DE102017202210A1 - Fuel cell system with a fuel cell stack - Google Patents

Fuel cell system with a fuel cell stack Download PDF

Info

Publication number
DE102017202210A1
DE102017202210A1 DE102017202210.8A DE102017202210A DE102017202210A1 DE 102017202210 A1 DE102017202210 A1 DE 102017202210A1 DE 102017202210 A DE102017202210 A DE 102017202210A DE 102017202210 A1 DE102017202210 A1 DE 102017202210A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel cell
mat
cell stack
fuel
cell system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017202210.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Norbert Frisch
Johannes Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102017202210.8A priority Critical patent/DE102017202210A1/en
Publication of DE102017202210A1 publication Critical patent/DE102017202210A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Brennstoffzellenstapel (2), welcher eine Mehrzahl von Brennstoffzellen umfasst. Durch Anoden der Brennstoffzellen ist ein Anodenraum des Brennstoffzellenstapels (2) gebildet, in welchen ein Brennstoff einbringbar ist, und durch Kathoden der Brennstoffzellen ist ein Kathodenraum des Brennstoffzellenstapels (2) gebildet, in welchen ein Oxidationsmittel einbringbar ist. An wenigstens einer Außenseite (3, 4, 5, 6) des Brennstoffzellenstapels (2) ist wenigstens eine Matte (7) aus einem nicht brennbaren Material angeordnet. Die wenigstens eine Matte (7) ist für den Brennstoff durchlässig.

Figure DE102017202210A1_0000
The invention relates to a fuel cell system (1), in particular for a motor vehicle, having a fuel cell stack (2) which comprises a plurality of fuel cells. By anodes of the fuel cell, an anode space of the fuel cell stack (2) is formed, in which a fuel can be introduced, and by cathodes of the fuel cell, a cathode space of the fuel cell stack (2) is formed, in which an oxidizing agent can be introduced. At least one outer surface (3, 4, 5, 6) of the fuel cell stack (2) has at least one mat (7) made of a non-combustible material. The at least one mat (7) is permeable to the fuel.
Figure DE102017202210A1_0000

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Brennstoffzellensystem.The technology disclosed herein relates to a fuel cell system.

Wenn etwa die Dichtungen eines eine Mehrzahl von Brennstoffzellen umfassenden Brennstoffzellenstapels nicht vollständig dicht sind, so kann es aufgrund eines entsprechenden Lochs in einer Dichtung zu einer geringen Leckage von Brennstoff aus dem Brennstoffzellenstapel kommen. Wenn es sich bei dem Brennstoff um Wasserstoff handelt, so kann sich bereits ab einer Leckage von 0,3 Milligramm pro Minute eine stehende, also dauerhaft brennende Flamme ausbilden, sofern sich der aus dem Brennstoffzellenstapel austretende Brennstoff entzündet. Auch bei sehr kleinen Leckagen sind somit Maßnahmen zum Schutz vor einer Ausbreitung eines Brands vorzusehen.For example, if the gaskets of a fuel cell stack comprising a plurality of fuel cells are not completely sealed, a small leakage of fuel from the fuel cell stack may occur due to a corresponding hole in a gasket. If the fuel is hydrogen, a standing, ie permanently burning, flame can form as early as a leakage of 0.3 milligrams per minute, provided the fuel emerging from the fuel cell stack ignites. Even with very small leaks, measures to protect against the spread of a fire should therefore be provided.

Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, ein Austreten eines lokal konzentrierten Brennstoffstroms in eine Umgebung des Brennstoffzellenstapels zu erschweren. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben.It is a preferred object of the technology disclosed herein to reduce or eliminate at least one disadvantage of a previously known solution or to suggest an alternative solution. In particular, it is a preferred object of the technology disclosed herein to complicate leakage of locally concentrated fuel flow into an environment of the fuel cell stack. Other preferred objects may result from the beneficial effects of the technology disclosed herein.

Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.The object (s) is / are solved by the subject matter of claim 1. The dependent claims are preferred embodiments.

Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem weist einen Brennstoffzellenstapel auf, welcher eine Mehrzahl von Brennstoffzellen umfasst. Durch Anoden der Brennstoffzellen ist ein Anodenraum des Brennstoffzellenstapels gebildet, in welchen ein Brennstoff einbringbar ist. Durch Kathoden der Brennstoffzellen ist ein Kathodenraum des Brennstoffzellenstapels gebildet, in welchen ein Oxidationsmittel einbringbar ist. Hierbei ist an wenigstens einer Außenseite des Brennstoffzellenstapels wenigstens eine Matte aus einem nicht brennbaren Material angeordnet, wobei die wenigstens eine Matte für den Brennstoff durchlässig ist. Die wenigstens eine Matte beziehungsweise Lage oder Schicht des nicht brennbaren Materials sorgt also dafür, dass aus dem Brennstoffzellenstapel gegebenenfalls aufgrund einer Leckage austretender Brennstoff nicht lokal konzentriert in die Umgebung des Brennstoffzellenstapels gelangt. Vielmehr sorgt die Durchlässigkeit der wenigstens einen Matte für den Brennstoff dafür, dass es zu einer Verteilung des in die Umgebung des Brennstoffzellenstapels austretenden Brennstoffs kommt. So kann sichergestellt werden, dass sich nicht bereits bei einer Leckage von beispielsweise 0,3 Milligramm Wasserstoff pro Minute an der Leckagestelle beziehungsweise Austrittsstelle nach einem Entzünden des Brennstoffs eine stehende Flamme ausbildet.The fuel cell system according to the invention has a fuel cell stack, which comprises a plurality of fuel cells. By anodes of the fuel cell, an anode space of the fuel cell stack is formed, in which a fuel can be introduced. By cathode of the fuel cell, a cathode space of the fuel cell stack is formed, in which an oxidizing agent can be introduced. Here, at least one outer surface of the fuel cell stack is arranged at least one mat of a non-combustible material, wherein the at least one mat is permeable to the fuel. The at least one mat or layer or layer of the non-combustible material thus ensures that fuel leaving the fuel cell stack, if appropriate due to leakage, does not reach the surroundings of the fuel cell stack in a locally concentrated manner. Rather, the permeability of the at least one mat for the fuel ensures that there is a distribution of the emerging in the vicinity of the fuel cell stack fuel. Thus, it can be ensured that a standing flame does not already form at a leakage of, for example, 0.3 milligrams of hydrogen per minute at the leakage point or exit point after ignition of the fuel.

Vielmehr kann sich allenfalls bei deutlich höheren Leckagewerten eine lokale Konzentration des Brennstoffs einstellen, welche im Falle einer Entzündung des Brennstoffs zur Ausbildung einer stehenden, also dauerhaft durch den nachströmenden Brennstoff alimentierten Flamme führen kann. Es ist also durch das Vorsehen der wenigstens einen Matte eine erhöhte Sicherheit im Hinblick auf eine Brandausbreitung infolge kleiner Leckagen des Brennstoffzellenstapels gewährleistet. Eine Brandausbreitung kann so sehr weit gehend vermieden werden. Daher lassen sich auch die Folgen einer Brandausbreitung vermieden, etwa ein Auftreten von gegebenenfalls größeren Leckagen des Brennstoffs.Rather, at best, at significantly higher leakage values, a local concentration of the fuel can be established, which in the case of ignition of the fuel can lead to the formation of a standing flame, that is to say permanently fed by the inflowing fuel. It is therefore ensured by the provision of at least one mat increased security in terms of fire spread due to small leaks of the fuel cell stack. A fire spread can be avoided as far as possible. Therefore, the consequences of a fire spread can be avoided, such as an occurrence of possibly larger leaks of the fuel.

Die hier offenbarte Technologie betrifft somit ein Brennstoffzellensystem mit mindestens einer Brennstoffzelle. Das Brennstoffzellensystem ist beispielsweise für mobile Anwendungen wie Kraftfahrzeuge gedacht, insbesondere zur Bereitstellung der Energie für mindestens eine Antriebsmaschine zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs. In ihrer einfachsten Form ist eine Brennstoffzelle ein elektrochemischer Energiewandler, der Brennstoff und Oxidationsmittel in Reaktionsprodukte umwandelt und dabei Elektrizität und Wärme produziert. Die Brennstoffzelle umfasst eine Anode und eine Kathode, die durch einen ionenselektiven beziehungsweise ionenpermeablen Separator getrennt sind. Die Anode wird mit Brennstoff versorgt. Bevorzugte Brennstoffe sind: Wasserstoff, niedrigmolekularer Alkohol, Biokraftstoffe oder verflüssigtes Erdgas. Die Kathode wird mit Oxidationsmittel versorgt. Bevorzugte Oxidationsmittel sind beispielsweise Luft, Sauerstoff und/oder Peroxide. Der ionenselektive Separator kann beispielsweise als Protonenaustauschmembran (proton exchange membrane, PEM) oder Polymerelektrolytmembran ausgebildet sein. Bevorzugt kommt eine kationenselektive Polymerelektrolytmembran zum Einsatz. Materialien für eine solche Membran sind beispielsweise: Nation®, Flemion® und Aciplex®.The technology disclosed herein thus relates to a fuel cell system having at least one fuel cell. The fuel cell system is intended, for example, for mobile applications such as motor vehicles, in particular for providing the energy for at least one drive machine for locomotion of the motor vehicle. In its simplest form, a fuel cell is an electrochemical energy converter that converts fuel and oxidant into reaction products, producing electricity and heat. The fuel cell comprises an anode and a cathode which are separated by an ion-selective or ion-permeable separator. The anode is supplied with fuel. Preferred fuels are: hydrogen, low molecular weight alcohol, biofuels or liquefied natural gas. The cathode is supplied with oxidant. Preferred oxidizing agents are, for example, air, oxygen and / or peroxides. The ion-selective separator may be formed, for example, as a proton exchange membrane (PEM) or polymer electrolyte membrane. Preferably, a cation-selective polymer electrolyte membrane is used. Materials for such a membrane include: Nation®, Flemion® and Aciplex®.

Ein Brennstoffzellensystem umfasst neben der mindestens einen Brennstoffzelle periphere Systemkomponenten (BOP-Komponenten), die beim Betrieb der mindestens einen Brennstoffzelle zum Einsatz kommen können. In der Regel sind mehrere Brennstoffzellen zu dem Brennstoffzellenstapel beziehungsweise Stack zusammengefasst.A fuel cell system comprises, in addition to the at least one fuel cell, peripheral system components (BOP components) which can be used during operation of the at least one fuel cell. As a rule, several fuel cells are combined to form the fuel cell stack or stack.

Das Brennstoffzellensystem umfasst ein Anodensubsystem, das von den brennstoffführenden Bauelementen des Brennstoffzellensystems ausgebildet wird. Ein Anodensubsystem kann mindestens einen Druckbehälter, mindestens ein Tankabsperrventil (=TAV), mindestens einen Druckminderer, mindestens eine zum Anodeneinlass führende Anodenzuleitung, den Anodenraum im Brennstoffzellenstapel, mindestens eine vom Anodenauslass wegführende Anodenabgasleitung, mindestens einen Wasserabscheider (= AWS), mindestens ein Anodenspülventil (= APV), mindestens einen aktiven oder passiven Brennstoff-Rezirkulationsförderer (= ARE bzw ARB) und/oder mindestens eine Rezirkulationsleitung sowie weitere Elemente aufweisen. Hauptaufgabe des Anodensubsystems ist die Heranführung und Verteilung von Brennstoff an die elektrochemisch aktiven Flächen des Anodenraums und die Abfuhr von Anodenabgas.The fuel cell system includes an anode subsystem formed by the fuel-bearing components of the fuel cell system. An anode subsystem may include at least one pressure vessel, at least one Tankabsperrventil (= TAV), at least one pressure reducer, at least one leading to the anode inlet anode lead, the anode chamber in the fuel cell stack, at least one leading away from the anode outlet anode exhaust gas line, at least one water separator (= AWS), at least one Anodenspülventil (= APV), at least one active or passive Have fuel recirculation conveyor (= ARE or ARB) and / or at least one recirculation line and other elements. The main task of the Anodensubsystems is the introduction and distribution of fuel to the electrochemically active surfaces of the anode compartment and the removal of anode exhaust gas.

Das Brennstoffzellensystem umfasst ein Kathodensubsystem. Das Kathodensubsystem wird aus den oxidationsmittelführenden Bauelementen gebildet. Ein Kathodensubsystem kann mindestens einen Oxidationsmittelförderer, mindestens eine zum Kathodeneinlass führende Kathodenzuleitung, mindestens eine vom Kathodenauslass wegführende Kathodenabgasleitung, den Kathodenraum im Brennstoffzellenstapel, sowie weitere Elemente aufweisen. Hauptaufgabe des Kathodensubsystems ist die Heranführung und Verteilung von Oxidationsmittel an die elektrochemisch aktiven Flächen des Kathodenraums und die Abfuhr von unverbrauchtem Oxidationsmittel.The fuel cell system includes a cathode subsystem. The cathode subsystem is formed from the oxidant-carrying components. A cathode subsystem may comprise at least one oxidant promoter, at least one cathode feed line leading to the cathode inlet, at least one cathode waste gas line leading away from the cathode outlet, the cathode space in the fuel cell stack, and further elements. The main task of the cathode subsystem is the introduction and distribution of oxidant to the electrochemically active surfaces of the cathode compartment and the removal of unconsumed oxidant.

Das Brennstoffzellensystem kann ein Zellüberwachungssystem umfassen. Das Zellüberwachungssystem (en.: cell voltage monitoring system beziehungsweise CVM-System) kann ausgebildet sein, den Zustand von mindestens einer Zelle zu überwachen. In der Regel überwacht es den Zustand von einer Vielzahl an Brennstoffzellen. Überwachen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das System direkt oder indirekt den Zustand der überwachten Zellen bestimmen kann. Vorteilhaft kann somit eine auftretende Degradation beziehungsweise ein Zellausfall frühzeitig erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Es kann dadurch eventuell die Lebensdauer in einem gewissen Rahmen erhöht werden und/oder durch geeignete Gegenmaßnahmen die Performance der Zellgesamtheit gesteigert werden.The fuel cell system may include a cell monitoring system. The cell monitoring system (CVM) may be configured to monitor the condition of at least one cell. It usually monitors the condition of a variety of fuel cells. Monitoring in this context means that the system can directly or indirectly determine the state of the monitored cells. Advantageously, a degradation occurring or a cell failure can thus be detected early and appropriate countermeasures initiated. It may possibly increase the life span to a certain extent and / or increase the performance of the cell population by means of suitable countermeasures.

Vorteilhaft kann mindestens eine Messgröße direkt oder indirekt erfasst werden. Die Messgröße kann insbesondere die elektrische Spannung der überwachten Zelle sein. Vorteilhaft werden die Einzelzellspannungen von mehreren beziehungsweise allen Zellen sowie die Gesamtspannung ermittelt. Bevorzugt wird ferner der durch den Brennstoffzellenstack fließende Strom bestimmt. Aus den gemessenen Spannungen kann das CVM-System beispielsweise einen der folgenden Werte bestimmen: Min-, Max- und Mittelwert der Einzelzellspannung. Vorteilhaft können somit Spannungsabweichungen zwischen den Einzelzellen beziehungsweise zu einem Mittelwert der Einzelzellspannungen erkannt werden. Bevorzugt werden weitere Einzelzellanalyseverfahren durchgeführt, wie beispielsweise eine Impedanzberechnung (z.B: elektrochemische Impedanzspektroskopie).Advantageously, at least one measured variable can be detected directly or indirectly. The measured variable may in particular be the electrical voltage of the monitored cell. Advantageously, the single cell voltages of several or all cells and the total voltage are determined. Preferably, the current flowing through the fuel cell stack is further determined. From the measured voltages, the CVM system can determine, for example, one of the following values: minimum, maximum and mean value of the single-cell voltage. Advantageously, voltage deviations between the individual cells or at an average value of the individual cell voltages can thus be detected. Preferably, further single cell analysis methods are performed, such as an impedance calculation (e.g., electrochemical impedance spectroscopy).

Bevorzugt umfasst das Zellüberwachungssystem mindestens ein Zellüberwachungsmodul (FCSC). Das Zellüberwachungsmodul kann beispielsweise einen Analog-Digital Wandler umfassen, der ein analoges Signal einer Brennstoffzelle in ein digitales Signal umwandelt. Z.B. kann als analoges Eingangssignal die Spannung erfasst werden, die in ein digitales Signal, z.B. ein 12-Bit Signal konvertiert wird. Vorteilhaft kann das Modul mindestens einen Multiplexer umfassen. Der Multiplexer kann ausgebildet sein, die Messsignale der einzelnen Brennstoffzellen einer Zellgruppe zu erfassen und diese analogen Signale dann dem Analog-Digital-Wandler zu senden. Eine solche Einheit kann beispielsweise als Analog Digital Converter Modul (ADC-Modul) bezeichnet werden. Im Falle einer Brennstoffzelle kann man auch von einem Fuel Cell Supervisory Circuit (FCSC) sprechen. Bevorzugt kann das Zellüberwachungsmodul weitere Analysefunktionalitäten des Zellüberwachungssystems umfassen, insbesondere durch Betrachtung von Differenzspannungen unmittelbar benachbarter Separatoren.The cell monitoring system preferably comprises at least one cell monitoring module (FCSC). For example, the cell monitoring module may include an analog-to-digital converter that converts an analog signal of a fuel cell into a digital signal. For example, For example, the voltage which is converted into a digital signal, e.g. a 12-bit signal is converted. Advantageously, the module may comprise at least one multiplexer. The multiplexer may be configured to detect the measurement signals of the individual fuel cells of a cell group and then to send these analog signals to the analog-to-digital converter. Such a unit may be referred to, for example, as an Analog Digital Converter Module (ADC module). In the case of a fuel cell, one can also speak of a Fuel Cell Supervisory Circuit (FCSC). The cell monitoring module may preferably comprise further analysis functionalities of the cell monitoring system, in particular by consideration of differential voltages of directly adjacent separators.

Vorzugsweise umgibt die wenigstens eine Matte den Brennstoffzellenstapel im Bereich von denjenigen Außenseiten, welche sich in eine Stapelrichtung der Brennstoffzellen erstrecken. Die Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels ist diejenige Richtung, in welcher die Komponenten des Brennstoffzellenstapels, also beispielsweise Bipolarplatten und dazwischen angeordnete Membran-Elektroden-Anordnungen, aufeinander gestapelt werden, um den Brennstoffzellenstapel zu bilden.Preferably, the at least one mat surrounds the fuel cell stack in the region of those outer sides which extend in a stacking direction of the fuel cells. The stacking direction of the fuel cell stack is the direction in which the components of the fuel cell stack, such as bipolar plates and membrane-electrode assemblies interposed therebetween, are stacked to form the fuel cell stack.

An diesen Außenseiten des Brennstoffzellenstapels sind nämlich die zwischen den einzelnen Komponenten des Brennstoffzellenstapels vorgesehenen Dichtungen beziehungsweise Dichtlinien angeordnet. Insbesondere im Bereich dieser Dichtlinien ist es vorteilhaft, durch die wenigstens eine Matte beziehungsweise Lage oder Schicht einen aufgrund einer Leckage möglicherweise auftretenden Brennstoffstrom in die Umgebung des Brennstoffzellenstapels auf eine größere Fläche zu verteilen. Denn dann bleibt die Konzentration an Brennstoff in der Umgebung des Brennstoffzellenstapels (vorliegend also in einem an die wenigstens eine Matte nach außen angrenzenden Bereich beziehungsweise im Bereich der wenigstens einen Matte) besonders zuverlässig unterhalb einer Konzentration, bei welcher es zur Ausbildung einer stehenden Flamme kommen kann.In fact, the seals or sealing lines provided between the individual components of the fuel cell stack are arranged on these outer sides of the fuel cell stack. In particular, in the region of these sealing lines, it is advantageous to distribute a possibly occurring due to leakage fuel flow in the environment of the fuel cell stack to a larger area through the at least one mat or layer or layer. Because then the concentration of fuel in the vicinity of the fuel cell stack (in the present case in an area adjacent to the at least one mat outside area or in the region of at least one mat) remains particularly reliable below a concentration at which it can lead to the formation of a standing flame ,

Um die Durchlässigkeit für den Brennstoff sicherzustellen, kann die wenigstens eine Matte Fasern aufweisen und/oder einen offenporigen Schaum aufweisen. Aufgrund der Gasdurchlässigkeit, welche durch die Zwischenräume zwischen den Fasern beziehungsweise durch die Poren des Schaums beziehungsweise Schaumstoffs sichergestellt wird, lässt sich besonders gut gegebenenfalls aus dem Brennstoffzellenstapel austretender Brennstoff verteilen. In order to ensure the permeability to the fuel, the at least one mat may comprise fibers and / or have an open-pored foam. Due to the gas permeability, which is ensured by the interstices between the fibers or by the pores of the foam or foam, it is possible to disperse if necessary escaping fuel from the fuel cell stack.

Bei den Fasern kann es sich insbesondere um Mineralfasern handeln, beispielsweise um Glasfasern oder um Steinwollefasern. In einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung kann daher die wenigstens eine Matte als Glasfasermatte oder Steinwollmatte ausgebildet sein.The fibers may in particular be mineral fibers, for example glass fibers or rockwool fibers. In a particularly simple and cost-effective embodiment, therefore, the at least one mat can be formed as a glass fiber mat or rock wool mat.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die wenigstens eine Matte zum Freisetzen wenigstens einer brandhemmenden und/oder einen Brand erstickenden Substanz ausgebildet ist. Beispielsweise kann es bei einer Erwärmung der wenigstens einen Matte über einen Schwellenwert der Temperatur zum Freisetzen der wenigstens einen Substanz kommen. Bei dieser Substanz kann es sich beispielsweise um Gase wie etwa N2 oder CO2 handeln. Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Matte zum Freisetzen von brandhemmenden und/oder den Brand erstickenden Partikeln etwa in Form eines Löschpulvers ausgebildet sein.As a further advantage, it has been shown that the at least one mat is designed to release at least one fire-retardant and / or fire suffocating substance. For example, when the at least one mat is heated above a threshold temperature, the at least one substance may be released. This substance may be, for example, gases such as N2 or CO 2 . Additionally or alternatively, the at least one mat for releasing fire-retardant and / or stifling the fire particles may be formed approximately in the form of a quenching powder.

So kommt es zum Aufbau einer brandhemmenden Atmosphäre beziehungsweise einem Ersticken von Flammen selbst für den Fall einer Entzündung des Brennstoffstroms. Dies begrenzt somit einen möglichen Brand auf einen lokal sehr eng begrenzten Bereich, und es kommt zu keiner weiteren Ausbreitung.So it comes to building a fire-retardant atmosphere or suffocation of flames even in the event of ignition of the fuel flow. This therefore limits a possible fire to a locally very narrow range, and there is no further spread.

Derartige Substanzen können insbesondere in entsprechenden Aufnahmeräumen beziehungsweise Mikrokapseln bevorratet sein, welche bevorzugt in der wenigstens einen Matte verteilt vorliegen.Such substances can be stored in particular in corresponding receiving spaces or microcapsules, which are preferably distributed in the at least one mat.

Vorzugsweise ist das Material der wenigstens einen Matte elektrisch nicht leitend. Dann kann auf eine elektrische Isolierung zur Außenseite des Brennstoffzellenstapels hin verzichtet werden, selbst wenn die Matte an der Außenseite anliegt.Preferably, the material of the at least one mat is electrically non-conductive. Then can be dispensed with an electrical insulation to the outside of the fuel cell stack, even if the mat is applied to the outside.

Des Weiteren kann das Material der wenigstens einen Matte thermisch isolierend sein. Auch dies dient der Eindämmung von mit der Ausbreitung eines Brands einhergehenden Folgen.Furthermore, the material of the at least one mat can be thermally insulating. This too serves to curb the consequences of the spread of a fire.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Material der wenigstens einen Matte eine Dauerfestigkeit bis zu einer Temperatur von wenigstens 100 °C aufweist. Bevorzugt weist das Material der wenigstens einen Matte eine Dauerfestigkeit bis zu einer Temperatur von etwa 120 °C auf. So kann eine dauerhafte Funktionstüchtigkeit der wenigstens einen Matte auch bei vergleichsweise hohen Temperaturen langfristig sichergestellt werden.As a further advantage, it has been shown that the material of the at least one mat has a fatigue strength up to a temperature of at least 100 ° C. Preferably, the material of the at least one mat has a fatigue strength up to a temperature of about 120 ° C. Thus, a long-term functionality of at least one mat can be ensured long-term even at relatively high temperatures.

Die wenigstens eine Matte kann den Brennstoffzellenstapel zu allen seinen Außenseiten hin umgeben. Durch eine derartige, umfangsseitige beziehungsweise vollständige Umhüllung des Brennstoffzellenstapels zu allen Seiten hin lassen sich die Vorteile der wenigstens einen Matte in besonders großem Umfang nutzen.The at least one mat may surround the fuel cell stack to all of its outer sides. Such a circumferential or complete enclosure of the fuel cell stack on all sides makes it possible to utilize the advantages of the at least one mat on a particularly large scale.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die wenigstens eine Matte an der wenigstens einen Außenseite des Brennstoffzellenstapels einerseits und an wenigstens einer Innenseite wenigstens einer Wand eines Gehäuses anliegt, in welchem der Brennstoffzellenstapel angeordnet ist. Dann kann die wenigstens eine Matte für ein Ausgleichen von Toleranzen der Brennstoffzellen sorgen. Dies gilt beispielsweise für Fertigungstoleranzen und/oder Lagetoleranzen.It is furthermore advantageous if the at least one mat rests on the at least one outer side of the fuel cell stack on the one hand and on at least one inner side of at least one wall of a housing in which the fuel cell stack is arranged. Then, the at least one mat can provide for balancing tolerances of the fuel cells. This applies, for example, to manufacturing tolerances and / or position tolerances.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, der Brennstoffzellenstapel mittels der wenigstens einen Matte an der wenigstens einen Wand des Gehäuses in einer Vibrationen und/oder Schwingungen aufnehmenden Weise abgestützt ist. Die wenigstens eine Matte sorgt dann für die Abstützung des Brennstoffzellenstapels gegenüber diesem Stapelgehäuse.Finally, it has proved to be advantageous, the fuel cell stack is supported by means of at least one mat on the at least one wall of the housing in a vibration and / or vibration receiving manner. The at least one mat then provides for the support of the fuel cell stack relative to this stack housing.

Eine solche Abstützung ist insbesondere im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung vorteilhaft, etwa bei einem Unfall des mit dem Brennstoffzellensystem ausgerüsteten Kraftfahrzeugs. Jedoch auch im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretende Vibrationen und Beschleunigungen können besonders gut von dem Brennstoffzellenstapel entkoppelt werden, wenn die wenigstens eine Matte den Brennstoffzellenstapel an der Wand des Gehäuses abstützt.Such a support is particularly advantageous in the case of an accidental force application, such as in an accident of equipped with the fuel cell system motor vehicle. However, even when driving the motor vehicle occurring vibrations and accelerations can be particularly well decoupled from the fuel cell stack when the at least one mat the fuel cell stack is supported on the wall of the housing.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 in schematischer Darstellung ein Brennstoffzellensystem für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Brennstoffzellenstapel des Brennstoffzellensystems von einer dem Brandschutz dienenden Matte umgeben ist;
  • 2 schematisch das Abstützen des Brennstoffzellenstapels an Innenseiten von Wänden eines Gehäuses, in welchem der Brennstoffzellenstapel angeordnet ist; und
  • 3 schematisch eine Vergrößerung eines Ausschnitts der Darstellung in 2.
The invention will now be explained in more detail with reference to a preferred embodiment and with reference to the drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a fuel cell system for a motor vehicle, wherein a fuel cell stack of the fuel cell system is surrounded by a fire-protective mat;
  • 2 schematically supporting the fuel cell stack on inner sides of walls of a housing in which the fuel cell stack is arranged; and
  • 3 schematically an enlargement of a section of the illustration in 2 ,

Ein in 1 schematisch gezeigtes Brennstoffzellensystem 1 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 2, welcher eine Mehrzahl von Brennstoffzellen umfasst. Die Brennstoffzellen liegen vorliegend in dem Brennstoffzellenstapel 2 in eine Stapelrichtung gestapelt vor, welche senkrecht zur Zeichenebene ist. Entsprechend weist der Brennstoffzellenstapel 2 vorliegend vier Außenseiten 3, 4, 5, 6 auf, welche sich in die Stapelrichtung der Brennstoffzellen erstrecken. An diesen Außenseiten 3, 4, 5, 6 ist eine Vielzahl von in Stapelrichtung übereinander angeordneten Dichtlinien ausgebildet. Die einzelnen Komponenten der Brennstoffzellen sind nämlich mittels entsprechender Dichtungen gegeneinander abgedichtet.An in 1 schematically shown fuel cell system 1 includes a fuel cell stack 2 which comprises a plurality of fuel cells. The fuel cells are present in the fuel cell stack 2 stacked in a stacking direction which is perpendicular to the plane of the drawing. Accordingly, the fuel cell stack 2 in this case four outsides 3 . 4 . 5 . 6 which extend in the stacking direction of the fuel cells. On these outsides 3 . 4 . 5 . 6 is formed a plurality of stacking direction stacked sealing lines. The individual components of the fuel cells are in fact sealed against each other by means of appropriate seals.

Dies bewirkt, dass ein Brennstoff, mit welchem ein Anodenraum des Brennstoffzellenstapels 2 beaufschlagbar ist, und ein Oxidationsmittel, mit welchem ein Kathodenraum des Brennstoffzellenstapels 2 beaufschlagbar ist, voneinander getrennt bleiben. Ebenso sorgen die Dichtungen beziehungsweise Dichtlinien für eine Trennung eines Kühlmittels von den Reaktionsmedien in Form des Brennstoffs und des Oxidationsmittels.This causes a fuel with which an anode space of the fuel cell stack 2 can be acted upon, and an oxidizing agent, with which a cathode space of the fuel cell stack 2 can be acted upon, remain separated from each other. Likewise, the seals or sealing lines provide for a separation of a coolant from the reaction media in the form of the fuel and the oxidizing agent.

Insbesondere im Bereich dieser Dichtlinien kann es zu kleinsten Leckagen von Brennstoff kommen. Wenn eine solche Leckage zu einem lokal konzentrierten Brennstoffstrom führt, so kann sich bei einer Entzündung des Brennstoffstroms eine stehende, also dauerhaft durch den nachströmenden Brennstoff genährte Flamme ausbilden. Dies wird vorliegend durch wenigstens eine Matte 7 aus einem nicht brennbaren Material verhindert, welche für den Brennstoff durchlässig ist.Particularly in the area of these sealing lines, the smallest leakages of fuel can occur. If such a leakage leads to a locally concentrated fuel stream, then a standing, thus permanently fed by the inflowing fuel flame can form in an ignition of the fuel flow. This is in the present case by at least one mat 7 made of a non-combustible material, which is permeable to the fuel.

Beispielsweise kann die Matte 7 als Mineralfasermatte ausgebildet sein, welche als Brandschutzmatte wirkt. Aufgrund der Gasdurchlässigkeit der Matte 7 sorgt die Matte 7 dafür, dass gegebenenfalls aus dem Brennstoffzellenstapel 2 austretender Brennstoff keinen lokal konzentrierten Brennstoffstrom ausbildet. Vielmehr wird der Brennstoff beim Hindurchströmen durch die Matte 7 auf eine größere Fläche verteilt. Folglich liegen dann keine lokalen Konzentrationen des Brennstoffs mehr vor, welche bei einem Entzünden das Ausbilden einer stehenden Flamme bewirken könnten.For example, the mat 7 be designed as a mineral fiber mat, which acts as a fire protection mat. Due to the gas permeability of the mat 7 take care of the mat 7 for that, if necessary, from the fuel cell stack 2 emerging fuel does not form a locally concentrated fuel stream. Rather, the fuel is flowing through the mat 7 spread over a larger area. Consequently, then there are no more local concentrations of the fuel, which could cause the formation of a standing flame when ignited.

Ohne das Vorsehen der Matte 7 kann sich bei der Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff für den Brennstoffzellenstapel 2 bereits bei einer Leckage von 0,3 Milligramm pro Minute eine stehende Flamme ausbilden. Insofern ist der Brennstoffzellenstapel 2 im Hinblick auf diesen Wert zu überwachen, um einen entsprechenden Brandschutz sicherstellen zu können. Dadurch, dass die Matte 7 die Leckage jedoch verteilt, kann selbst bei höheren Leckageraten das Auftreten einer stehenden Flamme vermieden werden.Without the provision of the mat 7 may be the use of hydrogen as fuel for the fuel cell stack 2 Already at a leakage of 0.3 milligrams per minute form a standing flame. In this respect, the fuel cell stack 2 with regard to this value in order to ensure appropriate fire protection. Because of the mat 7 however, distributing the leakage, the occurrence of a standing flame can be avoided even at higher leakage rates.

Vorliegend umgibt die Matte 7 den Brennstoffzellenstapel 2 im Bereich der vier Außenseiten 3, 4, 5, 6. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Matte 7 beziehungsweise eine Mehrzahl solcher Matten 7 den Brennstoffzellenstapel zu allen seinen Außenseiten hin umgibt beziehungsweise umschließt. In 1 ist stark schematisiert des Weiteren ein Zellüberwachungssystem gezeigt, welches beispielsweise zwei Zellüberwachungsmodule 8, 9 aufweisen kann. Mittels dieser Zellüberwachungsmodule 8, 9 lässt sich beispielsweise die von den einzelnen Brennstoffzellen gelieferte Spannung messen beziehungsweise überwachen. Entsprechende Anschlüsse treten vorliegend durch die Matte 7 hindurch.The mat surrounds here 7 the fuel cell stack 2 in the area of the four outsides 3 . 4 . 5 . 6 , However, it can also be provided that the mat 7 or a plurality of such mats 7 surrounds or encloses the fuel cell stack to all its outer sides. In 1 Furthermore, a cell monitoring system which, for example, has two cell monitoring modules is shown in highly schematic form 8th . 9 can have. By means of these cell monitoring modules 8th . 9 For example, the voltage supplied by the individual fuel cells can be measured or monitored. Corresponding connections occur in the present case through the mat 7 therethrough.

Das Material der Matte 7 weist vorliegend eine Dauerfestigkeit bis zu einer Temperatur von 120 °C auf und ist elektrisch nicht leitend. Vorzugsweise ist das Material der Matte 7 auch thermisch isolierend. Um die Matte 7 besonders kostengünstig auszubilden, kann die Matte 7 beispielsweise als Glasfasermatte ausgebildet sein. Jedoch kann auch ein offenporiger Schaum beziehungsweise offenporiger Schaumstoff zum Einsatz kommen. Des Weiteren kann die Matte 7 Partikel enthalten, welche brandhemmend beziehungsweise branderstickend wirken.The material of the mat 7 has in this case a fatigue strength up to a temperature of 120 ° C and is electrically non-conductive. Preferably, the material is the mat 7 also thermally insulating. To the mat 7 Particularly cost-effective form, the mat can 7 be formed for example as glass fiber mat. However, it is also possible to use an open-pored foam or open-pore foam. Furthermore, the mat can 7 Contain particles which are fire retardant or branderstickend.

Insbesondere kann die Matte 7 bei einer Erwärmung über einen Schwellenwert der Temperatur brandhemmende beziehungsweise einen Brand erstickende Stoffe beziehungsweise Substanzen freisetzen. Beispielsweise können Stickstoff (N2), Kohlendioxid (CO2) und/oder Partikel etwa in Form von Löschpulver beim Überschreiten des Schwellenwerts der Temperatur aus der Matte 7 freigesetzt werden. Dadurch baut sich eine brandhemmende Atmosphäre auf beziehungsweise kommt es zu einem Ersticken der Flamme. Der Event beziehungsweise Brand wird so auf einen lokalen Bereich begrenzt, und es kommt zu keiner Ausbreitung.In particular, the mat can 7 cause a fire above a threshold temperature or fire-suppressing or fire suffocating substances or substances. For example, nitrogen (N2), carbon dioxide (CO 2 ) and / or particles may be present in the form of extinguishing powder when the threshold temperature of the mat is exceeded 7 be released. This builds up a fire-retardant atmosphere or causes a suffocation of the flame. The event or brand is thus limited to a local area, and there is no spread.

Der Brennstoffzellenstapel 2 ist vorliegend in einem Gehäuse 10 oder Stapelgehäuse angeordnet, welches den Brennstoffzellenstapel 2 und die Matte umschließt. Ein beispielsweise an dem Gehäuse 10 angebrachter Sensor 11 kann der Detektion eines Entweichens von Brennstoff dienen und somit beispielsweise als Wasserstoffsensor ausgebildet sein. So können insbesondere größere Leckagen des Brennstoffzellenstapels 2 erfasst werden.The fuel cell stack 2 is present in a housing 10 or stack housing arranged, which the fuel cell stack 2 and the mat encloses. For example, on the housing 10 attached sensor 11 may be used to detect the escape of fuel and thus be designed for example as a hydrogen sensor. In particular, larger leaks of the fuel cell stack 2 can be detected.

In 2 sind beispielhaft und schematisch drei Wände 12, 13, 14 des Gehäuses 10 gezeigt sowie der innerhalb des Gehäuses 10 angeordnete Brennstoffzellenstapel 2. Aus dieser schematischen Darstellung ist ersichtlich, dass die Matte 7 beziehungsweise eine Mehrzahl solcher Matten 7 nicht nur dem Brandschutz zu dienen braucht. Vielmehr kann über die Matte 7 auch eine Abstützung des Brennstoffzellenstapels 2 gegenüber dem Gehäuse 10 erreicht werden. So kann die Matte 7 beispielsweise an einer Innenseite 15 der Wand 12 des Gehäuses 10 und an einer Innenseite 16 der gegenüberliegenden Wand 14 des Gehäuses 10 anliegen. Eine solche Abstützung ist insbesondere bei einem Unfall eines mit dem Brennstoffzellensystem 1 ausgerüsteten Kraftfahrzeugs vorteilhaft, jedoch auch im Hinblick auf im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs auftretende Vibrationen, Beschleunigungen und dergleichen.In 2 are exemplary and schematic three walls 12 . 13 . 14 of the housing 10 shown as well as inside the case 10 arranged fuel cell stack 2 , From this schematic representation it can be seen that the mat 7 or a plurality of such mats 7 not only needs to serve the fire protection needs. Rather, over the mat 7 also a support of the fuel cell stack 2 opposite the housing 10 be achieved. That's how the mat can do 7 for example, on an inside 15 the Wall 12 of the housing 10 and on an inside 16 the opposite wall 14 of the housing 10 issue. Such support is especially in an accident with the fuel cell system 1 equipped motor vehicle advantageous, but also with regard to occurring during driving the motor vehicle vibrations, accelerations and the like.

Aus der stark schematisierten und vergrößerten Detailansicht in 3 ist ersichtlich, dass die jeweilige Außenseite 3, 4, 5, 6 des Brennstoffzellenstapels 2 unregelmäßig ausgebildet sein kann. In 3 ist beispielhaft lediglich die Außenseite 5 des Brennstoffzellenstapels 2 schematisch gezeigt. So können aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Lagetoleranzen von Komponenten der den Brennstoffzellenstapel 2 bildenden Brennstoffzellen derartige Unregelmäßigkeiten auftreten. Das Material der Matte 7 gleicht bevorzugt derartige Toleranzen aus.From the highly schematized and enlarged detail view in 3 it can be seen that the respective outside 3 . 4 . 5 . 6 of the fuel cell stack 2 may be irregular. In 3 is exemplary only the outside 5 of the fuel cell stack 2 shown schematically. Thus, due to manufacturing tolerances or positional tolerances of components of the fuel cell stack 2 forming fuel cells such irregularities occur. The material of the mat 7 preferably compensates for such tolerances.

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system
22
Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
33
Außenseiteoutside
44
Außenseiteoutside
55
Außenseiteoutside
66
Außenseiteoutside
77
Mattemat
88th
ZellüberwachungsmodulCell monitoring module
99
ZellüberwachungsmodulCell monitoring module
1010
Gehäusecasing
1111
Sensorsensor
1212
Wandwall
1313
Wandwall
1414
Wandwall
1515
Innenseiteinside
1616
Innenseiteinside

Claims (9)

Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Brennstoffzellenstapel (2), welcher eine Mehrzahl von Brennstoffzellen umfasst, wobei durch Anoden der Brennstoffzellen ein Anodenraum des Brennstoffzellenstapels (2) gebildet ist, in welchen ein Brennstoff einbringbar ist, und wobei durch Kathoden der Brennstoffzellen ein Kathodenraum des Brennstoffzellenstapels (2) gebildet ist, in welchen ein Oxidationsmittel einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Außenseite (3, 4, 5, 6) des Brennstoffzellenstapels (2) wenigstens eine Matte (7) aus einem nicht brennbaren Material angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Matte (7) für den Brennstoff durchlässig ist.Fuel cell system, in particular for a motor vehicle, comprising a fuel cell stack (2), which comprises a plurality of fuel cells, wherein anodes space of the fuel cell stack (2) is formed by anodes of the fuel cell, in which a fuel can be introduced, and wherein by cathodes of the fuel cell Cathode space of the fuel cell stack (2) is formed, in which an oxidizing agent can be introduced, characterized in that arranged on at least one outer side (3, 4, 5, 6) of the fuel cell stack (2) at least one mat (7) made of a non-combustible material is, wherein the at least one mat (7) is permeable to the fuel. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Matte (7) den Brennstoffzellenstapel (2) im Bereich von denjenigen Außenseiten (3, 4, 5, 6) umgibt, welche sich in eine Stapelrichtung der Brennstoffzellen erstrecken.Fuel cell system after Claim 1 , characterized in that the at least one mat (7) surrounds the fuel cell stack (2) in the region of those outer sides (3, 4, 5, 6) which extend in a stacking direction of the fuel cells. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Matte (7) Fasern, insbesondere Mineralfasern, und/oder einen offenporigen Schaum aufweist.Fuel cell system after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one mat (7) comprises fibers, in particular mineral fibers, and / or an open-pored foam. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Matte (7) zum Freisetzen wenigstens einer brandhemmenden und/oder einen Brand erstickenden Substanz ausgebildet ist.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mat (7) is designed to release at least one fire-retardant and / or fire-suffocating substance. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das, insbesondere thermisch isolierende, Material der wenigstens einen Matte (7) elektrisch nicht leitend ist.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the, in particular thermally insulating, material of the at least one mat (7) is electrically non-conductive. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der wenigstens einen Matte (7) eine Dauerfestigkeit bis zu einer Temperatur von wenigstens 100 °C, insbesondere bis zu einer Temperatur von 120 °C, aufweist. Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the at least one mat (7) has a fatigue strength up to a temperature of at least 100 ° C, in particular up to a temperature of 120 ° C. Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Matte (7) den Brennstoffzellenstapel (2) zu allen seinen Außenseiten (3, 4, 5, 6) hin umgibt.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mat (7) surrounds the fuel cell stack (2) towards all its outer sides (3, 4, 5, 6). Brennstoffzellensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Matte (7) an der wenigstens einen Außenseite (3, 4, 5, 6) des Brennstoffzellenstapels (2) einerseits und an wenigstens einer Innenseite (15, 16) wenigstens einer Wand (12, 13, 14) eines Gehäuses (10) anliegt, in welchem der Brennstoffzellenstapel (2) angeordnet ist.Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mat (7) on the at least one outer side (3, 4, 5, 6) of the fuel cell stack (2) on the one hand and at least one inner side (15, 16) of at least one Wall (12, 13, 14) of a housing (10) is applied, in which the fuel cell stack (2) is arranged. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzellenstapel (2) mittels der wenigstens einen Matte (7) an der wenigstens einen Wand (12, 13, 14) des Gehäuses (10) in einer Vibrationen und/oder Schwingungen aufnehmenden Weise abgestützt ist.Fuel cell system after Claim 8 characterized in that the fuel cell stack (2) is supported by means of the at least one mat (7) on the at least one wall (12, 13, 14) of the housing (10) in a vibration and / or vibration receiving manner.
DE102017202210.8A 2017-02-13 2017-02-13 Fuel cell system with a fuel cell stack Pending DE102017202210A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017202210.8A DE102017202210A1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Fuel cell system with a fuel cell stack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017202210.8A DE102017202210A1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Fuel cell system with a fuel cell stack

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017202210A1 true DE102017202210A1 (en) 2018-08-16

Family

ID=62982539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017202210.8A Pending DE102017202210A1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Fuel cell system with a fuel cell stack

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017202210A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218076A1 (en) * 2018-10-23 2020-04-23 Audi Ag Membrane electrode arrangement for a fuel cell, fuel cell stack and vehicle with such a fuel cell stack

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001707A1 (en) 2008-05-09 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Energy converter or energy storage device comprises one or multiple energy converters or energy storage units for example, fuel cell or battery unit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001707A1 (en) 2008-05-09 2009-11-12 Robert Bosch Gmbh Energy converter or energy storage device comprises one or multiple energy converters or energy storage units for example, fuel cell or battery unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218076A1 (en) * 2018-10-23 2020-04-23 Audi Ag Membrane electrode arrangement for a fuel cell, fuel cell stack and vehicle with such a fuel cell stack

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018124659B4 (en) Fuel cell system with improved ventilation
DE112019000300T5 (en) Fuel cell system, hybrid power generation system and control method for fuel cell system
DE102016107437A1 (en) End cells of a fuel cell stack with improved diagnostic capabilities
WO2019166336A1 (en) Protection device for a motor vehicle battery housing, traction battery and motor vehicle
KR101405800B1 (en) A stack for simulating cell voltage reversal behavior in fuel cells
DE102012018873A1 (en) Method for detecting a critical hydrogen concentration
EP2371023B1 (en) Method and apparatus for discharging used operating media of a fuel cell, some of which are explosive
DE102014224135A1 (en) Method for switching off a fuel cell stack and fuel cell system
DE102017202210A1 (en) Fuel cell system with a fuel cell stack
DE102015223040A1 (en) Fuel cell and fuel cell system with such
DE102012222870A1 (en) Electro-chemical energy storage device i.e. lithium ion battery, for use in everyday application e.g. electric vehicle during emergency situation, has passivating agent arranged in or on safety valve for partly passivating cell component
DE102007041870A1 (en) Method and apparatus for operating a fuel cell assembly
DE102007003828B4 (en) Coolant reservoir arrangement and multifunctional unit for a coolant reservoir
DE102007028299A1 (en) Fuel cell assembly with vented fuel cell housing
DE102012009385B4 (en) Battery for a vehicle and method of making and using a battery
EP2542836A1 (en) Device for providing hot exhaust gases
Zaton et al. Mitigation of PEM fuel cell electrolyte degradation with metal oxide/nafion nanofiber interlayers
EP2894704A1 (en) Fuel cell unit
AT518955B1 (en) Generator unit with a fuel cell device, vehicle with such a generator unit and method for monitoring a generator unit
EP4184692A2 (en) Batterysystem
DE102017220360A1 (en) Method for determining the tightness of adjusting means of a fuel cell system, fuel cell system and vehicle
WO2017084796A1 (en) Monitoring method and monitoring system for fuel gas
DE102017205862B3 (en) Fuel cell system with a predetermined breaking point
DE102006026539A1 (en) Residual gas disposing method for fuel cell system, involves introducing gas mixture into ambient air of fuel cell system, where water concentration in gas mixture is controlled on exceeding predetermined threshold value
Arkhat Investigation and Propagation of Defects in the Membrane Electrode Assembly of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells: Quality Control Analysis

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed