DE202020105427U1

DE202020105427U1 - Fuel cell stack assembler

Info

Publication number: DE202020105427U1
Application number: DE202020105427.9U
Authority: DE
Original assignee: Ceres Intellectual Property Co Ltd
Current assignee: Ceres Intellectual Property Co Ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2030-09-23

Abstract

Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung mit:i) einem Sockel undii) einem Stapelausrichtmerkmal, das sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstreckt, um mehrere ferritische Brennstoffzelleneinheiten, die dagegen gestapelt sind, zu einer Brennstoffzellenstapelanordnung auszurichten, wobei jede Brennstoffzelleneinheit ein jeweiliges erstes Ausrichtmerkmal umfasst, das in seiner Form zu dem Stapelausrichtmerkmal komplementär ist, undiii) wenigstens einem Magnetanlageteil, der sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstreckt, um die mehreren Brennstoffzelleneinheiten zum Stapelausrichtmerkmal hin anzuziehen, wobei das Stapelausrichtmerkmal ein Einsteckmerkmal umfasst, das zum Eingreifen in ein aufnehmend gestaltetes erstes Ausrichtmerkmal in den Brennstoffzellenelementen in Form einer Kerbe bzw. einer Aussparung eingerichtet ist.A fuel cell stack assembly apparatus comprising: i) a base and ii) a stack alignment feature that extends generally perpendicular to the base to align a plurality of ferritic fuel cell units stacked against it to form a fuel cell stack assembly, each fuel cell unit including a respective first alignment feature that is shaped to match the Stack alignment feature is complementary, andiii) at least one magnet assembly part that extends generally perpendicular to the base in order to attract the plurality of fuel cell units to the stack alignment feature, wherein the stack alignment feature comprises an insertion feature which is designed to engage a female first alignment feature in the fuel cell elements in the form of a notch or a recess is set up.

Description

UMFANG DER ERFINDUNGSCOPE OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtungen.The present invention is concerned with fuel cell stack assemblies.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Lehren über Brennstoffzellen, Brennstoffzellenstapel, Brennstoffzellenstapelanordnungen sowie Wärmetauschersysteme, -anordnungen und -verfahren sind wohlbekannt und umfassen die WO02/35628 , WO03/075382 , WO2004/089848 , WO2005/078843 , WO2006/079800 , WO2006/106334 , WO2007/085863 , WO2007/110587 , WO2008/001119 , WO2008/003976 , WO2008/015461 , WO2008/053213 , WO2008/104760 , WO2008/132493 , WO2009/090419 , WO2010/020797 , WO2010/061190 , WO2015/004419 , WO2015/136295 , WO2016/124929 , WO2016/124928 , WO2016/128721 und WO2016/083780 .Teachings of fuel cells, fuel cell stacks, fuel cell stack assemblies, and heat exchange systems, assemblies, and methods are well known and include WO02 / 35628 , WO03 / 075382 , WO2004 / 089848 , WO2005 / 078843 , WO2006 / 079800 , WO2006 / 106334 , WO2007 / 085863 , WO2007 / 110587 , WO2008 / 001119 , WO2008 / 003976 , WO2008 / 015461 , WO2008 / 053213 , WO2008 / 104760 , WO2008 / 132493 , WO2009 / 090419 , WO2010 / 020797 , WO2010 / 061190 , WO2015 / 004419 , WO2015 / 136295 , WO2016 / 124929 , WO2016 / 124928 , WO2016 / 128721 and WO2016 / 083780 .

Bei der Konstruktion von Stapeln von Festoxidbrennstoffzellen (engl. solid oxide fuel cell (SOFC)) stößt man auf erhebliche Herausforderungen hinsichtlich der mechanischen, elektrischen und thermischen Auslegung, da die Stapel für die elektrische Anschlussfähigkeit, die Gasabdichtung und die Aufrechterhaltung der Strukturintegrität für den Zusammenbau, die Bewegung und den Betrieb unter Kompression stehen müssen, erheblichen Temperaturzyklen ausgesetzt sind und die Integrität über die Betriebslebensdauer aufrechterhalten müssen.When designing stacks of solid oxide fuel cells (SOFC), there are significant mechanical, electrical and thermal design challenges, as the stacks are essential for electrical connectivity, gas sealing and structural integrity for assembly , motion and operation must be under compression, subject to significant temperature cycling, and must maintain integrity over the service life.

Metallgestützte Festoxidbrennstoffzellenstapelanordnungen umfassen üblicherweise eine Metallgrundplatte, mindestens einen an der Grundplatte angebrachten Festoxidbrennstoffzellenstapel, eine Metallendplatte, wobei jeder mindestens eine Brennstoffzellenstapel zwischen der Grundplatte und der Endplatte montiert angeordnet ist und (jeder mindestens eine Brennstoffzellenstapel) mindestens eine Brennstoffzellenstapelschicht umfasst, wobei jede mindestens eine Brennstoffzellenstapelschicht mindestens eine Brennstoffzelle und mindestens eine elektrisch isolierende Kompressionsdichtung umfasst. Einzelne Brennstoffzellenstapelschichten können auch als „Brennstoffzelleneinheiten“ bezeichnet werden.Metal-supported solid oxide fuel cell stack assemblies usually comprise a metal base plate, at least one solid oxide fuel cell stack attached to the base plate, a metal end plate, wherein each at least one fuel cell stack is arranged between the base plate and the end plate and (each at least one fuel cell stack) comprises at least one fuel cell stack layer, each at least one fuel cell stack layer comprises a fuel cell and at least one electrically insulating compression seal. Individual fuel cell stack layers can also be referred to as “fuel cell units”.

Im Stand der Technik werden solche Festoxidbrennstoffzellenkomponenten metallgestützter Festoxidbrennstoffzellen-(SOFC)-Stapelanordnungen oft unter Verwendung mehrerer Zugstäbe in Kompression gehalten, die von der Grundplatte durch Führungsbohrungen in dem mindestens einen Brennstoffzellenstapel und durch die Endplatte verlaufen, wo sie mit Sicherungsmuttern befestigt sind.In the prior art, such solid oxide fuel cell components of metal supported solid oxide fuel cell (SOFC) stack assemblies are often held in compression using a plurality of tension rods which extend from the base plate through guide bores in the at least one fuel cell stack and through the end plate, where they are fastened with locking nuts.

Aufgrund der Nähe der Zugstäbe zu den Rändern der Führungsbohrungen (d.h. zu den Rändern der Metallbauteile, die die Führungsbohrungen in dem wenigstens einen Brennstoffzellenstapel begrenzen) ist eine sorgfältige Überlegung hinsichtlich der Konstruktion erforderlich, da ein Risiko eines Kurzschlusses zwischen den Zugstäben und dem Stapel besteht, wenn sich die Komponenten bei hohen Temperaturen in einer möglicherweise gemischten Atmosphäre ausdehnen, in der Wasserdampf, umgesetzte und nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffe und Luft enthalten sind.Due to the proximity of the tension rods to the edges of the guide bores (i.e. to the edges of the metal components which delimit the guide bores in the at least one fuel cell stack) careful consideration of the design is necessary as there is a risk of a short circuit between the tension rods and the stack. when the components expand at high temperatures in a potentially mixed atmosphere containing water vapor, reacted and unreacted hydrocarbons, and air.

Bei der Herstellung der Brennstoffzellenstapelanordnung werden Montagestangen (die einen größeren Durchmesser als die Zugstäbe haben) durch die Führungsbohrungen in dem wenigstens einen Brennstoffzellenstapel eingeführt, um die Ausrichtung der Brennstoffzellen zu erzielen, während der Stapel erstmals zusammengefügt wird. Die Montagestangen werden dann entfernt und durch die Zugstäbe ersetzt, die einen kleineren Durchmesser als die Montagestangen haben. Die Endplatte wird dann oben auf den mindestens einen Brennstoffzellenstapel gesetzt, und Kompressionsmittel werden verwendet, um die Brennstoffzellenstapelanordnung zusammenzudrücken. Ist die Brennstoffzellenstapelanordnung zusammengedrückt, werden dann Sicherungsmuttern hinzugefügt. Dann wird die Druckbelastung vom Stapel weggenommen, wobei die Zugstäbe zur Aufrechterhaltung der Kompression des Stapels verbleiben. Die Aufrechterhaltung der Drucklast über den Betriebstemperaturbereich des Brennstoffzellenstapels kann je nach der erforderlichen Drucklast, der Anzahl der Brennstoffzellenstapelschichten - und damit der Länge der Zugstäbe - und geeigneten Materialien zur Herstellung des Zugstabs eine Herausforderung darstellen. Benötigt man für unterschiedliche Stapelkonstruktionen unterschiedlich konstruierte Zugstäbe, so kann dies die Komplexität und die Kosten erhöhen.In the manufacture of the fuel cell stack assembly, assembly rods (which have a larger diameter than the tension rods) are inserted through the guide bores in the at least one fuel cell stack to align the fuel cells while the stack is being first assembled. The mounting bars are then removed and replaced with the tension bars, which are smaller in diameter than the mounting bars. The end plate is then placed on top of the at least one fuel cell stack and compression means is used to compress the fuel cell stack assembly. Once the fuel cell stack assembly is compressed, lock nuts are then added. Then the compressive load is removed from the stack, the tension rods remaining to maintain the compression of the stack. Maintaining the compressive load over the operating temperature range of the fuel cell stack can be challenging depending on the required compressive load, the number of fuel cell stack layers - and thus the length of the tension rods - and suitable materials for making the tension rod. If differently constructed tension rods are required for different stack designs, this can increase the complexity and the costs.

Die Zugstäbe tragen ferner zur thermisch wirksamen Masse der Brennstoffzellenstapelanordnung bei und beanspruchen in den Brennstoffzelleneinheiten Platz, der anderweitig genutzt werden könnte.The tension rods also contribute to the thermally effective mass of the fuel cell stack arrangement and take up space in the fuel cell units that could be used otherwise.

Es ist ferner in hohem Maße wünschenswert, den Brennstoffzellenstapelmontageprozess zu verbessern, z.B. indem man ihn modularer und einfacher macht, standardisiert und/oder automatisiert.It is also highly desirable to improve the fuel cell stack assembly process, e.g., by making it more modular and simpler, standardizing and / or automating it.

Die EP1689015B1 , JP2000048849A ( JP19980217090 ), JP2006147232 ( JP2004333056 ) JP2008059875A ( JP20060234743 ), JP2008123760A ( JP20060304394 ), JP2010113997A ( JP20080286772 ), JP2012069333A ( JP20100212139 ), US7794890B2 , US8663865B2 und US8722275B2 offenbaren Aspekte von Brennstoffstapelmontageprozessen.The EP1689015B1 , JP2000048849A ( JP19980217090 ), JP2006147232 ( JP2004333056 ) JP2008059875A ( JP20060234743 ), JP2008123760A ( JP20060304394 ), JP2010113997A ( JP20080286772 ), JP2012069333A ( JP20100212139 ), US7794890B2 , US8663865B2 and US8722275B2 disclose aspects of fuel stack assembly processes.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, einen oder mehrere der bekannten Nachteile anzugehen.The present invention seeks to address one or more of the known disadvantages.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung vorgesehen, mit:

i) einem Sockel und
ii) einem Stapelausrichtmerkmal, das sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstreckt, um mehrere ferritische Brennstoffzelleneinheiten, die dagegen gestapelt sind, zu einer Brennstoffzellenstapelanordnung auszurichten, wobei jede Brennstoffzelleneinheit ein jeweiliges erstes Ausrichtmerkmal umfasst, das in seiner Form zu dem Stapelausrichtmerkmal komplementär ist, und
iii) wenigstens einem Magnetanlageteil, der sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstreckt, um die mehreren Brennstoffzelleneinheiten zum Stapelausrichtmerkmal hin anzuziehen.

According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell stack assembler comprising:

i) a base and
ii) a stack alignment feature that extends generally perpendicular to the base to align a plurality of ferritic fuel cell units stacked against it to form a fuel cell stack arrangement, each fuel cell unit including a respective first alignment feature that is complementary in shape to the stack alignment feature, and
iii) at least one magnet assembly part that extends generally perpendicular to the base to attract the plurality of fuel cell units toward the stack alignment feature.

Im Gebrauch wird die Brennstoffzellenstapelanordnung (die mindestens einen Brennstoffzellenstapel enthält) auf der Montagevorrichtung gebildet (montiert), wobei das erste Ausrichtmerkmal der Brennstoffzelleneinheiten auf das komplementäre Stapelausrichtmerkmal der Montagevorrichtung ausgerichtet (zum Beispiel damit gepaart) ist.In use, the fuel cell stack assembly (including at least one fuel cell stack) is formed (mounted) on the fixture with the first alignment feature of the fuel cell units aligned with (e.g., paired with) the complementary stack alignment feature of the fixture.

Der Montagevorrichtungssockel kann beispielsweise als Grundplatte vorliegen.The mounting device base can be present as a base plate, for example.

Die Brennstoffzellenstapelanordnung kann beispielsweise eine Brennstoffzellenstapelgrundplatte und eine Brennstoffzellenstapelendplatte umfassen. Es können Ausrichtmittel für die Brennstoffzellenstapelgrundplatte und/oder die Brennstoffzellenstapelendplatte vorgesehen sein. Bei bestimmten Ausführungsformen umfassen die Brennstoffzellenstapelgrundplatte und/oder die Brennstoffzellenstapelendplatte ein Ausrichtmerkmal, dessen Form komplementär zu der des Stapelausrichtmerkmals ist. Bei anderen Ausführungsformen sind andere Ausrichtmittel für die Brennstoffzellenstapelgrundplatte und/oder die Brennstoffzellenstapelendplatte vorgesehen.The fuel cell stack arrangement can for example comprise a fuel cell stack base plate and a fuel cell stack end plate. Alignment means for the fuel cell stack base plate and / or the fuel cell stack end plate can be provided. In certain embodiments, the fuel cell stack base plate and / or the fuel cell stack end plate include an alignment feature, the shape of which is complementary to that of the stack alignment feature. In other embodiments, other alignment means are provided for the fuel cell stack base plate and / or the fuel cell stack end plate.

Das Stapelausrichtmerkmal kann einen Ausrichtblock umfassen. Es umfasst zum Beispiel ein erstes Ausrichtelement und ein zweites Ausrichtelement. Das erste und das zweite Ausrichtelement des Stapelausrichtmerkmals können jeweils einen Vorsprung umfassen. Somit können die Vorsprünge des ersten und des zweiten Ausrichtelements mit dem ersten Ausrichtmerkmal (jeder Brennstoffzelleneinheit) zusammenpassen.The stack alignment feature may include an alignment block. It comprises, for example, a first alignment element and a second alignment element. The first and second alignment elements of the stack alignment feature may each include a protrusion. Thus, the protrusions of the first and second alignment members can mate with the first alignment feature (of each fuel cell unit).

Die ferritischen Brennstoffzelleneinheiten können aus einem ferromagnetischen Metall, wie etwa einem ferritischen Stahl oder einem ferritischen Edelstahl gefertigt sein. Die vorliegende Erfindung lässt sich auf metallgestützte Brennstoffzelleneinheiten wie etwa metallgestützte Festoxidbrennstoffzelleneinheiten anwenden.The ferritic fuel cell units can be made of a ferromagnetic metal, such as a ferritic steel or a ferritic stainless steel. The present invention can be applied to metal-supported fuel cell units such as metal-supported solid oxide fuel cell units.

Wenigstens ein Magnetanlageteil kann wenigstens zwei Magnetanlageblöcke umfassen. Jeder Magnetanlageblock kann eine vordere Fläche definieren, die so positioniert ist, dass sie im Gebrauch an den ferritischen Brennstoffzelleneinheiten anliegt, wenn deren erstes Ausrichtmerkmal auf das komplementäre Stapelausrichtmerkmal ausgerichtet (z.B. damit gepaart) ist.At least one magnet system part can comprise at least two magnet system blocks. Each magnet pad may define a front surface that is positioned to abut the ferritic fuel cell units in use when their first alignment feature is aligned with (e.g., paired with) the complementary stack alignment feature.

Die Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung kann zusätzlich eine am Sockel befestigte Rückplatte umfassen. Der wenigstens eine Magnetanlageteil kann an der Rückplatte angebracht sein.The fuel cell stack assembler may additionally include a backplate attached to the base. The at least one magnet assembly part can be attached to the back plate.

Der wenigstens eine Magnetanlageteil kann zur gezielten Ausübung einer magnetischen Ausrichtungskraft auf die mehreren Brennstoffzelleneinheiten aktivierbar sein. Zum Beispiel kann der wenigstens eine Magnetanlageteil so betätigt werden, dass er zwischen einem ersten „Ein“-Zustand, in dem (im Gebrauch) die Brennstoffzelleneinheiten (in Richtung auf den wenigstens einen Magnetanlageteil) angezogen werden, und einem zweiten „Aus“-Zustand umschaltet, in dem (im Gebrauch) eine verringerte Anziehung der Brennstoffzelleneinheiten in Richtung auf den wenigstens einen Magnetanlageteil besteht.The at least one magnetic system part can be activated for the targeted exertion of a magnetic alignment force on the multiple fuel cell units. For example, the at least one magnet system part can be actuated in such a way that it is between a first “on” state, in which (during use) the fuel cell units are attracted (in the direction of the at least one magnet system part), and a second “off” state switches, in which (in use) there is a reduced attraction of the fuel cell units in the direction of the at least one magnet assembly part.

Bei einigen Ausführungsformen ist der wenigstens eine Magnetanlageteil ein Permanentmagnet, der durch Änderung seiner Position oder Ausrichtung aktivierbar ist. Bei anderen Ausführungsformen ist der wenigstens eine Magnetanlageteil ein Magnet, der durch den Einsatz eines elektrischen Stroms aktiviert werden kann, der optional aus einem Elektromagneten, einem Elektropermanentmagneten oder einer anderen schaltbaren Permanentmagnetvorrichtung ausgewählt ist.In some embodiments, the at least one magnet system part is a permanent magnet that can be activated by changing its position or orientation. In other embodiments, the at least one magnet assembly part is a magnet that can be activated by the use of an electrical current that is optionally selected from an electromagnet, an electro permanent magnet or some other switchable permanent magnet device.

Bei einigen Ausführungsformen umfasst der wenigstens eine Magnetanlageteil einen drehbaren Stab, der um seine Längsachse drehbar ist, die sich insgesamt senkrecht zum Sockel der Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung erstreckt. Die magnetische (Nord-Süd-)Achse des Stabes kann insgesamt senkrecht zur Längsachse des drehbaren Stabes sein. Bei einer Ausführungsform kann im „Ein“-Zustand die magnetische (Nord-Süd-)Achse des wenigstens einen Magnetanlageteils im Gebrauch insgesamt senkrecht zur Längsachse der Brennstoffzelleneinheiten (d.h. zur Längsachse des Sockels) sein. Im „Aus“-Zustand kann die magnetische (Nord-Süd-)Achse des wenigstens einen Magnetanlageteils insgesamt parallel zur Längsachse der Brennstoffzelleneinheiten (d.h. zur Längsachse des Sockels) sein.In some embodiments, the at least one magnet assembly part comprises a rotatable rod which is rotatable about its longitudinal axis, which extends generally perpendicular to the base of the fuel cell stack assembly device. The magnetic (north-south) axis of the rod can be generally perpendicular to the longitudinal axis of the rotatable rod. In one embodiment, the "on" - State, the magnetic (north-south) axis of the at least one magnet system part in use be generally perpendicular to the longitudinal axis of the fuel cell units (ie to the longitudinal axis of the base). In the “off” state, the magnetic (north-south) axis of the at least one magnet system part can be overall parallel to the longitudinal axis of the fuel cell units (ie to the longitudinal axis of the base).

Bei einer anderen Ausführungsform kann den Elektromagneten elektrischer Strom zugeführt werden, um sie in den „Ein“-Zustand zu schalten, und der elektrische Strom kann abgeschaltet werden, um sie in den „Aus“-Zustand zu schalten.In another embodiment, electrical current can be supplied to the electromagnets to switch them to the "on" state and the electrical current can be switched off to switch them to the "off" state.

Bei anderen Ausführungsformen können Anordnungen von Magneten wie z.B. Elektropermanentmagneten (EPMs) verwendet werden. Bei weiteren Ausführungsformen können magnetische Sockel verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen können schaltbare Permanentmagnetvorrichtungen wie etwa die aus der US7012495 verwendet werden.In other embodiments, arrays of magnets such as electro permanent magnets (EPMs) can be used. In other embodiments, magnetic sockets can be used. In other embodiments, switchable permanent magnet devices such as those from FIG US7012495 be used.

Die Brennstoffzelleneinheiten können somit im Gebrauch zu dem wenigstens einen Magnetanlageteil hin angezogen werden (d.h. werden zu diesem hin beaufschlagt), wenn sie sich im „Ein“-Zustand befinden.The fuel cell units can thus be attracted towards the at least one magnet system part during use (i.e. are acted upon towards this) when they are in the “on” state.

Umgekehrt wird dann, wenn sich der wenigstens eine Magnetanlageteil im „Aus“-Zustand befindet, im Gebrauch die Anziehung von Brennstoffzelleneinheiten zu dem wenigstens einen Magnetanlageteil hin verringert.Conversely, when the at least one magnet system part is in the “off” state, the attraction of fuel cell units to the at least one magnet system part is reduced during use.

Wenn also der wenigstens eine Magnetanlageteil Permanentmagnete umfasst, können die Magnetanlageblöcke betätigt werden zwischen (d.h. sind betreibbar zwischen bzw. umschaltbar zwischen):

i) einem ersten „Ein“-Zustand (einer ersten Stellung), in dem die magnetische (Nord-Süd-)Achse des wenigstens einen Magnetanlageteils insgesamt senkrecht zur Längsachse des Sockels der Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung sein kann, und
ii) einem zweiten „Aus“-Zustand (einer zweiten Stellung), in dem die magnetische (Nord-Süd-)Achse ihrer Magnete insgesamt parallel zur Längsachse des Sockels der Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung sein kann.

If the at least one magnet system part comprises permanent magnets, the magnet system blocks can be operated between (that is, they can be operated between or switchable between):

i) a first “on” state (a first position) in which the magnetic (north-south) axis of the at least one magnet assembly part can be generally perpendicular to the longitudinal axis of the base of the fuel cell stack assembly device, and
ii) a second “off” state (a second position), in which the magnetic (north-south) axis of their magnets can be overall parallel to the longitudinal axis of the base of the fuel cell stack assembly device.

Da der wenigstens eine Magnetanlageteil zwischen einem/einer ersten und einem/einer zweiten („Ein-“ bzw. „Aus-“) Zustand/Stellung umschaltbar ist, kann er während der Montage in die „Ein“-Stellung (bzw. den „Ein“-Zustand) gebracht werden, um das Festlegen/Positionieren von Brennstoffzelleneinheiten und Stromabnehmern zu unterstützen, wobei er diese zu sich selbst und zu dem Stapelausrichtmerkmal hin anzieht (beaufschlagt). Wenn die Ausrichtung der Brennstoffzelleneinheiten abgeschlossen ist, kann der wenigstens eine Magnetanlageteil in die „Aus“-Stellung bzw. den „Aus“-Zustand gebracht bzw. in diesen geschaltet werden.Since the at least one magnet system part can be switched between a first and a second ("on" or "off") state / position, it can be switched to the "on" position (or the " A "state" can be brought to aid in the setting / positioning of fuel cell units and pantographs, attracting (applying) them to itself and to the stack alignment feature. When the alignment of the fuel cell units is complete, the at least one magnet system part can be brought into the “off” position or the “off” state or switched into this.

Das Stapelausrichtmerkmal kann ein Einsteckmerkmal zum Eingriff in ein aufnehmend gestaltetes erstes Ausrichtmerkmal umfassen (d.h. das komplementäre erste Ausrichtmerkmal ist aufnehmend geformt). Das erste Ausrichtmerkmal ist in Form einer Kerbe bzw. einer Aussparung.The stack alignment feature may include a male feature for engaging a female shaped first alignment feature (i.e., the complementary first alignment feature is female shaped). The first alignment feature is in the form of a notch or recess.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Stapelausrichtmerkmal einen Ausfahrmechanismus und/oder einen drehbaren Mechanismus umfassen, der sich innerhalb des ersten Ausrichtmerkmals der mehreren Brennstoffzelleneinheiten nach außen bewegen kann, um diese weiter auszurichten. Somit kann die Passung zwischen dem ersten Ausrichtmerkmal der Brennstoffzelleneinheiten und dem Stapelausrichtmerkmal derart sein, dass die Montage ohne weiteres und schnell durchgeführt werden kann, insbesondere von einer automatisierten Montagevorrichtung wie einem Montageroboter. Wenn diese anfängliche Baugruppe vorgeformt ist, kann der Ausfahrmechanismus so betätigt werden, dass er innerhalb des ersten Ausrichtmerkmals der Brennstoffzelleneinheiten ausfährt und eine verbesserte Ausrichtung bewirkt.In certain embodiments, the stack alignment feature may include an extension mechanism and / or a rotatable mechanism that can move outwardly within the first alignment feature of the plurality of fuel cell units to further align them. The fit between the first alignment feature of the fuel cell units and the stack alignment feature can thus be such that assembly can be carried out easily and quickly, in particular by an automated assembly device such as an assembly robot. When this initial assembly is preformed, the deployment mechanism can be actuated to deploy within the first alignment feature of the fuel cell units and provide improved alignment.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Stapelausrichtmerkmal zwei langgestreckte Elemente umfassen, die sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstrecken und von denen wenigstens eines vom anderen weg drehbar und/oder ausfahrbar ist. Dies kann zum Beispiel verwendet werden, um eine weitere Ausrichtung während der Kompression der Brennstoffzelleneinheiten oder der Brennstoffzellenstapelanordnung zu erreichen.In certain embodiments, the stack alignment feature may include two elongated members that are generally perpendicular to the base and at least one of which is rotatable and / or extendable away from the other. This can be used, for example, to achieve further alignment during compression of the fuel cell units or the fuel cell stack arrangement.

Beispielsweise kann der Ausfahrmechanismus ein Ausfahrelement mit einem drehbaren Element umfassen, zum Beispiel einem drehbaren Ausrichtelement oder einem Vorsprung. Wenn das Stapelausrichtmerkmal beispielsweise einen Ausrichtblock mit einem ersten und einem zweiten Ausrichtelement umfasst, kann das erste oder das zweite Ausrichtelement drehbar sein.For example, the extension mechanism can comprise an extension element with a rotatable element, for example a rotatable alignment element or a projection. For example, if the stack alignment feature comprises an alignment block having a first and a second alignment element, the first or the second alignment element may be rotatable.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung ferner einen Ausrichtschieber umfassen, der insgesamt senkrecht zum Sockel gegen die mehreren Brennstoffzelleneinheiten gleitbeweglich gelagert ist, um diese weiter auszurichten. Insbesondere kann der Ausrichtschieber längs des Stapelausrichtmerkmals, optional in dem zwischen diesem und den angrenzenden jeweiligen ersten Ausrichtmerkmalen der mehreren Brennstoffzelleneinheiten gebildeten Spalt, gleitbeweglich gelagert sein.In certain embodiments, the fuel cell stack assembly device can furthermore comprise an alignment slide which is mounted so as to be slidable against the plurality of fuel cell units overall perpendicular to the base, in order to further align them. In particular, the alignment slide along the stack alignment feature, optionally in the one between this and the adjacent respective first alignment features of the multiple fuel cell units formed gap, be slidably mounted.

Somit kann, nachdem die Brennstoffzelleneinheiten auf der Montagevorrichtung angeordnet wurden, wobei das erste Ausrichtmerkmal der Brennstoffzelleneinheiten auf das Stapelausrichtmerkmal ausgerichtet ist, eine weitere Ausrichtung unter Verwendung des Ausrichtschiebers erfolgen. Wenn der wenigstens eine Magnetanlageteil die Brennstoffzelleneinheiten anzieht (beaufschlagt), kann eine Bewegung des Ausrichtschiebers entlang des Stapelausrichtmerkmals bewirken, dass Brennstoffzelleneinheiten von dem Stapelausrichtmerkmal und dem Magnetanlageteil weggeschoben werden. Dieser Bewegung kann jedoch durch die Anziehungskraft zwischen dem Magnetanlageteil und den Brennstoffzelleneinheiten entgegengewirkt werden, wodurch die Bewegung der Brennstoffzelleneinheiten begrenzt wird und sich eine verbesserte Ausrichtung der Brennstoffzelleneinheiten ergibt.Thus, after the fuel cell units have been arranged on the mounting device, with the first alignment feature of the fuel cell units aligned with the stack alignment feature, a further alignment can be carried out using the alignment slide. When the at least one magnet assembly part attracts (acts on) the fuel cell units, movement of the alignment slide along the stack alignment feature can cause fuel cell units to be pushed away from the stack alignment feature and the magnet assembly part. However, this movement can be counteracted by the force of attraction between the magnet assembly part and the fuel cell units, as a result of which the movement of the fuel cell units is limited and the alignment of the fuel cell units is improved.

Bei Ausführungsformen, die ein erstes und ein zweites Ausrichtelement umfassen, kann der Ausrichtschieber zwischen dem ersten und dem zweiten Ausrichtelement gleitbeweglich sein (z.B. längs eines Stützwinkels), beispielsweise zwischen den Vorsprüngen des ersten und des zweiten Ausrichtelements. Zwischen dem ersten und dem zweiten Ausrichtelement, zum Beispiel zwischen ihren Vorsprüngen, kann ein Kanal gebildet sein. Der Ausrichtschieber kann längs des Kanals bewegbar sein. Der Ausrichtschieber kann einen vorderen Vorsprung umfassen, zum Beispiel ein vorderes Element, das eine Ausrichtfläche bildet, die sich im Gebrauch vor dem Stapelausrichtmerkmal in Richtung auf das erste Ausrichtmerkmal der mehreren Brennstoffzelleneinheiten erstreckt, wenn diese aufeinander ausgerichtet sind.In embodiments comprising a first and a second alignment element, the alignment slide can be slidable between the first and the second alignment element (e.g. along a support bracket), for example between the protrusions of the first and the second alignment element. A channel can be formed between the first and the second alignment element, for example between their projections. The alignment slide can be movable along the channel. The alignment slide may include a front protrusion, for example a front element, that forms an alignment surface that, in use, extends in front of the stack alignment feature toward the first alignment feature of the plurality of fuel cell units when they are aligned.

Bei Ausführungsformen, die sowohl einen Ausfahrmechanismus (und/oder einen drehbaren Mechanismus) als auch einen Ausrichtschieber umfassen, kann der Ausfahrmechanismus (und/oder der drehbare Mechanismus) vor der Verwendung des Ausrichtschiebers betätigt werden. Alternativ dazu kann er betätigt werden, nachdem der weitere Ausrichtschritt (oben) mittels des Ausrichtschiebers durchgeführt worden ist.In embodiments that include both an extension mechanism (and / or a rotatable mechanism) and an alignment slide, the extension mechanism (and / or the rotatable mechanism) can be actuated prior to use of the alignment slide. Alternatively, it can be actuated after the further alignment step (above) has been carried out by means of the alignment slide.

Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst der Ausrichtschieber ein Ausrichtelement. Der Ausrichtschieber kann ein drehbares Element wie etwa ein drehbares Ausrichtelement oder einen Vorsprung umfassen. Der Ausrichtschieber kann ein erstes und ein zweites vorderes Element umfassen, die eine Ausrichtfläche definieren, die sich im Gebrauch vor dem Stapelausrichtmerkmal in Richtung auf das erste Ausrichtmerkmal der mehreren Brennstoffzelleneinheiten erstreckt, wenn diese aufeinander ausgerichtet sind. Das erste oder das zweite vordere Element kann drehbar sein.In certain embodiments, the alignment slide comprises an alignment element. The alignment slide may comprise a rotatable element such as a rotatable alignment element or a protrusion. The alignment slider may include first and second front members that define an alignment surface that, in use, extends in front of the stack alignment feature toward the first alignment feature of the plurality of fuel cell units when aligned. The first or second front member may be rotatable.

Somit kann das Ausrichtschieberausfahrelement so betätigt werden, dass es eine Kraft auf das erste Ausrichtmerkmal der Brennstoffzelleneinheiten aufbringt, wodurch die Ausrichtung der einzelnen Brennstoffzelleneinheiten verbessert wird.Thus, the alignment slide extension can be actuated to apply a force to the first alignment feature of the fuel cell units, thereby improving the alignment of the individual fuel cell units.

Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung ferner einen Magnetschieber, der insgesamt senkrecht zum Sockel gegen die mehreren Brennstoffzelleneinheiten gleitbeweglich gelagert ist, um diese weiter auszurichten, und optional so angebracht ist (wie etwa gegen entgegengesetzte Seiten der mehreren Brennstoffzelleneinheiten), dass er eine Magnetkraft ausübt, die senkrecht zur Magnetkraft des wenigstens einen Magnetanlageteils wirkt.In certain embodiments, the fuel cell stack assembly device further comprises a magnetic slider that is slidably supported generally perpendicular to the base against the plurality of fuel cell units in order to further align them, and is optionally attached (such as against opposite sides of the plurality of fuel cell units) so that it exerts a magnetic force, which acts perpendicular to the magnetic force of the at least one magnet system part.

Der Ausfahrmechanismus und das Ausrichtschieberausfahrelement können beim Zusammenbau hoher Brennstoffzellenstapel zum Einsatz kommen. Somit kann einer von ihnen bzw. können sie beide für eine Montagevorrichtung vorgesehen sein, die für die Montage von Brennstoffzellenstapelanordnungen mit wenigstens 50, wenigstens 75 oder wenigstens 100 Brennstoffzelleneinheiten bemessen ist.The extension mechanism and alignment slide extension element can be used in the assembly of tall fuel cell stacks. Thus, one of them or they both can be provided for an assembly device that is used for assembling fuel cell stack assemblies with at least 50 , at least 75 or at least 100 Fuel cell units is sized.

Bei Ausführungsformen mit einem Ausrichtschieber oder magnetischen Ausrichtschieber können der Ausrichtschieber und/oder der Magnetschieber verschiebbar an einer Schiene gelagert und von einem Federmechanismus gehalten sein, der eine Rückstellkraft nach oben bereitstellt.In embodiments with an alignment slide or magnetic alignment slide, the alignment slide and / or the magnetic slide can be slidably mounted on a rail and held by a spring mechanism that provides an upward restoring force.

Bei bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Führungselement am Sockel vorgesehen oder erstreckt sich davon weg, um die Positionierung der mehreren Brennstoffzelleneinheiten zu unterstützen. Dies kann beim Zusammenbau, beim Zusammendrücken und/oder beim Entfernen nützlich sein.In certain embodiments of the present invention, a guide member is provided on or extends away from the base to aid in positioning the plurality of fuel cell units. This can be useful during assembly, compression and / or removal.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung mit:

i) einem Sockel und
ii) einem Stapelausrichtmerkmal, das sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstreckt, um mehrere ferritische Brennstoffzelleneinheiten, die dagegen gestapelt sind, zu einer Brennstoffzellenstapelanordnung auszurichten, wobei jede Brennstoffzelleneinheit ein jeweiliges erstes Ausrichtmerkmal umfasst, das in seiner Form zu dem Stapelausrichtmerkmal komplementär ist, und
iii) einem Ausrichtschieber, der insgesamt senkrecht zum Sockel verschiebbar ist, um mehrere ferritische Brennstoffzelleneinheiten auszurichten, die gegen das Stapelausrichtmerkmal gestapelt sind.

A second aspect of the present invention provides a fuel cell stack assembler comprising:

i) a base and
ii) a stack alignment feature that extends generally perpendicular to the base to align a plurality of ferritic fuel cell units stacked against it to form a fuel cell stack arrangement, each fuel cell unit including a respective first alignment feature that is complementary in shape to the stack alignment feature, and
iii) an alignment slide that is generally slidable perpendicular to the base to align a plurality of ferritic fuel cell units that are stacked against the stack alignment feature.

Ein dritter Aspekt schafft ein Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzellenstapelanordnung unter Verwendung der Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

i) Stapeln mehrerer Brennstoffzelleneinheiten und optionaler zusätzlicher Komponenten aufeinander auf dem Sockel, wobei ihre jeweiligen ersten Ausrichtmerkmale an dem Stapelausrichtmerkmal anliegen und zu diesem aufgrund der Magnetkraft des wenigstens einen Magnetanlageteils hin angezogen werden;
ii) und optional, im Falle einer Vorrichtung, bei der das Stapelausrichtmerkmal einen Ausfahrmechanismus und/oder einen drehbaren Mechanismus umfasst, Durchführen eines weiteren Ausrichtschrittes durch Bewegen des Ausfahrmechanismus und/oder des drehbaren Mechanismus nach außen in dem ersten Ausrichtmerkmal der mehreren Brennstoffzelleneinheiten, um diese weiter auszurichten;
iii) und optional, im Falle einer Vorrichtung, die ferner einen Ausrichtschieber und/oder einen Magnetschieber umfasst, Durchführen eines weiteren Ausrichtschrittes durch Schieben des Ausrichtschiebers und/oder des Magnetschiebers gegen die mehreren Brennstoffzelleneinheiten, um diese weiter auszurichten.

A third aspect provides a method for manufacturing a fuel cell stack assembly using the fuel cell stack assembly apparatus according to the first or second aspect of the present invention, the method comprising the following steps:

i) stacking a plurality of fuel cell units and optional additional components on top of one another on the base, their respective first alignment features resting on the stack alignment feature and being attracted to it due to the magnetic force of the at least one magnetic assembly part;
ii) and optionally, in the case of a device in which the stack alignment feature comprises an extension mechanism and / or a rotatable mechanism, performing a further alignment step by moving the extension mechanism and / or the rotatable mechanism outward in the first alignment feature of the plurality of fuel cell units around them further align;
iii) and optionally, in the case of a device which further comprises an alignment slide and / or a magnetic slide, carrying out a further alignment step by pushing the alignment slide and / or the magnetic slide against the plurality of fuel cell units in order to further align them.

Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

a) es werden auf dem Montagesockel:
1. 1) ein erstes Kompressionselement,
2. 2) eine Brennstoffzellenstapelgrundplatte und
3. 3) die mehreren Brennstoffzelleneinheiten
aufeinander positioniert,

wobei das erste Ausrichtmerkmal jeder der mehreren Brennstoffzelleneinheiten auf das Stapelausrichtmerkmal ausgerichtet ist;

b) es werden auf den mehreren Brennstoffzelleneinheiten:
1. 1) eine Brennstoffzellenstapelendplatte und
2. 2) ein zweites Kompressionselement
aufeinander positioniert, und
c) eine Druckkraft wird unter Verwendung eines Kompressionsmittels durch das erste Kompressionselement und das zweite Kompressionselement aufgebracht (d.h. eine Druckbelastung wird auf die Brennstoffzellenstapelgrundplatte, die mehreren Brennstoffzelleneinheiten und die Brennstoffzellenstapelendplatte aufgebracht).

In some embodiments, the method includes the following steps:

a) on the mounting base:
1. 1) a first compression element,
2. 2) a fuel cell stack base plate and
3. 3) the multiple fuel cell units
positioned on top of each other,

wherein the first alignment feature of each of the plurality of fuel cell units is aligned with the stack alignment feature;

b) on the several fuel cell units:
1. 1) a fuel cell stack end plate and
2. 2) a second compression element
positioned on top of each other, and
c) a compressive force is applied by the first compression member and the second compression member using a compression means (ie, a compression load is applied to the fuel cell stack base plate, the plurality of fuel cell units, and the fuel cell stack end plate).

Bei Ausführungsformen, bei denen das Stapelausrichtmerkmal einen Ausfahrmechanismus und/oder einen drehbaren Mechanismus umfasst, kann der weitere Ausrichtschritt vor Schritt c) durchgeführt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen wird er zwischen Schritt a) und Schritt b) durchgeführt.In embodiments in which the stack alignment feature comprises an extension mechanism and / or a rotatable mechanism, the further alignment step can be carried out before step c). In certain embodiments it is carried out between step a) and step b).

In ähnlicher Weise kann bei Ausführungsformen, bei denen die Vorrichtung ferner einen Ausrichtschieber und/oder einen Magnetschieber umfasst, der weitere Ausrichtschritt vor Schritt c) durchgeführt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen wird er zwischen Schritt a) und Schritt b) durchgeführt.In a similar way, in embodiments in which the device further comprises an alignment slide and / or a magnetic slide, the further alignment step can be carried out before step c). In certain embodiments it is carried out between step a) and step b).

Bei bestimmten Ausführungsformen, bei denen die Montagevorrichtung einen Ausrichtschieber (bzw. einen Magnetschieber) umfasst, wird dieser aus einer ersten Stellung oberhalb des ersten Kompressionselements, der Brennstoffzellenstapelgrundplatte und der mehreren Brennstoffzelleneinheiten in eine zweite Stellung angrenzend an die mehreren Brennstoffzelleneinheiten und an diesen anliegend verschoben.In certain embodiments in which the assembly device comprises an alignment slide (or a magnetic slide), this is displaced from a first position above the first compression element, the fuel cell stack base plate and the plurality of fuel cell units into a second position adjacent to and adjacent to the plurality of fuel cell units.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist der wenigstens eine Magnetanlageteil aktivierbar und wird die magnetische Ausrichtungskraft gezielt während eines Montageschrittes und eines anschließenden Kompressionsschrittes aufgebracht, jedoch nicht während eines abschließenden Entnahmeschrittes.In certain embodiments, the at least one magnetic contact part can be activated and the magnetic alignment force is applied in a targeted manner during an assembly step and a subsequent compression step, but not during a final removal step.

Der wenigstens eine Magnetanlageteil kann so betätigt werden, dass er zwischen einem ersten „Ein“-Zustand, in dem (im Gebrauch) die Brennstoffzelleneinheiten in Richtung auf den wenigstens einen Magnetanlageteil angezogen werden, und einem zweiten „Aus“-Zustand umschaltet, in dem (im Gebrauch) eine verringerte Anziehung der Brennstoffzelleneinheiten in Richtung auf den wenigstens einen Magnetanlageteil besteht.The at least one magnet system part can be actuated in such a way that it switches between a first “on” state in which (in use) the fuel cell units are attracted in the direction of the at least one magnet system part, and a second “off” state in which There is (in use) a reduced attraction of the fuel cell units in the direction of the at least one magnet assembly part.

Bei bestimmten Ausführungsformen wird vor Schritt a) der wenigstens eine Magnetanlageteil in den ersten Zustand („Ein“) betätigt bzw. geschaltet. Schritt a) kann durchgeführt werden, wenn sich der wenigstens eine Magnetanlageteil im ersten Zustand („EIN“) befindet. Nach Schritt c) kann der wenigstens eine Magnetanlageteil in den zweiten „Aus“-Zustand betätigt bzw. geschaltet werden.In certain embodiments, the at least one magnetic system part is actuated or switched to the first state (“on”) before step a). Step a) can be carried out when the at least one magnetic system part is in the first state (“ON”). After step c), the at least one magnet system part can be actuated or switched to the second “off” state.

Bei Schritt a) können die verschiedenen Komponenten aufeinander angeordnet und auf das Stapelausrichtmerkmal ausgerichtet (unter Verwendung desselben ausgerichtet) werden.In step a), the various components can be placed on top of one another and aligned with (aligned using) the stack alignment feature.

Das Kompressionsmittel kann auf, an oder zwischen dem ersten Kompressionselement und dem zweiten Kompressionselement befestigt sein, und eine Druckkraft kann unter Verwendung des Kompressionsmittels aufgebracht werden. Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst das Kompressionsmittel mehrere Gewindestangen, die zwischen dem ersten Kompressionselement und dem zweiten Kompressionselement befestigt sind, wobei die Kompressionskraft durch Anziehen einer Sicherungsmutter aufgebracht wird. Die Sicherungsmutter kann so angezogen werden, dass eine gewünschte Kompressionskraft aufgebracht wird. Wenigstens eine Gewindestange kann an einem ersten Ende an dem ersten Kompressionselement befestigt sein und verläuft durch das zweite Kompressionselement, und an einem zweiten Ende der Gewindestange ist eine Sicherungsmutter befestigt und wird so angezogen, dass eine Kompressionskraft zwischen dem ersten Kompressionselement und dem zweiten Kompressionselement aufgebracht wird.The compression means can be attached on, on or between the first compression element and the second compression element, and a compressive force can be applied using the compression means. In certain embodiments, the compression means comprises a plurality of threaded rods that are fastened between the first compression element and the second compression element, the compression force being applied by tightening a lock nut. The lock nut can be tightened to apply a desired compression force. At least one threaded rod can be attached to the first compression element at a first end and extends through the second compression element, and a locking nut is attached to a second end of the threaded rod and is tightened so that a compression force is applied between the first compression element and the second compression element .

Bei anderen Ausführungsformen umfasst das Kompressionsmittel eine Kompressionsvorrichtung und Sicherungsmittel, wobei die Kompressionsvorrichtung dazu dient, eine gewünschte Kompression zu bewirken (d.h. eine gewünschte Kompressionskraft über das erste und das zweite Kompressionselement auszuüben), und das Sicherungsmittel so eingerichtet ist, dass die über das erste Kompressionselement und das zweite Kompressionselement aufgebrachte Kompressionskraft beim Entfernen der Kompressionsvorrichtung über Zugkräfte im Sicherungsmittel aufrechterhalten wird.In other embodiments, the compression means comprises a compression device and securing means, the compression device serving to effect a desired compression (ie exerting a desired compression force over the first and the second compression element), and the securing means being set up such that the over the first compression element and the compression force applied to the second compression element is maintained when the compression device is removed via tensile forces in the securing means.

Bei einigen Ausführungsformen umfasst Schritt c) somit:

i) Aufbringen einer Kompressionskraft über das erste Kompressionselement und das zweite Kompressionselement unter Verwendung einer Kompressionsvorrichtung und
ii) Befestigen eines Sicherungsmittels auf, an oder zwischen dem ersten Kompressionselement und dem zweiten Kompressionselement, wobei das Sicherungsmittel so eingerichtet ist, dass die über das erste Kompressionselement und das zweite Kompressionselement aufgebrachte Kompressionskraft beim Entfernen des Kompressionsmittels durch Zugkräfte im Sicherungsmittel aufrechterhalten wird.

In some embodiments, step c) thus comprises:

i) applying a compression force via the first compression element and the second compression element using a compression device and
ii) attaching a securing means on, on or between the first compression element and the second compression element, the securing means being set up such that the compression force applied via the first compression element and the second compression element is maintained by tensile forces in the securing means when the compression means is removed.

Sofern eine Kompressionsvorrichtung und ein Sicherungsmittel verwendet werden, kann Schritt c) zusätzlich Folgendes umfassen:

iii) Entfernen der Kompressionsvorrichtung.

If a compression device and a securing device are used, step c) can additionally include the following:

iii) removing the compression device.

Somit kann eine Druckbelastung auf die mehreren Brennstoffzelleneinheiten ausgeübt werden.Thus, a pressure load can be applied to the plurality of fuel cell units.

Das Endprodukt kann somit die zwischen dem ersten und dem zweiten Kompressionselement gesicherte Brennstoffzellenstapelanordnung sein. In einem solchen Zustand eignet sie sich dann zur Lagerung, Verbringung oder für zusätzliche Herstellungsschritte wie etwa eine zusätzliche Kompression und die Befestigung einer Schürze oder von Schürzenelementen an der Brennstoffzellenstapelgrundplatte und der Brennstoffzellenstapelendplatte zur Aufnahme des Brennstoffzellenstapels und zur Aufrechterhaltung der über das erste Kompressionselement und das zweite Kompressionselement aufgebrachten Kompressionskräfte über Zugkräfte in der Schürze. In einem solchen Stadium können das Sicherungsmittel und das erste und das zweite Kompressionselement entfernt werden.The end product can thus be the fuel cell stack arrangement secured between the first and the second compression element. In such a state, it is then suitable for storage, transportation or for additional manufacturing steps such as additional compression and the attachment of an apron or apron elements to the fuel cell stack base plate and the fuel cell stack end plate for receiving the fuel cell stack and for maintaining the over the first compression element and the second Compression element applied compression forces via tensile forces in the apron. At such a stage, the securing means and the first and second compression elements can be removed.

Die Brennstoffzellenstapelanordnung kann außerdem wenigstens zwei Stromabnehmer umfassen, z.B. eine negative Leistungsabnahmeplatte und eine positive Leistungsabnahmeplatte. Somit kann in Schritt a) ein Stromabnehmer zwischen der Brennstoffzellenstapelgrundplatte und den mehreren Brennstoffzelleneinheiten ausgerichtet werden und kann ein Stromabnehmer zwischen den mehreren Brennstoffzelleneinheiten und der Brennstoffzellenstapelendplatte ausgerichtet werden.The fuel cell stack assembly may also include at least two current collectors, e.g., a negative power takeoff plate and a positive power takeoff plate. Thus, in step a) a current collector can be aligned between the fuel cell stack base plate and the plurality of fuel cell units and a current collector can be aligned between the plurality of fuel cell units and the fuel cell stack end plate.

Die Brennstoffzellenstapelgrundplatte und/oder die Brennstoffzellenstapelendplatte kann/können das erste Ausrichtmerkmal umfassen.The fuel cell stack base plate and / or the fuel cell stack end plate may include the first alignment feature.

Das Stapelausrichtmerkmal kann entweder von der Brennstoffzellenstapelendplatte oder dem zweiten Kompressionselement berührt werden. Somit kann bei Ausführungsformen, die einen Ausrichtschieber oder Magnetschieber umfassen, eine Bewegung des Ausrichtschiebers oder Magnetschiebers bewirkt werden, indem die Brennstoffzellenstapelendplatte und das zweite Kompressionselement oben auf das Ausrichtelement gelegt und nach unten in Richtung auf die Brennstoffzelleneinheiten bewegt werden. Die Abwärtsbewegung der Brennstoffzellenstapelendplatte und des zweiten Kompressionselements kann dann so fortgesetzt werden, dass sie aufeinander auf den mehreren Brennstoffzelleneinheiten positioniert sind. Dann kann eine Druckkraft ausgeübt werden.The stack alignment feature can be contacted by either the fuel cell stack end plate or the second compression member. Thus, in embodiments that comprise an alignment slide or magnetic slide, a movement of the alignment slide or magnetic slide can be brought about by placing the fuel cell stack end plate and the second compression element on top of the alignment element and moving them downwards in the direction of the fuel cell units. The downward movement of the fuel cell stack end plate and the second compression element can then be continued so that they are positioned on top of one another on the plurality of fuel cell units. Then a compressive force can be exerted.

Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele nachstehend dargelegt sind. Jedes Beispiel ist als Erläuterung der Erfindung, nicht als Einschränkung der Erfindung gegeben.Reference will now be made in detail to embodiments of the invention, one or more examples of which are set forth below. Each example is given as an illustration of the invention, not as a limitation of the invention.

FigurenlisteFigure list

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausrichtvorrichtung. 1 Figure 3 is a perspective view of an alignment device.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Ausrichtvorrichtung von 1 mit einer Kompressionsgrundplatte. 2 FIG. 13 is a perspective view of the alignment device of FIG 1 with a compression base plate.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Ausrichtvorrichtung von 2 mit einer Brennstoffzellenstapelgrundplatte. 3 FIG. 13 is a perspective view of the alignment device of FIG 2 with a fuel cell stack base plate.
4 ist eine perspektivische Ansicht der Ausrichtvorrichtung von 3 mit einem Brennstoffzellenstapel und einer Brennstoffzellenstapelendplatte. 4th FIG. 13 is a perspective view of the alignment device of FIG 3 with a fuel cell stack and a fuel cell stack end plate.
5 ist eine perspektivische Ansicht der Ausrichtvorrichtung von 4 mit einer Brennstoffzellenstapelendplatte und Kompressionsmitteln. 5 FIG. 13 is a perspective view of the alignment device of FIG 4th with a fuel cell stack end plate and compression means.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Kompressionsgrundplatte mit daran befestigten L-förmigen Seitenplatten. 6th Figure 13 is a perspective view of a compression baseplate with L-shaped side panels attached.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausrichtvorrichtung. 7th Figure 3 is a perspective view of a second alignment device.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Ausrichtvorrichtung von 7 mit einer Kompressionsgrundplatte und einer Brennstoffzellenstapelgrundplatte. 8th FIG. 13 is a perspective view of the alignment device of FIG 7th with a compression base plate and a fuel cell stack base plate.
9 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtvorrichtung von 8. 9 FIG. 14 is a top plan view of the alignment device of FIG 8th .
10 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtvorrichtung von 9 mit einer Brennstoffzelleneinheit. 10 FIG. 14 is a top plan view of the alignment device of FIG 9 with a fuel cell unit.
11 ist eine perspektivische Ansicht der Ausrichtvorrichtung von 10. 11 FIG. 13 is a perspective view of the alignment device of FIG 10 .
12 ist eine Seitenansicht der Ausrichtvorrichtung von 10. 12 FIG. 13 is a side view of the alignment device of FIG 10 .
13 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Ausrichtvorrichtung von 9. 13 FIG. 13 is a perspective view of a portion of the alignment device of FIG 9 .
14 ist eine teilgeschnittene Ansicht von 13. 14th is a partially sectioned view of 13 .
15 ist eine teilgeschnittene Ansicht von 13 und der Funktionsweise eines Expansionselements (eines Schiebeelements). 15th is a partially sectioned view of 13 and the operation of an expansion element (a sliding element).
16 ist eine perspektivische Ansicht von 7 und der Funktionsweise eines Expansionselements (eines drehbaren Tors). 16 FIG. 3 is a perspective view of FIG 7th and the operation of an expansion element (a rotating gate).

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

An der vorliegenden Erfindung können verschiedene Änderungen und Variationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen.Various changes and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the claims.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind im restlichen Teil der Beschreibung offenbart. Das Nachstehende ist lediglich eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen und soll die breiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.Further objects, features and aspects of the present invention are disclosed in the remainder of the specification. The following is merely a description of exemplary embodiments and is not intended to limit the broader aspects of the present invention.

Ausführungsform 1Embodiment 1

In 1 ist ein Montagegestell 30 mit einer Rückplatte 31, einer Grundplatte 32 und einem Stützwinkel 33 gezeigt, der sowohl an der Rückplatte 31 als auch an der Grundplatte 32 befestigt ist, um die Rückplatte 31 relativ zur Grundplatte 32 im Wesentlichen vertikal zu halten. Führungsschienen 36a, 36b, 36c sind an der Rückplatte 31 angeordnet, wobei jede Führungsschiene 36a, 36b, 36c einen entsprechenden Schienenschlitten 37a, 37b, 37c aufweist, der für eine Bewegung längs jeder entsprechenden Führungsschiene 36a, 36b, 36c verschiebbar angebracht ist. Die Führungsschiene 36c ist im Wesentlichen senkrecht positioniert und an der Mitte der Rückplatte 31 befestigt, und die Führungsschienen 36a, 36b sind im Wesentlichen senkrecht positioniert und an der Rückplatte 31 zu den Seitenrändern hin zwischen der Führungsschiene 36c und den Rändern der Rückplatte 31 befestigt. An den jeweiligen Schienenschlitten 37a, 37b sind Magnetschieber 45a, 45b befestigt, und Magnete 47a, 47b sind an den jeweiligen Magnetschiebern 45a, 45b befestigt. Ein Ausrichtschieber 35 ist am Schienenschlitten 37c befestigt, der seinerseits zur Bewegung längs der Führungsschiene 36c verschiebbar angebracht ist. An den oberen Rändern der Führungsschienen 36a, 36b, 36c sind Hängebügel 38a, 38b, 38c befestigt. Eine Zugfeder 39a, 39b ist zwischen dem oberen Rand jedes Hängebügels 38a, 38b und jedem entsprechenden Magnetschieber 45a, 45b befestigt. Eine Zugfeder 39c ist zwischen dem oberen Rand des Hängebügels 38c und dem Ausrichtschieber 35 befestigt.In 1 is a mounting frame 30th with a back plate 31 , a base plate 32 and a support bracket 33 shown on both the backplate 31 as well as on the base plate 32 attached to the back plate 31 relative to the base plate 32 essentially vertical. Guide rails 36a , 36b , 36c are on the back plate 31 arranged, each guide rail 36a , 36b , 36c a corresponding rail slide 37a , 37b , 37c for movement along each respective guide rail 36a , 36b , 36c is slidably attached. The guide rail 36c is positioned substantially perpendicular and at the center of the backplate 31 attached, and the guide rails 36a , 36b are positioned substantially vertically and attached to the backplate 31 towards the side edges between the guide rail 36c and the edges of the backplate 31 attached. On the respective rail slide 37a , 37b are magnetic sliders 45a , 45b attached, and magnets 47a , 47b are on the respective magnetic slides 45a , 45b attached. An alignment slide 35 is on the rail slide 37c attached, which in turn for movement along the guide rail 36c is slidably attached. On the upper edges of the guide rails 36a , 36b , 36c are hanging brackets 38a , 38b , 38c attached. A mainspring 39a , 39b is between the top of each hanging bracket 38a , 38b and each corresponding solenoid 45a , 45b attached. A mainspring 39c is between the top of the hanging bracket 38c and the alignment slide 35 attached.

Die Spannkraft der Zugfedern 39a, 39b, 39c sorgt dafür, dass die Magnetschieber 45a, 45b und der Ausrichtschieber 35 oben an den Führungsschienen 36a, 36b, 36c gehalten werden, bis eine nach unten gerichtete Kraft auf sie ausgeübt wird.The tension of the tension springs 39a , 39b , 39c ensures that the magnetic slide 45a , 45b and the alignment slide 35 at the top of the guide rails 36a , 36b , 36c held until a downward force is applied to them.

Der Ausrichtblock 34 ist an der Rückplatte 31 befestigt und über der Führungsschiene 37c positioniert und umfasst ein erstes und ein zweites Ausrichtelement 34a bzw. 34b. Das erste und das zweite Ausrichtelement 34a, 34b umfassen Vorsprünge 50a bzw. 50b. Jeder Vorsprung 50a, 50b hat eine vordere Fläche 67, eine Außenfläche 68 und eine Innenfläche 68a. Ein Kanal 51 ist durch den Abstand zwischen den Innenflächen 68a der Vorsprünge 50a, 50b begrenzt.The alignment block 34 is on the back plate 31 attached and above the guide rail 37c positioned and includes first and second alignment members 34a or. 34b . The first and second alignment elements 34a , 34b include protrusions 50a or. 50b . Every lead 50a , 50b has a front face 67 , an exterior surface 68 and an inner surface 68a . One channel 51 is by the distance between the inner surfaces 68a the protrusions 50a , 50b limited.

Der Ausrichtschieber 35 ist so geformt, dass er sich durch den Kanal 51 erstreckt, und hat eine nach vorne gerichtete Ausrichtfläche 66, deren Breite größer als die des Kanals 51 ist und der Breite der Kerben 1a der Brennstoffzelleneinheiten (wie nachstehend in 11 gezeigt) und der Kerben der Stromabnehmer 75a, 75b entspricht, siehe 4 (unten).The alignment slide 35 is shaped so that it extends through the canal 51 extends and has a forward alignment surface 66 whose width is greater than that of the channel 51 is and the width of the notches 1a of the fuel cell units (as below in 11 shown) and the notches of the pantograph 75a , 75b corresponds to, see 4th (below).

An der Rückplatte 31 sind Magnetanlageblöcke 43a, 43b befestigt, die zwischen dem Ausrichtblock 34 und einer jeweiligen Führungsschiene 36a, 36b angeordnet sind. Jeder Magnetanlageblock 43a, 43b umfasst eine vordere Anlagefläche 81a, 81b und einen Magnetstab 42a, 42b. Jeder Magnetstab 42a, 42b ist im Wesentlichen vertikal gehalten und durch Bewegen eines entsprechenden Verbindungsglieds 41a, 41b axial drehbar. Jedes Verbindungsglied 41a, 41b ist an der Oberseite des jeweiligen Magnetstabes 42a, 42b befestigt und erstreckt sich nach hinten durch einen Schlitz 44 in der Montagegestellrückplatte 31. An der Rückseite der Montagegestellrückplatte 31 ist ein Hebel 40 an den Verbindungsgliedern 41a, 41b befestigt und kann so bewegt werden, dass er die Magnetstäbe 42a, 42b dreht.On the back plate 31 are magnet system blocks 43a , 43b attached that between the alignment block 34 and a respective guide rail 36a , 36b are arranged. Each magnet system block 43a , 43b includes a front contact surface 81a , 81b and a magnetic stick 42a , 42b . Any magnetic stick 42a , 42b is held substantially vertically and by moving a corresponding link 41a , 41b axially rotatable. Every link 41a , 41b is at the top of the respective magnetic bar 42a , 42b attached and extends rearward through a slot 44 in the mounting frame back plate 31 . On the back of the rack backplate 31 is a lever 40 on the connecting links 41a , 41b attached and can be moved so that it holds the magnet bars 42a , 42b turns.

Jeder Magnetanlageblock 43a, 43b umfasst einen abgestuften Abschnitt, der so gestaltet ist, dass er eine Aussparung 52a, 52b an den unteren Rändern des Anlageblocks 43a, 43b definiert. Die vordere Anlagefläche 82a, 82b der Aussparung liegt weiter hinten als die vordere Anlagefläche 81a, 81b des Magnetanlageblocks 43a, 43b.Each magnet system block 43a , 43b includes a stepped portion that is shaped to have a recess 52a , 52b at the lower edges of the investment block 43a , 43b Are defined. The front contact surface 82a , 82b the recess is further back than the front contact surface 81a , 81b of the magnet system block 43a , 43b .

Wie in 4 zu sehen ist, umfasst eine metallgestützte Festoxidbrennstoffzellenstapelanordnung 100 eine metallene Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73, eine metallene Endplatte 79 und einen Brennstoffzellenstapel 80, der zwischen der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 und der Brennstoffzellenstapelendplatte 79 angeordnet ist. Thermiculite^®-Isolierdichtungen 77 sind zwischen dem Brennstoffzellenstapel 80 und der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 (9) sowie zwischen dem Brennstoffzellenstapel 80 und der Brennstoffzellenstapelendplatte 79 vorhanden. Der Brennstoffzellenstapel 80 umfasst mindestens zwei Brennstoffzelleneinheiten 1. Zwischen jeder Brennstoffzelleneinheit 1 sind Isolierdichtungen angeordnet, insbesondere um die Brennstoffeinlass-/-auslassöffnungen, die sich an jeder Ecke oder den Brennstoffzelleneinheiten 1 befinden.As in 4th shown comprises a metal supported solid oxide fuel cell stack assembly 100 a metal fuel cell stack base plate 73 , a metal end plate 79 and a fuel cell stack 80 between the fuel cell stack base plate 73 and the fuel cell stack end plate 79 is arranged. Thermiculite ^® insulating seals 77 are between the fuel cell stack 80 and the fuel cell stack base plate 73 ( 9 ) and between the fuel cell stack 80 and the fuel cell stack end plate 79 available. The fuel cell stack 80 comprises at least two fuel cell units 1 . Between each fuel cell unit 1 Insulation seals are placed, particularly around the fuel inlet / outlet openings located at each corner or the fuel cell units 1 are located.

Eine metallgestützte Festoxidbrennstoffzellenstapelanordnung 100 wird unter Verwendung des Montagegestells 30 zusammengebaut. In einem ersten Schritt (2) wird eine Kompressionsgrundplatte 70 auf die Montagegestellgrundplatte 32 gelegt und so positioniert, dass sie an den Aussparungen 52a, 52b der Magnetanlageblöcke 43a, 43b anliegt. Die Kompressionsgrundplatte 70 hat einen Rand 70a, der sich um den Umfang der oberen Fläche 70b erstreckt, und vier mit Innengewinde versehene Vorsprünge 70c, von denen jeder eine Montagestangenbohrung 71 zur Aufnahme einer Montagestange 72 definiert.A metal supported solid oxide fuel cell stack assembly 100 is made using the mounting frame 30th assembled. In a first step ( 2 ) becomes a compression base plate 70 on the mounting frame base plate 32 and positioned so that they are on the recesses 52a , 52b the magnet system blocks 43a , 43b is applied. The compression baseplate 70 has an edge 70a around the perimeter of the upper surface 70b extends, and four internally threaded protrusions 70c each of which has a mounting rod hole 71 to accommodate a mounting rod 72 Are defined.

Wie in 3 zu sehen ist, wird die Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 (die aus ferritischem Edelstahl gefertigt ist) auf die obere Fläche 70b der Kompressionsgrundplatte 70 gelegt, und zwar so mit dem Rand 70a übereinstimmend, dass eine korrekte Relativpositionierung sichergestellt ist. Ein (eine Kerbe bildender) Ausschnitt 74 der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 wird auf das erste und das zweite Ausrichtelement 34a, 34b des Ausrichtblocks 34 ausgerichtet. Dadurch wird eine anfängliche Ausrichtung der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 (und damit auch der Kompressionsgrundplatte 70) erzielt.As in 3 is seen, the fuel cell stack base plate 73 (which is made of ferritic stainless steel) on the upper surface 70b the compression baseplate 70 placed with the edge 70a in agreement that correct relative positioning is ensured. A cutout (forming a notch) 74 the fuel cell stack base plate 73 is on the first and the second alignment element 34a , 34b of the alignment block 34 aligned. This provides an initial alignment of the fuel cell stack baseplate 73 (and thus also the compression base plate 70 ) achieved.

Wie in 4 zu sehen ist, wird dann zur Bereitstellung einer thermischen und elektrischen Isolierung eine Thermiculite^®-Dichtungsschicht 77 (eine elektrisch isolierende Kompressionsdichtung) oben auf der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 angeordnet. Darauf wird oben dann ein Stromabnehmer 75a (negative Leistungsabnahmeplatte; gefertigt aus ferritischem Edelstahl) angeordnet. Der Stromabnehmer 75a weist eine (nicht gezeigte) Kerbe auf, die auf das erste und das zweite Ausrichtelement 34a, 34b ausgerichtet ist.As in 4th can be seen, a Thermiculite ^® sealing layer is then used to provide thermal and electrical insulation 77 (an electrically insulating compression seal) on top of the fuel cell stack base plate 73 arranged. A pantograph is then placed on top 75a (negative power take-off plate; made of ferritic stainless steel). The pantograph 75a has a notch (not shown) that engages the first and second alignment members 34a , 34b is aligned.

Zur weiteren Unterstützung bei der Ausrichtung liegt der Stromabnehmer 75a an den Magnetanlageblöcken 43a, 43b an (und wird von diesen angezogen), wodurch er festgehalten wird. In diesem Stadium wird der Hebel 40 so positioniert, dass die Verbindungsglieder 41a, 41b die Magnetstäbe 42a, 42b in eine „Ein“-Stellung ausrichten, in der die magnetische (Nord-Süd-)Achse der Magnetstäbe 42a, 42b insgesamt senkrecht zur Längsachse der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 ist, d.h. der Stromabnehmer 75a zu den Magnetanlageblöcken 43a, 43b hin angezogen wird.The pantograph is located to provide additional support during alignment 75a on the magnet system blocks 43a , 43b on (and is attracted to them), thereby holding him in place. At this stage the lever becomes 40 positioned so that the connecting links 41a , 41b the magnetic bars 42a , 42b Align it in an "on" position in which the magnetic (north-south) axis of the magnet bars 42a , 42b generally perpendicular to the longitudinal axis of the fuel cell stack base plate 73 is, ie the pantograph 75a to the magnet system blocks 43a , 43b is attracted towards.

Eine erste Brennstoffzelleneinheit 1 wird dann oben auf dem Stromabnehmer 75a angeordnet. Die Brennstoffzelleneinheit 1 ist eine vorgefertigte Festoxidbrennstoffzelleneinheit und umfasst die folgenden Schichten (in dieser Reihenfolge): ein Metallsubstrat, einen Metallabstandshalter und eine metallene Verbindungsplatte, die alle aus ferritischem Edelstahl gefertigt sind. Eine Brennstoffzelle ist auf der Außenfläche des Metallsubstrats angeordnet.A first fuel cell unit 1 is then on top of the pantograph 75a arranged. The fuel cell unit 1 is a prefabricated solid oxide fuel cell assembly and comprises the following layers (in this order): a metal substrate, a metal spacer, and a metal connection plate, all made of ferritic stainless steel. A fuel cell is arranged on the outer surface of the metal substrate.

Die Brennstoffzelleneinheit 1 hat eine Kerbe 1a (11), die mit dem ersten und dem zweiten Ausrichtelement 34a, 34b des Ausrichtblocks 34 zusammenpasst (auf diese ausgerichtet ist). Der äußere Längsrand 1b der Brennstoffzelleneinheit 1 liegt an den Magnetanlageblöcken 43a, 43b an (und wird von diesen angezogen) und wird dadurch fixiert. Thermiculite Ⓡ-Dichtungen werden dann auf der Oberseite der ersten Brennstoffzelleneinheit (d.h. oben auf der metallenen Verbindungsplattenschicht) angeordnet. Dann wird eine zweite Brennstoffzelleneinheit 1 darauf gelegt und auf die gleiche Weise wie die erste Brennstoffzelleneinheit 1 positioniert, und Thermiculite^®-Dichtungen werden darauf angeordnet. Der Vorgang wird dann nach Bedarf wiederholt, um die gewünschte Gesamtanzahl an Schichten von Brennstoffzelleneinheiten 1 im Brennstoffzellenstapel 80 zu erhalten. Dann wird ein Stromabnehmer 75b (positive Leistungsabnahmeplatte; gefertigt aus ferritischem Edelstahl) darauf gelegt. Der Stromabnehmer 75b weist eine (nicht gezeigte) Kerbe auf, die auf das erste und das zweite Ausrichtelement 34a, 34b ausgerichtet ist. Eine Thermiculite^®-Dichtungsschicht 77 (eine elektrisch isolierende Kompressionsdichtung) wird dann zur thermischen und elektrischen Isolierung oben auf den Stromabnehmer 75b gelegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Brennstoffzellenstapel 80 gebildet. Die Gesamthöhe des Brennstoffzellenstapels 80 (zuzüglich der Dichtungsschicht 77 und des Stromabnehmers 75b) ist größer als die des Ausrichtblocks 34 und der Magnetträger 43a, 43b, d.h. er erstreckt sich bis über die Oberseite des Ausrichtblocks 34 und der Magnetträger 43a, 43b.The fuel cell unit 1 has a notch 1a ( 11 ) associated with the first and second alignment elements 34a , 34b of the alignment block 34 fits together (is aligned with this). The outer longitudinal edge 1b the fuel cell unit 1 is due to the magnet system blocks 43a , 43b to (and is from tightened) and is thereby fixed. Thermiculite® seals are then placed on top of the first fuel cell unit (ie, on top of the metal interconnect plate layer). Then a second fuel cell unit 1 placed on it and in the same way as the first fuel cell unit 1 positioned and Thermiculite ^® seals placed on top. The process is then repeated as necessary to add the desired total number of layers of fuel cell units 1 in the fuel cell stack 80 to obtain. Then it becomes a pantograph 75b (positive power take-off plate; made of ferritic stainless steel) placed on top. The pantograph 75b has a notch (not shown) that engages the first and second alignment members 34a , 34b is aligned. A Thermiculite ^® sealing layer 77 (an electrically insulating compression seal) is then used to provide thermal and electrical insulation on top of the pantograph 75b placed. At this point the fuel cell stack is 80 educated. The total height of the fuel cell stack 80 (plus the sealing layer 77 and the pantograph 75b) is larger than that of the alignment block 34 and the magnet carrier 43a , 43b that is, it extends over the top of the alignment block 34 and the magnet carrier 43a , 43b .

Um die Ausrichtung der Komponenten im Brennstoffzellenstapel 80 weiter zu verbessern, wird ein Teilkompressions- und Ausrichtschritt durchgeführt (5). About the alignment of the components in the fuel cell stack 80 To improve further, a partial compression and alignment step is carried out ( 5 ).

Die Brennstoffzellenstapelendplatte 79 (aus ferritischem Edelstahl gefertigt) wird oben auf der Thermiculite^®-Dichtungsschicht 77 angeordnet. Die Brennstoffzellenstapelendplatte 79 weist keinen zu den Vorsprüngen 50a, 50b des ersten bzw. des zweiten Ausrichtelements 34a, 34b und zum Führungsschieber 35 komplementären Kerbenabschnitt auf. Stattdessen wird bei diesem Teilkompressions- und Ausrichtschritt die Brennstoffzellenstapelendplatte 79 oben auf dem Ausrichtschieber 35 und den Magnetschiebern 45a, 45b angeordnet. Eine Kompressionsendplatte 69 wird oben auf die Brennstoffzellenstapelendplatte 79 gelegt. Die mit Gewinde versehenen Montagestangen 72 werden dann durch Öffnungen 69a der Kompressionsendplatte 69 geführt und in die mit Innengewinde versehenen Vorsprünge 70c der Kompressionsgrundplatte 70 eingeschraubt. Dann werden Kompressionsmuttern 69b so auf die mit Gewinde versehenen Montagestangen 72 aufgeschraubt, dass sie an der Oberseite der Kompressionsendplatte 69 anliegen. Durch weiteres Festziehen der Kompressionsmuttern 69b wird dann eine Druckkraft zwischen der Kompressionsgrundplatte 70 und der Kompressionsendplatte 69 ausgeübt. Die Kompressionsmuttern 69b sichern die Kompressionsendplatte 69, d.h. sie halten die zwischen der Kompressionsgrundplatte 70 und der Kompressionsendplatte 69 ausgeübte Kompressionskraft aufrecht. Die Kompressionsmuttern 69b werden angezogen/festgeschraubt, was bewirkt, dass die Kompressionsendplatte 69, die Brennstoffzellenstapelendplatte 79, der Ausrichtschieber 35 und die Magnetschieber 45a, 45b zusammengedrückt werden, wobei der Ausrichtschieber 35 längs des Kanals 51 nach unten geschoben wird. Die nach vorne gerichtete Ausrichtfläche 66 des Ausrichtschiebers 35 gelangt mit den Brennstoffzelleneinheiten 1 in Kontakt und schiebt sie von der Montagegestellrückplatte 31, d.h. von den Magnetanlageblöcken 43a, 43b weg. Durch die daraus entstehende Spannung zwischen Magnetkräften, die die Brennstoffzelleneinheiten 1 zu den Magnetanlageblöcken 43a, 43b hinziehen, und der Ausrichtfläche 66, die diese Bewegung einschränkt, ergibt sich eine verbesserte Ausrichtung der Brennstoffzelleneinheiten 1 des Brennstoffzellenstapels 80. Die Magnetschieber 45a, 45b wirken so, dass sie die Metallkomponenten (insbesondere die Brennstoffzelleneinheiten 1) von ihren Seiten her (d.h. insgesamt parallel zur Längsachse der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73) anziehen, damit das Risiko verringert wird, dass einzelne Brennstoffzelleneinheiten 1 aus ihrer Lage gestoßen werden, wenn der Ausrichtschieber 35 sie berührt und bewegt.The fuel cell stack end plate 79 (made of ferritic stainless steel) is on top of the Thermiculite ^® sealing layer 77 arranged. The fuel cell stack end plate 79 does not point to the protrusions 50a , 50b of the first and the second alignment element 34a , 34b and to the guide slide 35 complementary notch section. Instead, this partial compression and alignment step becomes the fuel cell stack end plate 79 on top of the alignment slide 35 and the magnetic slides 45a , 45b arranged. A compression endplate 69 is on top of the fuel cell stack end plate 79 placed. The threaded assembly rods 72 are then through openings 69a the compression endplate 69 out and into the internally threaded projections 70c the compression baseplate 70 screwed in. Then there are compression nuts 69b so on the threaded assembly rods 72 screwed it onto the top of the compression endplate 69 issue. By tightening the compression nuts further 69b then becomes a compressive force between the compression base plate 70 and the compression endplate 69 exercised. The compression nuts 69b secure the compression endplate 69 , ie they hold the between the compression base plate 70 and the compression endplate 69 applied compression force upright. The compression nuts 69b are tightened / screwed tight, which causes the compression endplate 69 , the fuel cell stack end plate 79 , the alignment slide 35 and the magnetic slide 45a , 45b are squeezed together with the alignment slide 35 along the canal 51 is pushed down. The forward facing alignment surface 66 of the alignment slide 35 arrives with the fuel cell units 1 in contact and slide it off the rack backplate 31 , ie from the magnet system blocks 43a , 43b path. Due to the resulting tension between magnetic forces that the fuel cell units 1 to the magnet system blocks 43a , 43b pull, and the alignment surface 66 Restricting this movement results in improved alignment of the fuel cell units 1 of the fuel cell stack 80 . The magnetic slide 45a , 45b act so that they the metal components (especially the fuel cell units 1 ) from their sides (ie overall parallel to the longitudinal axis of the fuel cell stack base plate 73 ) to reduce the risk of individual fuel cell units 1 be knocked out of position when the alignment slide 35 it touches and moves.

Somit wird ein teilweise komprimierter Zustand erreicht, in dem die Brennstoffzelleneinheiten 1 und die Stromabnehmer 75a, 75b gegen die Ausrichtfläche 66 des Ausrichtschiebers 35 ausgerichtet sind. Die Festoxidbrennstoffzellenstapelanordnung 100 (und der Brennstoffzellenstapel 80 darin) befindet sich nun in einem ausgerichteten und teilweise komprimierten Zustand und ist zwischen der Kompressionsgrundplatte 70 und der Kompressionsendplatte 69 gesichert. Der Hebel 40 ist so positioniert, dass die Verbindungsglieder 41a, 41b die Magnetstäbe 42a, 42b in eine „Aus“-Stellung ausrichten, in der die magnetische (Nord-Süd)-Achse der Magnetstäbe 42a, 42b insgesamt parallel zur Längsachse der Brennstoffzellenstapelgrundplatte 73 verläuft, wodurch die Anziehung des Stromabnehmers 75a, der Brennstoffzelleneinheiten 1 und des Stromabnehmers 75b zu den Magnetanlageblöcken 43a, 43b hin verringert wird. Ist die magnetische Anziehung verringert, kann die Festoxidbrennstoffzellenstapelanordnung (sowie die Kompressionsgrundplatte 70 und die Kompressionsendplatte 69) von dem Montagegestell 30 entfernt werden.Thus, a partially compressed state is achieved in which the fuel cell units 1 and the pantograph 75a , 75b against the alignment surface 66 of the alignment slide 35 are aligned. The solid oxide fuel cell stack assembly 100 (and the fuel cell stack 80 therein) is now in an aligned and partially compressed state and is between the compression base plate 70 and the compression endplate 69 secured. The lever 40 is positioned so that the connecting links 41a , 41b the magnetic bars 42a , 42b Align it in an "off" position in which the magnetic (north-south) axis of the magnetic rods 42a , 42b overall parallel to the longitudinal axis of the fuel cell stack base plate 73 runs, causing the attraction of the pantograph 75a , the fuel cell units 1 and the pantograph 75b to the magnet system blocks 43a , 43b is reduced towards. When the magnetic attraction is reduced, the solid oxide fuel cell stack assembly (as well as the compression base plate 70 and the compression endplate 69 ) from the mounting frame 30th removed.

Ausführungsform 2Embodiment 2

Diese Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie Ausführungsform 1, außer dass Seitenplatten 200, 201 an den Seiten der Kompressionsgrundplatte 70 befestigt sind (6). Bei dieser Ausführungsform können die L-förmigen Seitenplatten 200, 201 zur Unterstützung des Montageprozesses dienen, indem sie die verschiedenen Komponenten zu den Ausrichtkomponenten (Ausrichtblock 34 usw.) hin führen. Die Seitenplatten 200, 201 wirken auch bei der Montage mit, indem sie das Risiko verringern, dass Bauteile der Brennstoffzellenstapelanordnung 100 aus ihrer Position gestoßen werden, z.B. durch Bediener, bevor die Kompression stattfindet. Die Seitenplatten 200, 201 verringern auch das Risiko einer versehentlichen Beschädigung der Brennstoffzellenstapelanordnung 100, wenn diese vom Montagegestell 30 getrennt wird, z.B. während einer Bewegung oder Lagerung.This embodiment is basically the same as embodiment 1 except that side panels 200 , 201 on the sides of the compression base plate 70 are attached ( 6th ). In this embodiment, the L-shaped side plates 200 , 201 serve to support the assembly process by showing the various components to the alignment components (alignment block 34 etc.) lead there. The side panels 200 , 201 also contribute to the assembly by reducing the risk that components of the fuel cell stack arrangement 100 be pushed out of position, e.g. by operators, before compression takes place. The side panels 200 , 201 also reduce the risk of accidental damage to the fuel cell stack assembly 100 if this from the mounting frame 30th is separated, e.g. during movement or storage.

Ausführungsform 3Embodiment 3

Diese Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie Ausführungsform 1, außer dass die Ausrichtung aufgrund einer Modifizierung des zweiten Ausrichtelements 34b weiter verbessert wird. Bei dieser Ausführungsform umfasst das Ausrichtelement 34b ein erstes und ein zweites Tragelement 58a, 58b, zwischen denen ein drehbares Torelement 58 angebracht ist. Das drehbare Torelement 58 hat einen insgesamt L-förmigen Querschnitt und ist um eine zwischen dem ersten und dem zweiten Tragelement 58a, 58b definierte Achse drehbar (7). Das drehbare Torelement 58 weist einen Vorsprung 58c auf, der dem Vorsprung 50b aus der Ausführungsform 1 entspricht. Eine Verstellmutter 60 (9) erstreckt sich durch die Montagegestellrückplatte 31 und greift an dem drehbaren Torelement 58 an, um es zu betätigen. Auf diese Weise wird durch die Drehung der Verstellmutter 60 eine Kraft auf das drehbare Torelement 58 ausgeübt und bewirkt, dass es sich dreht, d.h. vom ersten Ausrichtelement 34a weggeklappt wird.This embodiment is essentially the same as embodiment 1, except that the alignment is due to a modification of the second alignment element 34b is further improved. In this embodiment, the alignment element comprises 34b a first and a second support element 58a , 58b , between which a rotatable gate element 58 is appropriate. The rotatable gate element 58 has a generally L-shaped cross section and is around one between the first and second support members 58a , 58b defined axis rotatable ( 7th ). The rotatable gate element 58 has a protrusion 58c on that of the ledge 50b from embodiment 1 corresponds. An adjusting nut 60 ( 9 ) extends through the rack backplate 31 and engages the rotatable gate element 58 to operate it. In this way, the rotation of the adjusting nut 60 a force on the rotatable gate element 58 exerted and causes it to rotate, ie from the first alignment element 34a is folded away.

Bei dem Vorgang des Ausbildens einer Brennstoffzellenstapelanordnung 100 wird, bevor der Teilkompressions- und Ausrichtschritt durchgeführt wird, die Verstellmutter 60 verdreht, damit sich das drehbare Torelement 58 dreht, wodurch der Vorsprung 58c vom Vorsprung 50a wegbewegt wird (d.h. das zweite Ausrichtelement 34b vom ersten Ausrichtelement 34a weg gespreizt wird) und eine Kraft auf die Seiten der Kerben 1a und der Kerben der Stromabnehmer 75a, 75b ausgeübt wird, wodurch die Ausrichtung verbessert wird. Die Montage wird dann im Wesentlichen wie bei der Ausführungsform 1 fortgesetzt.In the process of forming a fuel cell stack assembly 100 before the partial compression and alignment step is performed, the adjusting nut 60 twisted so that the rotatable gate element 58 rotates, making the projection 58c from the lead 50a is moved away (ie the second alignment element 34b from the first alignment element 34a spread away) and a force on the sides of the notches 1a and the notches of the pantograph 75a , 75b is applied, thereby improving the alignment. The assembly is then continued essentially as in embodiment 1.

Ausführungsform 4Embodiment 4

Diese Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie Ausführungsform 1, außer dass die Ausrichtung aufgrund einer Modifizierung des Ausrichtschiebers 35 weiter verbessert wird. Bei dieser Ausführungsform umfasst der Ausrichtschieber 35 ein erstes Element 35a, das am Schienenschlitten 37c befestigt ist und einen ersten Abschnitt 66a der Ausrichtfläche 66 bildet (13 - 15). Die Gewindestange 62 durchtritt das erste Element 35a, und an der Gewindestange 62 ist ein Schiebeelement 62a angebracht. Die Gewindestange 62 ragt an der Oberseite des Ausrichtschiebers 35 hervor, so dass sie gedreht werden kann, d.h. so dass das Schiebeelement 62a gedreht werden kann. Der Ausrichtschieber 35 umfasst auch ein Expansionselement in Form des drehbaren Ausrichtschiebers 57. Der drehbare Ausrichtschieber 57 ist drehbar am ersten Element 35a angebracht und ist um eine Achse drehbar, die insgesamt parallel zu der der Gewindestange 62 ist. Der drehbare Ausrichtschieber 57 definiert einen zweiten Abschnitt 66b der Ausrichtfläche 66, angrenzend an den ersten Abschnitt 66a. Durch eine Drehung der Gewindestange 62 wird somit das Schiebeelement 62a gedreht, das seinerseits mit dem drehbaren Ausrichtschieber 57 in Kontakt gelangt und ihn schiebt, was bewirkt, dass sich der zweite Abschnitt 66b der Ausrichtfläche 66 vom ersten Abschnitt 66a wegdreht.This embodiment is essentially the same as embodiment 1 except that the alignment is due to a modification of the alignment slide 35 is further improved. In this embodiment, the alignment slide comprises 35 a first element 35a , the one on the rail carriage 37c is attached and a first section 66a the alignment surface 66 forms ( 13 - 15th ). The threaded rod 62 passes through the first element 35a , and on the threaded rod 62 is a sliding element 62a appropriate. The threaded rod 62 protrudes from the top of the alignment slide 35 so that it can be rotated, ie so that the sliding element 62a can be rotated. The alignment slide 35 also includes an expansion element in the form of the rotatable alignment slide 57 . The rotatable alignment slide 57 is rotatable on the first element 35a attached and is rotatable about an axis that is generally parallel to that of the threaded rod 62 is. The rotatable alignment slide 57 defines a second section 66b the alignment surface 66 , adjacent to the first section 66a . By turning the threaded rod 62 thus becomes the sliding element 62a rotated, in turn with the rotatable alignment slide 57 comes in contact and pushes him, which causes the second section 66b the alignment surface 66 from the first section 66a turns away.

Bei dem Vorgang des Ausbildens einer Brennstoffzellenstapelanordnung 100 wird während des Teilkompressions- und Ausrichtschrittes (insbesondere am Ende des Teilkompressions- und Ausrichtschrittes, wenn der teilweise komprimierte Zustand erreicht ist) die Gewindestange 62 gedreht, wodurch sich der zweite Abschnitt 66b der Ausrichtfläche 66 vom ersten Abschnitt 66a wegdreht (d.h. bewirkt wird, dass der Ausrichtschieber 35 auseinanderfährt) und eine Kraft auf die Seiten der Kerben 1a und der Kerben der Stromabnehmer 75a, 75b ausübt. Damit wird eine zusätzliche Ausrichtung erzielt.In the process of forming a fuel cell stack assembly 100 during the partial compression and alignment step (particularly at the end of the partial compression and alignment step, when the partially compressed state is reached) the threaded rod 62 rotated, making the second section 66b the alignment surface 66 from the first section 66a rotates away (i.e. causes the alignment slide 35 apart) and a force on the sides of the notches 1a and the notches of the pantograph 75a , 75b exercises. This provides additional alignment.

Mit zunehmender Höhe einer Brennstoffzellenstapelanordnung 100, insbesondere mit zunehmender Höhe eines Brennstoffzellenstapels 80 innerhalb einer Brennstoffzellenstapelanordnung 100 (d.h. bei Brennstoffzellenstapeln 80 mit einer großen Anzahl an Brennstoffzelleneinheiten 1), wird die Genauigkeit der Ausrichtung wichtiger. Diese Ausführungsform ist besonders bei der Montage solch „hoher“ Brennstoffzellenstapelanordnungen 100 dienlich.With increasing height of a fuel cell stack arrangement 100 , especially with increasing height of a fuel cell stack 80 within a fuel cell stack assembly 100 (ie with fuel cell stacks 80 with a large number of fuel cell units 1 ), the accuracy of the alignment becomes more important. This embodiment is particularly useful when assembling such “tall” fuel cell stack assemblies 100 useful.

Ausführungsform 5Embodiment 5

Bei dieser Ausführungsform sind die Merkmale der Ausführungsformen 1, 3 und 4 kombiniert.In this embodiment, the features of embodiments 1, 3 and 4 are combined.

Ausführungsform 6Embodiment 6

Bei dieser Ausführungsform sind die Merkmale der Ausführungsformen 1, 2, 3 und 4 kombiniert.In this embodiment, the features of embodiments 1, 2, 3 and 4 are combined.

Ausführungsform 7Embodiment 7

Diese Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie die Ausführungsform 3, aber der Hebel 40 und die Verbindungsglieder 41a und 41b sind durch einen Zeiger 53 ersetzt, der zum Drehen der Magnetstäbe 42a und 42b dient.This embodiment is essentially the same as embodiment 3 but the lever 40 and the connecting links 41a and 41b are by a pointer 53 replaces the one used to rotate the magnet bars 42a and 42b serves.

Ausführungsform 8Embodiment 8

Diese Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie die Ausführungsform 4, aber der Hebel 40 und die Verbindungsglieder 41a und 41b sind durch einen Zeiger 53 ersetzt, der zum Drehen der Magnetstäbe 42a und 42b verwendet wird.This embodiment is essentially the same as embodiment 4, but the lever 40 and the connecting links 41a and 41b are by a pointer 53 replaces the one used to rotate the magnet bars 42a and 42b is used.

Weitere Ausführungsformen sind für den Durchschnittsfachmann ohne weiteres ersichtlich, ohne vom Umfang der angehängten Ansprüche abzuweichen. Bezugszeichen sind in die Ansprüche lediglich aufgenommen, damit diese leichter verständlich sind, und schränken den Umfang der Ansprüche nicht ein.Other embodiments will be readily apparent to those of ordinary skill in the art without departing from the scope of the appended claims. Reference signs are only included in the claims to make them easier to understand and do not limit the scope of the claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 0235628 [0002]WO 0235628 [0002]
WO 03/075382 [0002]WO 03/075382 [0002]
WO 2004/089848 [0002]WO 2004/089848 [0002]
WO 2005/078843 [0002]WO 2005/078843 [0002]
WO 2006/079800 [0002]WO 2006/079800 [0002]
WO 2006/106334 [0002]WO 2006/106334 [0002]
WO 2007/085863 [0002]WO 2007/085863 [0002]
WO 2007/110587 [0002]WO 2007/110587 [0002]
WO 2008/001119 [0002]WO 2008/001119 [0002]
WO 2008/003976 [0002]WO 2008/003976 [0002]
WO 2008/015461 [0002]WO 2008/015461 [0002]
WO 2008/053213 [0002]WO 2008/053213 [0002]
WO 2008/104760 [0002]WO 2008/104760 [0002]
WO 2008/132493 [0002]WO 2008/132493 [0002]
WO 2009/090419 [0002]WO 2009/090419 [0002]
WO 2010/020797 [0002]WO 2010/020797 [0002]
WO 2010/061190 [0002]WO 2010/061190 [0002]
WO 2015/004419 [0002]WO 2015/004419 [0002]
WO 2015/136295 [0002]WO 2015/136295 [0002]
WO 2016/124929 [0002]WO 2016/124929 [0002]
WO 2016/124928 [0002]WO 2016/124928 [0002]
WO 2016/128721 [0002]WO 2016/128721 [0002]
WO 2016/083780 [0002]WO 2016/083780 [0002]
EP 1689015 B1 [0010]EP 1689015 B1 [0010]
JP 2000048849 A [0010]JP 2000048849 A [0010]
JP 19980217090 [0010]JP 19980217090 [0010]
JP 2006147232 [0010]JP 2006147232 [0010]
JP 2004333056 [0010]JP 2004333056 [0010]
JP 2008059875 A [0010]JP 2008059875 A [0010]
JP 20060234743 [0010]JP 20060234743 [0010]
JP 2008123760 A [0010]JP 2008123760 A [0010]
JP 20060304394 [0010]JP 20060304394 [0010]
JP 2010113997 A [0010]JP 2010113997 A [0010]
JP 20080286772 [0010]JP 20080286772 [0010]
JP 2012069333 A [0010]JP 2012069333 A [0010]
JP 20100212139 [0010]JP 20100212139 [0010]
US 7794890 B2 [0010]US 7794890 B2 [0010]
US 8663865 B2 [0010]US 8663865 B2 [0010]
US 8722275 B2 [0010]US 8722275 B2 [0010]
US 7012495 [0024]US 7012495 [0024]

Claims

Brennstoffzellenstapelmontagevorrichtung mit: i) einem Sockel und ii) einem Stapelausrichtmerkmal, das sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstreckt, um mehrere ferritische Brennstoffzelleneinheiten, die dagegen gestapelt sind, zu einer Brennstoffzellenstapelanordnung auszurichten, wobei jede Brennstoffzelleneinheit ein jeweiliges erstes Ausrichtmerkmal umfasst, das in seiner Form zu dem Stapelausrichtmerkmal komplementär ist, und iii) wenigstens einem Magnetanlageteil, der sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstreckt, um die mehreren Brennstoffzelleneinheiten zum Stapelausrichtmerkmal hin anzuziehen, wobei das Stapelausrichtmerkmal ein Einsteckmerkmal umfasst, das zum Eingreifen in ein aufnehmend gestaltetes erstes Ausrichtmerkmal in den Brennstoffzellenelementen in Form einer Kerbe bzw. einer Aussparung eingerichtet ist.Fuel cell stack assembler with: i) a base and ii) a stack alignment feature that extends generally perpendicular to the base to align a plurality of ferritic fuel cell units stacked against it to form a fuel cell stack arrangement, each fuel cell unit including a respective first alignment feature that is complementary in shape to the stack alignment feature, and iii) at least one magnet assembly part, which extends generally perpendicular to the base in order to attract the plurality of fuel cell units towards the stack alignment feature, the stack alignment feature comprising an insertion feature which is designed to engage in a female first alignment feature in the fuel cell elements in the form of a notch or a recess is set up.

Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der wenigstens eine Magnetanlageteil zur gezielten Ausübung einer magnetischen Ausrichtungskraft auf die mehreren Brennstoffzelleneinheiten aktivierbar ist.Device according to Claim 1 , in which the at least one magnetic system part can be activated for the targeted exertion of a magnetic alignment force on the plurality of fuel cell units.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der wenigstens eine Magnetanlageteil ein Permanentmagnet ist, der durch Änderung seiner Position oder Ausrichtung aktivierbar ist.Device according to Claim 1 or Claim 2 , in which the at least one magnet system part is a permanent magnet that can be activated by changing its position or orientation.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der wenigstens eine Magnetanlageteil einen Elektromagneten, einen Elektropermanentmagneten oder eine schaltbare Permanentmagnetvorrichtung umfasst.Device according to Claim 1 or Claim 2 , in which the at least one magnet system part comprises an electromagnet, an electro permanent magnet or a switchable permanent magnet device.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Stapelausrichtmerkmal einen Ausfahrmechanismus und/oder einen drehbaren Mechanismus umfasst, der sich innerhalb des ersten Ausrichtmerkmals der mehreren Brennstoffzelleneinheiten nach außen bewegen kann, um diese weiter auszurichten.Apparatus according to any preceding claim, wherein the stack alignment feature comprises an extension mechanism and / or a rotatable mechanism that can move outwardly within the first alignment feature of the plurality of fuel cell units to further align them.

Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Stapelausrichtmerkmal zwei langgestreckte Elemente umfasst, die sich insgesamt senkrecht zum Sockel erstrecken und von denen wenigstens eines vom anderen weg drehbar und/oder ausfahrbar ist.Device according to Claim 5 wherein the stack alignment feature comprises two elongate elements that extend generally perpendicular to the base and at least one of which is rotatable and / or extendable away from the other.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Ausrichtschieber, der insgesamt senkrecht zum Sockel gegen die mehreren Brennstoffzelleneinheiten gleitbeweglich gelagert ist, um diese weiter auszurichten.Device according to one of the preceding claims, further comprising an alignment slide which is mounted so as to be slidable against the plurality of fuel cell units overall perpendicular to the base, in order to align them further.

Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Ausrichtschieber längs des Stapelausrichtmerkmals gleitbeweglich gelagert ist.Device according to Claim 7 , in which the alignment slide is slidably mounted along the stack alignment feature.

Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Ausrichtschieber in einem zwischen dem Stapelausrichtmerkmal und angrenzenden jeweiligen ersten Ausrichtmerkmalen eines Stapels an Brennstoffzelleneinheiten gebildeten Spalt gleitbeweglich gelagert ist.Device according to Claim 8 , in which the alignment slide is slidably mounted in a gap formed between the stack alignment feature and adjoining respective first alignment features of a stack of fuel cell units.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der der Ausrichtschieber an einer Schiene verschiebbar gelagert und von einem Federmechanismus gehalten ist, der eine Rückstellkraft nach oben bereitstellt.Device according to one of the Claims 7 to 9 , in which the alignment slide is slidably mounted on a rail and held by a spring mechanism which provides an upward restoring force.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Magnetschieber, der insgesamt senkrecht zum Sockel gegen die mehreren Brennstoffzelleneinheiten gleitbeweglich gelagert ist, um diese weiter auszurichten.Device according to one of the preceding claims, further comprising a magnetic slide, which is mounted so as to be able to slide against the plurality of fuel cell units overall perpendicular to the base in order to further align them.

Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Magnetschieber so angebracht ist, dass er eine Magnetkraft ausübt, die senkrecht zur Magnetkraft des wenigstens einen Magnetanlageteils wirkt.Device according to Claim 11 , in which the magnetic slide is attached in such a way that it exerts a magnetic force which acts perpendicular to the magnetic force of the at least one magnetic system part.

Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der der Magnetschieber an einer Schiene verschiebbar gelagert und von einem Federmechanismus gehalten ist, der eine Rückstellkraft nach oben bereitstellt.Device according to Claim 11 or 12 , in which the magnetic slide is slidably mounted on a rail and held by a spring mechanism that provides an upward restoring force.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der am Sockel ein Führungselement vorgesehen ist oder sich davon weg erstreckt, um die Positionierung der mehreren Brennstoffzelleneinheiten zu unterstützen.Device according to one of the preceding claims, in which a guide element is provided on the base or extends therefrom to assist in positioning the plurality of fuel cell units.