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DE102005026244B4 - Brennstoffzellenstapel und Schaltanordnung für einen Brennstoffzellenstapel - Google Patents

Brennstoffzellenstapel und Schaltanordnung für einen Brennstoffzellenstapel Download PDF

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DE102005026244B4
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Abstract

Schaltanordnung, um einen Stromfluss durch ein Segment (18) eines Brennstoffzellenstapels (12) selektiv zu ermöglichen, mit:
einer ersten Platte (26) einer ersten Brennstoffzelle (16), wobei die erste Platte (26) ein erstes nichtleitendes Substrat (54) umfasst, das einen sich durch dieses hindurch erstreckenden ersten leitenden Pfad hindurch aufweist, der in elektrischer Verbindung mit einem ersten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels (12) steht;
einer zweiten Platte (26) einer zu der ersten Brennstoffzelle (16) benachbarten zweiten Brennstoffzelle (16), wobei die zweite Platte (26) ein zweites nichtleitendes Substrat (54) umfasst, das einen sich durch dieses hindurch erstreckenden zweiten leitenden Pfad hindurch aufweist, der in elektrischer Verbindung mit einem zweiten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels (12) steht; und
einem ersten Schalter (72), der zwischen der ersten Platte (26) und der zweiten Platte (26) betätigbar angeordnet ist und in elektrischer Verbindung mit dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad steht;
wobei der erste...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffzellenstapel und insbesondere eine integrierte Kurzschlussisolierschaltung für einen Brennstoffzellenstapel.
  • Brennstoffzellensysteme werden zunehmend als eine Energie- bzw. Antriebsquelle für eine breite Vielzahl von Anwendungen verwendet. Brennstoffzellenvortriebssysteme sind auch zur Verwendung in Fahrzeugen als Ersatz für Verbrennungsmotoren vorgeschlagen worden. Die Brennstoffzellen erzeugen Elektrizität, die zum Laden von Batterien und/oder zum Antrieb eines Elektromotors verwendet wird. Eine Festpolymerelektrolyt-Brennstoffzelle umfasst eine Polymerelektrolytmembran (PEM), die schichtartig zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnet ist. Um Elektrizität durch eine elektrochemische Reaktion zu erzeugen, wird ein Brennstoff, gewöhnlich Wasserstoff (H2), jedoch auch Methan (CH4) oder Methanol (CH3OH), an die Anode geliefert und ein Oxidationsmittel, wie beispielsweise Sauerstoff (O2), an die Kathode geliefert. Die Quelle für Sauerstoff ist gewöhnlich Luft.
  • Bei einer ersten Halbzellenreaktion erzeugt die Aufspaltung des Wasserstoffs (H2) an der Anode Wasserstoffprotonen (H+) und Elektronen (e–). Die Membran ist protonenleitend und wirkt dielektrisch. Als Folge werden die Protonen durch die Membran hindurch transportiert. Die Elektronen fließen durch eine elektrische Last (wie beispielsweise die Batterien oder den Elektromotor), die über die Membran geschaltet ist. Bei einer zweiten Halbzellenreaktion reagiert Sauerstoff (O2) an der Kathode mit Protonen (H+), und Elektronen (e–) werden aufgenommen, um Wasser (H2O) zu bilden.
  • Die Lebensdauer des Brennstoffzellenstapels wird herkömmlich in Bezug auf die Anzahl von Stunden definiert, über die der Brennstoffzellenstapel jede seiner Brennstoffzellen oberhalb eines gegebenen Spannungsschwellenwertes für einen erforderlichen Stromabzug halten kann. Da Brennstoffzellen eines Brennstoffzellenstapels üblicherweise in Reihe geschaltet sind, wie dies beispielsweise in der DE 102 17 034 A1 beschrieben wird, kann eine einzelne Brennstoffzellenspannung nicht beeinflusst werden, ohne die Spannung jeder anderen Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellenstapel zu beeinflussen. Ferner sind, da nur ein Anodengasstrom und ein Kathodengasstrom dem gesamten Brennstoffzellenstapel zugeführt werden, die Zusammensetzung, Strömungsrate, Stöchiometrie, der Druck, wie auch die Befeuchtung der Gasströme nicht für jede einzelne Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellenstapel individualisiert. Daher bestehen herkömmlich keine Optionen zur unabhängigen Beeinflussung individueller Brennstoffzellenspannungen des zusammengebauten Brennstoffzellenstapels.
  • Die DE 198 27 880 C1 beschreibt eine Schaltungsanordnung für ein Brennstoffzellensystem, das aus mehreren in Reihe geschalteten Brennstoffzellen besteht. Um zu vermeiden, dass es bei einem Ausfall der Wasserstoff- bzw. Sauerstoffversorgung einer einzelnen Brennstoffzelle zu einer Verpolung und somit Beschädigung/Zerstörung dieser Brennstoffzelle kommt, sind Dioden oder steuerbare Schalter zwischen den Platten der Brennstoffzellen vorgesehen, mit denen die einzelnen Brennstoffzellen im Sinne einer niederohmigen Parallelschaltung überbrückt werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unabhängige Beeinflussung einzelner Brennstoffzellenspannungen eines zusammengebauten Brennstoffzellenstapels zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Schaltanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Brennstoffzellenstapel mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
  • Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung eine Schaltanordnung vor, um selektiv einen Stromfluss durch ein Segment eines Brennstoffzellenstapels zu ermöglichen. Die Schaltanordnung umfasst eine erste Platte, die ein erstes nichtleitendes Substrat mit einem ersten leitenden Pfad hindurch umfasst, und eine zweite Platte, die ein zweites nichtleitendes Substrat mit einem zweiten leitenden Pfad hindurch umfasst. Ein erster Schalter ist zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte angeordnet und steht in elektrischer Verbindung mit dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad. Der erste Schalter ist in eine offene Betriebsart betätigbar, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu hemmen. Der erste Schalter ist in eine geschlossene Betriebsart betätigbar, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu ermöglichen.
  • Bei einer Ausführungsform ist der erste Schalter ein elektrisch betätigter Schalter.
  • Bei einer anderen Ausführungsform umfasst die erste Platte ferner ein leitendes flächiges Element, das eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten leitenden Pfad und einem benachbarten Segment des Brennstoffzellenstapels ermöglicht.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die zweite Platte ferner ein leitendes flächiges Element, das eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten leitenden Pfad und einem benachbarten Segment des Brennstoffzellenstapels ermöglicht.
  • Bei einer anderen Ausführungsform umfasst die Schaltanordnung ferner einen dritten leitenden Pfad durch die erste Platte und einen vierten leitenden Pfad durch die zweite Platte. Zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte ist ein zweiter Schalter angeordnet, der in elektrischer Verbindung mit dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad steht. Der zweite Schalter ist in eine offene Betriebsart betätigbar, um einen Stromfluss zwischen dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad zu hemmen. Der zweite Schalter ist in eine geschlossene Betriebsart betätigbar, um einen Stromfluss zwischen dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad zu ermöglichen.
  • Bei einer anderen Ausführungsform sind der erste und zweite Schalter elektrisch betätigte Schalter.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform werden der erste und zweite Schalter unabhängig voneinander betätigt.
  • Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend detaillierter beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Brennstoffzellenstapels ist, der integrierte Schaltanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
  • 2 eine Explosionsdarstellung eines Abschnitts des Brennstoffzellenstapels ist, die Komponenten einer integrierten Schaltanordnung darstellt;
  • 3 ein Schnitt in Explosionsdarstellung der integrierten Schaltanordnung ist; und
  • 4 ein Schnitt der kombinierten integrierten Schaltanordnung ist.
  • In 1 ist ein Brennstoffzellenstapel 12 gezeigt. Der Brennstoffzellenstapel 12 umfasst eine Serie von Brennstoffzellenblöcken 14. Die Brennstoffzellenblöcke 14 umfassen jeweils eine Serie von Brennstoffzellen 16, die in Brennstoffzellensegmente 18 unterteilt sind, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Integrierte Schaltanordnungen 20 unterteilen die Brennstoffzellenblöcke 14. Jedes Brennstoffzellensegment 18 wird als ein Unterstapel betrachtet. Jedes Brennstoffzellensegment 18 ist selektiv in elektrischer Reihe mit entsprechenden Brennstoffzellensegmenten 18 benachbarter Brennstoffzellenblöcke 14 unter Verwendung der integrierten Schaltanordnungen 20 verbunden. Der beispielhafte Brennstoffzellenstapel 12 von 1 umfasst dreißig Brennstoffzellen 16, die durch drei integrierte Schaltanordnungen 20 in drei Brennstoffzellenblöcke 14 unterteilt sind. Jeder Brennstoffzellenblock 14 umfasst sechs Brennstoffzellensegmente 18. Somit sieht der beispielhafte Brennstoffzellenstapel 12 achtzehn Brennstoffzellensegmente 18 oder Unterstapel vor, die voneinander elektrisch unabhängig sind.
  • In den 2 und 4 ist eine Brennstoffzelle 16 gezeigt, die eine Membranelektrodenanordnung (MEA) 22 umfasst, die schichtartig zwischen einer bipolaren Platte 24 und einer abgewandelten bipolaren Platte 26 angeordnet ist. Es sind Diffusionsmedien 28 vorgesehen, die zwischen der MEA 22 und den bipolaren Platten 24, 26 angeordnet sind. Eine integrierte Schaltanordnung 20 trennt die Brennstoffzelle 16 von einer benachbarten Brennstoffzelle 16 (nicht gezeigt).
  • Die bipolare Platte 24 umfasst eine erste Reaktandenseite 30 mit darin ausgebildeten Reaktandenströmungskanälen 32 und eine zweite Reaktandenseite 34 mit darin ausgebildeten Reaktandenströmungskanälen 35. Ein Recktand (d. h. Wasserstoff oder Sauerstoff) strömt durch die Reaktandenströmungskanäle 32 über die erste Reaktandenseite 30 und wird durch die Diffusionsmedien 28 zur Reaktion über die MEA 22 verteilt. Ein anderer Recktand (d. h. der andere aus Wasserstoff oder Sauerstoff) strömt durch die Reaktandenströmungskanäle 35 über die zweite Reaktandenseite 34 und wird durch benachbarte Diffusionsmedien 28 (nicht gezeigt) zur Reaktion über eine benachbarte MEA 22 (nicht gezeigt) verteilt. Es ist eine Serie von Kühlmittelströmungskanälen 36 durch die bipolare Platte 24 ausgebildet, die eine Kühlmittelströmung hindurch erleichtern, um eine Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 zu regulieren. Ein Dichtungselement 38 ist zwischen der bipolaren Platte 24 und der MEA 22 angeordnet, um die Fluidströmung durch die Diffusionsmedien 28 abzudichten.
  • Die bipolare Platte 24 umfasst ein nichtleitendes Substrat 40 mit einer Serie leitender flächiger Elemente 42, die an der ersten Reaktandenseite 30 angeordnet sind, und einer Serie leitender flächiger Elemente 44, die an der zweiten Reaktandenseite 34 angeordnet sind. Die leitenden flächi gen Elemente 42 an der ersten Reaktandenseite 30 stehen in elektrischer Verbindung mit den leitenden flächigen Elementen 44 an der zweiten Reaktandenseite 34 durch das nichtleitende Substrat 40. Auf diese Art und Weise ist die bipolare Platte 24 elektrisch in Segmente aufgeteilt, um einen Stromfluss von einem leitenden flächigen Element 42 an der ersten Reaktandenseite 30 zu einem entsprechenden leitenden flächigen Element 44 an der zweiten Reaktandenseite 34 zu ermöglichen. Obwohl die beispielhafte bipolare Platte 24 von 2 eine bipolare Platte 24 mit sechs Segmenten zeigt, sei angemerkt, dass die bipolare Platte 24 mehr oder weniger Segmente umfassen kann.
  • Die abgewandelte bipolare Platte 26 umfasst eine Reaktandenseite 46 und eine Kollektorseite 48. Die Reaktandenseite 46 umfasst Reaktandenströmungskanäle 50, die darin ausgebildet sind. Ein Recktand (d. h. Wasserstoff oder Sauerstoff) strömt durch die Reaktandenströmungskanäle 50 über die Reaktandenseite 46 und wird durch die Diffusionsmedien 28 zur Reaktion über die MEA 22 verteilt. Eine Serie von Kühlmittelströmungskanälen 52 ist durch die abgewandelte bipolare Platte 26 hindurch ausgebildet und erleichtert eine Kühlmittelströmung hindurch, um eine Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 zu regulieren. Ein Dichtungselement 38 ist zwischen der abgewandelten bipolaren Platte 26 und der MEA 22 angeordnet, um die Fluidströmung durch die Diffusionsmedien 28 abzudichten.
  • Die abgewandelte bipolare Platte 26 umfasst ein nichtleitendes Substrat 54 mit einer Serie leitender flächiger Elemente 56, die an der Reaktandenseite 46 angeordnet sind, und einer Serie leitender flächiger Elemente 58, die an der Kollektorseite 48 angeordnet sind. Die leitenden flächigen Elemente 56 an der Reaktandenseite 46 stehen in elektrischer Verbindung mit den leitenden flächigen Elementen 58 an der Kollektorseite 48 durch das nichtleitende Substrat 54. Auf diese Art und Weise ist die abgewandelte bipolare Platte 26 elektrisch in Segmente unterteilt, um einen Stromfluss von einem leitenden flächigen Element 56 auf der Reaktandenseite 46 an ein entsprechendes leitendes flächiges Element 58 auf der Kollektorseite 48 zu ermöglichen. Es sei angemerkt, dass die bipolare Platte 24 und die abgewandelte bipolare Platte 26 die gleiche Anzahl von Segmenten (beispielsweise sechs Segmente) umfassen.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die integrierte Schaltanordnung 20 zwischen einem Satz abgewandelter bipolarer Platten 26 angeordnet. Die integrierte Schaltanordnung 20 umfasst eine Schaltplatte 60 und eine Abstandsplatte 62. Die Schaltplatte 60 umfasst ein nichtleitendes Substrat 64 mit einer Konzentratorseite 66 und einer Schaltseite 68. Die Konzentratorseite 66 umfasst eine Serie leitender flächiger Elemente 70, die benachbart zu leitenden flächigen Elementen 58 der Kollektorseite 48 der abgewandelten bipolaren Platte 26 angeordnet sind.
  • Die Schaltseite 68 umfasst eine Serie integrierter Schalter 72, die jedem leitenden flächigen Elemente 70 zugeordnet sind. Die Schalter 72 sind elektrisch betätigte Schalter, die ein niedriges physisches Profil, eine hohe Kapazität zum Führen von Strom wie auch einen ultraniedrigen Widerstand besitzen. Bei einer Ausführungsform können die Schalter 72 als ein äußerst leitender Halbleiterschalter ausgeführt sein, der unter Verwendung eines relativ kleinen Spannungssignals betätigt werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann der Halbleiterschalter außerhalb oder innerhalb des Brennstoffzellenstapels ausgebildet sein. Es wird eine Steu erschaltung dazu verwendet, um das relativ kleine Spannungssignal in Ansprechen auf eine niedrige Zellenspannung zu erzeugen. Bei einer alternativen Ausführungsform können die Schalter 72 die Form einer Diode annehmen, die bei einer gegebenen Spannung von einem leitenden Zustand in einen nicht leitenden Zustand wechselt. Bei dieser alternativen Ausführungsform funktioniert die Diode als ein Schalter, indem sie bei einer vorbestimmten Spannung oder Schwellenspannung ein- und ausgeschaltet wird, wodurch der Bedarf nach einer weiteren Steuerschaltung zur Betätigung des Schalters beseitigt wird. Somit repräsentiert der über Diode implementierte Schalter eine Ausführungsform, bei der sich die Schalter innerhalb eines Brennstoffzellenstapels befinden.
  • Die Schalter 72 stehen in elektrischer Verbindung mit den leitenden flächigen Elementen 70 durch das nichtleitende Substrat 64. Bei einer Ausführungsform erlaubt ein jedem Schalter 72 zugeordneter Durchgang 74 eine elektrische Verbindung zwischen dem entsprechenden leitenden flächigen Element 70 und dem Schalter 72. Leitungen einer gedruckten Verdrahtung (nicht gezeigt) können in das nichtleitende Substrat 64 integriert sein. Die Leitungen der gedruckten Verdrahtung verlaufen zu einem Rand der Schalterplatte 60, um zu ermöglichen, dass Schaltersignale an die einzelnen Schalter 72 geliefert werden können. Auf diese Art und Weise kann jeder Schalter 72 durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) zwischen offenen und geschlossenen Positionen fernbetätigt werden.
  • Die Abstandsplatte 62 umfasst ein nichtleitendes Substrat 76 mit Strompfaden 78 und Taschen 80, die darin ausgebildet sind. Die Taschen 80 sehen einen Anordnungsraum für die Schalter 72 der Schalterplatte 60 vor. Die Strompfade 78 erlauben eine elektrische Verbindung zwischen den Schaltern 72 und dem leitenden flächigen Element 58 der benachbarten abgewandelten bipolaren Platte 26.
  • In 4 ist der Betrieb des Brennstoffzellenstapels 12 detaillierter beschrieben. Im Betrieb erzeugt eine Reaktion des Wasserstoffs und Sauerstoffs über die MEA 22 Strom. Der Strom fließt durch die leitenden flächigen Elemente 44 auf der Reaktandenseite der abgewandelten bipolaren Platte an die leitenden flächigen Elemente auf der Kollektorseite. Der Strom fließt selektiv durch die integrierte Schaltanordnung 20 zu der abgewandelten bipolaren Platte 26 auf der anderen Seite der integrierten Schaltanordnung 20. Insbesondere wenn ein Schalter 72 in der geschlossenen Position ist, wird ein Stromfluss durch das entsprechende Segment 18 ermöglicht. Wenn ein Schalter 72 in der offenen Position ist, wird ein Stromfluss durch das entsprechende Segment 18 verhindert.
  • Durch Einbau der integrierten Schaltanordnungen 20 können einzelne Segmente des Brennstoffzellenstapels 12 ausgeschaltet werden. Auf diese Weise können Gebiete der MEAs elektrisch isoliert werden, um die Spannung einer mit niedriger Leistung arbeitenden Brennstoffzelle 16 des Brennstoffzellenstapels 12 anzuheben. Aufgrund dessen können Gebiete des Brennstoffzellenstapels 12, die eine Gesamtleistungsfähigkeit des Brennstoffzellenstapels behindern, von dem Brennstoffzellenstapel 12 elektrisch entfernt werden, wodurch die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzellengruppen 14 verbessert wird.
  • Zusammengefasst ermöglicht eine Schaltanordnung selektiv einen Stromfluss durch ein Segment eines Brennstoffzellenstapels. Die Schaltanordnung umfasst eine erste Platte mit einem ersten nicht leitenden Substrat, das einen ersten leitenden Pfad hindurch aufweist, und eine zweite Platte mit einem zweiten nicht leitenden Substrat, das einen zweiten leitenden Pfad hindurch aufweist. Zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte ist ein erster Schalter angeordnet, der in elektrischer Verbindung mit dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad steht. Der erste Schalter ist in eine offene Betriebsart betätigbar, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu hemmen. Der erste Schalter ist in eine geschlossene Betriebsart betätigbar, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu ermöglichen.

Claims (19)

  1. Schaltanordnung, um einen Stromfluss durch ein Segment (18) eines Brennstoffzellenstapels (12) selektiv zu ermöglichen, mit: einer ersten Platte (26) einer ersten Brennstoffzelle (16), wobei die erste Platte (26) ein erstes nichtleitendes Substrat (54) umfasst, das einen sich durch dieses hindurch erstreckenden ersten leitenden Pfad hindurch aufweist, der in elektrischer Verbindung mit einem ersten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels (12) steht; einer zweiten Platte (26) einer zu der ersten Brennstoffzelle (16) benachbarten zweiten Brennstoffzelle (16), wobei die zweite Platte (26) ein zweites nichtleitendes Substrat (54) umfasst, das einen sich durch dieses hindurch erstreckenden zweiten leitenden Pfad hindurch aufweist, der in elektrischer Verbindung mit einem zweiten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels (12) steht; und einem ersten Schalter (72), der zwischen der ersten Platte (26) und der zweiten Platte (26) betätigbar angeordnet ist und in elektrischer Verbindung mit dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad steht; wobei der erste Schalter (72) in eine offene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu unterbinden, und in eine geschlossene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu ermöglichen.
  2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Schalter (72) ein elektrisch betätigter Schalter ist.
  3. Schaltanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Schalter (72) eine Diode ist, die in Ansprechen auf eine Zellenspannung betätigbar ist.
  4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Platte (26) ferner ein leitendes Plättchen (56) umfasst, das eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem ersten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels (12) vorsieht.
  5. Schaltanordnung nach Anspruch 1, wobei die zweite Platte (26) ferner ein leitendes Plättchen (56) umfasst, das eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten leitenden Pfad und dem zweiten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels (12) vorsieht.
  6. Schaltanordnung nach Anspruch 1, ferner mit: einem dritten leitenden Pfad durch die erste Platte (26), der in elektrischer Verbindung mit einem dritten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels (12) steht; einem vierten leitenden Pfad durch die zweite Platte (26), der in elektrischer Verbindung mit einem vierten Segment (18) des Brennstoffzellenstapels steht; und einem zweiten Schalter (72), der zwischen der ersten Platte (26) und der zweiten Platte (26) angeordnet ist und in elektrischer Verbindung mit dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad steht; wobei der zweite Schalter (72) in eine offene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad zu unterbinden, und in eine geschlossene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad zu ermöglichen.
  7. Schaltanordnung nach Anspruch 6, wobei der erste und zweite Schalter (72) elektrisch betätigte Schalter sind.
  8. Schaltanordnung nach Anspruch 6, wobei der erste und zweite Schalter (72) Dioden sind, die in Ansprechen auf eine Zellenspannung betätigbar sind.
  9. Schaltanordnung nach Anspruch 6, wobei der erste und zweite Schalter (72) unabhängig voneinander betätigbar sind.
  10. Brennstoffzellenstapel (12) mit: einem ersten Brennstoffzellenblock (14) mit einem ersten Satz von darin definierten Segmenten (18); einem zu dem ersten Brennstoffzellenblock (14) benachbarten zweiten Brennstoffzellenblock (14) mit einem zweiten Satz von darüber definierten Segmenten (18); und einer Schaltanordnung, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Satz von Segmenten (18) und dem zweiten Satz von Segmenten (18) selektiv zu ermöglichen, wobei die Schaltanordnung umfasst: eine dem ersten Brennstoffzellenblock (14) zugeordnete erste Platte (26) mit einem ersten nichtleitenden Substrat (54), das einen ersten leitenden Pfad hindurch aufweist, der in elektrischer Verbindung mit einem ersten Segment des ersten Satzes von Segmenten (18) steht; eine dem zweiten Brennstoffzellenblock (14) zugeordnete zweite Platte (26) mit einem zweiten nichtleitenden Substrat (54), das einen zweiten leitenden Pfad hindurch aufweist, der in elektrischer Verbindung mit einem ersten Segment des zweiten Satzes von Segmenten (18) steht; und einem ersten Schalter (72), der zwischen der ersten Platte (26) und der zweiten Platte (26) betätigbar angeordnet ist und in elektrischer Verbindung mit dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad steht; wobei der erste Schalter (72) in eine offene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu unterbinden, und in eine geschlossene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem zweiten leitenden Pfad zu ermöglichen.
  11. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 10, wobei der erste Schalter (72) ein elektrisch betätigbarer Schalter ist.
  12. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 10, wobei der erste Schalter (72) eine Diode ist, die in Ansprechen auf eine Zellenspannung betätigbar ist.
  13. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 10, wobei die erste Platte (26) ferner ein leitendes Plättchen (56) umfasst, das eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten leitenden Pfad und dem ersten Segment des ersten Satzes von Segmenten (18) vorsieht.
  14. Brennstoffzellenstapel nach Ans nach 10, wobei die zweite Platte (26) ferner ein leitendes Plättchen (56) umfasst, das eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten leitenden Pfad und dem ersten Segment des zweiten Satzes von Segmenten (18) vorsieht.
  15. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 10, wobei die Schaltanordnung ferner umfasst: einen dritten leitenden Pfad durch die erste Platte (26), der in elektrischer Verbindung mit einem zweiten Segment des ersten Satzes von Segmenten (18) steht; einen vierten leitenden Pfad durch die zweite Platte (26), der in elektrischer Verbindung mit einem zweiten Segment des zweiten Satzes von Segmenten (18) steht; und einen zweiten Schalter (72), der zwischen der ersten Platte (26) und der zweiten Platte (26) betätigbar angeordnet ist und in elektrischer Verbindung mit dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad steht; wobei der zweite Schalter (72) in eine offene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad zu unterbinden, und in eine geschlossene Betriebsart betätigbar ist, um einen Stromfluss zwischen dem dritten leitenden Pfad und dem vierten leitenden Pfad zu ermöglichen.
  16. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 15, wobei der erste und zweite Schalter (72) elektrisch betätigte Schalter sind.
  17. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 15, wobei der erste und zweite Schalter (72) Dioden sind, die in Ansprechen auf eine Zellenspannung betätigbar sind.
  18. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 15, wobei der erste und zweite Schalter (72) unabhängig voneinander betätigbar sind.
  19. Brennstoffzellenstapel (12) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, wobei der erste Satz von Segmenten ein erster Brennstoffzellenunterstapel (18) mit einer Vielzahl elektrische in Reihe geschalteter Brennstoffzellen ist; und wobei der zweite Satz von Segmenten ein zweiter Brennstoffzellenunterstapel (18) mit einer Vielzahl elektrische in Reihe geschalteter Brennstoffzellen ist.
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