CN112368870A

CN112368870A - 燃料电池堆叠

Info

Publication number: CN112368870A
Application number: CN201980041634.2A
Authority: CN
Inventors: A·吉拉尼; S·桑卡沃萨尼克里什纳
Original assignee: Volkswagen Automotive Co ltd; Audi AG
Current assignee: Volkswagen Automotive Co ltd; Audi AG
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2021-02-12
Also published as: US11764387B2; DE102018210170A1; US20210367258A1; WO2019242933A1

Abstract

本发明涉及一种燃料电池堆叠(10)，其具有第一端板(51)和第二端板(52)，大量燃料电池(11)布置在第一端板和第二端板之间。至少一个弹性的张紧元件(55)沿堆叠方向(S)在端板(51,52)之间张紧。根据本发明，所述至少一个张紧元件(55)区段式地布置在燃料电池堆叠(10)的表面区段(70)与再张紧元件(60)之间，其中，在再张紧元件(60)与表面区段(70)之间的间距能够可变地调整和固定。由此，张紧元件(55)能够借助于再张紧元件(60)有针对性地延长并且由此能够提高作用到燃料电池堆叠(10)上的压紧拉力。此外，本发明涉及一种包括这种燃料电池堆叠(10)的车辆。

Description

燃料电池堆叠

技术领域

燃料电池利用燃料与氧气化学地转变成水来产生电能。为此，燃料电池具有带有膜-电极-单元的膜-电极-组件(MEA - membrane electrode assembly)。

背景技术

膜-电极-单元通过传导质子的膜（PEM）来形成，在该传导质子的膜处在两侧布置有催化电极。在此，膜将与阳极相关联的阳极空间和与阴极相关联的阴极空间彼此隔开，并且将所述阳极空间和阴极空间电绝缘。此外，在电极的不面向膜的侧上能够布置有气体扩散层。

在燃料电池运行时，将含氢气的燃料供应给阳极，在该阳极处在放出电子的情况下发生H₂电化学氧化成H⁺。经由电解质的膜，质子H⁺从阳极空间结合水地或无水地运输到阴极空间中。在阳极处提供的电子经由电线路导引至阴极。

给阴极供应含氧气的运行介质，从而在那在接纳电子的情况下发生O₂还原成O₂ ^-。这些氧气阴离子在阴极空间中在形成水的情况下与经由膜运输的质子发生反应。

燃料电池堆叠通常通过大量在一个堆叠(stack)中沿堆叠方向相叠布置的MEA形成，所述MEA的电功率相加。在膜-电极-组件之间通常布置有双极板，所述双极板确保给各个MEA供应反应物和冷却液以及作用为至膜-电极-组件的导电的接触部。

在膜-电极-单元与双极板之间布置有密封件，以便使阳极空间和阴极空间向外密封并且防止运行介质从堆叠中排出。这些密封件设置在膜-电极-单元、双极板或这两个部件上。

为了持久地密封堆叠以及为了确保在双极板与膜-电极-组件之间的电接触，在开始运行之前挤压燃料电池堆叠。此外，使用拉伸元件，以便即使在运行期间也挤压燃料电池堆叠。

由现有技术已知不同的拉伸元件。例如，两个布置在燃料电池堆叠的端部处的端板能够借助于拉伸元件连接。通过经由拉伸元件将拉力导入到端板中，将燃料电池堆叠挤压在一起。作为拉伸元件例如使用螺纹棒、拉杆、链或类似物。

同样已知使用张紧的条状的或带状的弹性的张紧元件，所述张紧元件要么与端板连接要么在至少一个横截面上(沿堆叠方向)至少部分地环绕堆叠。在这种弹性的张紧元件(拉伸元件)的设计和固定可行性方面例如参考EP 1 870 952 A2和DE 10 2012 000 266A1，在此全面地参考其内容。

尤其是在燃料电池堆叠或MEA的活跃区域中，能够发生由运行决定的高度改变，所述高度改变例如能够随着燃料电池堆叠的温度和湿气含量改变。也称为，堆叠呼吸。此外，在使用弹性的张紧元件的情况下，这些张紧元件的弹性能够随着时间减少。尤其是在金属的张紧元件的情况下（所述金属的张紧元件环形地环绕燃料电池堆叠并且由此具有多个明显折痕），尤其是在这些弯曲的区域发生张紧元件的延长。

独立于燃料电池堆叠的高度改变和张紧元件的老化必须总是确保堆叠的足够的压紧，尤其是以便保证所使用的密封件的密封效果。因此，由现有技术已知如下器件，借助所述器件要试图持久地确保燃料电池堆叠的压紧。

DE 10 2006 028 498 A1公开了一种用于燃料电池堆叠的张紧装置，该张紧装置带有至少一个用于夹紧燃料电池堆叠的拉伸元件和至少一个弹性的长度伸展补偿元件，该长度伸展补偿元件集成到拉伸元件中或将两个拉伸元件彼此连接。

DE 10 2010 007 979 A1公开了一种燃料电池堆叠，该燃料电池堆叠带有布置在两个端板之间的燃料电池和至少一个将端板连接的用于施加拉力的夹紧器件。在夹紧器件与端板中的至少一个端板之间布置有减少摩擦的转向器件。堆叠的高度改变应通过布置在端板与压板之间的受压的弹性元件来补偿。

根据该现有技术应通过弹性元件避免由于堆叠的伸展造成的应力峰。弹性元件的开始的过应力应甚至部分地避免堆叠的高度改变。但弹性元件本身遭受老化并且至少就此而言这些用于使压紧力调整的被动的可行性是不利的。

在由现有技术已知的带有布置在端板与其他堆叠部件、例如压板之间的受压的弹性元件的解决方案中，通常在端板中设置有凹陷部，以便接纳弹性元件。端板的与此相关的局部弱化在压力或拉力作用的情况下提高了所述端板的变形倾向。

发明内容

本发明现在基于如下任务：消除现有技术的缺点且提供用于再张紧燃料电池堆叠的解决方案，该解决方案能够在没有大的适配的情况下集成到现存的燃料电池堆叠中、尤其是集成到带有环绕的带状的或条状的张紧元件的这种燃料电池堆叠中。

该任务通过如下燃料电池堆叠来解决，该燃料电池堆叠具有第一端板和第二端板和大量沿堆叠方向布置在这两个端板之间的燃料电池。此外，燃料电池堆叠具有至少一个沿堆叠方向在端板之间张紧的弹性的张紧元件。至少一个张紧元件区段式地布置在燃料电池堆叠的表面区段与再张紧元件(Nachspannelement)之间。

根据本发明，在再张紧元件与表面区段之间的间距、优选沿表面区段的法向方向的间距能够可变地调整。特别优选地，在再张紧元件的一个点、优选与表面区段沿法向方向离得最近的一个点与表面区段之间的间距能够借助于所述至少一个调节器件可变地调整。根据本发明，此外再张紧元件能够相对于表面区段隔开所选择的间距、优选沿表面区段的法向方向隔开所选择的间距地固定(紧固)。优选地，在固定或紧固再张紧元件的情况下，再张紧元件的移位通过由张紧元件施加的力阻止。

根据本发明，燃料电池堆叠由此通过减小在再张紧元件与燃料电池堆叠的表面区段之间和由此在再张紧元件与张紧元件之间的固定间距来实现所述至少一个张紧元件的再张紧。由于张紧元件布置在表面区段与再张紧元件之间，再张紧元件和表面区段的间距的减小从一定的点起导致再张紧元件和张紧元件的接触。

如果再张紧元件接合到张紧元件中，则该再张紧元件将朝着表面区段方向指向的力施加到张紧元件上。这引起张紧元件的延长，从而由该张紧元件施加到燃料电池堆叠上的压紧拉力升高。优选地，燃料电池堆叠的弹性的张紧元件在胡克(Hook'schen)范围内是张紧的。此外，优选根据本发明的再张紧元件实现张紧元件沿燃料电池堆叠的堆叠方向(S)和/或横向于燃料电池堆叠的堆叠方向(S)的再张紧。此外，有利地堆叠压紧也能够局部地通过操纵多个再张紧元件中的仅一个再张紧元件或一些再张紧元件来有针对性地调整。

所述表面区段能够布置在燃料电池堆叠的不同部位处。如果所述至少一个张紧元件分别在第一和第二端板的一个侧面处借助于张紧器件来固定，则表面区段优选在张紧器件之间位于燃料电池堆叠的一个侧面上。张紧元件借助于所述至少一个再张紧元件的再张紧则优选沿横向于燃料电池堆叠的堆叠方向(S)的方向实现。而如果张紧元件分别在第一和第二端板的沿堆叠方向向外指向的表面处固定或环形闭合地构造，则表面区段优选位于第一或第二端板的向外指向的表面中的至少一个表面上。如果表面区段位于第一和/或第二端板的向外指向的表面中的至少一个表面上，则张紧元件借助于再张紧元件的再张紧优选沿平行于堆叠方向(S)的方向来实现。

张紧元件优选是由现有技术已知的弹性的张紧元件，该弹性的张紧元件分别固定在燃料电池堆叠的各端板处或在至少一个横截面中沿着堆叠方向基本上完全地(换言之环形地)环绕燃料电池堆叠。在此，张紧元件能够至少区段式地面状地贴靠在燃料电池堆叠的表面处，但至少在未再张紧的状态下与上文提及的表面区段间隔开。例如，端板沿横向方向伸出超过燃料电池，从而张紧元件与燃料电池的侧壁具有间距。在这种情况下，表面区段是燃料电池堆叠的侧壁的一部分。备选地，表面区段是堆叠的端板的一部分。由此，所述至少一个张紧元件区段式地布置在端板之一的表面区段与再张紧元件之间。在这种情况下，也能够利用间隔保持件，以便实现在张紧元件与端板的表面区段之间的开始的间隔，以便提供用于再张紧的空间。

张紧元件优选构造为带状的或条状的柔性的和/或弹性的张紧元件，如例如由EP1 870 952 A2已知的。张紧元件优选由弹性的塑料、弹性的聚合物(例如尼龙)或弹性的金属组成，并且在标准条件下沿着张紧方向具有大于1GPa和特别优选大于5GPa的弹性模量。

张紧元件此外优选材料配合地和/或借助于至少一个张紧器件固定在至少一个堆叠端板处。为了确保燃料电池堆叠的简单的拆卸，张紧元件优选可脱开地固定在堆叠的至少一个端板处。特别优选地，张紧元件挂入在端板处。为此，端板优选具有至少一个挂入钩，用于将张紧元件挂入在其侧面之一处或挂入在其沿堆叠方向向外指向的表面上。同样优选地，张紧元件具有至少一个用于挂入在挂入钩处的挂入开口。

备选地，所述至少一个张紧元件在横截面中沿堆叠方向至少基本上围绕燃料电池堆叠的周缘延伸。在此，一个张紧元件在其端部区域中的至少一个端部区域处固定在同一张紧元件的另一个端部区域处或固定在另一个张紧元件处。张紧元件因此能够环形闭合地构造。

特别优选地，所述至少一个张紧元件的端部区域形状配合地与同一张紧元件的另一个端部区域连接，例如通过卷边连接来进行连接。同样优选地，所述至少一个张紧元件的一个端部区域借助于固定装置固定在同一张紧元件或另一个张紧元件的另一个端部区域处。特别优选地，所述至少一个张紧元件的一个端部区域焊接在同一张紧元件或另一个张紧元件的另一个端部区域处。

特别优选地，燃料电池堆叠具有多个沿堆叠方向在端板之间张紧的或环形地环绕燃料电池堆叠的张紧元件。在此，张紧元件中的一个张紧元件或多个张紧元件、优选所有张紧元件布置在燃料电池堆叠的表面区段与相应的再张紧元件之间。燃料电池堆叠特别优选具有用于每个张紧元件的再张紧元件。

在一种优选的实施方式中，再张紧元件具有至少一个与表面区段经由至少一个调节元件连接的张紧体。此外优选地，所述至少一个调节器件设置成用于，将张紧体相对于表面区段隔开可变的间距地固定(紧固)。优选地，通过固定或紧固调节元件避免张紧体由于由调节元件或张紧元件施加的力而发生进一步的不期望的移位。换言之，所述至少一个调节元件设置成用于，可变地调整在张紧体与表面区段之间的间距。

在此，再张紧元件的张紧体优选与张紧元件的形状和材料适配。在使用带状的或条状的张紧元件的情况下，张紧体的宽度优选超过张紧元件的宽度。张紧体的伸出超过张紧元件的区域则优选与调节元件接合。由此，有利地，张紧体仅作用到张紧元件上，其中，调节元件不会与张紧元件接触或损伤该张紧元件。

在一种特别优选的实施方式中，张紧体具有与所述至少一个调节元件连接的载体板、尤其是面状地伸展的载体板，和至少一个朝着张紧元件方向从载体板伸出的突出部。在此，在再张紧时，有利地仅或至少主要载体板的突出部与张紧器件发生接触。如果载体板通过作用在载体板的边缘区域处的调节器件而移位，则仅或主要通过突出部将力施加到张紧器件上。特别优选地，突出部如此成形，使得该力尽可能均匀地施加到张紧元件上。例如，突出部的宽度与张紧元件的宽度相适配或甚至与所述张紧元件的宽度相同。此外优选地，突出部沿堆叠方向具有至少一个倒圆的侧部并且例如构造为半柱状的突出部。

同样优选地，所述至少一个调节元件具有接合到表面区段的螺纹孔中的外螺纹。由此，在再张紧元件与表面区段之间的间距能够有利地通过所述至少一个调节元件的手动的或自动的转动来改变。特别优选地，使用细螺纹，以便实现间距的尽可能准确的可调整性。特别优选地，调节元件是大量螺纹销栓，所述螺纹销栓引导穿过载体板的超过张紧元件的区域并且接合到表面区段的相应的螺纹孔中。螺纹销栓的转动优选通过工具介入来实现。同样优选地，螺纹销栓能够磁性地转动。

在燃料电池堆叠的一种同样优选的实施方式中，所述至少一个调节元件构造成能移入到张紧体中。换言之，调节元件在第一配置中至少区段式地从张紧体中突起并且在第二配置中比在第一配置中更远地在张紧体中下沉。在此，所述至少一个调节元件与表面区段固定地连接，从而通过将调节元件移入到调节体中来减小调节体和表面区段的间距。特别优选地，所述至少一个调节元件是借助于微执行器能移入到张紧体中的销栓。同样优选地，所述至少一个调节元件能气动地或液压地移入到张紧体中。

备选地或附加地，所述至少一个调节元件构造成能收缩的。例如调节元件构造为剪刀式驱动装置或具有剪刀式驱动装置。同样优选地，调节元件构造成中空状的并且能够借助于排出流体来收缩。同样优选地，所述至少一个调节元件构造成能远程控制的。由此，在张紧体与表面区段之间的固定间距的可变调整借助于远程控制、例如借助于无线电远程控制来实现。

优选地，燃料电池堆叠的表面区段、尤其是端板的表面区段具有至少一个空隙。该空隙优选构造成用于在减小再张紧元件与燃料电池堆叠之间的间距的情况下至少部分地接纳再张紧元件。特别优选地，所述至少一个空隙构造成用于接纳所述至少一个突出部、如上文所描述的。尤其是，空隙沿表面区段的法向方向的深度至少等于突出部的高度。同样优选地，所述至少一个空隙布置在端板之一中。

上文描述的实施方式有利地实现：所述至少一个张紧元件在第一配置中平面地贴靠在燃料电池堆叠的表面处并且延伸超过空隙。在第二配置中，如此减小在再张紧元件与表面区段之间的间距，使得张紧元件通过再张紧元件挤压到空隙中。由此，张紧器件仅还区段式地平面地且面状地贴靠在表面处并且在空隙的区域中通过再张紧元件逆着表面的法向方向延展(伸展/延长)。通过延长张紧器件，由该张紧器件施加的压紧拉力像在弹簧的情况下增加。

同样优选地，再张紧元件在初始张紧所述张紧器件的情况下就已经部分地在空隙中下沉。通过增大在张紧体与表面区段之间的间距并且将张紧体从空隙中移开(抬起)，由此能够减小压紧力，例如用于补偿堆叠高度的由运行引起的升高。此外，空隙的使用实现了省却用于引起在张紧元件与燃料电池堆叠之间的间隔的间隔保持件。

在一种同样优选的实施方式中，转向器件布置在燃料电池堆叠的至少一个由所述至少一个张紧元件施加过应力的棱边区域中。特别优选地，转向器件布置在第一端板和/或第二端板的至少一个由所述至少一个张紧元件施加过应力的棱边区域中。转向器件尤其是构造成用于，减小在张紧元件与棱边区域之间的摩擦。该摩擦减小有利地实现经由能可改变地固定的在再张紧元件与堆叠之间的间距对堆叠张力的反复的且可细校准的可调整性。

转向器件优选是低滑动摩擦的表面，例如通过相应的覆层来实现。同样优选地，转向器件是转向辊。同样优选地，转向器件布置在端板中的至少一个端板中。在此，对于针对转向器件的设计的进一步的细节，全面地参考DE 10 2010 007 979 A1。

在根据本发明的燃料电池堆叠的一种同样优选的实施方式中，第一端板和第二端板中的至少一个构造成分部段的。优选地，至少一个张紧元件连同再张紧元件在这些部段中的每个部段上伸延。各个张紧元件通过端板的分部段的解耦有利地实现堆叠压紧的局部变化。

同样地，本发明的主题是一种车辆，尤其是一种通过电动马达运行的车辆，该车辆包括根据本发明的如上文所描述的燃料电池堆叠。在此，燃料电池堆叠尤其是用于给车辆的电动马达馈电。

本发明的其他优选的设计方案由其余在从属权利要求中提及的特征来得到。只要在单个情况下没有不同地阐述，本发明的不同的在本申请中提及的实施方式能够有利地彼此组合。

附图说明

下面在实施例中借助附图阐释本发明。附图中：

图1示出根据现有技术的燃料电池系统的示意图；

图2示出带有根据现有技术的多个压紧堆叠的张紧元件的燃料电池堆叠；

图3示出带有多个压紧堆叠的张紧元件和根据一种实施方式的再张紧元件的燃料电池堆叠；

图4示出图3的燃料电池堆叠的剖视图；

图5示出再张紧元件的单独图示；以及

图6示出带有多个压紧堆叠的张紧元件和根据一种备选的实施方式的再张紧元件的燃料电池堆叠。

具体实施方式

图1根据现有技术示出总体上用100表示的燃料电池系统。燃料电池系统100是未进一步示出的车辆、尤其是电动车辆的一部分，该电动车辆具有电动牵引马达，该电动牵引马达通过燃料电池系统100供应电能。

燃料电池系统100包括燃料电池堆叠10作为核心部件，该燃料电池堆叠具有大量以堆叠形式布置的单个电池11，所述单个电池通过交替堆叠的膜-电极-组件(MEA)14和双极板15构造(见详细局部图)。由此，每个单个电池11分别包括MEA 14，该MEA带有在此未详细示出的能传导离子的聚合物电解质膜以及在两侧布置在该聚合物电解质膜处的催化电极。所述电极对燃料转变的相应的子反应进行催化。阳极电极和阴极电极构造为在膜上的覆层并且具有催化材料、例如铂，该催化材料在大的特定表面的导电的载体材料上、例如碳基材料上受承载地存在。

如图1的细节图中所所示，在一个双极板15与阳极之间构造有阳极空间12且在阴极和下一个双极板15之间构造阴极空间13。双极板15用于将运行介质供应到阳极空间和阴极空间12,13中并且此外在各个燃料电池11之间建立电连接。可选地，在膜-电极-组件14与双极板15之间能够布置有气体扩散层。

为了给燃料电池堆叠10供应运行介质，燃料电池系统100一方面具有阳极供应部20并且另一方面具有阴极供应部30。

图1中所示出的燃料电池系统100的阳极供应部20包括阳极供应线路21，该阳极供应线路用于将阳极运行介质(燃料)、例如氢气供应到燃料电池堆叠10的阳极空间12中。为此目的，阳极供应线路21将燃料存储器23与燃料电池堆叠10的阳极入口连接。阳极运行介质馈入到燃料电池堆叠10的阳极空间12中的馈入压力的调整经由配料阀27.1来实现。阳极供应部20此外包括阳极废气线路22，该阳极废气线路将来自阳极空间12的阳极废气经由燃料电池堆叠10的阳极出口引出。

此外，图1中所示出的燃料电池系统100的阳极供应部20具有再循环管路24，该再循环管路将阳极废气线路22与阳极供应线路21连接。燃料的再循环是常见的，以便将过化学计量地使用的燃料引导返回至燃料电池堆叠10。在再循环管路24中布置有再循环输送装置25、优选再循环鼓风器，以及翻转阀27.2。

此外，在燃料电池系统的阳极供应部22中安装有水分离器26，以便将由燃料电池反应产生的水产物导出。水分离器的排出部能够与阴极废气管路32、水箱或废气设备连接。

图1中所示出的燃料电池系统100的阴极供应部30包括阴极供应线路31，该阴极供应线路给燃料电池堆叠10的阴极空间13供应含氧气的阴极运行介质、尤其是空气，该空气从周围环境抽吸。此外，阴极供应部30包括阴极废气线路32，该阴极废气线路将阴极废气(尤其是废空气)从燃料电池堆叠10的阴极空间13引出并且如有可能将所述阴极废气供应给未示出的废气设备。

为了输送和压缩阴极运行介质，在阴极供应线路31中布置有压缩机33。在所示出的实施例中，压缩机33设计为主要通过电动马达驱动的压缩机33，该压缩机的驱动经由配备有相应的功率电子装置35的电动马达34来实现。

此外，图1中所示出的燃料电池系统100具有在压缩机33上游布置在阴极供应管路31中的加湿器模块39。加湿器模块39一方面如此布置在阴极供应线路31中，使得该加湿器模块能够被阴极运行气体穿流。另一方面，该加湿器模块如此布置在阴极废气线路32中，使得该加湿器模块能够被阴极废气穿流。加湿器39通常具有多个水蒸汽可穿透的膜，所述水蒸汽可穿透的膜要么面状地构造要么以空心纤维的形式构造。在此，膜的一侧由相对干燥的阴极运行气体(空气)从上面流过，而另一侧由相对潮湿的阴极废气(废气)从上面流过。在通过较高的分压力对阴极废气中的水蒸汽进行驱使的情况下，水蒸汽经由膜转移到阴极运行气体中，该阴极运行气体以这种方式被润湿。

此外，燃料电池系统100具有将在加湿器39上游和下游的阴极供应管路彼此连接的加湿器旁路37，该加湿器旁路带有布置在其中的翻转阀作为旁路调节器件38。此外，在燃料电池堆叠10上游在阳极供应管路31中和在燃料电池堆叠10下游在阳极废气管路32中分别布置有翻转阀27.3和27.4。

阳极供应部和阴极供应部20，30的不同的其他细节在图1中为了清楚起见未示出。例如阳极废气管路22能够通入到阴极废气管路32中，从而阳极废气和阴极废气经由共同的废气设备引出。

图2示出根据现有技术的燃料电池堆叠的细节图，该燃料电池堆叠能够布置在图1的燃料电池系统100中。燃料电池堆叠10具有多个沿堆叠方向S面状地相叠地堆叠的燃料电池。

燃料电池堆叠10沿堆叠方向由第一端板51和相对而置的第二端板52限界。燃料电池堆叠10沿横向于堆叠方向S的第一方向通过侧挡板53,54限界。燃料电池堆叠10沿横向于第一方向且横向于堆叠方向S的第二方向通过侧挡板56,57限界。

图2中所示出的燃料电池堆叠10经由多个总共五个张紧元件55来压紧。每个张紧元件55在此完全地环绕燃料电池堆叠10的横截面，其中，张紧元件从端板51,52以及侧挡板56,57上面划过。在此，张紧元件55贴靠在端板51,52和侧挡板56,57处。每个张紧元件55在上部端板51的区域中与自己本身焊接。为了压紧燃料电池堆叠10，各张紧元件55与自己本身进行焊接，同时这些张紧元件处于拉应力下。在根据图2的燃料电池堆叠10中无法实现张紧元件55的再张紧。

图3示出根据本发明的第一实施方式的燃料电池堆叠10的示意图。该第一实施方式的燃料电池堆叠与图2的已知的燃料电池堆叠的区别在于，五个张紧元件55中的每个张紧元件在对应的表面区段70中(仅对于一个张紧元件示出)布置在相应的表面区段70与再张紧元件60之间。这种再张紧元件60的单独的图示在图5中给出并且所述再张紧元件与燃料电池堆叠10的接合在图4的剖视图中详细示出。

如图3和4中可见的，再张紧元件60布置在第一端板51的中间区域中。如图5中所示，再张紧元件60中的每个再张紧元件都具有张紧体61，该张紧体由载体板63和从该载体板朝着表面区段70方向延伸的突出部64组成。在载体板63的角部中设置有开口65。如图3和4中可见的，带有外螺纹的销栓66或螺纹杆66引导穿过开口65并且与表面区段70中的螺纹孔(未示出)处于接合。

在一种初始配置中，再张紧元件60通过调节元件66如此与表面区段70间隔开，使得突出部64不接触张紧元件55。如果借助适合的工具转动调节器件66，那么再张紧元件60的张紧体61沿着或逆着堆叠方向S移位。由此，通过转动销栓66能够减小在再张紧元件60与表面区段70之间的间距。

如果通过转动销栓66减小了再张紧元件60与表面区段70的间距，则再张紧元件60的突出部64与张紧元件55发生接合，从而使该张紧元件延长。在此，张紧元件55在转向辊58上滑动，所述转向辊分别布置在第一和第二端板51,52的由张紧元件55施加过应力的棱边区域80中。通过延长张紧元件55来提高由该张紧元件施加到燃料电池堆叠10上的力和堆叠压紧。

此外，在再张紧元件60的区域中，在端板51的表面区段70中布置有空隙71。通过进一步转动销栓66，张紧元件55最终由突出部64挤压到空隙71中，如图4中所示。在此，突出部64的高度至多等于空隙71沿表面区段70的法向方向的深度。由此，防止由于将张紧元件55抵着表面区段70挤压而造成张紧元件55损伤。

本发明的另一种实施方式在图6中示出。该另一种实施方式与第一实施方式的区别在于，第一端板51是分部段的。换言之，第一端板由五个第一端板部段51a,51b,51c,51d,51e组成。在此，张紧元件55分别在各一个端板部段51a,51b,51c,51d,51e上伸延并且在相应的端板部段51a,51b,51c,51d,51e的表面区域70中布置在该表面区域70与相应的再张紧元件60之间。这有利地通过经由相应的再张紧元件60延长张紧元件55以及借助于相应的端板部段51a,51b,51c,51d,51e进一步导引力来基本上独立于其余端板部段51a,51b,51c,51d,51e实现堆叠压紧的局部调整。由此，也能够实现堆叠压紧拉力的明显梯度。

Claims

1.燃料电池堆叠(10)，具有：

第一端板(51)和第二端板(52)；

大量布置在所述端板(51,52)之间的燃料电池(11)；

至少一个沿堆叠方向(S)在所述端板(51,52)之间张紧的弹性的张紧元件(55)；

其特征在于，

所述至少一个张紧元件(55)区段式地布置在所述燃料电池堆叠(10)的表面区段(70)与再张紧元件(60)之间，并且

在所述再张紧元件(60)与所述表面区段(70)之间的间距能够可变地调整和固定。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆叠(10)，其中，所述再张紧元件(60)具有至少一个与所述表面区段(70)经由至少一个调节元件(66)连接的张紧体(61)。

3.根据权利要求2所述的燃料电池堆叠(10)，其中，所述张紧体(61)具有与所述至少一个调节元件(66)连接的载体板(63)和至少一个朝着所述张紧元件(55)方向从所述载体板伸出的突出部(64)。

4.根据权利要求2或3所述的燃料电池堆叠(10)，其中，所述至少一个调节元件(66)具有接合到所述表面区段(70)的螺纹孔中的外螺纹。

5.根据权利要求3和4中任一项所述的燃料电池堆叠(10)，其中，所述载体板(63)经由多个螺纹销栓(66)固定在所述表面区段(70)处。

6.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(10)，其中，所述表面区段(70)具有至少一个空隙(71)。

7.根据权利要求3和6中任一项所述的燃料电池堆叠(10)，其中，所述至少一个空隙(71)构造成用于接纳所述至少一个突出部(64)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(10)，其中，在至少一个由所述至少一个张紧元件(55)施加过应力的棱边区域中布置有转向器件(58)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的燃料电池堆叠(10)，其中，所述第一端板(51)和/或所述第二端板(52)构造为分部段的。

10.车辆，包括根据权利要求1至9中任一项所述的燃料电池堆叠(10)。