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DE102023208811A1 - Elektrochemisches System mit verbesserter Topologie - Google Patents

Elektrochemisches System mit verbesserter Topologie Download PDF

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DE102023208811A1
DE102023208811A1 DE102023208811.8A DE102023208811A DE102023208811A1 DE 102023208811 A1 DE102023208811 A1 DE 102023208811A1 DE 102023208811 A DE102023208811 A DE 102023208811A DE 102023208811 A1 DE102023208811 A1 DE 102023208811A1
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electrochemical system
electrochemical
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DE102023208811.8A
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Inventor
Hristina Cigarida
Linda Bueyuekleyla
Christoph Haupt
Caglar Korkmaz
Klaus Spennemann
Robert Nitsche
Claudius Schenuit
Hanna Reuter
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrochemisches System (10), insbesondere Brennstoffzellensystem (12), umfassend eine Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen (14), insbesondere Brennstoffzellenvorrichtungen (16), und eine Vielzahl an Funktionseinheiten (18). Es wird vorgeschlagen eine, insbesondere zentrale, Medienführung (36) oberhalb der elektrochemischen Vorrichtungen (14) und der Funktionseinheiten (18) anzuordnen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrochemisches System, insbesondere Brennstoffzellensystem, umfassend eine Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, insbesondere Brennstoffzellenvorrichtungen, und eine Vielzahl an Funktionseinheiten.
  • Stand der Technik
  • Es sind bereits elektrochemische Systeme, wie beispielsweise Brennstoffzellensysteme, bekannt, die eine Vielzahl an Brennstoffzellenvorrichtungen und eine Vielzahl an Funktionseinheiten aufweisen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das vorliegende elektrochemische System, insbesondere Brennstoffzellensystem, hat demgegenüber den Vorteil, dass eine, insbesondere zentrale, Medienführung oberhalb der elektrochemischen Vorrichtungen und/oder der Funktionseinheiten angeordnet ist. Dadurch kann der Zugang zu den elektrochemischen Vorrichtungen und den Funktionseinheiten erleichtert werden, wodurch wiederum die Wartungsfreundlichkeit erhöht wird.
  • Darüber hinaus sind vorteilhafte Weiterbildungen des elektrochemischen Systems, insbesondere Brennstoffzellensystems, möglich. So ist es von Vorteil, wenn die elektrochemischen Vorrichtungen ausgehend von einer vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems auf einer ersten Seite angeordnet sind und die Funktionseinheiten ausgehend von der vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems auf einer zweiten Seite angeordnet sind. Dadurch kann der Schwerpunkt des elektrochemischen Systems vorteilhaft zusätzlich in einem mittleren Bereich der Gesamtanordnung des elektrochemischen Systems gehalten werden, wodurch wiederum ein Aufstellen und/oder ein Transport des elektrochemischen Systems vereinfacht werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die, insbesondere zentrale, Medienführung zum Großteil ausgehend von der vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems auf der zweiten Seite, insbesondere oberhalb der Funktionseinheiten, angeordnet. Dadurch kann zum einen der Schwerpunkt des elektrochemischen Systems besonders vorteilhaft in dem mittleren Bereich der Gesamtanordnung des elektrochemischen Systems gehalten werden und zum anderen kann eine platzsparende Anordnung der Medienführung ermöglicht werden.
  • Von Vorteil ist es auch, wenn die elektrochemischen Vorrichtungen und zumindest eine, insbesondere mindestens zwei, der Funktionseinheiten auf einer, insbesondere als Grundplatte ausgebildeten, Unterkonstruktion angeordnet sind. Dadurch kann der Schwerpunkt des elektrochemischen Systems vorteilhaft zusätzlich in einem unteren Bereich der Gesamtanordnung des elektrochemischen Systems gehalten werden, wodurch wiederum ein Aufstellen und/oder ein Transport des elektrochemischen Systems zusätzlich vereinfacht werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn aus der Unterkonstruktion eine Stützkonstruktion hervorsteht, die sich im Wesentlichen entlang einer Längsebene des elektrochemischen Systems erstreckt. Dadurch kann die Stabilität der Gesamtanordnung des elektrochemischen Systems erhöht werden, wodurch wiederum ein Aufstellen und/oder ein Transport des elektrochemischen Systems sicherer erfolgen kann.
  • Von Vorteil ist es auch, wenn die Stützkonstruktion brüstungsartig und/oder wandartig ausgebildet ist. Dadurch wird eine einfache und platzsparende Ausgestaltung ermöglich.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn die Stützkonstruktion Ausnehmungen aufweist. Dadurch kann Material gespart werden, wodurch wiederum die Kosten geringgehalten werden können.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn an der Unterkonstruktion und/oder an der Stützkonstruktion zumindest teilweise ein, insbesondere erster, tragender Rahmen für eine Verkabelung angebracht ist. Dadurch wird eine platzsparende Verkabelung ermöglicht.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn an der Unterkonstruktion und/oder an der Stützkonstruktion zumindest teilweise ein, insbesondere zweiter, vorzugsweise am ersten tragenden Rahmen angebrachter, tragender Rahmen für eine, insbesondere zentrale, Medienführung angebracht ist. Dadurch wird eine platzsparende und zugleich stabile Anordnung der Medienführung ermöglicht.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn an der Unterkonstruktion Befestigungsmittel für eine Hebemaschine, insbesondere einen Kran, ausgebildet sind. Dadurch kann ein Transport, insbesondere ein Aufladen, der des elektrochemischen Systems vereinfacht werden.
  • Unter einer „elektrochemischen Vorrichtung“ wiederum kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, chemische Energie in elektrische Energie oder umgekehrt umzuwandeln. Eine elektrochemische Vorrichtung kann beispielsweise eine Brennstoffzellenvorrichtung sein, welche insbesondere die Umwandlung eines Brennstoffs, z.B. Wasserstoff, in elektrische Energie ermöglicht, oder ein Elektrolysezellenvorrichtung, welche insbesondere die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie, vorzugsweise zur Speicherung, ermöglicht.
  • Unter einem „elektrochemischen System“ kann vorliegend insbesondere ein System verstanden werden, welches eine Vielzahl von elektrochemischen Vorrichtungen umfasst. Entsprechend kann unter einem „elektrochemischen System“ insbesondere auch ein System verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, chemische Energie in elektrische Energie oder umgekehrt, insbesondere mit Hilfe einer Vielzahl von elektrochemischen Vorrichtungen, umzuwandeln. So kann ein elektrochemisches System beispielsweise ein Brennstoffzellensystem sein, welches, insbesondere mit Hilfe einer Vielzahl von Brennstoffzellenvorrichtungen, die Umwandlung eines Brennstoffs, z.B. Wasserstoff, in elektrische Energie ermöglicht, oder ein Elektrolysezellensystem, welches, insbesondere mit Hilfe einer Vielzahl an Elektrolysezellenvorrichtungen, die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie, vorzugsweise zur Speicherung, ermöglicht. Insbesondere hat ein elektrochemisches System üblicherweise zumindest eine zentrale Einheit, wie beispielsweise eine zentrale Steuereinheit, welche einen Betrieb einer Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, bevorzugt zur Maximierung eines Gesamtwirkungsgrades des elektrochemischen Systems, aufeinander abstimmt.
  • Unter einer „Funktionseinheit“ soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Komponente oder ein Subsystem des elektrochemischen Systems verstanden werden, die oder das eine bestimmte Funktion oder Aufgabe im Rahmen eines üblichen Betriebs des elektrochemischen Systems, insbesondere im Rahmen der Erzeugung und/oder Umwandlung von Energie durch das elektrochemische System, ausführt. Diese Funktionseinheit kann eine Kombination von Materialien, Bauteilen und Prozessen umfassen, die zu einem effizienten Betrieb des elektrochemischen Systems beitragen.
  • Unter einer „vertikalen Längsebene“ soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine imaginäre Ebene verstanden werden, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt und die Längsachse eines Objekts oder einer Anordnung beinhaltet. Insbesondere teilt die vertikale Längsebene das Objekt oder die Anordnung in zwei Hälften. Dem entsprechend kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine erste Seite eines Objekts oder einer Anordnung, bezogen auf eine vertikale Längsebene, als eine erste Hälfte des Objekts oder der Anordnung verstanden werden, während eine zweite Seite des Objekts oder der Anordnung, bezogen auf dieselbe Längsebene, als eine zweite Hälfte des Objekts oder der Anordnung verstanden werden kann.
  • Unter einer „Längsachse“ eines Objekts oder einer Anordnung soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Achse verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher das Objekt oder die Anordnung gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft.
  • Unter einem „Längsende“ soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Ende eines Objekts oder einer Anordnung in Bezug auf die Erstreckung seiner oder ihrer Längsachse verstanden werden.
  • Unter einer „Querseite“ soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine kleinste Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders, welcher das Objekt oder die Anordnung gerade noch vollständig umschließt, verstanden werden, welche senkrecht zur Längsachse verläuft.
  • Unter einer „Fluideinheit“ soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Funktionseinheit verstanden werden, welche pneumatische und/oder hydraulische Komponenten umfasst. Entsprechend kann es sich bei einer Fluideinheit um eine hydraulische Einheit, eine pneumatische Einheit oder eine Kombination aus einer hydraulischen Einheit und einer pneumatischen Einheit handeln. Insbesondere ist die Fluideinheit dazu vorgesehen, fluidtechnische (hydraulische und/oder pneumatische) Funktionen oder Aufgaben für den Betrieb des elektrochemischen Systems zu erfüllen. Bevorzugt ist die Fluideinheit dazu vorgesehen, Medien, wie Erdgas und/oder Wasser, für den Betrieb des elektrochemischen Systems vorzubereiten, nachzubereiten und/oder zu nutzen.
  • Unter einer „elektrischen Einheit“ soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Funktionseinheit verstanden werden, welche elektrische Komponenten, Schaltungen und/oder Module umfasst. Insbesondere ist die elektrische Einheit dazu vorgesehen, elektrische Funktionen oder Aufgaben für den Betrieb des elektrochemischen Systems zu erfüllen.
  • Unter der Formulierung „im Wesentlichen“ soll im Rahmen der Erfindung insbesondere verstanden werden, dass ein Zustand oder eine Eigenschaft, auf welchen oder welche sich die Formulierung bezieht, in seinen grundlegenden oder wichtigen Aspekten oder Charakteristika vorhanden oder erfüllt ist, aber möglicherweise nicht in allen Details oder nicht in perfekter Genauigkeit. Insbesondere zeigt die Formulierung an, dass, obwohl es einige geringfügige Toleranzen, Abweichungen, Variationen oder Unvollkommenheiten geben kann, der Zustand oder die Eigenschaft dennoch vorhanden ist. Insbesondere zeigt die Formulierung an, dass eine Nähe zum Zustand oder zur Eigenschaft erreicht wurde, selbst wenn dieser oder diese nicht zu 100% perfekt oder exakt ist. Insbesondere zeigt die Formulierung an, dass der Zustand oder die Eigenschaft zumindest zu 90%, vorzugweise zumindest zu 95 %, erreicht ist.
  • Zeichnungen
  • In den Zeichnungen sind zur Veranschaulichung verschiedene Teildarstellungen eines Ausführungsbeispiels eines elektrochemischen Systems gezeigt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • 1 eine schematische Draufsicht des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Stützkonstruktion, tragenden Rahmen, einer Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, einer Vielzahl an Funktionseinheiten, einer Schnittstellenanordnung und einer Medienführung;
    • 2 eine schematische Seitenansicht auf eine erste Seite des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Stützkonstruktion, tragenden Rahmen, einer Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, einer Vielzahl an Funktionseinheiten, einer Schnittstellenanordnung und einer Medienführung;
    • 3 eine schematische Seitenansicht auf eine zweite Seite des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Stützkonstruktion, tragenden Rahmen, einer Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, einer Vielzahl an Funktionseinheiten, einer Schnittstellenanordnung und einer Medienführung;
    • 4 eine schematische Draufsicht des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, einer Vielzahl an Funktionseinheiten und einer Schnittstellenanordnung;
    • 5 eine schematische Seitenansicht auf eine erste Seite des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, einer Vielzahl an Funktionseinheiten und einer Schnittstellenanordnung;
    • 6 eine schematische Seitenansicht auf eine zweite Seite des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen, einer Vielzahl an Funktionseinheiten und einer Schnittstellenanordnung;
    • 7 eine schematische Draufsicht des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Stützkonstruktion und tragenden Rahmen;
    • 8 eine schematische Seitenansicht auf eine erste Seite des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Stützkonstruktion, tragenden Rahmen und tragenden Rahmen;
    • 9 eine schematische Seitenansicht auf eine zweite Seite des Ausführungsbeispiel des elektrochemischen Systems in einer Teildarstellung mit einer Unterkonstruktion, einer Stützkonstruktion, und tragenden Rahmen.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den Figuren sind zur Veranschaulichung der Erfindung verschiedene Teildarstellungen eines Ausführungsbeispiels eines elektrochemischen Systems 10, im vorliegenden Fall eines Brennstoffzellensystems 12, gezeigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das elektrochemische System 10, bzw. das Brennstoffzellensystem 12, eine Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen 14, im vorliegenden Fall Brennstoffzellenvorrichtungen 16, und eine Vielzahl an Funktionseinheiten 18.
  • Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, sind die elektrochemischen Vorrichtungen 14 und zumindest eine, im gezeigten Fall zwei, der Funktionseinheiten 18 auf einer, vorliegend als Grundplatte 20 ausgebildeten, Unterkonstruktion 22 angeordnet. Dadurch kann der Schwerpunkt des elektrochemischen Systems 10 vorteilhaft in einem unteren Bereich 24 der Gesamtanordnung des elektrochemischen Systems 10 gehalten werden, wodurch wiederum ein Aufstellen und/oder ein Transport des elektrochemischen Systems 10 vereinfacht werden kann.
  • Aus der Unterkonstruktion 22 steht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Stützkonstruktion 26 hervor, die sich im Wesentlichen entlang einer Längsebene L des elektrochemischen Systems 10 erstreckt. Dadurch kann die Stabilität der Gesamtanordnung, vorliegend der Unterkonstruktion und damit auch der Gesamtanordnung, des elektrochemischen Systems 10 erhöht werden, wodurch wiederum ein Aufstellen und/oder ein Transport des elektrochemischen Systems 10 sicherer erfolgen kann.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Unterkonstruktion 22 rechteckig ausgebildet. Dadurch kann ein Aufstellen und/oder ein Transport des elektrochemischen Systems 10 zusätzlich vereinfacht werden.
  • Die Stützkonstruktion 26 wiederum ist in dem gezeigten Fall brüstungsartig und/oder wandartig ausgebildet. Dadurch wird eine einfache und platzsparende Ausgestaltung ermöglich.
  • Des Weiteren weist die Stützkonstruktion 26 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Ausnehmungen 28 auf. Dadurch kann Material gespart werden, wodurch wiederum die Kosten geringgehalten werden können.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist wiederum an, vorliegend auf, der Stützkonstruktion 28 ein tragender Rahmen 30, im gezeigten Fall ein erster tragender Rahmen 32, für eine Verkabelung angebracht, bzw. aufgebracht. Dadurch wird eine platzsparende Verkabelung (welche für eine übersichtlichere Veranschaulichung vorliegend nicht näher dargestellt ist) ermöglicht.
  • Alternativ wäre es aber auch möglich, dass der tragende Rahmen 30, bzw. der erste tragende Rahmen 32, an, bzw. auf, der Unterkonstruktion angebracht ist. Auch wäre es möglich, dass der tragende Rahmen 30, bzw. der erste tragende Rahmen 32, sowohl an, bzw. auf, der Stützkonstruktion 28 als auch an, bzw. auf, der Unterkonstruktion 22 angebracht, bzw. aufgebracht ist.
  • In dem gezeigten Fall bildet der tragende Rahmen 30, vorliegend der erste tragende Rahmen 32, eine Aufnahme für die Verkabelung. Dadurch kann diese besonders platzsparend ausgestaltet werden.
  • An, bzw. auf, dem tragenden Rahmen 30, vorliegend an, bzw. auf, dem ersten tragenden Rahmen 32, ist in dem gezeigten Fall wiederum ein tragender Rahmen 30, vorliegend ein zweiter tragender Rahmen 34, für eine, im gezeigten Fall zentrale, Medienführung 36 angebracht, bzw. aufgebracht. Gleichzeitig ist dieser tragende Rahmen 30, bzw. dieser zweite tragende Rahmen 34, an, bzw. auf, der Unterkonstruktion 22 angebracht, bzw. aufgebracht. Dadurch wird eine platzsparende und zugleich stabile Anordnung der Medienführung 36 ermöglicht.
  • Alternativ wäre es aber auch möglich, dass der tragende Rahmen 30, vorliegend der zweite Tragende Rahmen 34, zumindest teilweise direkt an, bzw. auf, der Stützkonstruktion 28 angebracht, bzw. aufgebracht, ist. Auch ist es möglich, dass der tragende Rahmen 30, vorliegend der zweite Tragende Rahmen 34, ausschließlich an, bzw. auf, der Stützkonstruktion 26, ausschließlich an, bzw. auf, dem ersten tragenden Rahmen 32 oder ausschließlich an, bzw. auf, der Unterkonstruktion 22 angebracht, bzw. aufgebracht, ist.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die elektrochemischen Vorrichtungen 14 ausgehend von einer vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems 10 auf einer ersten Seite 40 angeordnet, während die Funktionseinheiten 18 ausgehend von derselben vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems 10 auf einer zweiten Seite 42 angeordnet sind. Dadurch kann der Schwerpunkt des elektrochemischen Systems 10 vorteilhaft in einem mittleren Bereich 44 der Gesamtanordnung des elektrochemischen Systems 10 gehalten werden, wodurch wiederum ein Aufstellen und/oder ein Transport des elektrochemischen Systems 10 vereinfacht werden kann.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Außengehäuse 46 auf die Unterkonstruktion 22, bzw. die Grundplatte 20, aufgesetzt werden, welches die elektrochemischen Vorrichtungen 14 und die Funktionseinheiten 18 zumindest im Wesentlichen umgibt. Dadurch kann das elektrochemische System 10 auch in einer Umgebung mit ungünstigen äußeren Einflüssen, wie beispielsweise im Außenbereich unter Witterungseinflüssen oder in Räumlichkeiten mit hoher Schmutzbelastung, aufgestellt und/oder transportiert werden, wobei die Komponenten innerhalb des elektrochemischen Systems 10 geschützt bleiben können. Entsprechend kann dadurch auch die Sicherheit erhöht werden.
  • Alternativ ist es aber auch möglich, dass kein Außengehäuse 46 auf die Unterkonstruktion aufgebracht wird. Dadurch können Kosten gespart werden, wenn eine Umgebung keine ungünstigen Einflüsse aufweist.
  • Ausgehend von der vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems 10 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf der zweiten Seite 40 eine Schnittstellenanordnung 48, im gezeigten Fall an einem Längsende 50, konkret an einer Querseite 52, des elektrochemischen Systems 10 angeordnet. Dadurch können die Schnittstellen für die Komponenten innerhalb des elektrochemischen Systems 10 an einer Stelle gebündelt werden, wodurch wiederum die Installation vereinfacht werden kann.
  • Vorliegend wird die Schnittstellenanordnung 48 an dem Außengehäuse 46 angebracht, alternativ ist es aber auch denkbar die Schnittstellenanordnung an einer anderen Struktur oder Komponente des elektrochemischen Systems 10 anzubringen, wie beispielswese der Unterkonstruktion 22, der Stützkonstruktion 26, einem tragenden Rahmen 30, einer elektrochemischen Vorrichtung 14 und/oder einer Funktionseinheit 18. Dies ist insbesondere möglich, wenn kein Außengehäuse 46 vorhanden ist.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei einer ersten der Funktionseinheiten 18 um eine Fluideinheit 54 und bei einer zweiten der Funktionseinheiten 18 um eine elektronische Einheit 56 handelt. Dadurch können hydraulische und elektrische Komponenten räumlich gebündelt angeordnet werden, wodurch wiederum die Montage, sowie die Wartungsfreundlichkeit erhöht werden können.
  • Bei einer dritten der Funktionseinheiten 18 handelt es sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um einen, im gezeigten Fall zentralen, Wärmeübertrager 58. Dadurch kann auch die Auskopplung von thermischer Energie, bzw. Wärme, räumlich gebündelt an einer Stelle des elektrochemischen Systems 10 erfolgen.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Fluideinheit 54 ausgehend von der Schnittstellenanordnung 48 hinter der elektrischen Einheit 56 angeordnet. Dadurch wird eine vereinfachte elektrische Verschaltung, insbesondere mit kurzen Verlegungsstrecken für Kabel ermöglicht, wobei zugleich die geringere Teilevielfalt einer fluidtechnischen Verschaltung, insbesondere mit längeren Verlegungsstrecken für Rohre, effizient genutzt werden kann.
  • Die, vorliegend zentrale, Medienführung 36 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel oberhalb der elektrochemischen Vorrichtungen 14 und/oder der Funktionseinheiten 18 angeordnet. Dadurch kann der Zugang zu den elektrochemischen Vorrichtungen 14 und den Funktionseinheiten 18 erleichtert werden, wodurch wiederum die Wartungsfreundlichkeit erhöht wird.
  • Bei der gezeigten Medienführung 36 handelt es sich in dem gezeigten Fall um eine Medienführung für vom elektrochemischen System 10 abzuführende Medien, vorliegend Abgas. Alternativ und/oder ergänzend ist es aber auch möglich, dass es sich bei der Medienführung 36 und/oder bei einer weiteren (nicht dargestellten) Medienführung um eine Medienführung für dem elektrochemischen System 10 zuzuführende Medien, wie beispielsweise Wasser oder Brennstoff (z.B. Erdgas), handelt. Vorliegend wird aber zur übersichtlichere Veranschaulichung der Topologie lediglich die Medienführung 36 für Abgas gezeigt.
  • In dem gezeigten Fall ist die Medienführung 36 zum Großteil ausgehend von der vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems 10 auf der zweiten Seite 42, vorliegend oberhalb der Funktionseinheiten 18, angeordnet. Dadurch kann zum einen der Schwerpunkt des elektrochemischen Systems 10 besonders vorteilhaft in dem mittleren Bereich 44 der Gesamtanordnung des elektrochemischen Systems 10 gehalten werden und zum anderen kann eine platzsparende Anordnung der Medienführung 36 ermöglicht werden.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Medienführung 36 an einem der tragenden Rahmen 30, vorliegend dem zweiten tragenden Rahmen 34, angebracht. Dadurch wird eine besonders stabile Anordnung der Medienführung 36 ermöglicht.
  • Eine, vorliegend die dritte, der Funktionseinheiten 18, bzw. der Wärmeübertrager 58, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, vorliegend unmittelbar, an der Medienführung 36 angeordnet. Dadurch kann eine effiziente Auskopplung von thermischer Energie, bzw. Wärme, erfolgen, wobei zugleich eine platzsparende Anordnung ermöglicht wird, die ebenfalls den Zugang zu den elektrochemischen Vorrichtungen 14 und den Funktionseinheiten 18 zu erleichtern vermag, wodurch wiederum auch die Wartungsfreundlichkeit erhöht wird.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Wärmeübertrager 58 an einem der tragenden Rahmen 30, vorliegend dem zweiten tragenden Rahmen 34, angebracht. Dadurch kann eine stabile Anordnung realisiert werden.
  • Alternativ ist es aber auch möglich, dass der Wärmeübertrager 58, ggf.mit einer eigenen Konstruktion, auf der Unterkonstruktion 22, an der Stützkonstruktion 26, an dem Außengehäuse 46, an einer elektrochemischen Vorrichtung 14 und/oder an einer Funktionseinheit 18 angebracht ist.
  • Schließlich sind an der Unterkonstruktion 22 Befestigungsmittel 60 für eine Hebemaschine, insbesondere einen Kran, ausgebildet. Dadurch kann ein Transport, insbesondere ein Aufladen, der des elektrochemischen Systems 10 vereinfacht werden.

Claims (10)

  1. Elektrochemisches System (10), insbesondere Brennstoffzellensystem (12), umfassend - eine Vielzahl an elektrochemischen Vorrichtungen (14), insbesondere Brennstoffzellenvorrichtungen (16), und - eine Vielzahl an Funktionseinheiten (18), dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere zentrale, Medienführung (36) oberhalb der elektrochemischen Vorrichtungen (14) und der Funktionseinheiten (18) angeordnet ist.
  2. Elektrochemisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemischen Vorrichtungen (14) ausgehend von der vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems (10) auf einer ersten Seite (40) angeordnet sind und die Funktionseinheiten (18) ausgehend von der vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems (10) auf einer zweiten Seite (42) angeordnet sind.
  3. Elektrochemisches System (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere zentrale, Medienführung (36) zum Großteil ausgehend von der vertikalen Längsebene des elektrochemischen Systems (10) auf der zweiten Seite (42), insbesondere oberhalb der Funktionseinheiten (18), angeordnet ist.
  4. Elektrochemisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemischen Vorrichtungen (14) und zumindest eine, insbesondere mindestens zwei, der Funktionseinheiten (18) auf einer, insbesondere als Grundplatte (20) ausgebildeten, Unterkonstruktion (22) angeordnet sind.
  5. Elektrochemisches System (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Unterkonstruktion (22) eine Stützkonstruktion (26) hervorsteht, die sich im Wesentlichen entlang einer Längsebene des elektrochemischen Systems (10) erstreckt.
  6. Elektrochemisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonstruktion (26) brüstungsartig und/oder wandartig ausgebildet ist.
  7. Elektrochemisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonstruktion (26) Ausnehmungen aufweist.
  8. Elektrochemisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterkonstruktion (22) und/oder an der Stützkonstruktion (26) zumindest teilweise ein, insbesondere erster, tragender Rahmen (30, 32) für eine Verkabelung angebracht ist.
  9. Elektrochemisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterkonstruktion (22) und/oder an der Stützkonstruktion (26) zumindest teilweise ein, insbesondere zweiter, vorzugsweise am ersten tragenden Rahmen (32) angebrachter, tragender Rahmen (30, 34) für eine Verkabelung angebracht ist.
  10. Elektrochemisches System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterkonstruktion (22) Befestigungsmittel (60) für eine Hebemaschine, insbesondere einen Kran, ausgebildet sind.
DE102023208811.8A 2023-09-12 2023-09-12 Elektrochemisches System mit verbesserter Topologie Pending DE102023208811A1 (de)

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DE102022131682B3 (de) 2022-11-30 2023-08-10 Hps Home Power Solutions Ag Energiesystem sowie Verfahren zur Überwachung eines Energiesystems auf Dichtigkeit und/oder Störungen.

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