JP2020517068A - 積層した補助装置を備えた燃料電池ユニット - Google Patents
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Abstract
本発明は、燃料電池システム(1100)のための燃料電池ユニット(100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h)に関する。燃料電池ユニットは、少なくとも第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)と、少なくとも第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)と、アノードガス供給ライン(6)と、アノードガス排気ライン(7)と、カソードガス供給ライン(8)と、カソードガス排気ライン(9)と、燃料電池システム(1100)の操作性を確保するための少なくとも1つのBOP装置(1,2)と、を備える。アノードガス供給ライン(6)、アノードガス排気ライン(7)、カソードガス供給ライン(8)及び/又はカソードガス排気ライン(9)は、少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)と少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)との間で、少なくとも1つのスタックセクション(A,B)に配置される。少なくとも1つのBOP装置(1,2)は、少なくとも1つのスタックセクション(A,B)において、アノードガス供給ライン(6)、アノードガス排気ライン(7)、カソードガス供給ライン(8)及び/又はカソードガス排気ライン(9)内に配置される。さらに、本発明は、本発明に係る燃料電池ユニット(100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h)を備えた自動車(1000)に関する。
Description
本発明は、燃料電池システムの燃料電池ユニットに関し、特に、SOFCシステムに関する。さらに、本発明は、燃料電池システムを備えた自動車に関する。
化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池スタックを有するSOFCシステムが公知である。そのようなSOFCシステムは、通常、アノードガスを燃料電池スタックに供給するアノードガス供給ラインと、燃料電池スタックからアノード排気ガスを除去するアノード排気ラインと、を有する。これらのSOFCシステムは、カソードガスを燃料電池スタックに供給するカソードガス供給ラインと、燃料電池スタックからカソード排気ガスを排気するカソード排気ラインと、をさらに有する。SOFCシステムでは、いわゆるBOP装置(BOP:バランスオブプラント)が公知である。BOP装置は、燃料電池システムの機能性の確保に貢献する燃料電池システムの全ての補助装置を含む。SOFCシステムにおいて、BOP装置は、熱交換器、バルブ、流体タンク、改質器、排気バーナ、始動バーナ、エバポレータ、燃料ポンプ、ブロアなどである。各々のBOP装置は、利用可能な燃料電池システムの重要な部分を占めている。
本発明の目的は、上記の問題を部分的に考慮することである。特に、本発明の目的は、BOP装置が可能な限り省スペース化された状態で配置される燃料電池ユニット及び当該燃料電池ユニットを備えた自動車を提供することである。
前記目的は特許請求の範囲により実現する。特に、前記目的は、請求項1に記載の燃料電池ユニット及び請求項12に記載の自動車により実現する。当然ながら、本発明のさらなる利点は、従属クレーム、詳細な説明及び図面によりもたらされる。燃料電池ユニットについて説明する特徴及び詳細は、本発明による自動車にも適用され、その逆も同様である。そのため、開示に関して、本発明の個々の態様は互いに関連しているか又は常に関連し得る。
本発明の第1の態様によれば、燃料電池システムに燃料電池ユニットが設けられる。燃料電池ユニットは、少なくとも1つの第1の燃料電池スタックと、少なくとも1つの第2の燃料電池スタックと、少なくとも1つの第1の燃料電池スタック及び少なくとも1つの第2の燃料スタックにアノードガスを供給するアノードガス供給ラインと、第1の燃料電池スタック及び少なくとも1つの第2の燃料電池スタックからカソード排気ガスを排気するカソード排気ラインと、を備える。さらに、少なくとも1つのBOP装置は、少なくとも1つのスタックセクションにおいて、アノードガス供給ライン、アノード排気ライン、カソードガス供給ライン及び/又はカソード排気ライン内に配置される。
本発明の範囲内の実験により、省スペース化を実現するように、燃料電池スタック内又は複数の燃料電池スタック間にBOP装置を有利に配置できることが分かった。種々の構成要素の適切な配置として、燃料電池スタック間の未使用のスペースをBOP装置の配置に使用することができる。燃料電池スタック間にBOP装置を配置することによる、否定的な要素はほとんど又は全くなく、むしろBOP装置と燃料電池スタックとの間に肯定的な相互作用が得られることが分かった。
本発明による燃料電池スタック間のスタックセクション内に少なくとも1つのBOP装置をコンパクトに配置することにより、BOP装置と燃料電池スタックとの間のリード線の経路を短縮することができる。これにより、材料の消費が減少し、したがってコストを削減することができる。さらに、特に燃料電池システムをモバイルに使用する際に特に重要であり、常に達成されるべき重量の最適化を実現することができる。
本発明において、ラインは、特にいくつかのラインセクションを含むラインシステムを意味するものと理解されたい。アノードガス供給ラインは、例えば、BOP装置の上流でかつBOP装置の下流にアノードガス供給ラインセクションを有していてもよい。さらに、このBOP装置は、アノードガス供給ラインセクションに位置してもよい。これは、BOP装置の上流側のアノードガス供給ラインセクションとBOP装置の下流側のアノードガス供給ラインセクションとの間である。
供給ライン及び排気ラインの下には、燃料電池スタックへのラインセクションだけでなく、燃料電池スタック間でかつ燃料電池スタック内のラインセクションが存在する。例えば、アノードガス吸気マニホールド、カソードガス吸気マニホールド、アノード排気マニホールド及びカソード排気マニホールドの各々は、対応するラインセクションとして理解される。原則として、各々の電極に対する全てのラインセクションは、供給ライン及び排気ラインの下にあると理解される。
前述のように、BOP装置は、燃料電池システムの機能性の確保に貢献する燃料電池システムにおける全ての補助装置を意味するものとして理解される。SOFCシステムにおいて、そのようなBOP装置は、例えば、熱交換器、バルブ、流体アキュムレータ、改質器、排気ガスバーナ、始動バーナ、エバポレータ、燃料ポンプ、ブロア(送風機)などである。したがって、BOP装置は、燃料電池スタックにおける電気化学反応用のガス調製装置を意味するものと理解することができる。さらに、BOP装置は、燃料電池スタックからの排気ガスの排気ガス後処理のための排気ガス後処理装置を意味するものと理解することができる。排気ガス後処理は、特に、機械的、触媒的及び/又は化学的な排気後処理を意味するものとして理解されたい。
少なくとも1つの第1の燃料電池スタック及び少なくとも1つの第2の燃料電池スタックは、電気化学発電及び/又は回生運転、電気化学燃料ガス生成のためのアノードセクション及びカソードセクションをそれぞれ有する。燃料電池ユニットは、好ましくは、SOFCシステム及び/又はSOECシステムにおいて使用されるように構成される。
本発明の一実施例によれば、燃料電池ユニットにおいて、少なくとも1つのBOP装置は、アノードガス供給ライン内のスタックセクションに配置される改質器を有していてもよい。
その結果、改質器は、燃料電池ユニットが配置される燃料電池システムとの関係において、特に省スペース化された状態で配置され得る。燃料電池スタック間における改質器の配置により、アノードガス供給ラインセクションを特に短く維持することができる。これにより、改質器の作動効率が向上する。また、短いラインセクションにより、燃料電池システムの構成において、重量が減少するとともに、複雑さが低減する。本発明による改質器の配置による他の利点は、改質器における燃料ガスの改質時に発生する吸熱反応に関することが分かった。これは燃料電池ユニット又は燃料電池ユニットを備えた燃料電池システムのスイッチが切られたとき及び/又は燃料電池ユニットの過熱が発生した場合に特に有利である。
さらに、本発明による燃料電池ユニットの場合、改質器は、改質触媒を有するか又は少なくとも実質的にそのようなものとして構成されてもよい。改質触媒は、特に省スペース化された状態で配置される。この場合、さらなるラインセクションやケーブルなどを必要とする任意の補助装置は必要ないか又はほとんど必要ない。改質触媒は、例えば、酸化触媒などの燃焼触媒として構成されてもよい。その結果、アノードガスが燃焼され、対応する加熱された流体が対応する燃料電池スタックを加熱するために使用される。これは、燃料電池スタックの間に改質器を直接配置することによって、特に効率的かつ効果的に実現する。加熱された流体は、燃料電池スタックの電極へと直接送られる。これにより、電極が特に効率的に加熱される。これに加えて又は代替例では、加熱された流体は、燃料電池スタックを外側から加熱するように使用される。これにより、加熱された流体と電極との間における有害な化学的及び/又は熱的な相互作用を回避することができる。
さらに、本発明の燃料電池ユニットにおいて、カソード排気ガス及びカソード排気ガスを含むガス混合気をアノード排気ライン及びカソード排気ラインから燃料電池ユニットの近傍へと排気するための排気ラインが配置される。この排気ラインは、少なくとも1つのスタックセクションにおいて、少なくとも1つの第1の燃料電池スタックと少なくとも1つの第2の燃料電池スタックとの間に配置される。少なくとも1つのBOP装置は、スタック(積層)部分において排気ガスライン内に配置された排気ガスバーナを有する。改質器について前述したように、排気ガスバーナは、特に省スペース化された状態で燃料電池システムに配置される。その結果、排気ガスバーナに要求されるライン部分が短くなり、したがってコストを削減することができるとともに、重量を減少させることができる。同様に、これにより、燃料電池ユニットの複雑さを低減させることができる。本発明の排気ガスバーナの配置によるさらなる利点は、アノード及びカソード排気ガスが排気ガスバーナで燃焼されるときに生じる発熱反応に関してもたらされる。排気ガスバーナの目的とする動作により、燃料電池スタック又は排気ガスバーナの周囲を加熱することができる。これは、燃料電池ユニット又は燃料電池ユニットを有する燃料電池システムの始動プロセス時に特に有利である。
さらに、本発明による燃料電池システムにおいて、排気ガスバーナが酸化触媒を有するか又は少なくとも基本的にそのようなものとして構成されている場合に有利である。特に省スペース化された状態で酸化触媒又は一般的な触媒を配置することができる。
本発明の範囲において、燃料電池ユニットでは、改質器及び排気ガスバーナが少なくとも1つの断面において積層されて配置されることが有利である。その結果、燃料電池ユニットのコンパクトさが向上し、対応する燃料電池システムは、スペースが最適化されて配置され得る。好ましくは、積層された配置とは、第1の改質器セクションが排気ガスバーナの直上又は実質的に直上に配置され、第2の改質器セクションが排気ガスバーナの直下又は実質的に直下に配置される配置を意味する。さらに好ましくは、積層された配置は、第1の排気ガスバーナセクションが改質器の直上又は実質的に直上に配置され、第2の排気ガスバーナセクションが改質器の直下又は実質的に直下に配置される配置である。
本発明による燃料電池ユニットでは、排気ガスバーナは、少なくとも所定のセクションにおいて、改質器の周囲で環状に配置されていてもよい。すなわち、排気ガスバーナの少なくとも一部は、改質器の少なくとも一部の周囲で環状に配置される。そのような環状の形状は、特に省スペース化を実現し、燃料電池ユニットに簡単に挿入可能であることが、本発明の範囲内の実験によって分かった。さらに、本実施例において、例えば、燃料電池ユニットの始動動作時に、排気ガスバーナにおいて生じる発熱反応によって、燃料電池ユニットを効果的に加熱することができる。
排気ガスバーナが少なくとも所定のセクションにおいて改質器における積層体として構成された本発明の一実施例では、改質器が少なくとも所定のセクションにおいて排気ガスバーナの周囲で環状に配置されもよい。これは、本発明の特に省スペース化された構成の変形例である。さらに、本実施例では、例えば、燃料電池ユニットのシャットダウン処理時に、改質器において生じる吸熱反応によって、燃料電池ユニットを効果的に冷却することができる。
さらに、本発明による燃料電池ユニットの場合、カソードガス供給ラインが、少なくとも所定のセクションにおいて、スタックセクションにおける排気ガスバーナと隣接する調温流体ラインセクション(tempering fluid line section)を有していてもよい。その結果、スタックセクション内においてカソードガス供給ラインをシンプルかつ効果的な方法で調整して、燃料電池ユニット又は対応する燃料電池システムの効果的な作動モードを実現することができる。改質器が断面内で排気ガスバーナに積層された一実施例では、この断面における排気ガスバーナが2つの調温流体ラインセクションの間に配置されているか又は調温流体ラインセクションの周囲に配置された環状の排気ガスバーナが断面内で積層されている場合に、燃料電池ユニットがシンプルかつ効果的な方法で調整され得ることが、本発明の範囲における実験によって分かった。排気ガスバーナが少なくとも断面内に位置し、少なくとも部分的に改質器に積層されかつ/又は環状に囲まれている本発明の一実施例において、流体ラインセクションが排気ガスバーナに積層され及び/又は排気ガスバーナにより環状に囲まれている場合に、排気ガスバーナの温度制御が簡単で効果的であり、有益であることが分かった。燃料電池ユニットを冷却するための空気などのカソードガスは、調温流体ラインセクションを通流する。これに加えて又は代替例では、燃料電池ユニットの加熱又は冷却のための他の高温又は低温の流体は、調温流体ラインセクションを通流する。
本発明のさらなる実施例では、燃料電池ユニットにおいて、少なくとも1つのBOP装置は、排気ガスバーナを加熱するための始動バーナを有していてもよい。本発明の範囲内の実験により、アフターバーナを加熱するための始動バーナをスタックセクション内に有利に配置できることが分かった。排気ガスバーナの省スペースの配置に加えて、燃料電池スタックを相対的に直接、効率的かつ効果的に加熱するため、始動バーナにより生じた熱を排気ガスバーナに用いてもよい。
さらに、本発明による燃料電池ユニットにおいて、少なくとも1つのスタックセクションに、少なくとも1つのBOP装置から少なくとも1つの第1の燃料電池スタック及び/又は少なくとも1つの第2の燃料電池スタックへの熱輸送のための、特に固体の形態である熱輸送セクションが配設されてもよい。熱輸送セクションは、少なくとも1つのBOP装置と燃料電池ユニットの1つの電極との間における中間壁部として構成され得る。加熱又は冷却されているBOP装置から燃料電池ユニットの少なくとも1つの電極への直接的な熱輸送は、熱輸送セクションにより検出可能である。
本願発明の他の態様によれば、自動車、特に電気自動車又はハイブリッド電気自動車は、自動車の少なくとも1つの駆動ユニットにエネルギーを供給する燃料電池システムを備えている。詳細に説明したように、燃料電池システムは、燃料電池ユニットを有する。したがって、本発明に係る自動車によれば、本発明による燃料電池ユニットを参照して詳細に説明したものと同様の利点が得られる。
本発明を向上させるためのさらなる手段は、図面に概略的に示す本発明の様々な実施例についての以下の説明から明らかになるであろう。構造的な詳細及び空間的配置を含む特許請求の範囲、詳細な説明又は図面から生じる特徴及び/又は利点は、個々に及び種々の組み合わせで本発明に不可欠なものである。図面は以下の事項を概略的に示している。
図1〜9において、同一の機能及び動作モードを有する構成要素には同一の参照符号を使用する。
図1は、燃料電池システム1100のための燃料電池ユニット100aを概略的に示している。図1に示す燃料電池ユニット100aは、第1の燃料電池スタック3.1及び第2の燃料電池スタック4.1を有する。また、燃料電池ユニット100aは、改質器1の形態をなすBOP装置と、排気ガスバーナ2の形態をなすBOP装置と、を有する。改質器1は、アノードガス供給ライン6(詳細は後述する)に配置され、排気ガスバーナは、排気ライン10に配置されるか、あるいはアノード排気ライン7及びカソード排気ライン9(詳細は後述する)を組み合わせたラインに配置される。改質器1及び排気ガスバーナ2は、第1の燃料電池スタック3.1と第2の燃料電池スタック4.1との間に配置されたアノードガス供給ライン6及び排気ライン10内でスタックセクションA(破線間の領域)における所定のセクションに配置されている。また、改質器1及び排気バーナ2は、スタックセクションA内に完全に配置されてもよい。
改質器1は改質触媒を有する。排気ガスバーナ2は、酸化触媒を有する。図1に示すように、改質器1及び排気ガスバーナ2は、1つの断面内で互いに積層されている。より詳細には、排気ガスバーナ2は、改質器1の周囲で環状に配置されている。
図2は、第2の実施例に係る燃料電池ユニット100bを示している。第2の実施例によれば、改質器1は、排気ガスバーナ2の周囲で環状に配置されている。それ以外の部分については、第2の実施例は、基本的に第1の実施例に対応している。
図3は、第3の実施例に係る燃料電池ユニット100cを示している。第3の実施例において、カソードガス供給ライン8は、スタックセクションAにおいて排気ガスバーナ2に隣接して設けられた調温流体ラインセクション5を有する。この調温流体ラインセクション5は、排気ガスバーナ2と調温流体ラインセクション5との間における温度輸送、特に直接的な温度輸送のためのラインセクションである。より詳細には、調温流体ラインセクション5は、1つの断面において排気ガスバーナを収容する。一実施例では、調温流体ラインセクション5は、排気ガスバーナ2の周囲において環状に配置されている。それ以外の部分については、第3の実施例は、基本的に第1の実施例に対応している。
図4は、第4の実施例に係る燃料電池ユニット100dを示している。第4の実施例おいて、カソードガス供給ライン8は、スタックセクションAに設けられた流体ラインセクション5を有する。この調温流体ラインセクション5は、排気ガスバーナ2と調温流体ラインセクション5との間における温度輸送、特に直接的な温度輸送のためのラインセクションである。より詳細には、流体ラインセクション5は、1つの断面内で排気ガスバーナ2の間に配置されている。特定の実施例では、排気ガスバーナ2は、調温流体ラインセクション5の周囲で環状に形成されている。それ以外の部分については、第4の実施例は、基本的に第1の実施例に対応している。
改質器1、始動バーナ、流体ラインセクション5,6,7,8,9,10と燃料電池スタック3.1,3.2,4.1,4.2との間における移行セクションは、構成要素間の熱輸送のための熱輸送セクションとして、例えば隔壁として構成される。
図5は、第5の実施例に係る燃料電池ユニット100eを示している。本実施例では、燃料電池ユニット100eは平面図で示されており、改質器1及び改質器1の周囲で環状に配置された排気ガスバーナ2を有するBOPユニットは、第1〜第4の実施例と比べて、90°回転している。また、図5は、アノードガスを第2の燃料スタック4.1から第1の燃料電池スタック3.1に供給するアノードガス供給ライン6と、第1の燃料電池スタック3.1及び第2の燃料電池スタック4.1からアノード排気ガスを除去するアノード排気ライン7と、カソードガスを第1の燃料電池スタック3.1及び第2の燃料電池スタック4.1に供給するカソードガス供給ライン8と、第1の燃料電池スタック3.1及び第2の燃料電池スタック4.1からカソード排気ガスを排気するカソード排気ライン9と、を示している。それ以外の部分については、第5の実施例は、基本的に第1の実施例に対応している。
図6は、第6の実施例に係る燃料電池ユニット100fの平面図である。第6の実施例は、基本的に第4の実施例に対応しており、改質器1及び排気ガスバーナ2を有し、流体ラインセクションが配置されたBOPユニットは、90°回転している。
図7は、第7の実施例に係る燃料電池ユニット100gを示している。第7の実施例による燃料電池ユニット100gは、第1〜第6の実施例と異なり対称ではない。燃料電池ユニットの流体チャネルにおけるBOP装置の配置を説明するため、第1〜第6の燃料電池ユニットよりも第7の実施例に係る燃料電池ユニット100gをより詳細に図示している。特に、図7に示す実施例では、アノード排気ライン7及びカソード排気ライン9の組み合わせである排気ライン10内における排気ガスバーナ2の配置をより明確に見ることができる。図7に示すように、排気ライン10は、アノード排気ガス及びカソード排気ライン9を含むガス混合気を燃料電池ユニット100gの近傍に排気するように構成されかつ配置されている。排気ライン10は、スタックセクションAにおいて、第1の燃料電池スタック3.1と第2の燃料スタック4.1(図7に直接示していない)との間に配置されている。排気ガスバーナ2を加熱するため、排気ライン10内に始動バーナを配設してもよい。
図8は、第8の実施例に係る燃料電池ユニット100hの斜視図である。第8の実施例に係る燃料電池ユニット100hは、基本的に第7の実施例に係る燃料電池ユニット100gに対応している。第8の実施例による燃料電池ユニット100hは、2つの第1の燃料電池スタック3.1,3.2及び2つの第2の燃料電池スタック4.1,4.2を有している。燃料電池スタック3.1と燃料電池スタック4.1との間に、第1のスタックセクションAが設けられ、燃料電池スタック3.2と燃料電池スタック4.2との間に、第2のスタックセクションBが設けられている。燃料電池スタックの数は、図示した実施例に限定されない。
図9は、電気自動車の形態をなす自動車1000を示しており、この自動車1000は、自動車1000の電気モータ(駆動ユニット)1200にエネルギーを供給するための燃料電池システム1100を備えている。燃料電池ユニット100aを有する燃料電池システム1100については既に詳細に説明している。
1 改質器(BOP装置)
2 排気ガスバーナ(BOP装置)
3.1 燃料電池スタック
3.2 燃料電池スタック
4.1 燃料電池スタック
4.2 燃料電池スタック
5 調温流体ラインセクション
6 アノードガス供給ライン
7 アノード排気ライン
8 カソードガス供給ライン
9 カソード排気ライン
10 排気ライン
100a〜100h 燃料電池ユニット
1000 自動車
1100 燃料電池システム
1200 電気モータ(駆動ユニット)
A スタックセクション
B スタックセクション
2 排気ガスバーナ(BOP装置)
3.1 燃料電池スタック
3.2 燃料電池スタック
4.1 燃料電池スタック
4.2 燃料電池スタック
5 調温流体ラインセクション
6 アノードガス供給ライン
7 アノード排気ライン
8 カソードガス供給ライン
9 カソード排気ライン
10 排気ライン
100a〜100h 燃料電池ユニット
1000 自動車
1100 燃料電池システム
1200 電気モータ(駆動ユニット)
A スタックセクション
B スタックセクション
Claims (10)
- 燃料電池システム(1100)の燃料電池ユニット(100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h)であって、
少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)と、
少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)と、
前記少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)及び前記少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)にアノードガスを供給するアノードガス供給ライン(6)と、
少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)及び少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)にアノードガスを供給するアノード排気ライン(7)と、
少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)及び少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)にカソードガスを供給するカソードガス供給ライン(8)と、
少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)及び少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)からカソード排気ガスを除去するカソード排気ライン(9)と、
前記燃料電池システム(1100)の操作性を確保するための少なくとも1つのBOP装置(1,2)と、
を備え、
前記アノードガス供給ライン(6)、前記アノード排気ライン(7)、前記カソードガス供給ライン(8)及び/又は前記カソード排気ライン(9)は、少なくとも1つのスタックセクション(A,B)において前記少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)と前記少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)との間に少なくとも部分的に配置され、
前記少なくとも1つのBOP装置(1,2)は、前記少なくとも1つのスタックセクション(A,B)において、前記アノードガス供給ライン(6)、前記アノード排気ライン(7)、前記カソードガス供給ライン(8)及び/又は前記カソード排気ライン(9)の内側に配置される、ことを特徴とする燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f;100g;100h)。 - 前記少なくとも1つのBOP装置は、前記スタックセクション(A,B)において前記アノードガス供給ライン(6)内に配置された改質器(1)を備え、
好ましくは、前記改質器(1)は、改質触媒を有するか、又は少なくとも実質的にそのようなものとして構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f;100g;100h)。 - アノード排気ガス及びカソード排気ガスを含む混合ガスを前記アノード排気ライン(7)及び前記カソード排気ライン(9)から前記燃料電池ユニット(100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h)の近傍に排気する排気ライン(10)をさらに備え、
前記排気ライン(10)は、前記少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)と前記少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)との間に配置された前記少なくとも1つのスタックセクション(A,B)における領域に配置され、
前記少なくとも1つのBOP装置(1,2)は、前記スタックセクション(A,B)において前記排気ガスライン(10)内に配置された排気ガスバーナ(20)を有する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f;100g;100h)。 - 前記排気ガスバーナ(2)は、酸化触媒を有するか、又は少なくとも実質的に酸化触媒として構成されている、ことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f;100g;100h)。
- 前記排気ガスバーナ(2)及び改質器(1)は、少なくとも1つの断面において積層されている、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f)。
- 前記排気ガスバーナ(2)は、少なくとも所定のセクションにおいて、改質器(1)の周囲で少なくとも部分的に環状に配置されるか、あるいは
前記改質器(1)は、前記排気ガスバーナ(2)の周囲で少なくとも部分的に環状に配置される、ことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の燃料電池ユニット(100a;100c;100e)。 - 前記カソードガス供給ライン(8)は、少なくとも部分的に前記スタックセクション(A,B)において、前記排気ガスバーナ(2)に隣接した調温流体ラインセクション(5)を有する、ことを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f)。
- 前記少なくとも1つのBOP装置は、前記排気ガスバーナ(2)を加熱する始動バーナを有する、ことを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f;100g;100h)。
- 前記少なくとも1つのスタックセクション(A,B)において、少なくとも1つのBOP装置(1,2)から前記少なくとも1つの第1の燃料電池スタック(3.1,3.2)及び/又は前記少なくとも1つの第2の燃料電池スタック(4.1,4.2)への熱輸送ための、特に固体の形態である熱輸送セクションが配置されている、ことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の燃料電池ユニット(100a;100b;100c;100d;100e;100f;100g;100h)。
- 自動車(1000)の少なくとも1つの駆動ユニット(1200)にエネルギーを供給する燃料電池システム(1100)を備えた自動車(1000)であって、
前記燃料電池システム(1100)は、請求項1〜9のいずれかに記載の燃料電池ユニット(100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h)を有する、ことを特徴とする自動車(1000)。
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