[發明專利]燃料電池裝置及其在機動車輛中的用途

在審

• 申請號: 202210858735.2
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115692770A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 邁克爾·鮑曼;理查德·布呂默;馬蒂亞斯·根斯韋恩;斯文·亞歷山大·凱撒;弗蘭克·馮·盧茨奧;讓·舒爾特斯;托馬斯·斯特奧貝
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04082;H01M8/04119;H01M8/04007
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

1.一種燃料電池裝置(1)，其特別是用于機動車輛，

-具有燃料電池(2)；通向所述燃料電池(2)的用于陰極供應氣體流(5)的供應氣體路徑(3)，所述供應氣體路徑限定供應氣體流動方向(4)，所述陰極供應氣體流包括供應給所述燃料電池(2)的含水供應氣體；和遠離所述燃料電池(2)的用于陰極排放氣體流(9)的排放氣體路徑(7)，所述排放氣體路徑限定排放氣體流動方向(8)，所述陰極排放氣體流包括從所述燃料電池(2)流出的含水排放氣體；

-其中，所述供應氣體路徑(3)和排放氣體路徑(7)被引導通過所述燃料電池裝置(1)的加濕器(10)，所述加濕器與供應氣體和排放氣體流體連通，用于加濕所述供應氣體和除濕所述排放氣體；

-其中，所述排放氣體路徑(7)被引導通過所述燃料電池裝置(1)的水分離器(11)，所述水分離器與排放氣體流體連通，用于從所述排放氣體中去除水并且用于提供該水作為蒸發水；

-具有用于冷卻所述燃料電池(2)的熱交換器(12)，所述熱交換器具有用于冷卻所述熱交換器(12)的蒸發冷卻器(13)；

-其中，所述蒸發冷卻器(13)被分配給流體連通的水分離器(11)并且由所述水分離器向其供應蒸發水。

2.根據權利要求1所述的燃料電池裝置(1)，

其特征在于，

-所述水分離器(11)相對于所述陰極排放氣體流(9)的排放氣體流動方向(8)布置在所述加濕器(10)的上游；和/或

-所述水分離器(11)相對于所述陰極排放氣體流(9)的排放氣體流動方向(8)布置在所述加濕器(10)的下游；和/或

-所述水分離器(11)布置在驅動渦輪(38)中或下游或由所述驅動渦輪形成。

3.根據權利要求2所述的燃料電池裝置(1)，

其特征在于，

-布置在所述加濕器(10)上游的所述水分離器(11)由粗水分離器(14)形成，用于從所述排放氣體中去除水并且用于提供該水作為蒸發水；和/或

-布置在所述加濕器(10)下游的所述水分離器(11)由細水分離器(15)形成，用于從所述排放氣體中去除水并且用于提供該水作為蒸發水。

4.根據上述權利要求中任一項所述的燃料電池裝置(1)，

其特征在于，

-其具有從所述水分離器(11)通向所述蒸發冷卻器(13)的給水路徑(16)，所述給水路徑用于蒸發水的給水流(18)，所述給水流限定給水流動方向(17)，用于供應所述蒸發冷卻器(13)；或者

-其具有流體平行的給水路徑(16、20)對，用于供應所述蒸發冷卻器(13)，即

-用于蒸發水的給水流(18)的給水路徑(16)，所述給水流(18)限定給水流動方向(17)，并且從所述粗水分離器(14)通向蒸發冷卻器(13)，和

-用于蒸發水的另外的給水流(22)的另外的給水路徑(20)，所述另外的給水流(22)限定另外的給水流動方向(21)，并且從所述細水分離器(15)通向蒸發冷卻器(13)。

5.根據權利要求4所述的燃料電池裝置(1)，

其特征在于，

閥裝置(23)用于控制或調節所述蒸發水的質量或體積流量，所述閥裝置允許蒸發水流過，并且所述閥裝置流體地插入到所述給水流(18)中或所述另外的給水流(22)中或在流體地插入到所述蒸發冷卻器(13)和水分離器(11)之間的一個給水流(18)中和另外的給水流(22)中。

6.根據權利要求4所述的燃料電池裝置(1)，

其特征在于，

一個閥裝置(23)通過給水閥(25)、浮閥、帶泄漏的浮閥(26)、泄壓閥、止回閥或這些閥的組合來實現。

7.根據上述權利要求中任一項所述的燃料電池裝置(1)，

其特征在于，

收集體積(27)用于收集蒸發水，所述收集體積在一側與所述蒸發冷卻器(13)流體連接，并且在另一側與所述水分離器(11)或所述粗水分離器(14)和/或所述細水分離器(15)和/或驅動渦輪(38)流體連接。