[go: up one dir, main page]

DE10107419A1 - Device for utilizing surplus heat from electric motor-vehicle fuel cells, has current generated by thermoelectric conversion supplied to chassis drive or to vehicle electrical network - Google Patents

Device for utilizing surplus heat from electric motor-vehicle fuel cells, has current generated by thermoelectric conversion supplied to chassis drive or to vehicle electrical network

Info

Publication number
DE10107419A1
DE10107419A1 DE2001107419 DE10107419A DE10107419A1 DE 10107419 A1 DE10107419 A1 DE 10107419A1 DE 2001107419 DE2001107419 DE 2001107419 DE 10107419 A DE10107419 A DE 10107419A DE 10107419 A1 DE10107419 A1 DE 10107419A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
fuel cells
thermocouples
cells according
excess heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001107419
Other languages
German (de)
Inventor
Walter Schopf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2001107419 priority Critical patent/DE10107419A1/en
Publication of DE10107419A1 publication Critical patent/DE10107419A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

A device for utilizing surplus thermal energy (heat) of motor vehicle fuel cells in the vehicle is equipped with a number of current-generating thermo-element based on the Seebeck effect. Through the heat emitted by the fuel cells (39), certain temperature potentials of a thermo-converter are supplied to a temperature base (53-55) of the thermo-bridge (59,60,61,87,88) forming the thermo-element. Several thermo-elements are combined into one or more modules, which are preferred as carrying elements as part of the outer shell of a motor vehicle or are integrated in to the vehicle system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit den in dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a device with the specified in the preamble of claim 1 Features.

In Brennstoffzellen (BZ) wird gegenüber anderen Verfahren unter Vermeidung des Umweges über die Wärme- und mechanischer Energie durch direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie eine erhöhte Energieausbeute erzielt und eine geringere Umweltbelastung verursacht.In fuel cells (BZ) is compared to other processes, avoiding the detour via Thermal and mechanical energy through direct conversion from chemical to electrical energy achieves an increased energy yield and causes less environmental pollution.

Darüberhinaus liegen in Folge der Nutzbarkeit
Furthermore, due to the usability

  • - noch reichlich vorhandene gasförmige H2-haltige Brennstoffe fossiler Herkunft,- Gaseous H2-containing fuels of fossil origin still abundant,
  • - regenerativer Energien zur Wasser-Elektrolyse,- regenerative energies for water electrolysis,
  • - heimischer Brennstoffresourcen (Biogas, Methanol)- domestic fuel resources (biogas, methanol)
  • - und riesige Mengen (zwar noch nicht erschlossener) stark H2-haltiger Gashydrate am Meeresboden als Brennstoffzellen-Brennstoff, oder zumindest als Ausgangsgrundstoff zu solchen, auch für weit­ reichende Zukunftsperioden äußerst günstige Einsatzperspektiven für die Brennstoffzelle im KFZ- Einsatz vor.- and huge amounts (although not yet developed) of highly H2-containing gas hydrates on the seabed as fuel cell fuel, or at least as a starting material for such, also for far Reaching future periods extremely favorable application prospects for the fuel cell in the automotive Use before.

Auf Grund ihrer Effizienz bei der Stromgewinnung, ihrer Umweltverträglichkeit und der günstigen Brennstoffversorgungsperspektiven, ist daher, obwohl ihre Entwicklung noch nicht abgeschlossen ist, die BZ als zukünftiger Energieversorger für den KFZ-Antrieb wissenschaftlich anerkannter Favorit. Ihre Tauglichkeit und Vorzüge wurden bereits in Versuchsprojekten bewiesen.Because of their efficiency in electricity generation, their environmental compatibility and their low cost Fuel supply prospects, therefore, although their development is not yet complete, the BZ as a future energy provider for the motor vehicle drive scientifically recognized favorite. Their suitability and advantages have already been proven in test projects.

Trotz der hohen Effizienz der BZ bei der Energieumsetzung ist im KFZ-Einsatz ihre überschüssig anfallende Prozeßwärme, die z. T. durch Kühleinrichtungen abgeführt werden muß, als ein Nachteil anzusehen.In spite of the high efficiency of the FC in energy conversion, it is surplus when used in vehicles accruing process heat, the z. T. must be dissipated by cooling devices, as a disadvantage to watch.

Aufgabe und Ziel vorliegender Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Nutzung der anfallenden Wärmeenergie beim KFZ-Einsatz der Brennstoffzelle.The object and aim of the present invention is to create a facility for using the heat energy generated when using the fuel cell.

Die Lösung der genannten Aufgaben wird mit den aus den Patentansprüchen und Ausführungsbei­ spielen hervorgehenden Ausführungsmerkmalen erreicht.The solution of the above-mentioned problems is achieved with the from the patent claims and execution examples play prominent features achieved.

Der erzielte Vorteil besteht hauptsächlich darin, daß ein Teil der ansonsten verlorenen überschüssigen Prozeßwärme der Brennstoffzelle in elektrische Energie umgewandelt und nutzbringend dem KFZ- Antrieb zugeführt wird, wodurch die Effizienz und Wirtschaftlichkeit dieser Antriebskonzeption noch gesteigert wird. Die Integration erfindungsgemäßer Ausführungen in übliche KFZ-Komponenten erfordert nur einen geringen Mehraufwand. Detaillierte vorteilhafte Ausführungsmerkmale gehen aus den Ausführungsbeispiele-Beschreibungen hervor. The advantage achieved is mainly that part of the otherwise lost excess Process heat of the fuel cell is converted into electrical energy and beneficial to the automotive Drive is supplied, which increases the efficiency and economy of this drive concept is increased. The integration of designs according to the invention in conventional motor vehicle components requires only a little extra effort. Detailed advantageous design features go out the exemplary embodiments.  

Der Anmeldungsgegenstand wird nachstehend unter Verweis auf die Zeichnungen erläutert.The subject of the application is explained below with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Partie einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der Thermo­ elemente in eine flächenhafte Fahrzeugpartie integriert sind. Fig. 1 shows a sectional view of a lot of a device according to the invention, are integrated in the thermo elements in a large area of the vehicle.

Fig. 2 beinhaltet eine (Aus-)Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der eine Viel­ zahl von Thermoelementen in einer wabenförmigen Formation eines KFZ-Kühlers angeordnet sind. Fig. 2 includes a (cut) sectional view of a device according to the invention, in which a large number of thermocouples are arranged in a honeycomb formation of a motor vehicle cooler.

Fig. 3 stellt schematisch eine KFZ-Brenstoffzellenantriebskonzeption mit einer zugeordneten erfindungs­ gemäßen Einrichtung dar. Fig. 3 shows schematically a motor vehicle fuel cell drive concept with an associated device according to the Invention.

Fig. 4 und 5 zeigen eine modifizierte Version von Fig. 1, die vorzugsweise für den Einsatz in oder als großflächige(n) Fahrzeugpartien, wie z. B. Seitenwände von Transporteraufbauten, Fig. 4 als eine Schnittdarstellung und Fig. 5 als eine Draufsicht. FIGS. 4 and 5 show a modified version of Fig. 1, preferably for use in or as a large-area (s) vehicle parts such. B. side walls of van bodies , Fig. 4 as a sectional view and Fig. 5 as a plan view.

Fig. 6 veranschaulicht eine Einsatzweise der erfindungsgemäßen Einrichtung als eine Ummantelung einer Brennstoffzelle in einer Schnittdarstellung. Fig. 6 illustrates a use of the apparatus according to the invention as a sheath of a fuel cell in a sectional view.

Fig. 7 zeigt eine Mehrfachanordnung einer modifizierten Thermoelement-Kühlerkomponente gemäß Fig. 2, eingebunden in sie umschließenende Wärmeaustauschzellen, abgestimmt auf den Einsatz zu Fig. 6. FIG. 7 shows a multiple arrangement of a modified thermocouple cooler component according to FIG. 2, integrated into heat exchange cells enclosing it, matched to the use of FIG. 6.

zu Fig. 1to Fig. 1

Die flächenhaft ausgebildete Einrichtung ist insbesondere für den Einsatz und Ausbildung als KFZ- Bodenplatte, -Dach oder -Motorhaube vorgesehen. Ihr sandwichhafter Aufbau setzt sich aus folgenden Elementen zusammen:
Einer äußeren Wandung 1, die vom Fahrtwind bestrichen wird, aus wärmeleitendem Material, bevorzugt Metallblech. Sie weist zur Steigerung ihrer Steifheit und Wärmeübertragungsfähigkeit nach außen gestülpte Hohlrippen 15 auf. Mit ihr fest verbunden durch eine Isolierschicht 14 ist eine mittlere Wand 9. Diese ist wiederum durch eine fest verbundene Isolierschichtenformation 10, die so ausgebildet ist, daß sie Kanäle und Füllräume 12 für ein von der Brennstoffzellenabwärme aufgeheiztes flüssiges Wärmeträgermedium bildet, mit einer dem KFZ-Inneren zugewandte Wand 12 verbunden, die auf der dem Fahrzeuginnerern zugeneigten Seite eine Wärmeisolierschicht 13 aufweist. Die äußere Wand 1, deren Temperatur vom Fahrtwind bestimmt wird, sowie die mittlere Wand 9, deren Temperatur vom Wärmeträgermedium im Zwischenraum 12 bestimmt wird, stellen die Temperatur-Differenzbasen dar, mit denen der Seebeckeffekt bewirkt wird. An ihnen anliegend, aber elektrisch isoliert durch wärmeleit­ fähige Schichten 2 und 8 sind vorzugsweise in Streifenform Leiterbahnen 3 und 5 aus einem den See­ beckeffekt bewirkenden Material angeordnet. Diese sind durch bevorzugt drahtförmige Brücken mittels Löt- oder Schweißpunkte 4, 6 miteinander verbunden und bilden somit die Thermoelemente. Diese "Thermobrücken" sind vielfach angeordnet und bilden so eine Batterie parallel geschalteter Thermoele­ mente; weitere zweckmäßige andere Gruppierungen werden unter Fig. 3 beschrieben. Durch die starre Verbundweise der Wände 1, 9, 9 und dem Einsatz entsprechender Materialien und Profile lassen sich solche erfindungsgemäße Einrichtungen vorteilhaft als tragende KFZ-Komponenten einsetzen. The area-trained device is particularly intended for use and training as a vehicle floor plate, roof or engine hood. Their sandwich structure consists of the following elements:
An outer wall 1 , which is swept by the airstream, made of heat-conducting material, preferably sheet metal. To increase its stiffness and heat transfer capability, it has hollow ribs 15 turned outwards. A central wall 9 is firmly connected to it by an insulating layer 14 . This is in turn connected by a firmly connected insulation layer formation 10 , which is designed such that it forms channels and filling spaces 12 for a liquid heat transfer medium heated by the fuel cell waste heat, with a wall 12 facing the interior of the vehicle, which on the side inclined toward the vehicle interior Has heat insulating layer 13 . The outer wall 1 , the temperature of which is determined by the airstream, and the middle wall 9 , the temperature of which is determined by the heat transfer medium in the intermediate space 12 , represent the temperature difference bases with which the Seebeck effect is brought about. Adjacent to them, but electrically insulated by thermally conductive layers 2 and 8 , conductor tracks 3 and 5 are preferably arranged in strip form from a material which causes the lake effect. These are connected to one another by preferably wire-shaped bridges by means of soldering or welding points 4 , 6 and thus form the thermocouples. These "thermal bridges" are often arranged and thus form a battery of thermocouples connected in parallel; further useful other groupings are described in Fig. 3. Due to the rigid connection of the walls 1 , 9 , 9 and the use of appropriate materials and profiles, such devices according to the invention can advantageously be used as load-bearing motor vehicle components.

zu Fig. 2to Fig. 2

Die Einrichtung besteht aus einem wabenartigen Kühlergebilde nach Art herkömmlicher KFZ-Kühler mit einem Kanalsystem für das wärmetauschende Medium und eines für durchströmende Luft (Fahrt­ wind oder Ventilationsluft). Vielfach angeordnete Thermoelemente befinden sich zwischen der Innen- und Außenwand 20, 21 eines doppelwandigen, bevorzugt sechseckigen Rohrgebildes. Dieses wird in seinem Inneren 35 von einem von der Brennstoffzellenabwärme aufgeheizten flüssigen Wärmeträger durchströmt. Ihre Außenpartien liegen wärmeleitend den anliegenden Nachbarrohren 22 bis 27 gleicher Profilform an, deren Temperatur von durchströmender Luft bestimmt wird.The device consists of a honeycomb-like cooler structure in the manner of conventional motor vehicle coolers with a channel system for the heat-exchanging medium and one for air flowing through (driving wind or ventilation air). Frequently arranged thermocouples are located between the inner and outer walls 20 , 21 of a double-walled, preferably hexagonal tubular structure. This is flowed through in its interior 35 by a liquid heat carrier heated by the fuel cell waste heat. Its outer parts are heat-conducting to the adjacent tubes 22 to 27 of the same profile shape, the temperature of which is determined by air flowing through.

Die Thermoelemente sind wiederum in einer Fig. 1 - ähnlichen Weise aufgebaut:
eine wärmeleitende, aber elektrisch isolierende streifenförmige Schicht 28, 34 liegt an den temperatur­ unterschiedlichen Basen 20, 21 an, worauf sich bandförmige Leiter 29, 33 aus dem Seebeckeffekt bewir­ kenden Material befinden, die durch eine bevorzugt drahtförmige Brücke 31 aus einem anderen, den Seebeckeffekt bewirkenden Material mittels Löt- oder Schweißpunkte 30, 32 verbunden sind. Diese "Thermobrückenbildung" ist vielfach nebeneinader ausgeführt. Bezüglich verschiedener zweckmäßiger Thermoelementegruppierungen sei auch hier auf Fig. 3 verwiesen.The thermocouples are again constructed in a manner similar to FIG. 1:
a heat-conducting, but electrically insulating, strip-like layer 28 , 34 lies against the temperature-different bases 20 , 21 , whereupon there are band-shaped conductors 29 , 33 made of the Seebeck effect, which are formed by a preferably wire-shaped bridge 31 from another, the Seebeck effect effecting material are connected by means of soldering or welding points 30 , 32 . This "thermal bridge formation" is often carried out side by side. With regard to various expedient thermocouple groups, reference is also made to FIG. 3 here.

Der übrige Zwischenraum ist mit einem stromisolierenden Material 37 ausgefüllt, über das der Wärme­ austausch stattfindet. Bei erhöhten Anforderungen bezüglich der Kühlwirkung (Wärmeflusses) sei aus Fig. 7 verwiesen.The remaining space is filled with a current-insulating material 37 through which the heat exchange takes place. In the case of increased requirements with regard to the cooling effect (heat flow), reference is made to FIG. 7.

Fig. 3 Fig. 3

Die übergeordnete
The parent

  • - Pos. 39 stellt schematisch und vereinfacht ein Brennstoffzellen-KFZ-Antriebssystem dar, unter Einbe­ ziehung von Komponenten der auf den Erfindungsgedanken basierenden Stromgewinnungs-Einrichtung.- Pos. 39 represents a fuel cell vehicle drive system schematically and simplified, under installation Drawing components of the power generation device based on the inventive concept.
  • - Pos. 51 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung mit vielfach angeordneten Thermoele­ menten.- Pos. 51 shows schematically a device according to the invention with multiple arranged thermo oils instruments.

Die Brennstoffzelle (BZ) 39 wird durch einen Reformer 40 mit Wasserstoff oder einem mit Wasser­ stoff angereicherten Brennstoff versorgt, wobei der Treibstoff über die Leitung 41 zugeführt wird. Die für den Betrieb der eigentlichen BZ einschließlich des Reformers erforderlichen peripheren Zusatz­ einrichtungen wie Pumpen, Ventile, Verdampfer ect. sind durch die umhüllende Linienführung 42 stilisiert dargestellt. Der Abgriff der von der BZ 39 erzeugte Strom erfolgt über die Leitung 43, die ihn einem Umformer 44 zuführt.The fuel cell (BZ) 39 is supplied by a reformer 40 with hydrogen or a hydrogen-enriched fuel, the fuel being supplied via line 41 . The peripheral equipment such as pumps, valves, evaporators ect required for the operation of the actual BZ including the reformer. are stylized by the enveloping lines 42 . The current generated by the BZ 39 is tapped via the line 43 , which feeds it to a converter 44 .

Der darin in einen für den Antrieb günstigen Wechselstrom umgewandelte Gleichstrom wird über Leitung 45 dem Fahrantrieb, einem Elektromotor 46, zugeführt. Natürlich ist zur Steuerung des Prozeßablaufes der BZ und des Reformers sowie zur Erledigung des Antriebsmanagements eine nicht dargestellte microprozessorgesteuerte Regeleinrichtung angemessen. The direct current converted therein into an alternating current that is favorable for the drive is fed via line 45 to the travel drive, an electric motor 46 . Of course, a microprocessor-controlled control device (not shown) is appropriate for controlling the process flow of the FC and the reformer and for handling the drive management.

Ein auf die Belange des Erfindungsgegenstandes abgestimmter und in den Erfindungsgedanken einbezogener
A tailored to the needs of the subject matter of the invention and included in the inventive concept

  • - Wärmetauscher 48, der über Leitungen 47 mit der überschüssigen Prozeßwärme aus der BZ 39 ver­ sorgt wird, führt über den Wärmekreis 49 ein Wärmeträgermedium zur eigentlichen erfindungsgemäs­ sen Einrichtung 51. Der Wärmetauscher 48 ist vorteihafterweise so ausgeführt, daß er in gewissem Maße auch als Wärmespeicher dient. Dies, um spontanen Wärmebedürfnissen des der BZ zugeord­ neten Reformers gerecht zu werden (Zuführung endothermer Prozeßwärme), die bei spontanen Leistungsbedürfnissen zur Steigerung der Dynamik der gesamten BZ-Anlage erforderlich sind. Dieser Wärmeenergietransfer wird über Wärmetauscherkreis 50 bewirkt.- Heat exchanger 48 , which is provided via lines 47 with the excess process heat from the BZ 39 , leads a heat transfer medium to the actual device 51 according to the invention via the heat circuit 49 . The heat exchanger 48 is advantageously designed so that it also serves as a heat accumulator to a certain extent. This is to meet the spontaneous heating needs of the reformer assigned to the BZ (supply of endothermic process heat), which are required to increase the dynamics of the entire BZ system in the case of spontaneous power requirements. This heat energy transfer is effected via heat exchanger circuit 50 .
  • - Umformer 50 wandelt den in der erfindungsgemäßen Einrichtung 51 erzeugten Gleichstrom in antriebsgerechten Wechselstrom um und leitet ihn an das Bordnetz bzw den Antriebsstrompfad 45 weiter.- Converter 50 converts the direct current generated in the device 51 according to the invention into drive-compatible alternating current and forwards it to the vehicle electrical system or the drive current path 45 .

Die erfindungsgemäße stromerzeugende Einrichtung 51 selbst besteht im prinzipiellen aus:
einem Wärmeträgersystem für ein höheres Temperaturniveau mit der Zuleitung 52, die sich auf mehrere Zweige 53, 54, 55 erstreckt und von der BZ-Abwärme versorgt wird,
aus einem Wärmeträgersystem 56, 57, 58 mit niedrigem Temperaturniveau, bevorzugt beaufschlagt und bestimmt durch den Fahrtwind,
daran anliegende, wärmeleitend verbundene elektrische Leiterbahnen, die die Temperaturen dieser Wärmesysteme annehmen bzw. aufweisen, wobei (in der Darstellung abwechselnd) Leiterbahnen 59, 61, 63 dem wärmeren Wärmeträgersystem 53, 54, 55 und Leiterbahnen 60, 62, 64 dem kälteren Wärme­ trägersystem 65, 66, 67 zugeordnet sind,
Wärmeisolatoren 68 bis 74, angeordnet zwischen den Leiterbahnen und Wärmeträgersystemen unter­ schiedlicher Temperaturpotentiale,
wobei die Leiterbahnen 59/61, 62/64, 63, 67 unterschiedlicher Temperaturpotentiale durch einen elektri­ schen Leiter 60, 63, 66 bevorzugt in Drahtform, aus einem anderen aber auch den Seebeckeffekt bewirkenden Material mittels eines Löt- oder Schweißpunktes 87, 88 verbunden sind.The current-generating device 51 itself basically consists of:
a heat transfer system for a higher temperature level with the supply line 52 , which extends over several branches 53 , 54 , 55 and is supplied by the FC waste heat,
from a heat transfer system 56 , 57 , 58 with a low temperature level, preferably acted upon and determined by the wind,
thereon, thermally connected electrical conductor tracks which assume or have the temperatures of these heating systems, with (alternately in the illustration) conductor tracks 59 , 61 , 63 the warmer heat transfer system 53 , 54 , 55 and conductor tracks 60 , 62 , 64 the colder heat transfer system 65 , 66 , 67 are assigned,
Heat insulators 68 to 74 , arranged between the conductor tracks and heat transfer systems at different temperature potentials,
the conductor tracks 59/61, 62/64, 63, 67 of different temperature potentials by an electrical rule conductors 60, 63, 66 preferably in the form of wire, from another but also to the Seebeck effect-causing material by means of a soldered or welded point 87, 88 are connected ,

Diese Thermobrückenausbildungen erstrecken sich über längere Strecken a, b, c usw.. Ihre Thermo­ spannung wird von der Temperaturdifferenz des Lötpunkte bestimmt. Da die anfallende Spannung je Thermoelemet sowie der Strom (für vorliegenden Nutzungsfall) sehr klein ist, müssen viele solche Elemente angeordnet und "zusammengeschaltet" sein. Erforderlich sind daher Serienschaltungen zur Spannungsaddition und Parallelschaltungen zur Stromvervielfachung. Bei der Gruppierung parallel geschalteter Thermoelemente ist erforderlich, daß sie weitgehend gleichen Temperaturgängen unterliegen, um einen inneren Blindfluß im Verbund zu vermeiden. Unter der Voraussetzung, daß die Wärmesysteme - in vorliegendem Ausführungsbeispiel 53/65, 54/66, 55/67 - untereinander gleiche Charakteristika aufweisen, wäre es korrekt und daher naheliegend, Thermoelemente des gleichen Temperaturniveaus, dargestellt durch ihre Positionen auf den Leiterbahnen, z. B. "a", "b" oder "c" usw., zu einer Parallel-Gruppe a/59/65/60, a/62/63/64, a/65/66/67 zusammenzufassen. Natürlich müssen dann die Leiterbahnen zweckdienlich unterbrochen sein. Erforderliche Serienanordnungen könnten dann mit den in den verschiedenen Ebenen a, b, c. usw. plazierten parallel geschalteten Thermoelemente-Gruppen praktiziert werden.This thermal bridge training extends over longer distances a, b, c, etc. Your thermal voltage is determined by the temperature difference of the soldering points. Since the voltage generated per thermocouple and the current (for the present use case) are very small, many such elements must be arranged and "connected". Series connections for voltage addition and parallel connections for current multiplication are therefore required. When thermocouples are connected in parallel, it is necessary that they are subject to largely the same temperature responses in order to avoid an internal blind flow in the network. Assuming that the heat systems - in the present embodiment, 53/65, 54/66, 55/67 - have mutually identical characteristics, it would be correct and is therefore obvious thermal elements of the same temperature level, represented by their positions on the conductive paths, for. B. "a", "b" or "c", etc., to a parallel-group a / 59/65/60 A / 62/63/64/65/66 / summarize a 67th Of course, the conductor tracks must then be expediently interrupted. Required series arrangements could then with the in the different levels a, b, c. etc. placed in parallel thermocouple groups.

Abweichend von vorstehenden Aspekten ist der besseren Übersicht in vorliegendem Bild wegen, sowie auch aus konstruktiven und fertigungstechnischen Erwägungen ein anderes Gruppierungssystem gewählt und dargestellt:
Auf den einander zugeordneten Leiterbahnen 59/61, 62/64, 65/67 sind jeweils mehrere Thermoelemente durch die angelöteten Brücken 60, 63, 66 mehrerer Streckeneben a, b, c, d gebildet, wobei eine parallel wirkende Thermoelemente-Gruppe durch eine Leiterbahnunterbrechung 89 bestimmt wird. In Anbetracht dessen, daß auf den Leiterbahnen in der Praxis sehr viele Thermoelemente angeordnet sind und bei gleichgearteten Wärmeträgersystemen und Temperaturbasen der Temperaturunterschied innerhalb einer solchen Parallelgruppe von a bis d und damit auch der innere Blindfluß sehr gering ist, erscheint diese Gruppierungsweise akzeptabel und vorteilhaft.Deviating from the above aspects, a different grouping system has been chosen and shown for the better overview in the present picture, as well as for constructional and manufacturing considerations:
On the mutually associated conductor paths 59/61, 62/64, 65/67 are in each case a plurality of thermocouples by the soldered bridges 60, 63, 66 of multiple route addition to a, b, c, formed d, wherein a parallel acting thermocouples group by an open circuit 89 is determined. In view of the fact that in practice a large number of thermocouples are arranged on the conductor tracks and the temperature difference within such a parallel group from a to d and thus the internal reactive flux is very low in the case of similar heat transfer systems and temperature bases, this grouping method appears acceptable and advantageous.

Diese Parallelgruppen
59a/60a/61a
59b/60b/61b
59c/60c/61c
59d/60d/61d
62a/63a/64a
62b/63b/64b
62c/63c/64c
62d/63d/64d
65a/66a/67a
65b/66b/67b
65c/66c/67c
65d/66d/67d
sind wiederum mittels Verbindungsleitungen 75, 76 in Serie geschaltet. Mit den weiteren Thermoele­ menten der anderen Ebenen e, f, g. . . wird ähnlich verfahren, sodaß sich eine Thermokette aus in Serie geschalteten Gruppen paralleler Thermoelemente ergibt, über deren Leitungsenden 83, 84 der gewon­ nene Gleichstrom dem Umrichter 85, der gleichzeitig als Spannungsregler ausgebildet ist, zugeführt wird.These parallel groups
59 a / 60 a / 61 a
59 b / 60 b / 61 b
59 c / 60 c / 61 c
59 d / 60 d / 61 d
62 a / 63 a / 64 a
62 b / 63 b / 64 b
62 c / 63 c / 64 c
62 d / 63 d / 64 d
65 a / 66 a / 67 a
65 b / 66 b / 67 b
65 c / 66 c / 67 c
65 d / 66 d / 67 d
are in turn connected in series by means of connecting lines 75 , 76 . With the other thermocouples of the other levels e, f, g. , , procedure is similar, so that a thermal chain of series-connected groups of parallel thermocouples results, on the line ends 83 , 84 of the direct current won the converter 85 , which is also designed as a voltage regulator, is supplied.

zu Fig. 4 und 5to FIGS. 4 and 5

Der sandwichhafte Aufbau wird im wesentlichen durch eine äußere Wandung 90, eine dazu auf Distanz gehaltenen mittlere Wand 91 und eine dazu ebenfalls auf Distanz gehaltene, dem Fahrzeuginneren zugewandte Innenwand 92 geprägt. An den einander zugeneigten Flächen der äußeren und mittleren Wand 91, 92 ist eine wärmeleitende, aber elektrisch isolierende Isolierschicht 93, 94 aufgebracht. Auf diese sind, weitgehend über die gesamte Wandfläche erstreckend Schichten 95, 99 aus einem dem Seebeckeffekt unterliegenden Metall angebracht. Ein wellenförmig ausgebildetes, die Distanz der beiden Wände ausfüllendes Blech 97 aus einem anderen, auch dem Seebeckeffekt unterliegenden Material ist mittels Löt- oder Schweißpunkt 96, 98 mit diesen Schichten 95, 99 verbunden. Die Zwischenräume am wellenförmigen Blech 97 sind mit einem elektrisch- und wärmeisolierenden Material 100 ausgefüllt. Zwischen der mittleren Wand 91 und der Innnenwand 92 sind distanzhaltende Stege 101 angeordnet, mit zweckentsprechenden Zwischenräumen 102 derart, daß sie Strömungskanäle für das von der Brennstoff­ zelle aufgeheizte Wärmeträgermedien bilden. Außerhalb der Innenwand auf der dem Fahrzeuginneren zugeneigten Wandseite ist eine Wärmeisolierschicht 103 angebracht. The sandwich-like structure is essentially shaped by an outer wall 90 , a middle wall 91 kept at a distance therefrom and an inner wall 92 also kept at a distance from it and facing the vehicle interior. A heat-conducting but electrically insulating insulating layer 93 , 94 is applied to the mutually inclined surfaces of the outer and middle walls 91 , 92 . Layers 95 , 99 made of a metal subject to the Seebeck effect are attached to these, extending largely over the entire wall surface. A corrugated sheet 97 which fills the distance between the two walls and is made of another material which is also subject to the Seebeck effect is connected to these layers 95 , 99 by means of soldering or welding points 96 , 98 . The spaces on the corrugated sheet 97 are filled with an electrically and heat-insulating material 100 . Between the middle wall 91 and the inner wall 92 spacing webs 101 are arranged, with appropriate gaps 102 such that they form flow channels for the heat transfer media heated by the fuel cell. A heat insulation layer 103 is applied outside the inner wall on the wall side inclined toward the vehicle interior.

Die flächenhaften Leiter 95, 99 und der dazwischen über die Löt- oder Schweißpunkte 96/­98 verbundene Leiter 97 des anderen Materials bilden eine Thermobrücke, deren Thermospannung von der Tempera­ turdifferenz zwischen beiden Löt- oder Schweißpunkten 96, 98 abhängt. Deren Temperaturniveau wird weitgehend von dem der anliegenden Wände 90, 91 bestimmt, welche einerseits von der außen vorbei­ streichenden Luft (Fahrtwind) und andererseits von dem von der Brennstoffzelle aufgeheizten Wärme­ träger im Kanalsystem 102 bestimmt werden. Diese Thermobrücken sind durch die in vielfachen Reihen 103-111 und vielfachen Folgen b' bis o' gesetzten Löt- oder Schweißpunkte vielfach ausgebildet und in "Parallelschaltung" gruppiert.The planar conductor 95, 99 and the intermediate connected via the solder or weld points 96/98 conductor 97 of the other material forming a thermal bridge, the thermal voltage of the temperature turdifferenz between two soldering or welding points 96, depending 98th Their temperature level is largely determined by that of the adjacent walls 90 , 91 , which are determined on the one hand by the air passing outside (airstream) and on the other hand by the heat carrier heated by the fuel cell in the duct system 102 . These thermal bridges are formed by the soldering or welding points set in multiple rows 103-111 and multiple sequences b 'to o' and grouped in "parallel connection".

Um die angestrebte Thermospannung an den Lötstellen nicht durch einen Kurzschluß durch die benach­ barten aneinander anliegenden unterschiedlichen Metalle zu vernichten, sind verschiedene nicht darge­ stellte Vorkehrungen vorgesehen: a) zwischen den Leitern 96, 99 und 97 ist eine isolierende derartige Trennschicht angebracht, daß sie beim Lötpunktsetzen (nur) im "Elementebereich" durch den thermi­ schen Einfluß verschwindet; b) an die gewellte flächenhafte Brücke 97 sind vorstehende Noppen einge­ prägt, auf die die Lötpunkte 96, 98 gesetzt werden, sodaß sich die Nachbarpartien nicht berühren; c) der Löt- oder Schweißprozeß wird thermisch derartig gestaltet und reguliert, daß Wärmespannungen um den Lötpunkt eine bleibende noppenhafte Deformation bewirken und einen stromleitenden Kontakt der Nachbarpartien verhindern.In order not to destroy the desired thermal voltage at the solder joints by a short circuit due to the adjacent adjacent metals, various precautions are not shown: a) between the conductors 96 , 99 and 97 there is an insulating separating layer of this type, that Soldering point (only) disappears in the "element area" due to the thermal influence; b) protruding knobs are embossed on the corrugated flat bridge 97 , onto which the soldering points 96 , 98 are placed, so that the neighboring parts do not touch; c) the soldering or welding process is designed and regulated thermally in such a way that thermal stresses around the soldering point cause permanent pimpled deformation and prevent current-conducting contact of the neighboring parts.

Damit wird zwar die relativ kleine Strom-Leistungsfähigkeit eines Thermoelementes entsprechend ver­ vielfacht, gleiches bedarf es aber für den vorliegenden Einsatzfall bezüglich der Spannung. Dazu ist das große Flächenelement in Gruppen paralleler Thermolemente unterteilt, die zur Spannungssteigerung hintereinander geschaltet sind. An Hand vorliegender Darstellung wird dies beispielsweise durch folgende Lötpunktgruppierungen, die jeweils eine parallel geschaltete Thermoelementegruppe bilden, bewirkt in einer ersten 125, zweiten 126, dritten 127, vierten 128, Gruppe gebildet aus Lötpunkten der Reihen 103 bis 106 107 bis 110 103 bis 106 107 bis 110 in den Folgen b bis g b bis g j bis n j bis n wobei die plattenhaften Leiter 95, 99 zweckentsprechende Unterbrechungen 116 bis 124 aufweisen. Die elektrischen Verbindungen dieser Gruppen untereinander, zur Hintereinanderschaltung dieser Parallel­ gruppen unter Berücksichtigung der Erfordernis eines Polaritätswechsels erfolgt durch die von einer Gruppe zur anderen weiterführenden Partie 97a der gewellten Brücke 97. Zur Fortsetzung der Hinter­ einanderschaltung der Parallelgruppen 125, 126 zu 127, 128 von einer Thermoelementenreihe b' bis g' zur benachbarten i' bis n' könnten übliche Leiterbücken, z. B. in Form eingelöteter Drahtbrücken Ein­ satz finden. Eine für die Herstellung günstigere Ausführungsweise besteht darin - besonders in Anbe­ tracht dessen, daß die Trennungen der Leiterplatten ohnehin mit neuzeitlichen wirtschaftlichen Laser­ trennverfahren erfolgt - die gewellten die Thermobrücken bildenden Blechstreifen 129 dafür auszu­ bilden und zu nutzen. Hierfür weisen die Parallelgruppen 125, 126 zu den benachbarten 127, 128 und ebenso die Brückentrennlinie 129 einen Versatz um einen Reihenabstand 110-111 auf, wobei die Tennlinie 123 der anderen Reihenebene b' bis n' nur bis zur Querreihe 110 sich erstreckt, sodaß das Ende der Parallelgruppe 126 mit dem Anfang der anzuschließenden Parallelgruppe 127 der anderen Reihe verbunden ist. Das Anbringen der zueinander versetzten Trennungen an bzw. in den Leitern an eine bevorzugt als Halbfabrikat vorbereitete "Thermoelementeplatte" aus ihren Komponenten 96 bis 100 ist nach dem Stande moderner Lasertechnik, mit der die Wirktiefen präzise beherrschbar sind, leicht zu bewerkstelligen, wobei dennoch verteilhafterweise die äußeren Leiterplatten 96 und 99 von verschie­ denen Seiten und dazwischenliegende Trennpartien 125 durch fokussierte Laserstrahlen bearbeitet werden.Although the relatively low current performance of a thermocouple is multiplied accordingly, the same is required for the present application with regard to the voltage. For this purpose, the large surface element is divided into groups of parallel thermocouples that are connected in series to increase the voltage. On the basis of the present illustration, this is effected, for example, by the following soldering point groups, which each form a thermocouple group connected in parallel, in a first 125 , second 126 , third 127 , fourth 128 , group formed from soldering points of the rows 103 to 106 107 to 110 103 to 106 107 to 110 in the sequences b to gb to gj to nj to n, the plate-like conductors 95 , 99 having appropriate breaks 116 to 124 . The electrical connections of these groups to one another, for the series connection of these parallel groups, taking into account the need for a polarity change, is carried out by the part 97 a of the corrugated bridge 97 which continues from one group to another. To continue the series connection of the parallel groups 125 , 126 to 127 , 128 from a row of thermocouples b 'to g' to the adjacent i 'to n' could be conventional conductor bridges, for. B. in the form of soldered wire jumpers A set. A more favorable for the production mode of execution is - especially considering that the separations of the printed circuit boards are carried out with modern economical laser separation processes anyway - to form and use the corrugated sheet metal strips 129 which form the thermal bridges. For this purpose, the parallel groups 125 , 126 to the neighboring 127 , 128 and also the bridge dividing line 129 are offset by a row spacing 110-111 , the dividing line 123 of the other row plane b 'to n' only extending to the transverse row 110 , so that the End of the parallel group 126 is connected to the beginning of the parallel group 127 to be connected in the other row. The attachment of the mutually offset separations on or in the conductors to a "thermocouple plate" consisting of its components 96 to 100, which is preferably prepared as a semi-finished product, is easy to accomplish according to the state of the art in laser technology, with which the effective depths can be precisely controlled, although the distribution is nevertheless distributed outer circuit boards 96 and 99 from various sides and intermediate separating parts 125 are processed by focused laser beams.

Zur Vermeidung eines schädlichen Wärmeflusses von der Basis höheren Temperaturpotentials zu dem des niedrigeren über die Brücken 97a. . . sind diese wellenförmigen Brücken (97) mit Schlitzen (125) in einer derartigen Anordnungsweise versehen, daß der Querschnitt zwischen den Löt- oder Schweiß­ punktreihen (103 bis 117) und somit der Wärmefluß zwischen den Leiterplatten (95, 96) vermindert wird.To avoid damaging heat flow from the base of higher temperature potential to that of the lower via bridges 97 a. , , these wavy bridges ( 97 ) are provided with slots ( 125 ) in such an arrangement that the cross-section between the rows of soldering or welding points ( 103 to 117 ) and thus the heat flow between the printed circuit boards ( 95 , 96 ) is reduced.

Zur praktischen Herstellung solchartiger Unterbrechungen und Gruppierungen werden zwei rationelle Verfahren vorgeschlagen:
Two rational methods are proposed for the practical production of such interruptions and groupings:

  • a) Der Aufbau der die Thermoelemente bildenden Leiter 95, 96 und 97 besteht aus sich in ihrer Breite über die Strecken a bis g und i bis n erstreckenden Blechstreifen, wobei vorzugsweise die Unterbrech­ ungen 117 bis 121 nach Aufbau dieser Komponenten zu einem Halbfabrikat, die Füllstoffe in den Zwischenräumen 100 einbezogen, mittels eines mechanischen- oder Lasertrennverfahrens hergestellt werden;a) The structure of the thermocouples forming conductor 95 , 96 and 97 consists of sheet metal strips extending in their width over the distances a to g and i to n, preferably the interruptions 117 to 121 after the construction of these components to form a semi-finished product Fillers included in the spaces 100 are produced by means of a mechanical or laser separation process;
  • b) Die Thermoelemente bildenden Komponenten, die Leiter 95, 96 und 97 einschließlich die Zwischen­ füllungen 100 sind großflächig weitgehend über die gesamte Einrichtung erstreckend als ein Halbfabri­ kat ausgebildet. Danach erfolgt mittels eines mechanischen- oder Lasertrennverfahrens die Herstellung aller Trennstrecken 117 bis 121. Hierbei bieten sich wiederum zwei weitere Verfahrensweisen
    • - eine Trennung, vorzugsweise mittels Lasertrennverfahren, der großflächigen Tafel in streifenförmige Partien,
    • - eine Trennung, vorzugsweise mittels Lasertrennverfahren nur der metallenen Leiterbahnen der groß­ flächigen Tafel in streifenförmige Felder, wobei das Füllmaterial 100 aus einer weitgehend licht­ durchlässigen Substanz besteht, so, daß die großflächige Struktur der Tafel erhalten bleibt, was für die weitere Verabeitung von fertigungstechnischem Vorteil ist.
    b) The thermocouple-forming components, the conductors 95 , 96 and 97 including the intermediate fillings 100 are largely formed over the entire device as a semi-finished cat. Then, using a mechanical or laser separation process, all the separating sections 117 to 121 are produced . Here again there are two further procedures
    • separation, preferably by means of a laser separation process, of the large-area sheet into strip-shaped parts,
    • - A separation, preferably by means of a laser separation process, only of the metal conductor tracks of the large-area panel into strip-shaped fields, the filling material 100 being composed of a largely light-permeable substance, so that the large-area structure of the panel is retained, which is advantageous for further processing in terms of manufacturing technology is.

In allen Fällen werden dann diese Thermoelementeplatten mit den Wänden 90, 91 verbunden, wobei die Klebe- bzw. Verbindungsschichten vorteihafterweise auch als elektrische Isolatoren 93, 94 fungieren.In all cases, these thermocouple plates are then connected to the walls 90 , 91 , the adhesive or connecting layers advantageously also functioning as electrical insulators 93 , 94 .

Die Reihenschaltung bzw. die Verbindungen paralleler Thermoelementegruppen nebeneinander liegen­ der Felder b bis g und i bis n sind vorzugsweise an den Rändern der Platten und in der gleichen Art ausgeführt wie der bereits beschriebene Verbund der inneren Felder, in dem z. B. eine Verbindungs­ brücke 97a über die nebeneinanderliegenden Felder wechselt. Das Aufbringen von kanalbildendem Isoliermaterial 101 an Mittelwand 91 und sein anschließender Verbund mit Innenwand 92 mit ihrer Isolierschicht 103 beschließen eine vorteilhafte Herstellungsweise.The series connection or the connections of parallel thermocouple groups side by side of the fields b to g and i to n are preferably carried out at the edges of the plates and in the same manner as the already described combination of the inner fields, in which, for. B. a connection bridge 97 a changes over the adjacent fields. The application of channel-forming insulating material 101 to the middle wall 91 and its subsequent connection with the inner wall 92 with its insulating layer 103 conclude an advantageous method of production.

Vorstehende Vielfach-Thermoelementeausführung ist besonders großflächigen KFZ-Partien wie Boden­ gruppen, insbesondere aber LKW-Kastenaufbauten zugedacht.The above multiple thermocouple version is particularly large areas of the vehicle such as floor groups, but especially intended for truck box bodies.

zu Fig. 6to Fig. 6

Pos. 130 verkörpert einen Brennstoffzellen-Stapel im Schnitt, in dem Rippengebilde 131 Kanäle 132 für die Kühlflüssigkeit bilden, der von einem auf der Austrittseite anschließenden Sammelkanal 133 für das aufgeheizte Wärmeträgermedium und einen auf der Zuflußseite anschließenden Sammelkanal 134 für das abgekühlte Wärmeträgermedium umgeben ist. Diese Kanäle werden auf der BZ-abgewandten Seite durch wärmeleitfähige Wandungen 135 und 136 begrenzt. Daran anschließend befindet sich eine Formation von vielfach angeordneten Thermoelementen, bestehend aus den Bauelementen 137 bis 148 wie zu vorstehender Figur schon mehrfach beschrieben. Die anschließenden Kanalwandungen 149 und 150 bestimmen das den Seebeckeffekt bewirkende Temperaturgefälle an den Lötstellen der unter­ schiedlichen Metalle der Thermobrücken. Hierzu sind jenseits der Termobrücke konträr zu den an der BZ anliegenden "wärmeren" Kanal 133 ein Kanal 151 für das "kältere" Wärmeträgermedium, und konträr zu dem "kälteren" Kanal 134 ein Kanal 152 für das "wärmere" Wärmeträgermedium ange­ ordnet. Diese, bezüglich ihres Temperaturpotentials "konträren" Kanäle 151, 152 werden auf der anderen Seite durch die Wandungen 153 und 154 gebildet. Eine Zuführung bzw. Zirkulation ermöglichen die Kanalverbindungsleitungen 156, 157 und 158. Um das Ganze ist eine Wärmeisolierung 155 angebracht.Pos. 130 embodies an average fuel cell stack in which ribs 131 form channels 132 for the cooling liquid, which is surrounded by a collecting channel 133 for the heated heat transfer medium on the outlet side and a collecting channel 134 for the cooled heat transfer medium on the inflow side. These channels are delimited on the side facing away from the BZ by heat-conductive walls 135 and 136 . This is followed by a formation of multiple thermocouples, consisting of the components 137 to 148 as already described several times in the figure above. The subsequent channel walls 149 and 150 determine the temperature gradient causing the Seebeck effect at the solder joints of the different metals of the thermal bridges. For this purpose, a channel 151 for the "colder" heat transfer medium is arranged opposite the termo bridge, in contrast to the "warmer" channel 133 adjacent to the BZ, and a channel 152 for the "warmer" heat transfer medium is arranged contrary to the "colder" channel 134 . On the other hand, these channels 151 , 152, which are "opposite" in terms of their temperature potential, are formed by the walls 153 and 154 . The channel connection lines 156 , 157 and 158 enable supply or circulation. Thermal insulation 155 is provided around the whole.

Zur Wärmeabführung aus der BZ und Schaffung der obligatorischen Temperaturdifferenz zur Erwirk­ ung des Seebeckeffektes an den Lötstellen der Thermobrücken sind die beiden Kanalsysteme über Lei­ tungen 159, 160 und einer dazwischen angeordneten Pumpe 161 mit einem Kühler 162 verbunden. Dieser ist vorteilhafterweise mit weiteren Thermoelementen bestückt, bevorzugt nach der unter Fig. 2 und Fig. 7 beschriebenen Anordnungsweise.To dissipate heat from the FC and create the obligatory temperature difference to effect the Seebeck effect at the solder joints of the thermal bridges, the two duct systems are connected to a cooler 162 via lines 159 , 160 and a pump 161 arranged between them. This is advantageously equipped with additional thermocouples, preferably after the under Fig. 2 and Fig. 7 described arrangement manner.

zu. Fig. 7to. Fig. 7

Die im wesentlichen aus Fig. 2 übernommene Thermoelemente-Kühlzelle, bestehend aus einem inneren Rohr 170, einem äußeren Rohr 171 und einer dazwischen angeordneten Thermoelementeformation 172, ist von Wärmetauscherrohren 173 bis 178 gleichen Sechseckprofils umgeben. Zwecks eines intensiven Wärmeaustausches sind die benachbarten äußeren Rohre abwechselnd mit dem zu kühlenden Medium und einem Kühlmedium durchflutet. Beispielsweise führen die Rohre 176, 177, 178 das zu kühlende Medium und die Rohre 173, 174, 175 das Kühlmedium. Letzteres wird meist Luft sein. Die Rohre für das zu kühlende, meist flüssige Medium, sind in zwei Rohrhälften 176a /176b, 177a/177b, 178a/ 178b geteilt und mit einer Kanalführung derart versehen, daß der Kühlmittelstrom sie nacheinander durchströmt. Das innere Rohr 170 dieser Gruppierung wird direkt von dem zu kühlenden Medium - zu mindest einen Teil davon - durchströmt. Die Thermoelementeformationen 172 sind - der Effizienz des Thermoelemente-Effektes wegen - jeweils nur an den Seiten der kühleren Rohre 173, 175, 176 positi­ oniert.The thermocouple cooling cell essentially taken from FIG. 2, consisting of an inner tube 170 , an outer tube 171 and a thermocouple formation 172 arranged in between, is surrounded by heat exchanger tubes 173 to 178 of the same hexagonal profile. For the purpose of intensive heat exchange, the neighboring outer tubes are alternately flooded with the medium to be cooled and a cooling medium. For example, the pipes 176 , 177 , 178 carry the medium to be cooled and the pipes 173 , 174 , 175 the cooling medium. The latter will mostly be air. The tubes for the mostly liquid medium to be cooled are divided into two tube halves 176 a / 176 b, 177 a / 177 b, 178 a / 178 b and provided with a channel guide in such a way that the coolant flow flows through them in succession. The inner tube 170 of this grouping is flowed through directly by the medium to be cooled - at least part of it. The thermocouple formations 172 are - due to the efficiency of the thermocouple effect - positioned only on the sides of the cooler tubes 173 , 175 , 176 .

Eingebunden in das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6, eingesetzt als Pos 162, bewirkt diese Kühlerausführung und -Einsatzweise außer dem nützliches Temperaturgefälle für die um die Brennstofzelle umfangreich positionierten Thermoelemente zusätzlich noch eine weitere Strom­ ausbeute.Incorporated into the inventive embodiment shown in FIG. 6 is used, as a key 162, causes this cooler design and -Einsatzweise other than the useful temperature gradient for the Brennstofzelle extensively positioned thermocouples additionally yield a further current.

Eine weitere, in vorstehenden Ausführungsbeispielen darstellungsmäßig nicht erfasste Ausgestaltung besteht in der Anordnung microprozessorgesteuerter Einrichtungen zum Bestimmen und Schalten der jeweils auf die momentanen Temperaturverhältnisse abgestimmten, optimalen Thermoelemente-Grup­ pierungen. Hierfür sind Thermoelemente in Felder, vorzugsweise nach Kriterien, die ihre thermische Beaufschlagung betreffen und berücksichtigen, sowie eine Schaltungsvielfalt erlauben, zusammenge­ fasst und mit zweckentsprechenden elektrischen/elektronischen Elementen versehen. Hierbei sind alternativ oder zusammenspielend solchen Thermoelemente-Feldern
A further embodiment, not shown in the above exemplary embodiments, consists in the arrangement of microprocessor-controlled devices for determining and switching the optimal thermocouple groups that are matched to the current temperature conditions. For this purpose, thermocouples are arranged in fields, preferably according to criteria that relate to and take into account their thermal exposure and allow a variety of circuits, summarized and provided with appropriate electrical / electronic elements. Here, alternatively or interactively, such thermocouple fields

  • - Microschalter gesteuert von externen Steuereinrichtungen,- microswitches controlled by external control devices,
  • - Temperatursensoren zur Istwertmeldung an externe Steuereinrichtungen,- temperature sensors for actual value reporting to external control devices,
  • - kombinierte Bauteile aus Microschalter und Temperatursensor,- combined components from microswitch and temperature sensor,
  • - kombinierte Bauelemente aus Microschalter, Temperatursensor und Microprozessor- Combined components from microswitch, temperature sensor and microprocessor

angeordnet. Bei Inanspruchnahme einer externen microprozessorgesteuerten Regeleinrichtung ist zur Steuerung solcher Microschaltelemente sowie zur Übertragung von Temperaturmesswerten, als auch zur Kummunikation der Bauelemente untereinander ein Bussystem angeordnet bzw. in dieses Steuersystem einbezogen.arranged. If an external microprocessor-controlled control device is used, Control of such micro switching elements as well as for the transmission of temperature measurements, as well A bus system is arranged or in this for communication between the components Tax system included.

Der Wirkungsgrad solcher stromerzeugenden Zellen ist (bei herkömmlichen Ausführungen) gering, doch haben bereits metallurgische Fortschritte - insbesondere auf dem Gebiet der Halbleitertechnik - ihre Effizienz (gegenüber früheren Lehrbuchangaben) gesteigert und es ist zu erwarten, daß die auf dem Materialforschungs-Sektor noch in Fluß befindlichen intensiven Aktivitäten sicherlich noch diesbezüg­ liche Verbesserungen liefern werden. Zudem diese erfindungsgemäßen Einrichtungen in KFZ-Kompo­ nenten integriert bzw. an Stelle herkömmlicher Komponenten eingesetzt werden können, überwiegt der gewinnbare Nutzeffekt gegenüber dem konstruktiven Mehraufwand. In Anbetracht der vorliegenden positiven Zukunftsperspektiven der Brennstoffzelle als KFZ-Antrieb, liefert der Erfindungsgegenstand einen Beitrag zur effizienteren Nutzung und Schonung der Energieressourcen und steigert die Wirt­ schaftlichkeit solcher Antriebskonzeptionen.The efficiency of such electricity-generating cells is low (in conventional designs), but metallurgical advances - especially in the field of semiconductor technology - have already their efficiency (compared to previous textbook information) increased and it can be expected that the on the Material research sector still in flux, intensive activities are certainly still in this regard will deliver improvements. In addition, these devices according to the invention in a vehicle compo integrated or can be used instead of conventional components, the obtainable efficiency compared to the additional design effort. In view of the present The subject of the invention provides positive future perspectives of the fuel cell as a motor vehicle drive contribute to the more efficient use and conservation of energy resources and increases the host Efficiency of such drive concepts.

Claims (35)

1. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen, bestehend aus einem KFZ mit Elektroantrieb und einer bordeigenen Brennstoffzelle zum Erzeugen von Strom für den Fahrwerksantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß
das KFZ eine Vielzahl eines nach dem Seebeckeffekt stromerzeugenden Thermoelementes aufweist,
das durch die Abwärme der Brennstoffzelle (39) bestimmte Temperaturpotentials eines Wärmeüber­ trägers einer Temperaturbasis (53, 54, 55) der thermoelementbildenden Thermobrücke (59, 87, 60, 88, 61) zugeführt und die andere Temperaturbasis der Thermobrücke einem niedrigeren, bevorzugt durch den Fahrtwind bestimmten Tremperaturpotentials ausgesetzt wird,
der durch thermoelektrische Umwandlung erzeugte Strom dem Fahrwerksantrieb (46) oder einem Bordnetz zugeführt wird,
mehrere Thermoelemente (59/87/60/88/61 bis . . ./67 der Reihen a bis n; 95/98/97/9/96 der Reihen 103 bis 111 und a' bis o') zu einer oder mehreren Baueinheit(en) (51) zusammengefasst sind,
diese Baueinheiten als (ein) tragende(s) Element(e), bevorzugt als eine Partie der Außenhaut eines KFZ ausgebildet oder in einer solchen untergebracht oder in ein KFZ-Aggregat integriert ist/sind.1. Device for using excess heat from vehicle fuel cells, consisting of a vehicle with an electric drive and an on-board fuel cell for generating electricity for the chassis drive, characterized in that
the motor vehicle has a large number of thermocouples which generate electricity according to the Seebeck effect,
the temperature potential of a heat exchanger determined by the waste heat of the fuel cell ( 39 ) of a temperature base ( 53 , 54 , 55 ) of the thermocouple-forming thermal bridge ( 59 , 87 , 60 , 88 , 61 ) and the other temperature base of the thermal bridge to a lower, preferably by the Airflow is exposed to certain temperature potential,
the current generated by thermoelectric conversion is fed to the chassis drive ( 46 ) or an electrical system,
a plurality of thermocouples (59/87/60/88 /61 to ./ 67 of the series a to n;.. 95/98/97/9/96 of the rows 103 to 111 in and a 'to o') to one or more unit ( 51 ) are summarized,
these structural units are designed as a (a) load-bearing element (s), preferably as a part of the outer skin of a motor vehicle, or are accommodated in one or integrated into a motor vehicle unit. 2. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die eine Vielzahl von Thermoelementen umfassende Baueinheit einen sandwichhaften Aufbau aufweist und aus folgenden Elementen besteht:
  • - einer nach außen, bzw. der kühleren Einsatzseite zugeordneten Wand (1) aus einem wärmeleitenden Material, bevorzugt Metall,
  • - einer daran anschließenden elektrisch isolierenden, aber wärmeleitenden Schicht (2)
  • - eine dazwischen angeordnete Formation vielfacher Thermoelemente, eingebettet in ein Isoliermaterial (14, 37, 100) das so geartet ist, daß es auch mechanischen Beanspruchungen einer Verbundkonstruk­ tion gerecht wird,
  • - eine daran ansschließende elektrisch isolierende, aber wärmeleitende Schicht (8),
  • - eine metallene Mittelwand (9),
  • - eine daran anschließende Isolier- und Distanz-Schicht (10), die so gestaltet ist, daß sie Kanäle und Füllräume (12, 102) für ein flüssiges Wärmeträgermedium bildet,
  • - einer daran anschließenden, dem Fahrzeuginneren zugeneigte Innenwand (11) mit einer Wärmeiso­ lierschicht (13),
wobei die vielfach angeordneten Thermoelemente aus zwei verschiedenen, dem Seebeckeffekt unterliegenden Metallen bestehen, in dem aus dem einen Material bestehend je ein streifenförmiger Leiter (3, 7; 59, 61; 62, 64; 65, 67)) an den beiden temperaturunterschiedlichen Wärmebasen (2, 1; 8, 9; 53, 56; 54, 57; 55, 58) anliegend angeordnet ist, diese mittels Löt- oder Schweißpunkte (4, 6; 87, 88) durch einen brückenhaften Leiter (5, 60,63, 66) aus dem anderen Material, bevorzugt in Drahtform, miteinander verbunden sind, wobei diese Thermobrücke (3/4/5/6/67, 29/30/31/32/33, 59/60/87/88/61) auf den Leitern (3/7, 29/32, 59/61) vielfach und diese Leiter-Brückenformation in der Baueinheit wiederum mehrfach angeordnet ist.2. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1, characterized in that the unit comprising a plurality of thermocouples has a sandwich structure and consists of the following elements:
  • a wall ( 1 ) made of a heat-conducting material, preferably metal, assigned to the outside or to the cooler insert side,
  • - an adjoining electrically insulating but heat-conducting layer ( 2 )
  • - an intermediate formation of multiple thermocouples, embedded in an insulating material ( 14 , 37 , 100 ) that is designed in such a way that it also meets the mechanical stresses of a composite construction,
  • - an adjoining electrically insulating but heat-conducting layer ( 8 ),
  • - a metal middle wall ( 9 ),
  • - an adjoining insulating and spacing layer ( 10 ), which is designed such that it forms channels and filling spaces ( 12 , 102 ) for a liquid heat transfer medium,
  • - An adjoining, the vehicle interior inclined inner wall ( 11 ) with a heat insulating layer ( 13 ),
The multiple thermocouples consist of two different metals that are subject to the Seebeck effect, in each of which a strip-shaped conductor ( 3 , 7 ; 59 , 61 ; 62 , 64 ; 65 , 67 )) consists of one material at the two temperature-different heat bases ( 2 , 1 ; 8 , 9 ; 53 , 56 ; 54 , 57 ; 55 , 58 ) is arranged adjacent, this by means of soldering or welding points ( 4 , 6 ; 87 , 88 ) through a bridged conductor ( 5 , 60 , 63 , 66) of the other material, preferably in the form of wire, are connected to each other, said thermal bridge (3/4/5/6/67, 29/30/31/32/ 33 , 59/60/87/88/ 61) in the conductors (3/7, 29/32, 59/61) and in many cases these conductors bridge formation is in turn arranged repeatedly in the assembly. 3. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die eine Vielzahl von Thermoelementen umfassende Baueinheit einen sandwichhaften Aufbau aufweist und aus folgenden Elementen besteht:
  • - einer nach außen, bzw. der kühleren Einsatzseite zugeordneten Wand (90) aus einem wärmeleitenden Material, bevorzugt Metall,
  • - einer daran anschließenden elektrisch isolierenden, aber wärmeleitenden Schicht (93)
  • - eine dazwischen angeordnete Formation vielfacher Thermoelemente eingebettet in ein Isoliermaterial (14, 37, 100) das so geartet ist, daß es auch mechanischen Beanspruchungen einer Verbundkonstruk­ tion gerecht wird,
  • - eine daran anschließende elektrisch isolierende, aber wärmeleitende Schicht (94),
  • - eine metallene Mittelwand (91),
  • - eine daran anschließende Isolier- und Distanz-Schicht (101) die so gestaltet ist, daß sie Kanäle und Füllräume (102) für ein flüssiges Wärmeträgermedium bildet,
  • - einer daran anschließenden, dem Fahrzeuginneren zugeneigte Innenwand (92) mit einer Wärmeiso­ lierschicht (103)
und die vielfach angeordneten Thermolemente aus Leiter aus zwei verschiedenen, dem Seebeckeffekt unterliegenden Metallen bestehen,
wovon aus dem einen Material bestehend zwei großflächige Leiterplatten (95, 96) an den temperatur­ unterschiedlichen Wärmebasen (93/90, 98, 91) anliegend angeordnet und mittels vielfach nebeneinander (a bus n) und in mehreren Reihen (103 bis 110) gesetzten Löt- oder Schweißpunkten (98, 99) über ein wellenförmig geformtes Blech (97) des anderen Materials miteinander verbunden sind, wobei zwischen diesen aneinander anliegenden Leitern (96/96, 97 neben den Lötpunkten eine Isolierschicht angebracht ist. 3. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1, characterized in that the unit comprising a plurality of thermocouples has a sandwich structure and consists of the following elements:
  • - a wall ( 90 ) made of a heat-conducting material, preferably metal, assigned to the outside or to the cooler insert side,
  • - an adjoining electrically insulating but heat-conducting layer ( 93 )
  • - An intermediate formation of multiple thermocouples embedded in an insulating material ( 14 , 37 , 100 ) that is such that it also meets mechanical stresses of a composite construction,
  • an adjoining electrically insulating but heat-conducting layer ( 94 ),
  • - a metal middle wall ( 91 ),
  • an adjoining insulating and spacing layer ( 101 ) which is designed such that it forms channels and filling spaces ( 102 ) for a liquid heat transfer medium,
  • - An adjoining, the vehicle interior inclined inner wall ( 92 ) with a heat insulating layer ( 103 )
and the multiple thermocouples made of conductors consist of two different metals that are subject to the Seebeck effect,
which from a material consisting of two large-area printed circuit boards (95, 96) Solder set to the temperature difference in thermal bases (93/90 98, 91) disposed adjacent and by means of many adjacent to one another (a bus n) and a plurality of rows (103 to 110) - or welding points (98, 99) of the other material are connected together by a wavy-formed metal sheet (97), wherein (96/96, 97 attached to an insulating layer between these abutting conductors next to the soldering points. 4. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß
vielfach angeordnete Thermoelemete in einer doppelwandig ausgebildeten Rohrformation (20, 21) eines KFZ-Kühlers angeordnet sind,
wobei diese vorzugsweise sechseckig ausgebildet ist und das innere Rohr (20) von einem von der BZ- Abwärme aufgeheizten Wärmeträger beaufschlagt wird, von mehreren Rohren (22 bis 27) vorzugs­ weise gleichen Profils wärmeübertragend umschlossen wird, welche von einem kühleren Medium, vorzugsweise Luft (Fahrtwind) durchströmt werden, und solche thermoelementebeinhaltenden Rohr­ formationen im KFZ-Kühler mehrfach angeordnet sind.4. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1, characterized in that
multiple thermocouples are arranged in a double-walled tube formation ( 20 , 21 ) of a motor vehicle cooler,
this is preferably hexagonal and the inner tube ( 20 ) is acted upon by a heat carrier heated by the FC waste heat, is surrounded by several tubes ( 22 to 27 ), preferably the same profile, in a heat-transferring manner, which is cooled by a cooler medium, preferably air ( Airstream) are flowed through, and such thermocouple-containing pipe formations are arranged several times in the vehicle radiator. 5. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (1, 90) der Einrichtung eine hohlrippenartige Profilierung (15) aufweist, die bevorzugt parallel zur Fahrtrichtung verläuft.5. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1 to 3, characterized in that the outer skin ( 1 , 90 ) of the device has a hollow rib-like profile ( 15 ) which preferably runs parallel to the direction of travel. 6. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das zur elektrischen- und Wärme-Isolation, sowie zum Verbundaufbau dienende Füllmaterial (14, 100) von weitgehend lichtdurchlässiger Konsistenz ist, die einen Laserstrahl nicht absorbiert.6. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1 to 3, characterized in that the filling material ( 14 , 100 ) for electrical and heat insulation, as well as for composite construction, is of largely translucent consistency which does not absorb a laser beam , 7. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht zwischen den Leitern (95, 99-97) nach einer der nachstehenden Art und Weise ausgeführt ist:
  • - zwischen den Leitern 96, 99 und 97 ist eine isolierende Trennschicht in Form einer Beschichtung oder einer Folie angebracht, von einer Materialkonsistenz derart, daß sie beim Lötpunktsetzen (nur) im "Elementebereich" durch den thermischen Einfluß sich auflöst;
  • - an die gewellte flächenhafte Brücke 97 sind vorstehende Noppen eingeprägt, auf die die Lötpunkte 96, 98 gesetzt werden, so, daß sich die Nachbarpartien nicht berühren;
  • - der Löt- oder Schweißprozeß thermisch derartig gestaltet und reguliert wird, daß Wärmespannungen um den Lötpunkt eine bleibende noppenhafte Deformation bewirken so, daß und ein stromleitender Kontakt der Nachbarpartien nicht vorliegt.
7. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1 and 3, characterized in that the insulating layer between the conductors ( 95 , 99-97 ) is designed in one of the following ways:
  • - Between the conductors 96 , 99 and 97 there is an insulating separating layer in the form of a coating or a film, of a material consistency such that when the soldering point is set (only) in the "element area" it dissolves due to the thermal influence;
  • - On the corrugated flat bridge 97 protruding knobs are stamped on which the soldering points 96 , 98 are placed so that the neighboring parts do not touch;
  • - The soldering or welding process is designed and regulated thermally in such a way that thermal stresses around the soldering point cause permanent pimpled deformation so that there is no current-conducting contact between the neighboring parts.
8. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die wellenförmigen Brücken (97) Schlitze (125) in einer derartigen Anordnungsweise aufweisen, daß der Querschnitt zwischen den Löt- oder Schweißpunktereihen (103 bis 117) und somit der Wärmeaus­ tausch zwischen den Leiterplatten (95, 96) vermindert wird.8. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1 and 3, characterized in that the undulating bridges ( 97 ) have slots ( 125 ) in such an arrangement that the cross section between the soldering or welding point rows ( 103 to 117 ) and thus the heat exchange between the circuit boards ( 95 , 96 ) is reduced. 9. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente der aus einer oder mehreren Baueinheiten bestehenden Einrichtung in parallel wirkende Gruppen angeordnet sind.9. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1 characterized in that the thermocouples of the device consisting of one or more units in parallel acting groups are arranged. 10. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 und 9 dadurch gekennzeichnet, daß
Gruppen parallel angeordneter Thermoelemente hintereinander geschaltet
mehrere hintereinander geschaltete Gruppen parallel wirkender Thermoelemente abermals parallel oder hintereinander
geschaltet sind.10. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1 and 9, characterized in that
Groups of thermocouples arranged in parallel are connected in series
several successively connected groups of thermocouples acting in parallel again in parallel or in series
are switched. 11. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 9, 10 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen von Thermoelementen in der Weise gebildet werden, in dem die streifenförmigen Leiter (3, 7, 59, 61, 62, 64, 65, 57) Unterbrechungen (89) und die Leiterplatten (95, 96) sowie die wellenförmige flächenhafte Brücke (97) Trennungen (117 bis 124) in einer Weise aufweisen, so, daß Gruppen paralellgeschalteter Thermoelemente (59a/60a/61a, 59b/60b/61b, 59c/60c/61c, 59d/60d/61d) und 103b/97b/104b/97b/105b, 103c/97c/104c/97c/105c, 103d/97d/104d/97d/105d, 103e/97e/104e/97e/105e, 103f/97f/104f/97f/105f, 103g/97g/104g/97g/105g) entstehen.11. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1, 2, 3, 4, 9, 10 and any other preceding claims, characterized in that groups of thermocouples are formed in such a way that the strip-shaped conductors ( 3 , 7 , 59 , 61 , 62 , 64 , 65 , 57 ) interruptions ( 89 ) and the printed circuit boards ( 95 , 96 ) and the wave-like flat bridge ( 97 ) have separations ( 117 to 124 ) in such a way that groups connected in parallel Thermocouples ( 59 a / 60 a / 61 a, 59 b / 60 b / 61 b, 59 c / 60 c / 61 c, 59 d / 60 d / 61 d) and 103 b / 97 b / 104 b / 97 b / 105 b, 103c / 97c / 104 c / 97 c / 105 c, 103 d / 97 d / 104 d / 97 d / 105 d, 103 e / 97 e / 104 e / 97 e / 105 e, 103 f / 97 f / 104 f / 97 f / 105 f, 103 g / 97 g / 104 g / 97 g / 105 g) arise. 12. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 und beliebiger weiterer Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnunterbrechungen und Leiterplattentrennungen mittels eines Laserstrahles hergestellt werden.12. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1 and any other claims characterized in that the conductor interruptions and circuit board separations are produced by means of a laser beam become. 13. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 2, 3, 9 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
bei durch Unterbrechungen (116, 117, 118, 119) geschaffene Gruppen von Thermoelementen (der Reihen 103 bis 105 und b bis g) aus Leiterplatten (93, 94) und gewelltem Blech als Brücken (97) die Verbindungen solcher Parallelgruppen durch weiterführende Stege (97a) zur nächsten Gruppe, 01J
bei durch Unterbrechungen (118, 119, 120, 121 und 122) geschaffene Gruppen von Thermoelementen (der Reihen 103 bis 105 und b bis g) aus Leiterplatten (93, 94) und gewelltem Blech als Brücken (97) die Verbindungen solcher Parallelgruppen zu Gruppen in nebenan angeordneter Thermoelementereihen (i bis n) durch da hineinführende Stege (97b) des wellenförmigen Brückenmaterials (97) besteht.13. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1, 2, 3, 9 and any other preceding claims, characterized in that
in the case of groups of thermocouples (of the series 103 to 105 and b to g) made of printed circuit boards ( 93 , 94 ) and corrugated sheet metal as bridges ( 97 ) created by interruptions ( 116 , 117 , 118 , 119 ), the connections of such parallel groups by further webs ( 97 a) to the next group, 01J
in the case of groups of thermocouples (of the rows 103 to 105 and b to g) made of printed circuit boards ( 93 , 94 ) and corrugated sheet metal as bridges ( 97 ) created by interruptions ( 118 , 119 , 120 , 121 and 122 ) the connections of such parallel groups to groups in adjacent thermocouple rows (i to n) through webs ( 97b ) of the wave-shaped bridge material ( 97 ) leading into them. 14. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 9, 10 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen parallel wirkender Thermoelemente in einer festen stromleitenden Verbindung zueinander stehen.14. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1, 9, 10 and any other claims above characterized in that the groups of thermocouples acting in parallel in a fixed current-conducting connection to one another stand. 15. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 2, 3, 9 und 11 dadurch gekennzeichnet, daß bei Wärmeübertragersystemen (53, 54, 55, 56, 57, 58,) mit untereinander unterschiedlichen Temperatur­ differenzen die Gruppierung parallel geschalteter Thermopaare in der Weise ausgeführt ist, daß Thermoelemente weitgehend gleicher Temperaturpotentiale zu Gruppen zusammengefasst sind.15. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1, 2, 3, 9 and 11, characterized in that in heat exchanger systems ( 53 , 54 , 55 , 56 , 57 , 58 ,) with different temperature differences, the grouping in parallel switched thermocouples is designed in such a way that thermocouples largely the same temperature potentials are combined into groups. 16. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 2, 3, 9 und 11 dadurch gekennzeichnet, daß bei an mehreren Wärme-Leit- und -Übertragersystemem (53, 54, 55, 56, 57, 58,) mit unterschiedlichen Temperaturdifferenzen die Gruppierung parallel geschalteter Thermopaare in der Weise ausgeführt ist, daß mehrere Thermoelemente (59a/60a/61a, 59b/60b/61b, 59c/60c/61c/62c, 59d/60d/61d/62d) benachbarter Temperaturebenen (a, b, usw.) mit möglichst gleichen Temperaturpotentialen zusammen­ gefasst sind.16. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1, 2, 3, 9 and 11, characterized in that when at several heat control and transfer systems ( 53 , 54 , 55 , 56 , 57 , 58 ,) with different temperature differences the grouping of parallel thermocouples is carried out in such a way that several thermocouples ( 59 a / 60 a / 61 a, 59 b / 60 b / 61 b, 59 c / 60 c / 61 c / 62 c, 59 d / 60 d / 61 d / 62 d) of adjacent temperature levels (a, b, etc.) with the same temperature potentials as possible. 17. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 9, 10 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß den Grupen von Thermoelementen (innerhalb der Baueinheiten) elektronische, zweckentsprechende Schaltelemente zugeordnet und so mit ihnen verdrahtet sind, daß beliebige Gruppenschaltungen geschal­ tet werden können. 17. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1, 9, 10 and any other claims above characterized in that the groups of thermocouples (within the units) electronic, appropriate Switching elements are assigned and wired to them so that any group circuits are switched can be tet.   18. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 17 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
die integrierten elektronischen Schaltelemente auch Funktionen eines Temperatursensors aufweisen,
über ein Bussystem steuerbar und kommunikationsfähig ausgebildet sind,
mit einer zugeordneten Steuereinrichtung in Verbindung stehen.18. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1, 17 and any other preceding claims, characterized in that
the integrated electronic switching elements also have functions of a temperature sensor,
are controllable and capable of communication via a bus system,
are connected to an associated control device. 19. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 17 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten elektronischen Schaltelemente dermaßen geartet sind, daß sie von externer Warte belie­ bige geschaltet, und somit durch sie beliebige Gruppenschaltungen bleibend (gespeichert) hergestellt werden können.19. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1, 17 and any other claims above characterized in that the integrated electronic switching elements are such that they are supplied from an external control room bige switched, and thus any group circuits made permanent (stored) can be. 20. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 17 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten elektronischen Schaltelemente dermaßen geartet sind, daß sie von einer zugeordneten Steuer- und Regeleinrichtung beliebig geschaltet, und somit durch sie beliebige Gruppenschaltungen hergestellt werden können.20. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1, 17 and any other claims above characterized in that the integrated electronic switching elements are such that they are assigned by an Control and regulating device switched arbitrarily, and thus any group circuits can be produced. 21. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 8 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1 bis 15, 51) aus vielfach angeordneten Thermoelementen als eine tragende Partie des KFZ-Bodens (Chassis) ausgebildet sind.21. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1 to 8 and any further preceding claims, characterized in that the structural unit ( 1 to 15 , 51 ) formed from multiple thermocouples as a supporting part of the vehicle floor (chassis) are. 22. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 8 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1 bis 15, 51) aus vielfach angeordneten Thermoelementen in einem Kotflügel unterge­ bracht ist, bzw. diese als ein solcher ausgebildet ist.22. A device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1 to 8 and any further preceding claims, characterized in that the structural unit ( 1 to 15 , 51 ) from multiple thermocouples is housed in a fender, or this as a is formed. 23. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 8 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1 bis 15, 51) aus vielfach angeordneten Thermoelementen in der Motorhaube unterge­ bracht ist, bzw. diese als eine solche ausgebildet ist.23. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1 to 8 and any further preceding claims, characterized in that the structural unit ( 1 to 15 , 51 ) is placed in the hood from multiple thermocouples, or this as one such is formed. 24. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 8 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1 bis 15, 51) aus vielfach angeordneten Thermoelementen im KFZ-Dach untergebracht ist, bzw. dieses als eine solche ausgebildet ist.24. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1 to 8 and any further preceding claims, characterized in that the structural unit ( 1 to 15 , 51 ) is arranged from multiple thermocouples in the vehicle roof, or this as one such is formed. 25. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 8 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1 bis 15, 51) aus vielfach angeordneten Thermoelementen eine Wandpartie eines LKW-Kastenaufbaues bildet.25. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1 to 8 and any further preceding claims, characterized in that the structural unit ( 1 to 15 , 51 ) from multiple thermocouples forms a wall part of a truck box body. 26. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 8 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1 bis 15, 51) aus vielfach angeordneten Thermoelementen als eine Ummantelung der Brennstoffzelle (39, 130) ausgebildet ist.26. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1 to 8 and any further preceding claims, characterized in that the structural unit ( 1 to 15 , 51 ) is formed from multiple thermocouples as a casing of the fuel cell ( 39 , 130 ) , 27. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 und 26 dadurch gekennzeichnet, daß die BZ-umhüllende Baueinheit sich weitgehend über ihren gesamten Umfang und ihre Bauhöhe erstreckt und aus nachstehenden Bauelementen besteht bzw. nachstehende konstruktive Merkmale aufweist:
  • - einen an die BZ anschließenden Kanal (133) für einen, von der BZ-Abwärme aufgeheizten Wärmeträger, wobei vorzugsweise Abwärme-Kühlkanäle ((132) der BZ darin übergehen,
  • - einen an die BZ anschließenden Kanal (134) für einen, die BZ-Abwärme aufzunehmenden Wärme­ träger bzw. Kühlmittel, wobei vorzugsweise die zuführenden Kühlkanäle (132) der BZ darin übergehen,
  • - eine diesen Kanal (133, 134) begrenzende Wandung (135, 136) aus wärmeleitfähigem Material,
  • - an diese Wandungen (135, 136) anliegende Thermoelementegruppen (139 bis 149, 140 bis 144),
  • - eine an die Thermoelementegruppen anliegende Wandung (151, 152),
  • - eine den Zwischenraum ausfüllende Isolierschicht (147, 148)
  • - anschließende distanzhaltende und kanalbildende Elemente (163) mit Wärmeisolereigenschaften
  • - eine äußere Wandung (153, 154) mit einer
  • - äußeren Isolierung (164)
  • - Zirkulations- und Verbindungskanäle (156, 157, 158) bevorzugt zwischen den Endpartien der Wärme­ träger-Strömungskanäle (134, 149; 133, 150) gleichen Temperaturpotentials,
  • - Anordnung der Wärmeträger-Strömungskanäle (134, 149; 133, 150) derart, daß immer jenseits der an die Thermoelemente anschließenden Wandung (151, 152) Wärmeträger-Strömungskanäle (133, 149; 134, 150) konträrer Temperaturpotentiale angeordnet sind.
27. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claims 1 and 26, characterized in that the FC-enveloping structural unit extends largely over its entire circumference and overall height and consists of the following components or has the following structural features:
  • - a channel ( 133 ) adjoining the FC for a heat carrier heated by the FC waste heat, preferably waste heat cooling channels (( 132 ) of the FC passing into it,
  • - a channel ( 134 ) adjoining the FC for a heat carrier or coolant to be absorbed by the FC waste heat, preferably the supplying cooling channels ( 132 ) of the FC passing into it,
  • a wall ( 135 , 136 ) delimiting this channel ( 133 , 134 ) made of thermally conductive material,
  • - Thermocouple groups ( 139 to 149 , 140 to 144 ) lying against these walls ( 135 , 136 ),
  • a wall ( 151 , 152 ) abutting the thermocouple groups,
  • - an insulating layer ( 147 , 148 ) filling the space
  • - Subsequent spacing and channel-forming elements ( 163 ) with thermal insulation properties
  • - An outer wall ( 153 , 154 ) with a
  • - external insulation ( 164 )
  • - Circulation and connection channels ( 156 , 157 , 158 ) preferably between the end portions of the heat carrier flow channels ( 134 , 149 ; 133 , 150 ) of the same temperature potential,
  • - Arrangement of the heat transfer flow channels ( 134 , 149 ; 133 , 150 ) such that heat transfer flow channels ( 133 , 149 ; 134 , 150 ) of opposite temperature potentials are always arranged beyond the wall ( 151 , 152 ) adjoining the thermocouples.
28. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 4, und 27 dadurch gekennzeichnet, daß die zu- und abführenden Kanäle (133, 134) mit einem Kühler (162) über eine Pumpe (161) in Verbin­ dung stehen.28. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1, 4, and 27, characterized in that the supply and discharge channels ( 133 , 134 ) with a cooler ( 162 ) via a pump ( 161 ) are connected , 29. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 4 und 27 dadurch gekennzeichnet, daß
der Kühler (62) eine Struktur und Ausführungsmerkmale nach Anspruch 3 aufweist, wobei die Wärmebeaufschlagung derart ist, daß
die doppelwandige, mit Themoelementen bestückte zentrale Rohrformation (20, 21; 170, 171) im Inneren von einem Teil des wärmeren zufließenden Wärmeträgermediums aus dem zufließenden Strang (159) durchströmt wird,
die diese zentrale Rohrformation (20,27; 170,171) umgebenden, einander anliegenden Rohre (22 bis 27; 173 bis 178) abwechselnd von dem zu kühlenden Wärmeträgerstrom, z. B. Rohr 173, 174, 175, und die dazwischen liegenden Rohre, z. B. 176, 177, 178 von einem Kühlmedium, bevorzugt Kühlluft, durch­ strömt werden,
die das zu kühlende Medium führenden Rohre (176, 177, 178) längsgeteilt ausgeführt und die halben Rohrpartien (176a, 176b, 177a, 177b, 178a, 178b) hintereinander geschaltet sind,
die Thermoelementeformationen (172) nur an Partien benachbarter Rohre (173, 174, 175) mit den kühleren Wärmeträger angeordnet sind, bzw. die gesamte Kühlelemente-An- und Zuordnung diesbezüglich zweckentsprechend gestaltet ist.29. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1, 4 and 27, characterized in that
the cooler ( 62 ) has a structure and features according to claim 3, wherein the heat application is such that
the double-walled, central tube formation ( 20 , 21 ; 170 , 171 ) equipped with themocouples is flowed through by part of the warmer inflowing heat transfer medium from the inflowing strand ( 159 ),
the surrounding pipe formations ( 20 , 27 ; 170 , 171 ), adjacent pipes ( 22 to 27 ; 173 to 178 ) alternately from the heat transfer stream to be cooled, e.g. B. tube 173 , 174 , 175 , and the intermediate tubes, for. B. 176 , 177 , 178 of a cooling medium, preferably cooling air, are flowed through,
the pipes ( 176 , 177 , 178 ) carrying the medium to be cooled are made lengthways and the half pipe sections ( 176 a, 176 b, 177 a, 177 b, 178 a, 178 b) are connected in series,
the thermocouple formations ( 172 ) are arranged only on parts of adjacent pipes ( 173 , 174 , 175 ) with the cooler heat transfer medium, or the entire cooling element arrangement and assignment is designed appropriately in this regard. 30. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 2, 3 und beliebig weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
ihre thermoelementebildenden Bauelemente
die beiden Temperatur- und Leiterbasen (2, 8; 28, 33; 95, 96; 38, 46),
die Brücke (5, 31, 97, 142),
das Isolier- und Füllmaterial (14, 37, 100, 148) und
nicht ausschließlich die elektrisch isolierende Schicht (2, 8; 28, 34; 93, 94)
zu einem transport- und lagerfähigen Halbfabrikat vorgefertigt sind.30. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1, 2, 3 and any other preceding claims, characterized in that
their thermocouple-forming components
the two temperature and conductor bases ( 2 , 8 ; 28 , 33 ; 95 , 96 ; 38 , 46 ),
the bridge ( 5 , 31 , 97 , 142 ),
the insulating and filling material ( 14 , 37 , 100 , 148 ) and
not only the electrically insulating layer ( 2 , 8 ; 28 , 34 ; 93 , 94 )
are prefabricated into a transportable and storable semi-finished product. 31. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 2, 3 und 29 dadurch gekennzeichnet, daß das Halbfabrikat in Streifenform ausgebildet ist, in seiner Breite sich jeweils über eine Thermo­ elementegruppierung (der Reihen b bis g, j bis n) erstreckt.31. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1, 2, 3 and 29 characterized in that the semifinished product is in the form of a strip, the width of which is in each case a thermo element grouping (rows b to g, j to n). 32. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 2, 3 und 30 dadurch gekennzeichnet, daß dieses Halbfabrikat großflächig ausgebildet ist, von dem für die Weiterverarbeitung bedarfsgerechte Partien abgeschnitten werden.32. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1, 2, 3 and 30 characterized in that this semi-finished product is large-scale, of which needs-based for further processing Lots to be cut off. 33. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 bis 3 und 9 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Weiterverarbeitung und Komplettierung des Halbfabrikates zu einem sandwichhaften Verbund eine Klebeschicht mit wärmeleitenden, aber stromisolierenden Eigenschaften zum Einsatz kommt, so daß sie als Isolierschicht (2, 8, 28, 34, 94, 94) fungiert.33. Device for using excess heat from vehicle fuel cells according to claim 1 to 3 and 9, characterized in that in the further processing and completion of the semi-finished product to a sandwich-like composite, an adhesive layer with heat-conducting but current-insulating properties is used, so that it is used as an insulating layer ( 2 , 8 , 28 , 34 , 94 , 94 ) acts. 34. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß
in dem ihr eigenen Betriebs(38) und Leitungssystem (42, 47) zum Abführen der überschüssigen Prozesswärme aus der Brennstoffzelle (39) ein Wärmespeicher oder ein als ein solcher zu betreibender Wärmetauscher (48) angeordnet ist,
wobei dieser, die Leitungsführung (50) und die Hilfseinrichtungen (42) der Brennstoffzelle so ausge­ führt sind, daß für den Betriebsfall eines spontanen Wärmebedarfes durch den Reformer (40) Wärme zur Verfügung steht und diesem zugeführt werden kann.34. Device for using excess heat from automotive fuel cells according to claim 1 and any other preceding claims, characterized in that
in which a heat accumulator or a heat exchanger ( 48 ) to be operated as such is arranged in its own operation ( 38 ) and line system ( 42 , 47 ) for removing the excess process heat from the fuel cell ( 39 ),
whereby this, the cable routing ( 50 ) and the auxiliary devices ( 42 ) of the fuel cell are such that heat is available for the operation of a spontaneous heat requirement by the reformer ( 40 ) and can be supplied to it. 35. Einrichtung zur Nutzung überschüssiger Wärme von KFZ-Brennstoffzellen nach Anspruch 1, 17 und beliebiger weiterer vorstehender Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuer- und Regeleinrichtung beinhaltet oder eine solche ihr zugeordnet ist, die mindestens zwei nachstehender Funktionseigenschaften oder Ausführungsmerkmale aufweist:
über ein Bussysten, vorzugsweise über den Leistungspfad moduliert die Messwerte und Schaltkom­ mandos an die elektronischen Schaltelemente der Thermoelemente-Baueinheit zu transferieren,
nach einem vorbestimmten Algorythmus aufbauend auf Istwertmeldungen der Temperaturkonstel­ lationen der Thermoelemente-Lötstellen - zumindest von Gruppen von Thermoelementen - leistungsef­ fiziente, optimale Schaltungen von Thermoelementegruppenkombinationen errechnet und schaltet,
bei abnormalen Temperaturkonstellationen an den Lötstellen der Thermoelemente - zumindest an Thermoelementegruppen -, wie z. B. bei durch intensive Sonnenbestrahlung verursachte abnormale oder gar umgekehrte Temperaturkonstellationen an den Lötstellenpartien der Thermoelemente sollche zu erkennen,
folglich die betroffenen Thermoelementepartien oder -Gruppen außer Betrieb zu setzen, oder bei umgekehrtem Stromfluß infolge umgekehrter Temperaturpotentiale an den Thermoelementen die betreffenden Gruppenverbindungen umzupolen,
das Prozessmanagement der Brennstoffzelle (39, 130) (mit) übernimmt,
wobei insbesonder eine verfahrensgerechte Steuerung des Wärmeflusses aus der Brennstoffzelle (39), sowie zum Reformer (40) sowohl für endotherme als auch exotherme Reformierungsaktionen geregelt wird,
ihre elektronischen Bauelemente in eine andere bordeigene Regel- und Steuereinrichtungen wie z. B. Motor- und Antriebs-Management-, Antiblockier,- oder elektronische Stabilisierung-Systeme integriert sind,
oder ihre Funktionen von solchen anderen Systemen mit bewirkt werden,
oder daß sie so ausgestattet ist, daß die Funktionen der anderen Systeme mit bewirkt.35. Device for using excess heat from motor vehicle fuel cells according to claim 1, 17 and any further preceding claims, characterized in that it contains or is associated with a control and regulating device which has at least two following functional properties or design features:
to transfer the measured values and switching commands to the electronic switching elements of the thermocouple assembly via a bus system, preferably modulated via the power path,
based on a predetermined algorithm based on actual value reports of the temperature configurations of the thermocouple solder joints - at least groups of thermocouples - calculates and switches efficient, optimal circuits of thermocouple group combinations,
with abnormal temperature constellations at the solder joints of the thermocouples - at least on thermocouple groups - such as B. in the case of abnormal or even reversed temperature constellations caused by intensive solar radiation at the solder joint areas of the thermocouples,
consequently to put the affected thermocouple parts or groups out of operation, or to reverse the polarity of the group connections concerned in the case of reversed current flow due to reversed temperature potentials on the thermocouples
the process management of the fuel cell ( 39 , 130 ) takes over (with),
in particular a procedural control of the heat flow from the fuel cell ( 39 ) and to the reformer ( 40 ) for both endothermic and exothermic reforming actions is regulated,
their electronic components in another on-board regulation and control devices such. B. engine and drive management, anti-lock, or electronic stabilization systems are integrated,
or their functions are brought about by such other systems,
or that it is equipped in such a way that it functions with the other systems.
DE2001107419 2001-02-14 2001-02-14 Device for utilizing surplus heat from electric motor-vehicle fuel cells, has current generated by thermoelectric conversion supplied to chassis drive or to vehicle electrical network Withdrawn DE10107419A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001107419 DE10107419A1 (en) 2001-02-14 2001-02-14 Device for utilizing surplus heat from electric motor-vehicle fuel cells, has current generated by thermoelectric conversion supplied to chassis drive or to vehicle electrical network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001107419 DE10107419A1 (en) 2001-02-14 2001-02-14 Device for utilizing surplus heat from electric motor-vehicle fuel cells, has current generated by thermoelectric conversion supplied to chassis drive or to vehicle electrical network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10107419A1 true DE10107419A1 (en) 2002-08-29

Family

ID=7674363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001107419 Withdrawn DE10107419A1 (en) 2001-02-14 2001-02-14 Device for utilizing surplus heat from electric motor-vehicle fuel cells, has current generated by thermoelectric conversion supplied to chassis drive or to vehicle electrical network

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10107419A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10252156A1 (en) * 2002-11-09 2004-05-19 Bayerische Motoren Werke Ag Motor vehicle for operating with a fuel cell has a fuel cell for generating electric power and a heat engine to convert heat from the fuel cell into mechanical energy
DE102004053729A1 (en) * 2004-11-06 2006-05-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Motor vehicle, has fuel cell that is in heat conducting connection with cooling air channel wall so that fuel cell heat is dissipated by cool air stream in channel, where channel has inlet and outlet openings in end faces of vehicle
DE102006043907A1 (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Siemens Ag Electrical supply system for motor vehicle, has thermal generator provided beside rechargeable battery and partially converting heat resulting from combustion process of internal combustion engine into electricity
DE102005005077B4 (en) * 2004-02-05 2009-01-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Thermoelectric generator for an internal combustion engine
US7625647B2 (en) 2002-12-09 2009-12-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell system with integrated thermal-to-electric generating devices
DE102009025033A1 (en) 2009-06-10 2010-12-16 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelectric device and method of manufacturing a thermoelectric device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10252156A1 (en) * 2002-11-09 2004-05-19 Bayerische Motoren Werke Ag Motor vehicle for operating with a fuel cell has a fuel cell for generating electric power and a heat engine to convert heat from the fuel cell into mechanical energy
US7625647B2 (en) 2002-12-09 2009-12-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell system with integrated thermal-to-electric generating devices
DE102005005077B4 (en) * 2004-02-05 2009-01-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Thermoelectric generator for an internal combustion engine
DE102004053729A1 (en) * 2004-11-06 2006-05-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Motor vehicle, has fuel cell that is in heat conducting connection with cooling air channel wall so that fuel cell heat is dissipated by cool air stream in channel, where channel has inlet and outlet openings in end faces of vehicle
DE102004053729B4 (en) * 2004-11-06 2010-01-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Motor vehicle with a fuel cell
DE102006043907A1 (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Siemens Ag Electrical supply system for motor vehicle, has thermal generator provided beside rechargeable battery and partially converting heat resulting from combustion process of internal combustion engine into electricity
DE102009025033A1 (en) 2009-06-10 2010-12-16 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelectric device and method of manufacturing a thermoelectric device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2457270B1 (en) Thermoelectric module
DE102007063190B4 (en) Battery, consisting of several individual cells, in particular for a hybrid drive
DE19715989C1 (en) Thermo-generator for generation of current from waste heat provided by combustion heating device
EP2329548B1 (en) Battery module
EP2532036B1 (en) Heat exchanger for thermoelectric generators
DE102009018787A1 (en) battery module
WO2011057815A1 (en) Battery housing for holding electrochemical energy storage devices
DE102009013535A1 (en) Thermoelectric generator for generating electrical energy for heat energy from e.g. internal combustion engine of motor vehicle, has circular or oval pipe transmitting hot or cold medium along heat transmission path
DE2835501A1 (en) BATTERY
WO2017060152A1 (en) Drive battery assembly
DE102012006122A1 (en) Heat transfer device i.e. heating and/or cooling plate, for maintaining moderate temperature of battery cells of lithium ion battery of vehicle, has gutter-shaped advance channels and return channels extended over entire length of cavity
DE102009040067A1 (en) Battery i.e. lithium ion battery, for use in e.g. hybrid vehicle, has cooling device with individual plate-shaped cooling cells that are fixed between two battery cells by heating zones, and cooling zones protruded outward between cells
DE102010038781A1 (en) Combi heat exchanger and method for producing a combi heat exchanger
DE102010021811A1 (en) Cooling system for battery modules in electric vehicle, has cooling medium guiding element comprising heat conducting material and planar portions, where planar portions are formed in heat conducting contact with single cells
DE102014213671A1 (en) Cell connector with a tempering device, battery cell, battery module and motor vehicle
DE10107419A1 (en) Device for utilizing surplus heat from electric motor-vehicle fuel cells, has current generated by thermoelectric conversion supplied to chassis drive or to vehicle electrical network
DE102017218225A1 (en) cooling unit
DE102011086130A1 (en) Battery for vehicle e.g. hybrid or electric car, has heat sink that is connected with heat transfer surface of surge arrester using electrically insulating and thermally conductive adhesive film
DE102013100396B4 (en) thermoelectric device
DE102013219665A1 (en) Cooling fin and cooling arrangement
DE102016218140A1 (en) FUEL CELL STACK
EP2262019A2 (en) Thermoelectric device
DE10342655A1 (en) Device for generating electrical energy
DE102018130761A1 (en) Thermoelectric conversion device and vehicle
DE102022121853A1 (en) Fluid-temperable traction battery

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination