[發(fā)明專利]擠壓裝置以及帶有擠壓裝置的燃料電池裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711172899.5
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108091917B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P.巴赫;S.福伊格特
• 申請（專利權(quán)）人: 大眾汽車有限公司;奧迪股份公司
• 主分類號: H01M8/248
• 分類號: H01M8/248
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;李強

本發(fā)明涉及一種帶有用于擠壓燃料電池裝置的燃料電池堆疊的擠壓裝置(3)的燃料電池裝置以及一種用于對燃料電池堆疊進(jìn)行擠壓的擠壓裝置(3)。為了能夠根據(jù)需要來擠壓燃料電池堆疊，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置成，擠壓裝置(3)具有帶有調(diào)整元件(12)和支撐元件(13)的預(yù)緊設(shè)備(9a)，其中，調(diào)整元件(12)和支撐元件(13)的接觸面(15,16)相對于擠壓方向(P)傾斜地伸延。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在擠壓方向上擠壓燃料電池堆疊(Brennstoffzellenstapel)的擠壓裝置(Pressvorrichtung)，其帶有至少一個用于施加在擠壓方向上作用的彈簧力的彈簧彈性的擠壓設(shè)備，并且?guī)в兄辽僖粋€預(yù)緊設(shè)備(Vorspanneinrichtung)，利用該預(yù)緊設(shè)備可改變擠壓設(shè)備的預(yù)應(yīng)力(Vorspannung)。此外，本發(fā)明涉及一種帶有燃料電池堆疊以及對燃料電池堆疊進(jìn)行擠壓的擠壓裝置的燃料電池裝置。

背景技術(shù)

開頭所提及類型的擠壓裝置和燃料電池裝置是一般性的并且例如由文件WO 99/27602 A1已知。

燃料電池裝置利用燃料與氧氣的化學(xué)轉(zhuǎn)換，以便產(chǎn)生電能。為此，燃料電池裝置作為核心部件包含膜片-電極-組件，所述膜片-電極-組件能夠分別設(shè)計為由傳導(dǎo)離子的、尤其傳導(dǎo)質(zhì)子的膜片以及各一個在兩側(cè)布置在膜片處的電極(陽極和陰極)組成的復(fù)合裝置(Verbund)。此外，氣體擴散層能夠在膜片-電極-單元兩側(cè)布置在電極的背離膜的側(cè)邊處。通常，燃料電池裝置具有大量以堆疊布置的并且至少部分地成型燃料電池堆疊的膜片-電極-組件，其電功率疊加。在燃料電池裝置的運行中，燃料、尤其氫氣(H₂)或含氫的氣體混合物被輸送給陽極，在該處燃料的電化學(xué)氧化在給出電子的情況下發(fā)生。經(jīng)由電解質(zhì)或使反應(yīng)空間氣密地彼此分開且電絕緣的膜片進(jìn)行質(zhì)子從陽極空間到陰極空間中的結(jié)合水的或無水的運輸。在陽極處提供的電子經(jīng)由電導(dǎo)線導(dǎo)入給陰極。氧氣或含氧的氣體混合物被輸送給陰極，從而氧氣的還原在接納電子的情況下發(fā)生。同時，在陰極空間中氧氣陰離子與經(jīng)由膜片運輸?shù)馁|(zhì)子在形成水的情況下發(fā)生反應(yīng)。通過從化學(xué)能到電能的直接轉(zhuǎn)換，燃料電池裝置相對于其它發(fā)電器(Elektrizit?tsgenerator)由于繞過了卡諾因子(Carnot-Faktor)而得到更好的效率。

為了能夠?qū)θ剂想姵囟询B的外部的尺寸例如在其制造或在運行中加以影響和/或為了對各個燃料電池均勻地進(jìn)行擠壓，設(shè)置有擠壓裝置。擠壓裝置的預(yù)緊設(shè)備實現(xiàn)彈簧彈性的擠壓設(shè)備的預(yù)應(yīng)力的適應(yīng)，從而使得作用到燃料電池上的彈簧彈性的擠壓力可變化并由此使燃料電池可或多或少地受到擠壓。

已知的擠壓裝置使用螺紋緊固件和螺母來改變預(yù)應(yīng)力。然而，螺紋緊固件和螺母操作起來費力。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明基于如下任務(wù)，即提供一種用于擠壓燃料電池堆疊的擠壓裝置以及一種帶有燃料電池堆疊并且?guī)в袑θ剂想姵囟询B進(jìn)行擠壓的擠壓裝置的燃料電池裝置，其中，可簡單地改變作用到燃料電池堆疊上的擠壓力。

對于開頭所提及的擠壓裝置，該任務(wù)通過如下方式來解決，即預(yù)緊設(shè)備具有調(diào)整元件和支撐元件，其中，調(diào)整元件可沿圍繞擠壓方向伸延的調(diào)整方向相對于支撐元件扭轉(zhuǎn)，并且其中，調(diào)整元件和支撐元件具有彼此接觸的且彼此平行的且相對于擠壓方向傾斜地伸延的接觸面。對于開頭所提及的燃料電池裝置，該任務(wù)通過如下方式解決，即該擠壓裝置是根據(jù)本發(fā)明的擠壓裝置。

通過使預(yù)緊設(shè)備具有調(diào)整元件和支撐元件，其中，這些元件彼此在相對于擠壓方向傾斜地伸延的接觸面處接觸并且彼此可圍繞擠壓方向扭轉(zhuǎn)，預(yù)緊設(shè)備沿著擠壓方向的高度且由此彈簧彈性的擠壓設(shè)備的預(yù)應(yīng)力能夠簡單地通過扭轉(zhuǎn)而毫無困難地被改變。

根據(jù)本發(fā)明的解決方案能夠通過不同的、對于本身分別有利的且(只要未另外闡明)可任意相互組合的設(shè)計方案來進(jìn)一步得到改進(jìn)。在下面對這些設(shè)計方式以及與其相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點進(jìn)行討論。