[发明专利]用于燃料电池系统的冷却剂回路以及用于使离子交换模块与冷却剂回路部件流体联接的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于尤其是机动车辆的燃料电池系统的冷却剂回路，该冷却剂回路具有一离子交换模块，该离子交换模块与在冷却运行期间被冷却剂流动经过的冷却剂回路部件流体联接。另外本发明涉及一种使离子交换模块与冷却剂回路部件流体联接的方法。

背景技术

DE 10 2009 012 379 A1描述了一种冷却剂补偿容器，其安置在用于燃料电池系统的冷却剂回路中。该冷却剂回路的作用是，对燃料电池系统的燃料电池堆进行冷却。冷却剂补偿容器分别有冷却剂进口和冷却剂出口。离子交换筒（Ionenaustauscherkartusche）装在冷却剂容器中，并与进口流体连通。因此，流入该冷却剂容器的冷却剂可流动通过离子交换筒，并且通过允许冷却剂透过的出窗口排出。之后，借助离子交换树脂去离子化的冷却剂经冷却剂补偿容器的出口流进燃料电池堆。

在这种冷却剂回路中，可能需要经常地更新离子交换筒。

发明内容

因而本发明的目的是，提供一种上述类型的冷却剂回路和方法，使得离子交换模块使用寿命格外长久成为可能。

此目的通过具有权利要求1的特征的冷却剂回路得以实现，以及通过具有按权利要求14的特征的方法得以实现。本发明的具有有利改进的有利实施例在从属专利要求中给出。

按本发明的用于燃料电池系统的冷却剂回路包括离子交换模块，该离子交换模块与在冷却运行期间被冷却剂流动经过的冷却剂回路部件进行流体联接。在此，离子交换模块固定在该部件的外壁上。由于离子交换模块不装在该部件之内，所以在冷却过程中冷却剂不与离子交换模块的外壁相接触。这样，离子交换模块的外壁的可能存在的污染不会导致冷却剂的污染。由此，例如在对离子交换模块进行安装、拆卸或维修等操作时，可以在很大程度上避免在拿放离子交换模块时将污染物引入冷却剂。这样就使得尤其延长离子交换模块的使用寿命称为可能。由于使用寿命的延长而使维修周期加长，从成本和负担的角度看这对于燃料电池系统的使用者也是有利的，特别是当其被使用在车辆上时。

此外，还提供了对离子交换模块尤其好的易触及性，使服务和检修工作特别简便易行。由于避免了污染物进入冷却剂回路的冷却剂中，冷却剂可以保持非常低的导电性。因为燃料电池系统中的冷却剂要流过燃料电池堆并且因此流过导电的部件，所以避免离子进入冷却剂也同时提高了冷却剂回路或燃料电池系统运行时的安全性。

除此之外，通过把离子交换模块固定在该部件的外壁上，还可以确保离子交换模块与冷却剂回路部件只有极少的接触面，以至同样有利于避免污染物进入冷却剂。

在本发明的有利的实施例中，借助至少一个冷却剂可流动经过的连接元件把离子交换模块固定在该部件的外壁上。仅通过将离子交换模块安装在该部件的外壁上，使离子交换模块与冷却剂回路部件之间的流体联接以尤为简单而功能可靠的方式进行。由此获得离子交换模块的尤其清洁且快捷的安装和拆卸。离子交换材料被加载的离子交换模块的快速拆卸和仍未加载的离子交换模块的快速安装可使冷却剂回路循环只需断开非常短的时间，故而能够显著地避免污染物渗入到冷却剂中。

即使在需要对冷却剂回路部件进行更换和维修的时候，也能够尤其简单地将其与离子交换模块脱耦，由此能够使所有安装、服务或维修工作都尤其简单和无差错地施行。在上述操作中避免污染物进入到冷却剂中，可以确保能够大程度地避免燃料电池系统运行期间（尤其是车辆运行期间）的限制。

在此已被证明有利的是，通过安置该至少一个连接元件，给定了在离子交换模块与该部件联接的过程中的安装方向。因此最大限度地避免了安装错误，故而在与该部件联接的状态下离子交换模块可以可靠地实现所有功能。

此外还有利的是，通过该部件的外壁给离子交换模块提供了容纳区域。这使得冷却剂回路的包含着该部件与离子交换模块的组件构造得尤其紧凑，并且节省安装空间。当离子交换模块的容纳区域可填充成使得离子交换模块与该部件的外壁平齐地闭合时，该优越性尤其显著。

为了确保离子交换模块与冷却剂回路部件的受控连接，该至少一个连接元件的不同布置是可能的。

因此，离子交换模块可具有带台阶的底面，其中在底面的以台阶的高度彼此错开的区域上分别安置该至少一个连接元件。该连接元件的这种布局使离子交换模块沿与底面的具有连接元件的区域垂直的方向安装。

作为补充或者备选，可以把至少两个连接元件安装在离子交换模块的侧壁上。接着，相应地，可以使离子交换模块在侧部安装在该部件上。