vorzugsweise mit einem Kühlmittelführungselement 58e und/oder einer Kühlmittelfördereinheit 64e der Fluidentsorgungseinheit 26e. Die Kühlmittelfördereinheit 64e ist vorzugsweise als Gebläse ausgebildet. Ein Kühlmittelpfad 38e und ein Spülfluidpfad 36e führen vorzugsweise über einen Gehäuseauslass 44e der Fluidversorgungsvorrichtung 10e. Der Gehäuseauslass 44e ist vorzugsweise zu einem Anschließen einer externen Entsorgungsleitung (vgl. Fig. 1) der Fluidentsorgungseinheit 26e der Fluidversorgungsvorrichtung 10e ausgebildet. Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10e sei auf die Figuren 1 bis 5 sowie deren Beschreibung verwiesen.

Figur 7 zeigt ein elektrochemisches System 12f. Das elektrochemische System 12f umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20f zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12f umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10f. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10f ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20f mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10f umfasst zumindest ein Gehäuse 14f. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10f umfasst zumindest einen Fluideinlass 16f zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14f. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10f umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14f angeordnete Prozessfluideinheit 18f zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20f des elektrochemischen Systems 12f mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10f umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14f angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22f zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24f des elektrochemischen Systems 12f mittels des Fluids. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10f umfasst eine einen Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit 22f und einen Zwischenfluidauslass der Prozessfluideinheit 18f verbindende Fluidentsorgungseinheit 26f, wobei der Zwischenfluidauslass der Prozessfluideinheit 18f stromaufwärts einer Fluidfördereinheit 28f der Prozessfluideinheit 18f angeordnet ist. Der Zwischenfluidauslass ist vorzugsweise an einem Deckenbereich eines Isolationsgehäuses der Prozessfluideinheit 18f angeordnet. Der Zwischenfluidauslass ist vorzugsweise ein Spülfluidauslass 62f. Ein Bypass 60f der Fluidentsorgungseinheit 26f verbindet den Zwischenfluidauslass vorzugsweise mit einem Kühlmittelführungselement 58f und/oder einer Kühlmittelfördereinheit 64f der Fluidentsorgungseinheit 26f. Die Kühlmittelfördereinheit 64f ist vorzugsweise als Gebläse ausgebildet. Das Kühlmittelführungselement 58f ist vorzugsweise an einem Prozessfluidauslass 40f der Prozessfluideinheit 18f angeschlossen. Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10f sei auf die Figuren 1 bis 6 sowie deren Beschreibung verwiesen.

Figur 8 zeigt ein elektrochemisches System 12g. Das elektrochemische System 12g umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20g zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12g umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10g. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10g ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20g mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10g umfasst zumindest ein Gehäuse 14g. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10g umfasst zumindest einen Fluideinlass 16g zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14g. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10g umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14g angeordnete Prozessfluideinheit 18g zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20g des elektrochemischen Systems 12g mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10g umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14g angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22g zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24g des elektrochemischen Systems 12g mittels des Fluids. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10g weist eine an einem Kühlmittelauslass 42g der Elektronikkühlungseinheit 22g angeschlossene Fluidentsorgungseinheit 26g auf, wobei der Kühlmittelauslass 42g innerhalb des Gehäuses 14g angeordnet ist. Die Fluidentsorgungseinheit 26g umfasst zumindest einen Kühlmittelverteiler 30g zu einem zumindest teilweisen Umlenken des Fluids in die Prozessfluideinheit 18g. Der Kühlmittelverteiler 30g ist vorzugsweise an dem Kühlmittelauslass 42g angeschlossen. Der Kühlmittelverteiler 30g umfasst vorzugsweise zumindest einen Auslass, der in einen unmittelbaren Innenraum des Gehäuses 14g mündet. Der in den unmittelbaren Innenraum mündende Auslass des Kühlmittelverteilers 30g ist bezogen auf einen Prozessfluidpfad 34g der Fluidversorgungsvorrichtung 10g vorzugsweise stromabwärts eines Niedertemperaturkompartiments 72g der Prozessfluideinheit 18g angeordnet Der Kühlmittelverteiler 30g umfasst vorzugsweise zumindest einen Auslass, an welchem ein Kühlmittelführungselement 58g der Fluidentsorgungseinheit 26g angeschlossen ist Eine Kühlmittelfördereinheit 64g ist vorzugsweise als Ventilator ausgebildet Ein Gehäuseauslass 44g der Fluidversorgungsvorrichtung 10g ist vorzugsweise als Lüftungsgitter ausgebildet Der Kühlmittelverteiler 30g weist vorzugsweise je Auslass zumindest ein Rückschlagventil auf. Die Fluidentsorgungseinheit 26g umfasst vorzugsweise zumindest eine weitere Kühlmittelfördereinheit 76g, welche an dem in den unmittelbaren Innenraum mündenden Auslass des Kühlmittelverteilers 30g angeordnet ist Die weitere Kühlmittelfördereinheit 76g ist vorzugsweise als Ventilator ausgebildet Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10g sei auf die Figuren 1 bis 7 sowie deren Beschreibung verwiesen.

Figur 9 zeigt ein elektrochemisches System 12h. Das elektrochemische System 12h umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20h zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12h umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10h. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10h ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20h mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10h umfasst zumindest ein Gehäuse 14h. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10h umfasst zumindest einen Fluideinlass 16h zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14h. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10h umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14h angeordnete Prozessfluideinheit 18h zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20h des elektrochemischen Systems 12h mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10h umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14h angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22h zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24h des elektrochemischen Systems 12h mittels des Fluids. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10h weist eine an einem Kühlmittelauslass 42h der Elektronikkühlungseinheit 22h angeschlossene Fluidentsorgungseinheit 26h auf, wobei der Kühlmittelauslass 42h innerhalb des Gehäuses 14h angeordnet ist. Der Kühlmittelauslass 42h mündet vorzugsweise in einen unmittelbaren Innenraum des Gehäuses 14h. Der Kühlmittelauslass 42h des Kühlmittelverteilers 30h ist bezogen auf einen Prozessfluidpfad 34h der Fluidversorgungsvorrichtung 10h vorzugsweise stromabwärts eines Niedertemperaturkompartiments 72h der Prozessfluideinheit 18h angeordnet. Ein Kühlmittelführungselement 58h der Fluidentsorgungseinheit 26h ist vorzugsweise an einem Zwischenfluidauslass, insbesondere einem Spülfluidauslass 62h, der Prozessfluideinheit 18h angeschlossen. Eine Kühlmittelfördereinheit 64h ist vorzugsweise als Gebläse ausgebildet. Das Kühlmittelführungselement 58h ist vorzugsweise an einem Gehäuseauslass 44h der Fluidversorgungsvorrichtung 10h angeschlossen. Der Gehäuseauslass 44h ist vorzugsweise zu einem Anschließen einer externen Entsorgungsleitung (vgl. Fig. 1) der Fluidentsorgungseinheit 26h ausgebildet. Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10h sei auf die Figuren 1 bis 8 sowie deren Beschreibung verwiesen.

Figur 10 zeigt ein elektrochemisches System 12i. Das elektrochemische System 12i umfasst zumindest eine elektrochemische Einheit 20i zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs. Das elektrochemische System 12i umfasst zumindest eine Fluidversorgungsvorrichtung 10i. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10i ist zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20i mit einem Fluid vorgesehen. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10i umfasst zumindest ein Gehäuse 14i. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10i umfasst zumindest einen Fluideinlass 16i zu einem Einlass des Fluids in das Gehäuse 14i. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10i umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14i angeordnete Prozessfluideinheit 18i zu einer Versorgung der elektrochemischen Einheit 20i des elektrochemischen Systems 12i mit dem Fluid. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10i umfasst zumindest eine in dem Gehäuse 14i angeordnete Elektronikkühlungseinheit 22i zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit 24i des elektrochemischen Systems 12i mittels des Fluids. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10i weist eine an einem Kühlmittelauslass 42i der Elektronikkühlungseinheit 22i angeschlossene Fluidentsorgungseinheit 26i auf, wobei der Kühlmittelauslass 42i innerhalb des Gehäuses 14i angeordnet ist. Der Kühlmittelauslass 42i mündet vorzugsweise in einen unmittelbaren Innenraum des Gehäuses 14i. Der Kühlmittelauslass 42i des Kühlmittelverteilers 30i ist bezogen auf einen Prozessfluidpfad 34i der Fluidversorgungsvorrichtung 10i vorzugsweise stromabwärts eines Niedertemperaturkompartiments 72i der Prozessfluideinheit 18i angeordnet. Ein Kühlmittelführungselement 58i der Fluidentsorgungseinheit 26i ist vorzugsweise an einem Zwischenfluidauslass, insbesondere einem Spülfluidauslass 62i, der Prozessfluideinheit 18i angeschlossen. Eine Kühlmittelfördereinheit 64i ist vorzugsweise als Gebläse ausgebildet. Das Kühlmittelführungselement 58i ist vorzugsweise an einem Prozessfluidauslass 40i der Prozessfluideinheit 18i ange- schlossen. Für weitere Details der Fluidversorgungsvorrichtung 10i sei auf die Figuren 1 bis 9 sowie deren Beschreibung verwiesen.

Claims

Ansprüche

1 . Fluidversorgungsvorrichtung für ein elektrochemisches System, mit zumindest einem Gehäuse (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i), mit zumindest einem Fluideinlass (16a; 16b; 16c; 16d; 16e; 16f; 16g; 16h; 16i) zu einem Einlass eines Fluids, insbesondere Luft, in das Gehäuse (14a; 14b;

14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i) und mit zumindest einer in dem Gehäuse (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i) angeordneten Prozessfluideinheit (18a; 18b; 18c; 18d; 18e; 18f; 18g; 18h; 18i) zu einer Versorgung einer elektrochemischen Einheit (20a; 20b; 20c; 20d; 20e; 20f; 20g; 20h; 20i) des elektrochemischen Systems mit dem Fluid, gekennzeichnet durch eine in dem Gehäuse (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i) angeordnete Elektronikkühlungseinheit (22a; 22b; 22c; 22d; 22e; 22f; 22g; 22h; 22i) zu einer Kühlung einer Elektronikeinheit (24a; 24b; 24c; 24d; 24e; 24f; 24g; 24h; 24i) des elektrochemischen Systems mittels des Fluids.

2. Fluidversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch zumindest eine an einem Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit (22a; 22b; 22c; 22d; 22e; 22f; 22g; 22h; 22i) und/oder an einem Fluidauslass der Prozessfluideinheit (18a; 18b; 18c; 18d; 18e; 18f; 18g; 18h; 18i) angeschlossene modulare Fluidentsorgungseinheit (26a; 26b; 26c; 26d; 26e; 26f; 26g; 26h; 26i) zu einer Anpassung des elektrochemischen Systems an einen Einsatzort.

3. Fluidversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an einem Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit (22a; 22b; 22c; 22d; 22e; 22f; 22g) und/oder an einem Fluidauslass der Prozessfluideinheit (18a; 18b; 18c; 18d; 18e; 18f; 18g) angeschlossene Fluidentsorgungseinheit (26a; 26b; 26c; 26d; 26e; 26f; 26g), welche einen Bypass zu einer Umgehung der elektrochemischen Einheit (20a; 20b; 20c; 20d; 20e; 20f; 20g) umfasst.

4. Fluidversorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikkühlungseinheit (22a; 22d) und die Prozessfluideinheit (18a; 18d) fluidtechnisch voneinander getrennt ausgebildet sind.

5. Fluidversorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fluidentsorgungseinheit (26b; 26c; 26e; 26f; 26g 26h; 26i), welche zumindest ein Fluidführungselement umfasst, welches einen Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit (22b; 22c; 22e; 22f; 22g; 22h; 22i) mit einem Fluidauslass der Prozessfluideinheit (18b; 18c; 18e; 18f; 18g; 18h; 18i) fluidtechnisch verbindet

6. Fluidversorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit (22a; 22b; 22c; 22e; 22f; 22h; 22i) angeschlossene Fluidentsorgungseinheit (26a; 26b; 26c; 26e; 26f; 26h; 26i), welche zumindest abschnittsweise außerhalb des Gehäuses (14a; 14b; 14c; 14e; 14f; 14h; 14i) angeordnet ist.

7. Fluidversorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine einen Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit (22e; 22f; 22h; 22i) und einen Zwischenfluidauslass der Prozessfluideinheit (18e; 18f; 18h; 18i) verbindende Fluidentsorgungseinheit (26e; 26f; 26h; 26i), wobei der Zwischenfluidauslass der Prozessfluideinheit (18e; 18f; 18h; 18i) stromaufwärts einer Fluidfördereinheit (28e; 28f; 28h; 28i) der Prozessfluideinheit (18e; 18f; 18h; 18i) angeordnet ist.

8. Fluidversorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit (22a; 22b; 22c; 22d; 22e; 22f; 22g; 22h; 22i) angeschlossene Fluidentsorgungseinheit (26a; 26b; 26c; 26d; 26e; 26f; 26g; 26h; 26i), wobei der Fluidauslass innerhalb des Gehäuses (14a; 14b; 14c; 14d; 14e; 14f; 14g; 14h; 14i) angeordnet ist.

9. Fluidversorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem Fluidauslass der Elektronikkühlungseinheit (22g) angeschlossene Fluidentsorgungseinheit (26g), wobei die Fluidentsorgungseinheit (26g) zumindest einen Kühlmittelverteiler (30g) zu einem zumindest teilweisen Umlenken des Fluids in die Prozessfluideinheit (18g) umfasst

10. Elektrochemisches System mit zumindest einer elektrochemischen Einheit (20a; 20b; 20c; 20d; 20e; 20f; 20g; 20h; 20i) zu einer elektrochemischen Umsetzung eines Brennstoffs und mit zumindest einer Fluidversorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.