[发明专利]用于将燃料电池单元适配并集成到交通工具中的方法

说明书

一种用于集成至少一个燃料电池单元以集成到交通工具的结构部件中的方法，该方法包括以下步骤：确定交通工具的内部结构部件中的可用容纳空间，其允许容纳燃料电池单元；提供可装配成封闭壳体的至少两个壳体部分；提供具有阳极、阴极以及电解质的至少一个燃料电池；装配壳体部分和至少一个燃料电池以形成燃料电池单元；将至少一个燃料电池单元插入到结构部件的容纳空间。壳体部分中的至少一者使用增材制造方法制造，使得燃料电池单元精确地配装到所确定的容纳空间中。壳体部分中的一者包括外部燃料入口和内部燃料分配器。壳体部分中的一者包括外部氧化剂入口和内部氧化剂分配器。

技术领域

本发明涉及一种用于将燃料电池单元集成到交通工具中的方法、一种用于集成到交通工具中的燃料电池系统以及一种包括这种燃料电池系统的飞行器。

背景技术

已知特别是在移动应用中的基于氢气和氧气的反应来提供电能的燃料电池有数十年了。其中存在将燃料电池集成到大型商用飞行器中的各种观念。也存在旨在通过燃料电池代替常规辅助电力单元的观念，这也包括在机身尾部的常规安装空间。例如，这可从EP1 817 231 B1中知晓。

还已知其它的观念，这些观念是基于在飞行器的不同地方安装相对较小的单个燃料电池单元以用于产生更局部的电能。例如，EP 3 012 189 A1示出了将燃料电池单元集成在安装在飞行器舱段中的厨房中。

在飞行器中安装用于产生电能的燃料电池系统需要专用的安装空间。鉴于增加飞行器内部空间的使用效率的趋势，同时为了进一步增加乘客舒适度，难以提供用于产生局部电力的燃料电池的专用安装空间。

发明内容

本发明的目的是满足对用于集成燃料电池的局部安装空间的需求，而同时不会妨碍在交通工具舱段等中的内部空间的使用效率。

该目的通过一种具有如下所述特征的用于将燃料电池单元集成到交通工具的结构部件中的方法来解决。有利的实施方式和其它的改进可以从以下描述中获取。

提出了一种用于将燃料电池单元集成到交通工具的结构部件中的方法，该方法包括以下步骤：确定交通工具的内部结构部件中的可用容纳空间，其允许通过从结构部件外部插入容纳空间中来容纳燃料电池单元；提供可装配成封闭壳体的至少两个壳体部分；提供具有阳极、阴极和电解质的至少一个燃料电池；装配壳体部分和至少一个燃料电池以形成燃料电池单元；以及将燃料电池单元插入到结构部件的容纳空间中。壳体部分中的至少一者是使用增材制造方法来制造的，使得燃料电池单元精确地配装到所确定的容纳空间中。壳体部分中的一者包括外部燃料入口和内部燃料分配器，该内部燃料分配器用于将燃料从外部燃料入口引导至可与至少一个燃料电池中的每一者联接的至少一个燃料出口。壳体部分中的一者包括外部氧化剂入口和内部氧化剂分配器，该内部氧化剂分配器用于将氧化剂从外部氧化剂入口引导至可与至少一个燃料电池中的每一者联接的至少一个氧化剂出口。

因此，本发明的第一个核心方面在于提供一种紧凑的燃料电池单元，该燃料电池单元可集成到交通工具的已经存在的结构部件中，该结构部件具有用于容纳物体的通常未被使用的空间。交通工具通常包括适于容纳乘客的交通工具本体。交通工具本体通常包括环绕用于乘客的容纳空间的外部蒙皮或外壳。蒙皮或外壳通常附接至特定的加强结构或者包括特定的加强结构，其中，特定的加强结构允许交通工具本体在交通工具的整个操作过程中保持期望形状。这种加强结构的设计取决于尺寸、交通工具的用途、预期的行驶速度、期望的加速度以及其它参数。大型交通工具的通用设计原则是基于纵向加强元件与周向加强元件的结合。在飞行器的情况下，呈机身形式的交通工具本体可以包括沿着机身的纵向轴线彼此间隔地分布的一系列周向框架元件。此外，通常使用具有被布置成沿圆周方向彼此间隔并平行于纵向轴线的多个桁条的一系列纵向加强元件(“桁条”)。

框架元件通常包括由一组凸缘形成的横截面轮廓，该一组凸缘是弯曲的以在框架元件的安装位置处呈现机身的相应的局部周向形状，其中，凸缘通过彼此间隔的至少一个腹板来机械连接。作为示例，在不限制本发明的主旨的情况下，这种框架元件的横截面可以是I形或者双T形。