用于燃料电池组的壳体的制作方法
用于燃料电池组的壳体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于燃料电池组的壳体，其中，至少一个壁部至少局部地具有加 强壁部的结构。
【背景技术】
[0002] 由US 2006/0060244 A1已知一种用于燃料电池的管道分支装置，其中，管道分支 装置具有至少一个带有尺寸过大的开口的管接头，所述开口通过框架形的分配器管来限 定。管接头能在至少一个平面内相对于尺寸过大的开口移动以用于减小管接头的由位置决 定的公差要求。在此，管道分支装置特别是设置用于将燃料电池系统的部件固定在端板上。
[0003] 此外，由现有技术已知一种所谓的组盒（Stack-Box)作为用于燃料电池组的壳 体，所述壳体至少局部地具有带肋的结构。
【发明内容】
[0004] 本发明的任务在于，给出一种相对于现有技术改善的用于燃料电池组的壳体。
[0005] 按照本发明，所述任务通过在权利要求1给出的特征来解决。
[0006] 本发明的有利的构造形式是从属权利要求的技术方案。
[0007] 在一种用于燃料电池组的壳体中，至少一个壁部至少局部地具有加强壁部的结 构，其中，按照本发明规定，至少在具有加强结构的区域中构成有至少一个紧固点以用于紧 固至少一个燃料电池系统部件和/或用于将壳体支承在结构空间中。
[0008] 通过一方面所述至少一个壁部具有至少局部地加强所述壁部的结构并且另一方 面在加强结构的区域中设置有所述至少一个紧固点以用于紧固至少一个燃料电池系统部 件和/或用于支承壳体，在壳体变形的情况下不仅保护燃料电池组而且保护所述至少一个 紧固在紧固点上的燃料电池系统部件免遭由变形造成的损坏。
[0009] 如果壳体通过紧固点支承在结构空间、特别是发动机室中，则通过加强结构在该 区域中同样保护支承位置免遭变形。
[0010] 特别是，所述用于燃料电池组的壳体设置用于布置在机动车的发动机室中，其中， 所述壳体借助于加强结构至少局部地加固，由此至少在该区域中至少减少壳体变形的风 险。
[0011] 优选地，所述壳体具有多个具有加强结构的区域，从而壳体在没有由结构决定的 变化的情况下能设置在不同的供使用的结构空间中并且也能设置在不同地构成的结构空 间中并且能通过紧固点来紧固。
[0012] 特别是，所述壳体箱形地构成为具有加强结构，由此壳体在小的重量的同时具有 相对高的强度。
[0013] 在一种优选的实施形式中，所述加强结构构成为肋，所述肋具有蜂窝形和/或方 形。有利地，所述加强结构完全在壳体的所有壁部上延伸，从而显著提高对燃料电池组的保 护以免遭特别是通过壳体变形造成的损坏。
[0014] 在一种可能的实施形式中，所述至少一个紧固点构成为由壁部突出的凸出成型 部，从而有利地在该突出的凸出成型部上能紧固至少一个燃料电池系统部件。附加地或备 选地，所述壳体有利地能通过突出的凸出成型部紧固在其结构空间中。
[0015] 在另一种优选的实施形式中，在所述至少一个紧固点上设置有或能设置至少一个 紧固元件，其中，所述紧固点例如以突出的凸出成型部用作用于紧固元件的容纳部。这样， 通孔例如可以引入到突出的凸出成型部中，在所述通孔中能设置有设计为螺钉的紧固元 件。也可想到的是，所述紧固点这样成形，使得紧固元件能形锁合地紧固在所述紧固点上， 其中，这样的紧固元件例如可以是夹子。
[0016] 以有利的方式，所述壳体由金属和/或由至少一种纤维复合塑料形成，其中，壳体 有利地以所谓的轻型结构制造。作为材料，对此适合的特别是铝合金和/或镁合金和/或 纤维复合塑料。因为壳体以轻型结构制造，所以壳体的重量相对小，由此例如可以简化用于 将壳体装配到其结构空间中的操作。
[0017] 特别优选地，所述壳体能借助于壳体罩封闭，燃料电池系统的至少一个装置集成 到所述壳体罩中。通过壳体能借助于壳体罩封闭，设置在壳体中的燃料电池组完全被包围 并且因此得到保护免遭损坏。此外通过燃料电池系统的至少一个装置、例如用于介质引导 的装置集成到壳体罩中，所述燃料电池系统构成为节省结构空间的，其中，借助于壳体罩优 化地利用供使用的结构空间。
[0018] 也可以以有利的方式规定，所述壳体罩具有至少一个紧固点以用于紧固其他燃料 电池系统部件。由此燃料电池系统构成为紧凑的，其中，优选所有需要和单独的燃料电池系 统部件设置或者集成在壳体和/或壳体罩上。
[0019] 优选地，所述壁部和/或壳体罩至少区段式地构成为电绝缘的，从而可以借助于 壳体形成绝缘部段。通过借助于壳体本身形成绝缘部段而给出一种成本有利的解决方案， 因为为了电绝缘不需要其他部件。
[0020] 此外有利地，所述壁部和/或壳体罩能够至少区段式地构成为热绝缘的。如果壳 体构成为热绝缘的，则显著地改善燃料电池组的热管理，其中，借助于壳体的热绝缘特别是 在燃料电池系统的冷起动性能方面是有利的。
[0021] 有利地，设置在壳体中的燃料电池系统部件与燃料电池组热耦合，由此同样改善 冷起动性能。
【附图说明】
[0022] 以下借助于附图更详细地阐述本发明的实施例。
[0023] 图中：
[0024] 图1示意性地示出用于燃料电池组的壳体的透视图，
[0025] 图2示意性地示出壳体连同部分推入的燃料电池组和设置在所述燃料电池组上 的壳体罩的透视图，以及
[0026] 图3示意性地示出壳体在封闭状态中的透视图。
[0027] 在所有附图中，彼此相应的部件配设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0028] 图1示出用于部分地在图2中示出的燃料电池组2的壳体1的透视图。燃料电池 组2是燃料电池系统的组成部分，借助于所述燃料电池系统产生电能，所述电能转化成动 能。这样的燃料电池系统优选设置在车辆或者运输工具中。
[0029] 壳体1基本上构成为箱形的并且具有敞开的侧面，燃料电池组2在将所述燃料电 池组设置在壳体1时能推入到所述侧面中，如图2示出的那样。
[0030] 为了达到壳体1具有相对小的重量，壳体1以所谓的轻型结构制造。为此，壳体1 由金属、例如铝合金和/或镁合金和/或由纤维复合塑料、例如由碳纤维增强塑料和/或由 碳纤维增强碳形成。
[0031] 如上所述，在壳体1中设置有燃料电池组2,其中，壳体1的壁部1. 1为了提高对于 燃料电池组2的保护作用而具有加强结构S。借助于加强结构S来加固壁部1. 1，由此壳体 1构成为更稳定的、特别是相对于变形更稳定的。
[0032] 在此，加强结构S构成为肋，所述肋方形地和蜂窝形地构成在壳体1的相应壁部 1. 1上。为了形成方形而构成在壁部1. 1上的加强肋相对于形成蜂窝形的肋具有更大的尺 寸。由此，方形的肋突出于设置为蜂窝形的肋。
[0033] 附加地或备选地，加强结构S可以具有其他形状，其中，也可以规定，一个或多个 未示出的单独的加强元件紧固在壳体1的一个或多个壁部1. 1上。
[0034] 此外可以在壳体1的内部中在角区域中设置有引导元件3,所述引导元件便利于 燃料电池组2的推入。引导元件3可以由电绝缘的材料形成、如电绝缘的塑料。这改善燃 料电池组2的电绝缘并且在壳体1由金属或者其他导电的材料形成时特别有利。
[0035] 壳体1特别是用于保护燃料电池组2并且形成支承结构。
[0036] 此外可能的是，使燃料电池组2不仅电绝缘而且热绝缘，其中，燃料电池组2在电 磁兼容性方面借助于壳体1相对于其环境被电子屏蔽并且由此也可以提高防火性。
[0037] 优选地，壳体1为了形成绝缘部段特别是作为接触保护而至少区段式地实施为电 绝缘的，其中，这样的区段优选是经标记的，从而人员在操作具有燃料电池组2的壳体1时 注意到可能的危险。
[0038] 此外，借助于壳体1、特别是基于加强壁部1. 1的结构S，在由碰撞导致侵入到车辆 中时基本上保护燃料电池组2免遭变形。壳体1因此是用于燃料电池组2的机械保护。在 由碰撞导致的加速时，借助于壳体1，例如通过所形成的所谓的固定-活动-支撑（浮动支 撑，Fest-Los-Lager)和/或在壳体1中、至少在燃料电池组2中的柔性支撑，来减少或者 优化力传导。
[0039] 也可能的是，壳体1用于集成燃料电池系统的各功能、例如用于减压的排气通风 功能、排液功能和/或作为绝缘部段。按照所希望的要集成的功能选择用于制造壳体1的 材料，其中，壳体1优选构成为密封的。为此也可以规定，壳体1由多种材料形成，从而壳体 1至少区段式地热绝缘和/或电绝缘。
[0040] 在壳体1中能设置有其他燃料电池系统部件，所述燃料电池系统部件优选与燃料 电池组2热耦合，从而改善燃料电池系统的冷起动性能。
[0041] 在加强结构S的区域中的壁部1. 1上成形有紧固点B1至B 3,所述紧固点用 于未更详细示出的燃料电池系统部件的紧固。例如压缩机、加湿装置、电流供应单元 (power distribution unit)、离子交换器、颗粒过滤器、阀门、电气祸轮增压器（electric turbocharger、ETC)并包括所配设的电子装置、热交换器和/或类似物作为一个或多个燃 料电池系统部件能设置在紧固点B1至B3上。紧固点B1至B3在本实施例中按照图1构成 在壳体1的平面式的（flSchemnSBig)大的壁部1.1上。
[0042] 可以紧固在壳体1上的燃料电池系统部件在本发明的范围内也包括燃料电池车 辆（具有电驱动装置的车辆，所述电驱动装置的驱动电能至少部分地通过燃料电池组产 生）的传动系的部件。所述传动系部件此外还包括电驱动马达、功率电子装置、制动系统的 真空泵、可能的空调设备的部件、消声器、过滤器壳体和/或类似物。
[0043] 第一紧固点B1构成为由壁部1. 1突出的鼻凸形的凸出成型部，至少一个燃料电池 系统部件例如能插上到所述凸出成型部上，从而燃料电池系统部件能形锁合地紧固在壳体 1上。
[0044] 也能想到，所述鼻凸形的凸出成型部形式的第一紧固点B1具有通孔，在所述通孔 中能分别设置紧固元件、特别是螺钉，从而燃料电池系统部件备选地或附加地能力锁合地 紧固在壳体1上。
[0045] 再附加地或备选地，相应的燃料电池系统部件也可以材料锁合地紧固在第一紧固 点B1上。
[0046] 在壳体1的壁部1. 1上的第二紧固点B2与加强结构S的方形而凸出成形的肋相 类似地构成。由此第二紧固点B2构成为框架形的，其中，形成框架形状的元件突出于壁部 1. 1的加强结构S。
[0047] 至少一个燃料电池系统部件可以夹紧和/或插入和/或以其他方式如力锁合和/ 或材料锁合地紧固到第二紧固点B2上。
[0048] 构成在壁部1. 1上的第三紧固点B3同样构成为用于形锁合地紧固燃料电池系统 部件的所谓的插槽，其中，例如借助于适合的辅助工具能够将相应的燃料电池系统部件附 加地或备选地力锁合和/或材料锁合地紧固在第三紧固点B3上。
[0049]例如各一个燃料电池系统部件能紧固在两个相应的紧固点B1至B3上或者各一个 系统部件能紧固在一个紧固点B1至B3上。
[0050] 紧固点B1至B3也可以具有其他适合的形状，其中，紧固点B1至B3总是构成在壳 体1的相应壁部1. 1的加强结构S的区域中。
[0051] 一个或多个所述紧固点B1可以在一种可能的构造形式中设置用于将壳体1紧固 在其所规定的结构空间中，从而所述一个或多个紧固点B1至B3用作用于壳体1的支承位 置。
[0052] 借助于紧固点B1至B3能将不同的燃料电池系统部件紧固在壳体1上，从而燃料 电池系统至少部分地构成为紧凑的并且为了设置燃料电池系统部件不需要另外的结构空 间。
[0053] 因为壳体1具有多个紧固点B1至B3,所述紧固点也可以用作支承位置，所以壳体 1连同燃料电池组2和燃料电池系统部件可以灵活地设置和紧固在供使用的结构空间中。
[0054] 在图2中以透视图示出部分地推入到壳体1中的燃料电池组2,其中，所述壳体1 在图3中在封闭的状态中示出。
[0055] 在燃料电池组2上设置有壳体罩4以用于密封地封闭壳体1并且优选至少形锁合 地紧固。在此，在壳体1与壳体罩4之间可以设置有环绕的密封部，以便尽最大可能地流体 密封地构成壳体1。
[0056] 优选地，燃料电池系统的其他组成部分集成到壳体罩4中，从而优化地利用借助 于壳体罩4供使用的结构空间。例如，用于氢气预调节的装置和/或用于介质引导的装置 和/或用于介质测量的传感器连接位置作为其他组成部分可以集成到壳体罩4中。所述装 置本身可以形成用于燃料电池系统部件的另外的连接点。
[0057] 此外，壳体罩4可以具有其他构成的紧固点以用于设置燃料电池系统部件。
[0058] 壳体罩4由如下一种材料形成，所述材料按照希望的要求例如适合于电绝缘和/ 或热绝缘。壳体罩4也可以由不同材料形成，从而壳体罩4例如至少区段式地电绝缘，以便 延伸壳体1的绝缘部段。
[0059] 在借助于壳体罩4封闭的壳体1中有利地存在均匀的温度分布，由此优化壳体1 的排气通风功能以使压力平衡。通过均匀的温度分布可以附加地达到，少的凝结问题出现 在介质引导和排气通风区域中。在壳体1和/或壳体罩4内部的介质引导可以以灵活的横 截面几何形状实现，由此可以减少需要的结构空间。
[0060] 在燃料电池组2和壳体1之间构成排气通风区域和排液区域，所述排气通风区域 和排液区域特别是针对氢气集中（Wasserstoffkonzentration)和湿气来说是需要的，其 中，由于在壳体1中均匀的温度分布而改善排气通风功能。
[0061] 优选地，设置在壳体1内部的燃料电池系统部件与燃料电池组2热耦合，从而尤其 能预调节氢气。此外，通过热耦合来改善燃料电池系统的冷起动性能。
[0062] 壳体1与壳体罩4形成用于燃料电池系统的多功能构件，其中，借助于这样构成的 用于燃料电池组2的壳体1在制造燃料电池系统时能够节省成本、重量、结构空间、构件数 量和由此节省装配时间。
[0063] 通过不同地构成并且设置在相应的壁部1. 1上的作为支承位置的紧固点B1至B3 能够将壳体1构建在不同的供使用的结构空间中。
[0064] 借助于依靠壳体罩4封闭的壳体1可以关于燃料电池组2而简化大量需要的功能 并因此也关于燃料电池系统而简化大量需要的功能，尤其是因为壳体1是燃料电池系统的 紧凑的结构单元。
[0065] 在一种可能的实施形式中可以在壳体1中存在相对于环境提高的压力，由此可以 补偿燃料电池组2中的内压。
[0066] 能封闭的壳体1是用于燃料电池系统的相对小的、紧凑的、节省空间的结构，其 中，壳体1同时满足多个上面说明的功能。
[0067] 附图标记列表
[0068] 1 壳体
[0069] 1. 1 壁部
[0070] 2 燃料电池组
[0071] 3 引导元件
[0072] 4 壳体罩
[0073] B1第一紧固点
[0074] B2第二紧固点
[0075] B3第三紧固点
【主权项】
1. 用于燃料电池组（2)的壳体（I)，其中，至少一个壁部（I. 1)至少局部地具有加强壁 部（1. 1)的结构（S)， 其特征在于，至少在具有加强结构（S)的区域中，至少一个紧固点（BI至B3)构成为用 于紧固至少一个燃料电池系统部件和/或用于将壳体（1)支承在结构空间中。2. 按照权利要求1所述的壳体（1)， 其特征在于，加强结构（S)构成为肋，所述肋具有蜂窝形和/或方形。3. 按照权利要求1或2所述的壳体（1)， 其特征在于，所述至少一个紧固点（BI至B3)构成为由壁部（I. 1)突出的凸出成型部。4. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，在所述至少一个紧固点（BI至B3)上设置有或能设置至少一个紧固元件。5. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壳体（1)由金属和/或由至少一种纤维复合塑料形成。6. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壳体（1)能借助于壳体罩（4)封闭，燃料电池系统的至少一个装置集 成到所述壳体罩中。7. 按照权利要求6所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壳体罩（4)具有至少另一个紧固点以用于紧固其他燃料电池系统部 件。8. 按照权利要求6或7所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壁部（I. 1)和/或壳体罩（4)至少区段式地构成为电绝缘的。9. 按照权利要求6至8之一所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壁部（I. 1)和/或壳体罩（4)至少区段式地构成热绝缘的。10. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，设置在壳体（1)中的燃料电池系统部件与燃料电池组（2)热耦合。
【专利摘要】本发明涉及一种用于燃料电池组(2)的壳体(1)，其中，至少一个壁部(1.1)至少局部地具有加强壁部(1.1)的结构(S)。按照本发明，至少在具有加强结构(S)的区域中，至少一个紧固点(B1至B3)构成为用于紧固至少一个燃料电池系统部件和/或用于将壳体(1)支承在结构空间中。
【IPC分类】H01M8/24
【公开号】CN104885283
【申请号】CN201380067270
【发明人】S·格哈特, C·马佐塔, J·塞茨, Q·莫兰, A·豪格, C·席克
【申请人】戴姆勒股份公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年11月14日
【公告号】DE102012024964A1, EP2936600A1, WO2014094946A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于燃料电池组的壳体，其中，至少一个壁部至少局部地具有加 强壁部的结构。
【背景技术】
[0002] 由US 2006/0060244 A1已知一种用于燃料电池的管道分支装置，其中，管道分支 装置具有至少一个带有尺寸过大的开口的管接头，所述开口通过框架形的分配器管来限 定。管接头能在至少一个平面内相对于尺寸过大的开口移动以用于减小管接头的由位置决 定的公差要求。在此，管道分支装置特别是设置用于将燃料电池系统的部件固定在端板上。
[0003] 此外，由现有技术已知一种所谓的组盒（Stack-Box)作为用于燃料电池组的壳 体，所述壳体至少局部地具有带肋的结构。
【发明内容】
[0004] 本发明的任务在于，给出一种相对于现有技术改善的用于燃料电池组的壳体。
[0005] 按照本发明，所述任务通过在权利要求1给出的特征来解决。
[0006] 本发明的有利的构造形式是从属权利要求的技术方案。
[0007] 在一种用于燃料电池组的壳体中，至少一个壁部至少局部地具有加强壁部的结 构，其中，按照本发明规定，至少在具有加强结构的区域中构成有至少一个紧固点以用于紧 固至少一个燃料电池系统部件和/或用于将壳体支承在结构空间中。
[0008] 通过一方面所述至少一个壁部具有至少局部地加强所述壁部的结构并且另一方 面在加强结构的区域中设置有所述至少一个紧固点以用于紧固至少一个燃料电池系统部 件和/或用于支承壳体，在壳体变形的情况下不仅保护燃料电池组而且保护所述至少一个 紧固在紧固点上的燃料电池系统部件免遭由变形造成的损坏。
[0009] 如果壳体通过紧固点支承在结构空间、特别是发动机室中，则通过加强结构在该 区域中同样保护支承位置免遭变形。
[0010] 特别是，所述用于燃料电池组的壳体设置用于布置在机动车的发动机室中，其中， 所述壳体借助于加强结构至少局部地加固，由此至少在该区域中至少减少壳体变形的风 险。
[0011] 优选地，所述壳体具有多个具有加强结构的区域，从而壳体在没有由结构决定的 变化的情况下能设置在不同的供使用的结构空间中并且也能设置在不同地构成的结构空 间中并且能通过紧固点来紧固。
[0012] 特别是，所述壳体箱形地构成为具有加强结构，由此壳体在小的重量的同时具有 相对高的强度。
[0013] 在一种优选的实施形式中，所述加强结构构成为肋，所述肋具有蜂窝形和/或方 形。有利地，所述加强结构完全在壳体的所有壁部上延伸，从而显著提高对燃料电池组的保 护以免遭特别是通过壳体变形造成的损坏。
[0014] 在一种可能的实施形式中，所述至少一个紧固点构成为由壁部突出的凸出成型 部，从而有利地在该突出的凸出成型部上能紧固至少一个燃料电池系统部件。附加地或备 选地，所述壳体有利地能通过突出的凸出成型部紧固在其结构空间中。
[0015] 在另一种优选的实施形式中，在所述至少一个紧固点上设置有或能设置至少一个 紧固元件，其中，所述紧固点例如以突出的凸出成型部用作用于紧固元件的容纳部。这样， 通孔例如可以引入到突出的凸出成型部中，在所述通孔中能设置有设计为螺钉的紧固元 件。也可想到的是，所述紧固点这样成形，使得紧固元件能形锁合地紧固在所述紧固点上， 其中，这样的紧固元件例如可以是夹子。
[0016] 以有利的方式，所述壳体由金属和/或由至少一种纤维复合塑料形成，其中，壳体 有利地以所谓的轻型结构制造。作为材料，对此适合的特别是铝合金和/或镁合金和/或 纤维复合塑料。因为壳体以轻型结构制造，所以壳体的重量相对小，由此例如可以简化用于 将壳体装配到其结构空间中的操作。
[0017] 特别优选地，所述壳体能借助于壳体罩封闭，燃料电池系统的至少一个装置集成 到所述壳体罩中。通过壳体能借助于壳体罩封闭，设置在壳体中的燃料电池组完全被包围 并且因此得到保护免遭损坏。此外通过燃料电池系统的至少一个装置、例如用于介质引导 的装置集成到壳体罩中，所述燃料电池系统构成为节省结构空间的，其中，借助于壳体罩优 化地利用供使用的结构空间。
[0018] 也可以以有利的方式规定，所述壳体罩具有至少一个紧固点以用于紧固其他燃料 电池系统部件。由此燃料电池系统构成为紧凑的，其中，优选所有需要和单独的燃料电池系 统部件设置或者集成在壳体和/或壳体罩上。
[0019] 优选地，所述壁部和/或壳体罩至少区段式地构成为电绝缘的，从而可以借助于 壳体形成绝缘部段。通过借助于壳体本身形成绝缘部段而给出一种成本有利的解决方案， 因为为了电绝缘不需要其他部件。
[0020] 此外有利地，所述壁部和/或壳体罩能够至少区段式地构成为热绝缘的。如果壳 体构成为热绝缘的，则显著地改善燃料电池组的热管理，其中，借助于壳体的热绝缘特别是 在燃料电池系统的冷起动性能方面是有利的。
[0021] 有利地，设置在壳体中的燃料电池系统部件与燃料电池组热耦合，由此同样改善 冷起动性能。
【附图说明】
[0022] 以下借助于附图更详细地阐述本发明的实施例。
[0023] 图中：
[0024] 图1示意性地示出用于燃料电池组的壳体的透视图，
[0025] 图2示意性地示出壳体连同部分推入的燃料电池组和设置在所述燃料电池组上 的壳体罩的透视图，以及
[0026] 图3示意性地示出壳体在封闭状态中的透视图。
[0027] 在所有附图中，彼此相应的部件配设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0028] 图1示出用于部分地在图2中示出的燃料电池组2的壳体1的透视图。燃料电池 组2是燃料电池系统的组成部分，借助于所述燃料电池系统产生电能，所述电能转化成动 能。这样的燃料电池系统优选设置在车辆或者运输工具中。
[0029] 壳体1基本上构成为箱形的并且具有敞开的侧面，燃料电池组2在将所述燃料电 池组设置在壳体1时能推入到所述侧面中，如图2示出的那样。
[0030] 为了达到壳体1具有相对小的重量，壳体1以所谓的轻型结构制造。为此，壳体1 由金属、例如铝合金和/或镁合金和/或由纤维复合塑料、例如由碳纤维增强塑料和/或由 碳纤维增强碳形成。
[0031] 如上所述，在壳体1中设置有燃料电池组2,其中，壳体1的壁部1. 1为了提高对于 燃料电池组2的保护作用而具有加强结构S。借助于加强结构S来加固壁部1. 1，由此壳体 1构成为更稳定的、特别是相对于变形更稳定的。
[0032] 在此，加强结构S构成为肋，所述肋方形地和蜂窝形地构成在壳体1的相应壁部 1. 1上。为了形成方形而构成在壁部1. 1上的加强肋相对于形成蜂窝形的肋具有更大的尺 寸。由此，方形的肋突出于设置为蜂窝形的肋。
[0033] 附加地或备选地，加强结构S可以具有其他形状，其中，也可以规定，一个或多个 未示出的单独的加强元件紧固在壳体1的一个或多个壁部1. 1上。
[0034] 此外可以在壳体1的内部中在角区域中设置有引导元件3,所述引导元件便利于 燃料电池组2的推入。引导元件3可以由电绝缘的材料形成、如电绝缘的塑料。这改善燃 料电池组2的电绝缘并且在壳体1由金属或者其他导电的材料形成时特别有利。
[0035] 壳体1特别是用于保护燃料电池组2并且形成支承结构。
[0036] 此外可能的是，使燃料电池组2不仅电绝缘而且热绝缘，其中，燃料电池组2在电 磁兼容性方面借助于壳体1相对于其环境被电子屏蔽并且由此也可以提高防火性。
[0037] 优选地，壳体1为了形成绝缘部段特别是作为接触保护而至少区段式地实施为电 绝缘的，其中，这样的区段优选是经标记的，从而人员在操作具有燃料电池组2的壳体1时 注意到可能的危险。
[0038] 此外，借助于壳体1、特别是基于加强壁部1. 1的结构S，在由碰撞导致侵入到车辆 中时基本上保护燃料电池组2免遭变形。壳体1因此是用于燃料电池组2的机械保护。在 由碰撞导致的加速时，借助于壳体1，例如通过所形成的所谓的固定-活动-支撑（浮动支 撑，Fest-Los-Lager)和/或在壳体1中、至少在燃料电池组2中的柔性支撑，来减少或者 优化力传导。
[0039] 也可能的是，壳体1用于集成燃料电池系统的各功能、例如用于减压的排气通风 功能、排液功能和/或作为绝缘部段。按照所希望的要集成的功能选择用于制造壳体1的 材料，其中，壳体1优选构成为密封的。为此也可以规定，壳体1由多种材料形成，从而壳体 1至少区段式地热绝缘和/或电绝缘。
[0040] 在壳体1中能设置有其他燃料电池系统部件，所述燃料电池系统部件优选与燃料 电池组2热耦合，从而改善燃料电池系统的冷起动性能。
[0041] 在加强结构S的区域中的壁部1. 1上成形有紧固点B1至B 3,所述紧固点用 于未更详细示出的燃料电池系统部件的紧固。例如压缩机、加湿装置、电流供应单元 (power distribution unit)、离子交换器、颗粒过滤器、阀门、电气祸轮增压器（electric turbocharger、ETC)并包括所配设的电子装置、热交换器和/或类似物作为一个或多个燃 料电池系统部件能设置在紧固点B1至B3上。紧固点B1至B3在本实施例中按照图1构成 在壳体1的平面式的（flSchemnSBig)大的壁部1.1上。
[0042] 可以紧固在壳体1上的燃料电池系统部件在本发明的范围内也包括燃料电池车 辆（具有电驱动装置的车辆，所述电驱动装置的驱动电能至少部分地通过燃料电池组产 生）的传动系的部件。所述传动系部件此外还包括电驱动马达、功率电子装置、制动系统的 真空泵、可能的空调设备的部件、消声器、过滤器壳体和/或类似物。
[0043] 第一紧固点B1构成为由壁部1. 1突出的鼻凸形的凸出成型部，至少一个燃料电池 系统部件例如能插上到所述凸出成型部上，从而燃料电池系统部件能形锁合地紧固在壳体 1上。
[0044] 也能想到，所述鼻凸形的凸出成型部形式的第一紧固点B1具有通孔，在所述通孔 中能分别设置紧固元件、特别是螺钉，从而燃料电池系统部件备选地或附加地能力锁合地 紧固在壳体1上。
[0045] 再附加地或备选地，相应的燃料电池系统部件也可以材料锁合地紧固在第一紧固 点B1上。
[0046] 在壳体1的壁部1. 1上的第二紧固点B2与加强结构S的方形而凸出成形的肋相 类似地构成。由此第二紧固点B2构成为框架形的，其中，形成框架形状的元件突出于壁部 1. 1的加强结构S。
[0047] 至少一个燃料电池系统部件可以夹紧和/或插入和/或以其他方式如力锁合和/ 或材料锁合地紧固到第二紧固点B2上。
[0048] 构成在壁部1. 1上的第三紧固点B3同样构成为用于形锁合地紧固燃料电池系统 部件的所谓的插槽，其中，例如借助于适合的辅助工具能够将相应的燃料电池系统部件附 加地或备选地力锁合和/或材料锁合地紧固在第三紧固点B3上。
[0049]例如各一个燃料电池系统部件能紧固在两个相应的紧固点B1至B3上或者各一个 系统部件能紧固在一个紧固点B1至B3上。
[0050] 紧固点B1至B3也可以具有其他适合的形状，其中，紧固点B1至B3总是构成在壳 体1的相应壁部1. 1的加强结构S的区域中。
[0051] 一个或多个所述紧固点B1可以在一种可能的构造形式中设置用于将壳体1紧固 在其所规定的结构空间中，从而所述一个或多个紧固点B1至B3用作用于壳体1的支承位 置。
[0052] 借助于紧固点B1至B3能将不同的燃料电池系统部件紧固在壳体1上，从而燃料 电池系统至少部分地构成为紧凑的并且为了设置燃料电池系统部件不需要另外的结构空 间。
[0053] 因为壳体1具有多个紧固点B1至B3,所述紧固点也可以用作支承位置，所以壳体 1连同燃料电池组2和燃料电池系统部件可以灵活地设置和紧固在供使用的结构空间中。
[0054] 在图2中以透视图示出部分地推入到壳体1中的燃料电池组2,其中，所述壳体1 在图3中在封闭的状态中示出。
[0055] 在燃料电池组2上设置有壳体罩4以用于密封地封闭壳体1并且优选至少形锁合 地紧固。在此，在壳体1与壳体罩4之间可以设置有环绕的密封部，以便尽最大可能地流体 密封地构成壳体1。
[0056] 优选地，燃料电池系统的其他组成部分集成到壳体罩4中，从而优化地利用借助 于壳体罩4供使用的结构空间。例如，用于氢气预调节的装置和/或用于介质引导的装置 和/或用于介质测量的传感器连接位置作为其他组成部分可以集成到壳体罩4中。所述装 置本身可以形成用于燃料电池系统部件的另外的连接点。
[0057] 此外，壳体罩4可以具有其他构成的紧固点以用于设置燃料电池系统部件。
[0058] 壳体罩4由如下一种材料形成，所述材料按照希望的要求例如适合于电绝缘和/ 或热绝缘。壳体罩4也可以由不同材料形成，从而壳体罩4例如至少区段式地电绝缘，以便 延伸壳体1的绝缘部段。
[0059] 在借助于壳体罩4封闭的壳体1中有利地存在均匀的温度分布，由此优化壳体1 的排气通风功能以使压力平衡。通过均匀的温度分布可以附加地达到，少的凝结问题出现 在介质引导和排气通风区域中。在壳体1和/或壳体罩4内部的介质引导可以以灵活的横 截面几何形状实现，由此可以减少需要的结构空间。
[0060] 在燃料电池组2和壳体1之间构成排气通风区域和排液区域，所述排气通风区域 和排液区域特别是针对氢气集中（Wasserstoffkonzentration)和湿气来说是需要的，其 中，由于在壳体1中均匀的温度分布而改善排气通风功能。
[0061] 优选地，设置在壳体1内部的燃料电池系统部件与燃料电池组2热耦合，从而尤其 能预调节氢气。此外，通过热耦合来改善燃料电池系统的冷起动性能。
[0062] 壳体1与壳体罩4形成用于燃料电池系统的多功能构件，其中，借助于这样构成的 用于燃料电池组2的壳体1在制造燃料电池系统时能够节省成本、重量、结构空间、构件数 量和由此节省装配时间。
[0063] 通过不同地构成并且设置在相应的壁部1. 1上的作为支承位置的紧固点B1至B3 能够将壳体1构建在不同的供使用的结构空间中。
[0064] 借助于依靠壳体罩4封闭的壳体1可以关于燃料电池组2而简化大量需要的功能 并因此也关于燃料电池系统而简化大量需要的功能，尤其是因为壳体1是燃料电池系统的 紧凑的结构单元。
[0065] 在一种可能的实施形式中可以在壳体1中存在相对于环境提高的压力，由此可以 补偿燃料电池组2中的内压。
[0066] 能封闭的壳体1是用于燃料电池系统的相对小的、紧凑的、节省空间的结构，其 中，壳体1同时满足多个上面说明的功能。
[0067] 附图标记列表
[0068] 1 壳体
[0069] 1. 1 壁部
[0070] 2 燃料电池组
[0071] 3 引导元件
[0072] 4 壳体罩
[0073] B1第一紧固点
[0074] B2第二紧固点
[0075] B3第三紧固点
【主权项】
1. 用于燃料电池组（2)的壳体（I)，其中，至少一个壁部（I. 1)至少局部地具有加强壁 部（1. 1)的结构（S)， 其特征在于，至少在具有加强结构（S)的区域中，至少一个紧固点（BI至B3)构成为用 于紧固至少一个燃料电池系统部件和/或用于将壳体（1)支承在结构空间中。2. 按照权利要求1所述的壳体（1)， 其特征在于，加强结构（S)构成为肋，所述肋具有蜂窝形和/或方形。3. 按照权利要求1或2所述的壳体（1)， 其特征在于，所述至少一个紧固点（BI至B3)构成为由壁部（I. 1)突出的凸出成型部。4. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，在所述至少一个紧固点（BI至B3)上设置有或能设置至少一个紧固元件。5. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壳体（1)由金属和/或由至少一种纤维复合塑料形成。6. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壳体（1)能借助于壳体罩（4)封闭，燃料电池系统的至少一个装置集 成到所述壳体罩中。7. 按照权利要求6所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壳体罩（4)具有至少另一个紧固点以用于紧固其他燃料电池系统部 件。8. 按照权利要求6或7所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壁部（I. 1)和/或壳体罩（4)至少区段式地构成为电绝缘的。9. 按照权利要求6至8之一所述的壳体（1)， 其特征在于，所述壁部（I. 1)和/或壳体罩（4)至少区段式地构成热绝缘的。10. 按照上述权利要求之一所述的壳体（1)， 其特征在于，设置在壳体（1)中的燃料电池系统部件与燃料电池组（2)热耦合。
【专利摘要】本发明涉及一种用于燃料电池组(2)的壳体(1)，其中，至少一个壁部(1.1)至少局部地具有加强壁部(1.1)的结构(S)。按照本发明，至少在具有加强结构(S)的区域中，至少一个紧固点(B1至B3)构成为用于紧固至少一个燃料电池系统部件和/或用于将壳体(1)支承在结构空间中。
【IPC分类】H01M8/24
【公开号】CN104885283
【申请号】CN201380067270
【发明人】S·格哈特, C·马佐塔, J·塞茨, Q·莫兰, A·豪格, C·席克
【申请人】戴姆勒股份公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年11月14日
【公告号】DE102012024964A1, EP2936600A1, WO2014094946A1
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