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Title:
FUEL CELL DEVICE WITH FLAT COMPONENT, AND METHOD FOR PRODUCING A FUEL CELL DEVICE WITH FLAT COMPONENT, AND SYSTEM THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/117694
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to improve a fuel cell device comprising at least one fuel cell unit which has at least one metallic flat component, it is proposed that, in a passage region, the flat component has at least one through opening, that is to say precisely one through opening or a plurality of through openings, and an edge of at least one through opening is at least substantially burr-free.

Inventors:
BAYER ARNO (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/086160
Publication Date:
June 29, 2023
Filing Date:
December 15, 2022
Export Citation:
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Assignee:
EKPO FUEL CELL TECH GMBH (DE)
International Classes:
H01M8/0206; H01M8/10
Domestic Patent References:
WO2004036677A22004-04-29
WO2008054774A22008-05-08
Foreign References:
CN113161566A2021-07-23
CN210576224U2020-05-19
CN203481322U2014-03-12
US20210305657A12021-09-30
JP2009051872A2009-03-12
Attorney, Agent or Firm:
HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
- 69 -

P A T E N T A N S P R Ü C H E Brennstoffzellenvorrichtung (100) umfassend zumindest eine zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweisende Brennstoffzelleneinheit (110), wobei das Flachbauteil (142) in einem Durchgangsbereich (212) zumindest eine Durchgangsöffnung (214), also genau eine Durchgangsöffnung (214) oder mehrere Durchgangsöffnungen (214), aufweist und ein Rand (224) zumindest einer Durchgangsöffnung (214) zumindest im Wesentlichen gratfrei ist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Durchgangsöffnung (214) mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand (224) eine einen Durchgangsfreiraum (222) begrenzende Randfläche (234) eine Rauigkeit, insbesondere eine gemittelte Rautiefe (Rz), von höchstens 20 pm, insbesondere von höchstens 10 pm, aufweist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Durchgangsöffnung (214) mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand (224) die Durchgangsöffnung (214) im Wesentlichen frei von in ihren Durchgangsfreiraum (222) hineinragenden Materialrückständen ist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest im Wesentlichen gratfreie Durchgangsöffnung (214) zumindest im Wesentlichen keine zumindest näherungsweise in Richtung einer Normalen ihrer Randfläche (234) in ihren Durchgangsfreiraum (222) hervorstehende Auswölbungen (246') aufweist, wobei die Auswölbungen insbesondere zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Verlaufsrichtung der Randfläche (234) und einer Durchgangsrichtung (218) der Durchgangsöffnung (214) sich erstrecken. - 70 - Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweisende Brennstoffzelleneinheit (110), wobei das Flachbauteil (142) in einem Durchgangsbereich (212) zumindest eine Durchgangsöffnung (214) aufweist und bei zumindest einer Durchgangsöffnung (214) eine einen Durchgangsfreiraum (222) dieser Durchgangsöffnung (214) begrenzende Randfläche (234) in Richtung einer Durchgangsrichtung (218) dieser Durchgangsöffnung (214) sich mit einer Abweichung von höchstens 10°, insbesondere von höchstens 5°, von dieser Durchgangsrichtung (218) erstreckt. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Durchgangsöffnung (214) im Durchgangsbereich (212) zumindest eine ihrer quer zu der Durchgangsrichtung (218) gemessene Ausdehnungsdimension, insbesondere eine kleinere Ausdehnungsdimension von zwei quer zu der Durchgangsrichtung (218) gemessenen Ausdehnungsdimensionen, kleiner ist als 200 pm, insbesondere kleiner ist als 100 pm, insbesondere kleiner ist als 50 pm, insbesondere kleiner ist als 30 pm. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Durchgangsöffnung (214) in dem Durchgangsbereich (212) als Langloch oder als Rundloch ausgebildet ist und/oder zumindest eine Durchgangsöffnung (214) eine zumindest im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweist. - 71 - Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine ein metallisches Flachbauteil (142) aufweisende Brennstoffzelleneinheit (110), wobei das Flachbauteil (142) mindestens einen Durchgangsbereich (212) aufweist, der perforiert ist, wobei insbesondere die die Perforation ausbildenden Durchgangsöffnungen (214) in dem Durchgangsbereich (212) eines oder mehrere Merkmale der voranstehenden Ansprüche aufweisen. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine perforierte Durchgangsbereich (212) eine Vielzahl von höchstens 50 pm großen, insbesondere von höchstens 30 pm großen Durchgangsöffnungen (214) aufweist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbauteil (142) zumindest im Wesentlichen aus genau einem insbesondere metallischen Flacherzeugnis (162) oder aus mehreren insbesondere metallischen Flacherzeugnissen (162) ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Flacherzeugnis (162) des Flachbauteils (142) zumindest im Wesentlichen eine Dicke von mindestens 30 pm, insbesondere von mindestens 50 pm, und/oder von höchstens 250 pm, insbesondere von höchstens 150 pm, aufweist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbauteil (142) ein Blechbauteil ist und insbesondere das Flacherzeugnis ein Blech ist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbauteil (142) zumindest einen geprägten Abschnitt aufweist, und der zumindest eine Durchgangsbereich (212) in dem zumindest einen geprägten Abschnitt angeordnet ist. - 72 - Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Flacherzeugnis (162) des Flachbauteils (142) sich in zumindest einem Abschnitt, insbesondere einem geprägten Abschnitt, lokal schräg zu einer flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils (142) erstreckt. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Durchgangsbereich (212) in einem sich lokal schräg zu einer flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils (142) erstreckenden Abschnitt angeordnet ist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Durchgangsbereich (212) in einem sich lokal zumindest im Wesentlichen parallel zu einer flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils (142) erstreckenden Abschnitt angeordnet ist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbauteil (142) einen Fluidführungsabschnitt oder mehrere Fluidführungsabschnitte umfasst. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Fluidführungsabschnitt zumindest teilweise in zumindest einem Flacherzeugnis (162) ausgeformt ist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Durchgangsbereich (212) sich an zumindest einen Fluidführungsabschnitt anschließt. - 73 - Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachbauteil (142) eine Bipolarplatte ist. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei insbesondere als Bipolarplatte ausgebildete Flachbauteile (142) insbesondere zusammen mit einem zwischen den zwei Flachbauteilen (142) angeordneten Membranbauteil (144) eine Zelleinheit (124) der Brennstoffzelleneinheit (110) ausbilden, wobei insbesondere die Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest einen Stapel (122) aus einer Vielzahl von derartigen Flachbauteilen (142) und insbesondere Membranbauteilen (144) umfasst. Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese mittels eines Verfahrens nach einem der nachstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche hergestellt wird und/oder mittels einer Anlage (360) gemäß einem der nachstehenden auf eine Anlage gerichteten Ansprüche hergestellt wird. Verfahren zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung (100), wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweist, wobei das Verfahren zumindest den Schritt umfasst, das zumindest eine Flachbauteil (142) in einem Durchgangsbereich (212) mit zumindest einer einen zumindest im Wesentlichen gratfreien Rand (224) aufweisenden Durchgangsöffnung (214) zu versehen. - 74 - Verfahren, insbesondere nach dem voranstehenden Anspruch, zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung (100), wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweist, wobei das Verfahren zumindest den Schritt umfasst, das zumindest eine Flachbauteil (142) durch Einwirkung eines Laserstrahlungsfeldes (310) in zumindest einem Durchgangsbereich (212) mit zumindest einer Durchgangsöffnung (214) zu versehen. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Versehens mit einer Durchgangsöffnung (214) durch Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes (310) umfasst, das an einer mit der Durchgangsöffnung (214) zu versehenden Stelle (322) in dem Durchgangsbereich (212) das Laserstrahlungsfeld (310) derart einwirkt, dass der metallische Werkstoff des Flachbauteils (142) an dieser Stelle durch die Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes (310) verdampft, insbesondere sublimiert. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserstrahlungsfeld (310) ein gepulstes Laserstrahlungsfeld ist. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlungspulse des gepulsten Laserstrahlungsfeldes (310) eine Pulsdauer von höchstens 10 ps, insbesondere von höchstens 1 ps, und/oder eine Pulsdauer von mindestens 300 fs, insbesondere von mindestens

800 fs, aufweisen. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pulsenergie bei dem gepulsten Laserstrahlungsfeld (310) mindestens 50 pJ, insbesondere mindestens 70 pJ, groß ist und/oder höchstens 2.000 pJ, insbesondere höchstens 500 pJ, groß ist. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserstrahlungsfeld (310) zirkular polarisiert ist. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein System (314) aus optischen Elementen zur Führung des Laserstrahlungsfeldes (310), insbesondere zu verschiedenen zu bearbeitenden Stellen (322), verwendet wird. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserstrahlungsfeld (310) in mehrere Teilstrahlungsfelder (328) aufgeteilt wird und durch die mehreren Teilstrahlungsfelder (328) mehrere Stellen (322) an dem Flachbauteil (142) gleichzeitig bearbeitet werden. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasströmung (344) angewendet wird, um ein Material, insbesondere ein Entfernen von dem verdampften Material, von der zumindest einen zu bearbeitenden Stelle, welche mit einer Durchgangsöffnung (214) versehen wird, zumindest zu unterstützen. Verfahren nach dem voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines Teils der Gasströmung (344) das Material von der zu bearbeitenden Stelle weggeblasen wird. Verfahren nach einem der zwei voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines Teils der Gasströmung (344) das Material von der zu bearbeitenden Stelle abgesaugt wird. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des Flachbauteils (142) von der Gasströmung (344) erfasst wird, insbesondere von der Gasströmung (344) angeströmt wird und/oder die Gasströmung (344) von diesem Bereich wegströmt, wobei dieser erfasste Bereich mehrere zu bearbeitende Stellen umfasst, insbesondere wirken verschiedene Teilstrahlungsfelder (328) des Laserstrahlungsfeldes (310) auf verschiedene Stellen in dem erfassten Bereich ein. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führen des Laserstrahlungsfeldes (310) und insbesondere von dessen Teilstrahlungsfelder (328) unabhängig von einer Führung und/oder einer Orientierung der Gasströmung (344) erfolgt. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Gasströmung (344), insbesondere zumindest ein Großteil der Gasströmung (344), schräg zu einer Propagationsrichtung des Laserstrahlungsfeldes (310) verläuft. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren zumindest den Schritt eines Prägens zumindest eines Flacherzeugnisses umfasst. - 77 - Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren zumindest ein Fügen zumindest eines Flacherzeugnisses (162) des Flachbauteils (142) mit zumindest einer weiteren Komponente, insbesondere mit zumindest einem weiteren Flacherzeugnis (162), umfasst, insbesondere ein Verschweißen, insbesondere mittels Laserschweißens, des zumindest einen Flacherzeugnis (162) mit zumindest einer weiteren Komponente umfasst. Verfahren nach einem der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zumindest einen Schritt zum Versehen der Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere des Flachbauteils (142), mit einem oder mehreren Merkmalen der voranstehenden auf eine Brennstoffzellenvorrichtung (100) gerichteten Ansprüche umfasst. Anlage (360) zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung (100), wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweist, wobei die Anlage (360), insbesondere eine Maschinenstation (362) der Anlage (360), zumindest eine Laserstrahlungseinrichtung (316) zum Versehen des Flachbauteils (142) mit zumindest einer Durchgangsöffnung (214) aufweist. Anlage (360) nach dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlungseinrichtung (316) zumindest eine Strahlungsfeldquelle (312) und ein System (314) von optischen Elementen zur Führung eines von der Strahlungsfeldquelle (312) bereitgestellten Laserstrahlungsfeldes (310) umfasst. - 78 - Anlage (360) nach einem der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (314) von optischen Elementen zumindest ein einstellbares optisches Element, beispielsweise einen in seiner Position und/oder Ausrichtung einstellbaren Spiegel, zur Führung des Laserstrahlungsfeldes (310) umfasst. Anlage (360) nach einem der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlungseinrichtung (316) zumindest einen Strahlteiler (326) zum Aufteilen eines Laserstrahlungsfeldes (310) in mehrere Teilstrahlungsfelder (328) aufweist. Anlage (360) nach einem der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (360), insbesondere die Maschinenstation (362) mit der Laserstrahlungseinrichtung (316), eine Gasströmungseinrichtung (342) umfasst, mittels welcher eine Gasströmung (344) bereitgestellt wird, welche auf die zu bearbeitende Stelle an dem Flachbauteil (142) einwirkt. Anlage (360) nach dem voranstehenden auf eine Anlage gerichteten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasströmungseinrichtung (342) zumindest eine Gasdüse (348) zur Bereitstellung einer zumindest eine zu bearbeitende Stelle an dem Flachbauteil (142) anströmende Gasströmung (344) aufweist und/oder dass die Gasströmungseinrichtung (342) zumindest eine Absaugvorrichtung (346) zum Absaugen einer Gasströmung (344) von zumindest einer zu bearbeitenden Stelle an dem Flachbauteil (142) umfasst. - 79 - Anlage (360) nach einem der voranstehenden auf eine Anlage gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlungseinrichtung (316) und die Gasströmungseinrichtung (342) derart ausgebildet sind, dass das Laserstrahlungsfeld (310), insbesondere dessen Teilstrahlungsfelder (328), unabhängig von der Gasströmung (344) geführt werden kann/können. Anlage (360) nach einem der voranstehenden auf eine Anlage gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (360), insbesondere die Maschinenstation (362) mit der Laserstrahlungseinrichtung (316) eine Prägevorrichtung (372) zum Prägen zumindest eines Flacherzeugnisses (162) des Flachbauteils (142) umfasst. Anlage (360) nach einem der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (360), insbesondere die Maschinenstation (362) mit der Laserstrahlungseinrichtung (310) ein zusätzliches Lasersystem (342) umfasst zum Verschweißen von Komponenten, insbesondere zum Verschweißen zumindest eines Flacherzeugnisses (162) mit zumindest einer weiteren Komponente, insbesondere mit zumindest einem weiteren Flacherzeugnis (162).

Description:
Brennstoffzellenvorrichtung mit Flachbauteil sowie Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzellenvorrichtung mit Flachbauteil und Anlage hierfür

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenvorrichtung umfassend zumindest eine zumindest ein insbesondere metallisches Flachbauteil aufweisende Brennstoffzelleneinheit sowie ein Verfahren zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung, wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zumindest ein insbesondere metallisches Flachbauteil aufweist, sowie eine Anlage zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung, wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zumindest ein insbesondere metallisches Flachbauteil aufweist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Flachbauteil, ein Verfahren zum Herstellen eines Flachbauteils, sowie eine Anlage zum Herstellen eines Flachbauteils.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Brennstoffzellenvorrichtung und/oder ein Flachbauteil und/oder ein Verfahren zum Herstellen derselben und/oder desselben und/oder eine Anlage zum Herstellen derselben und/oder desselben zu verbessern.

Bei Ausführungsformen einer Brennstoffzellenvorrichtung und/oder eines Flachbauteils wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das insbesondere metallische Flachbauteil, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils, in einem Durchgangsbereich zumindest eine Durchgangsöffnung, also genau eine Durchgangsöffnung oder mehrere Durchgangsöffnungen, aufweist und ein Rand zumindest einer Durchgangsöffnung zumindest im Wesentlichen gratfrei ist. Ein Vorteil hiervon ist insbesondere, dass bei der Durchgangsöffnung mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand ein Lösen von Materialteilen an dem Rand zumindest reduziert ist, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen unterbunden ist, und somit ein Verunreinigen von einem durch die Durchgangsöffnung strömenden Fluid und/oder von einem an der Durchgangsöffnung vorbeiströmenden Fluid zumindest reduziert wird, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen verhindert wird.

Beispielsweise ist ein Vorteil der Durchgangsöffnung mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand, dass diese kleiner dimensioniert werden kann als Durchgangsöffnungen im Stand der Technik.

Insbesondere ist ein Vorteil dieser Lösung, dass bei der Durchgangsöffnung mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand im Wesentlichen keine Materialrückstände über den Rand hinausstehen und somit eine Gefahr einer Beschädigung von an das Flachbauteil angrenzend angeordneten Bauteilen durch über den Rand hinausstehender insbesondere scharfkantiger Materialrückstände zumindest reduziert wird, beispielsweise zumindest im Wesentlichen beseitigt wird.

Insbesondere ist das Flachbauteil im Wesentlichen aus zumindest einem insbesondere metallischen Flacherzeugnis, also genau einem Flacherzeugnis oder mehreren, beispielsweise zwei oder drei, Flacherzeugnissen, ausgebildet.

Insbesondere weist ein jeweiliges Flacherzeugnis jeweils zwei sich gegenüberliegende Flachseiten auf.

Insbesondere bilden bei Ausführungsformen eines Flachbauteils aus nur einem Flacherzeugnis dessen Flachseiten Außenseiten des Flachbauteils aus. Bei Ausführungsformen eines Flachbauteils aus mehreren Flacherzeugnissen bilden eine jeweilige nach außen gewandte Flachseite von zwei außenliegenden Flacherzeugnissen zwei flächenmäßige Außenseiten des Flachbauteils aus und die nach innen gewandten Flachseiten dieser zwei Flacherzeugnisse und, sofern ein drittes und beispielsweise weitere Flacherzeugnisse vorgesehen sind, deren Flachseiten sind einer jeweiligen Flachseite eines anliegend angeordneten Flacherzeugnisses zugewandt.

Insbesondere werden die mehreren Flacherzeugnisse, soweit diese zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sind, im Nachfolgenden gemeinsam beschrieben. Insbesondere ist unter der Bezugnahme auf ein oder das Flacherzeugnis zu versehen, dass das genau eine Flacherzeugnis oder eines der mehreren Flacherzeugnisse, vorzugsweise zumindest einige, beispielsweise sämtliche, der mehreren Flacherzeugnisse, das beschriebene Merkmal aufweist/aufweisen und/oder dass ein jeweiliges oder entsprechendes Flacherzeugnis das beschriebene Merkmal aufweist.

Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der einen Durchgangsöffnung oder der mehreren Durchgangsöffnungen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

Im Folgenden ist eine Bezugnahme auf „eine Durchgangsöffnung" oder auf „zumindest eine Durchgangsöffnung" im Zusammenhang mit einem Merkmal so zu verstehen, dass die genau eine Durchgangsöffnung oder eine der mehreren Durchgangsöffnungen das Merkmal aufweist oder zumindest einige, beispielsweise sämtliche, der mehreren Durchgangsöffnungen dieses Merkmal aufweisen.

Insbesondere weist genau eine Durchgangsöffnung oder jede der mehreren Durchgangsöffnungen bei dem zumindest einen Flacherzeugnis jeweils einen Durchgangsfreiraum auf, welcher sich zwischen den zwei Flachseiten des zumindest einen Flacherzeugnisses hindurcherstreckt und auf beiden Flachseiten sich öffnend ausgebildet ist. Insbesondere erstreckt sich die genau eine Durchgangsöffnung oder jede der mehreren Durchgangsöffnungen in einer jeweiligen Durchgangsrichtung durch das Flachbauteil, insbesondere durch das entsprechende Flacherzeugnis. Die jeweilige Durchgangsrichtung ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einem lokalen Verlauf der Flachseite im Bereich der Durchgangsöffnung orientiert.

Insbesondere bildet das Flacherzeugnis bei einer Durchgangsöffnung einen jeweiligen Rand aus, welcher die jeweilige Durchgangsöffnung umrandet und eine Randfläche aufweist, welche den jeweiligen Durchgangsfreiraum quer zu der Durchgangsrichtung begrenzt.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass bei einer Durchgangsöffnung mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand die einen Durchgangsfreiraum dieser Durchgangsöffnung begrenzende Randfläche eine sehr geringe Rauigkeit aufweist, wobei vorzugsweise die geringe Rauigkeit, insbesondere eine gemittelte Rautiefe, höchstens 20 pm beträgt, insbesondere höchstens 10 pm beträgt.

Vorteilhafterweise ist bei einer Durchgangsöffnung mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand die Durchgangsöffnung im Wesentlichen frei von in ihren Durchgangsfreiraum hineinragenden Materialrückständen.

Insbesondere wird hierdurch erreicht, dass die Gefahr der Verunreinigung eines durch die Durchgangsöffnung und/oder an dieser vorbei strömenden Fluids durch Mitnahme von Materialrückständen zumindest reduziert wird.

Außerdem wird so die Durchgangsöffnung präziser hergestellt und kann beispielsweise kleiner ausgebildet werden. Beispielsweise bleiben derartige Materialrückstände bei Herstellungsverfahren des Standes der Technik zurück, wenn das im Bereich der herzustellenden Durchgangsöffnung vorhandene Material zum Entfernen geschmolzen wird, aber am Rand der herzustellenden Durchgangsöffnung noch Reste der Schmelze, insbesondere Tropfen derselben, hängen und zurück bleiben und so in den Durchgangsfreiraum hineinragende Materialrückstände ausbilden.

Insbesondere weist eine zumindest im Wesentlichen gratfreie Durchgangsöffnung zumindest im Wesentlichen keine zumindest näherungsweise in Richtung einer Normalen ihrer Randfläche in ihren Durchgangsfreiraum hervorstehende Auswölbung auf.

Insbesondere verläuft die Randfläche entlang einer Verlaufsrichtung in sich geschlossen um den Durchgangsfreiraum ihrer Durchgangsöffnung herum, wobei insbesondere die Verlaufsrichtung entlang des Verlaufs der Randfläche lokal variiert, so dass der geschlossene Verlauf der Randfläche ausgebildet wird.

Insbesondere verläuft die Verlaufsrichtung entlang zumindest näherungsweise des gesamten Verlaufs der Randfläche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Durchgangsrichtung der Durchgangsöffnung.

Insbesondere ist eine zumindest im Wesentlichen gratfreie Durchgangsöffnung zumindest im Wesentlichen frei von Auswölbungen, welche zumindest näherungsweise senkrecht zu der Verlaufsrichtung der Randfläche und der Durchgangsrichtung der Durchgangsöffnung sich über die Randfläche in den Durchgangsfreiraum hinein erstrecken.

Alternativ oder ergänzend wird bei vorteilhaften Ausführungsformen einer zumindest eine zumindest ein Flachbauteil aufweisenden Brennstoffzelleneinheit umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung und/oder eines Flachbauteils die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch dadurch gelöst, dass das insbesondere metallische Flachbauteil, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils, in einem Durchgangsbereich zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, also genau eine Durchgangsöffnung oder mehrere Durchgangsöffnungen aufweist, und bei zumindest einer Durchgangsöffnung eine einen Durchgangsfreiraum dieser Durchgangsöffnung begrenzende Randfläche in Richtung einer Durchgangsrichtung der Durchgangsöffnung sich mit einer Abweichung von höchstens 10° von dieser Durchgangsrichtung erstreckt, vorzugsweise mit einer Abweichung von höchstens 5° von dieser Durchgangsrichtung erstreckt.

Dabei ist also insbesondere vorgesehen, dass die sich zwischen den zwei Flachseiten des zumindest einen Flacherzeugnisses, welches das Flachbauteil zumindest im Wesentlichen ausbildet oder mitausbildet, in Richtung der Durchgangsrichtung erstreckende Randfläche höchstens ein wenig mit seiner Erstreckung von der Orientierung der Durchgangsrichtung abweicht, nämlich vorzugsweise höchstens 10°, insbesondere höchstens 5° abweicht.

Insbesondere wird der Winkel, zwischen der Richtung der Erstreckung der Randfläche von einer Flachseite zu der anderen Flachseite und der Durchgangsrichtung auch Taperwinkel genannt und somit ist bei vorteilhaften Ausführungsformen vorgesehen, dass der Taperwinkel höchstens 10° groß ist, vorzugsweise höchstens 5° groß ist.

Insbesondere weist die genau eine Durchgangsöffnung oder weisen die mehreren Durchgangsöffnungen zwei jeweilige Ausdehnungsdimensionen, welche quer, vorzugsweise zumindest näherungsweise senkrecht, zu der jeweiligen Durchgangsrichtung gemessen werden, auf.

Insbesondere entspricht eine der zwei Ausdehnungsdimensionen einer maximalen Ausdehnung der jeweiligen Durchgangsöffnung quer, insbesondere zumindest näherungsweise senkrecht, zu der jeweiligen Durchgangsrichtung und die andere der zwei Ausdehnungsdimensionen entspricht einer minimalen Ausdehnung der jeweiligen Durchgangsöffnung quer, insbesondere zumindest näherungsweise senkrecht, zu der jeweiligen Durchgangsrichtung. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zumindest bei einer Durchgangsöffnung im Durchgangsbereich zumindest eine ihrer quer zu der Durchgangsrichtung gemessenen Ausdehnungsdimensionen, insbesondere eine kleinere Ausdehnungsdimension von zwei quer zu der Durchgangsrichtung gemessenen Ausdehnungsdimensionen, kleiner ist als 200 qm, vorzugsweise kleiner ist als 100 qm, insbesondere kleiner ist als 50 qm, beispielsweise kleiner ist als 30 qm.

Insbesondere ist zumindest eine Ausdehnungsdimension der Durchgangsöffnungen, beispielsweise eine Breite derselben, mindestens 10 qm groß und/oder höchstens 500 qm groß. Insbesondere ist dies die kleinere der zwei Ausdehnungsdimensionen.

Insbesondere ist zumindest eine Ausdehnungsdimension der Durchgangsöffnungen, insbesondere die größere der zwei Ausdehnungsdimensionen, beispielsweise eine Länge der Durchgangsöffnungen, mindestens 10 qm groß und/oder höchstens 5.000 qm groß.

Die genau eine Durchgangsöffnung oder die mehreren Durchgangsöffnungen können unterschiedlichste geometrische Ausgestaltungen aufweisen.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen ist zumindest eine Durchgangsöffnung in dem Durchgangsbereich als Langloch ausgebildet. Insbesondere weist bei dem Langloch die Randfläche in einem Hauptabschnitt zwei gegenüberliegende zumindest näherungsweise parallel zueinander verlaufende Abschnitte auf, und in an gegenüberliegenden Enden des Hauptabschnittes angrenzenden Endabschnitten ist die Randfläche gekrümmt ausgebildet, so dass die gekrümmt ausgebildeten Abschnitte der Randfläche die zumindest näherungsweise parallel verlaufenden Abschnitte miteinander verbinden. Beispielsweise sind die zwei Ausdehnungsdimensionen bei dem Langloch dessen längliche Erstreckung von einem der zwei Endabschnitte bis zu dem anderen Endabschnitt und die andere Ausdehnungsdimension eine Breite, mit welcher die zwei zumindest näherungsweise parallel zueinander verlaufenden Abschnitte der Randfläche zueinander beabstandet sind.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen ist zumindest eine Durchgangsöffnung in dem Durchgangsbereich als Rundloch ausgebildet. Insbesondere verläuft die Randfläche bei dem Rundloch zumindest im Wesentlichen entlang eines geometrischen Kreises, welcher in einer zu der Durchgangsrichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Ebene angeordnet ist.

Insbesondere ist eine Ausdehnungsdimension des Rundloches ein Durchmesser desselben, welcher insbesondere zumindest im Wesentlichen dem Durchmesser des geometrischen Kreises, entlang welchem die Randfläche zumindest im Wesentlichen entlang verläuft, entspricht.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen weist zumindest eine Durchgangsöffnung zwei zumindest näherungsweise parallel zueinander verlaufende Seiten auf, die insbesondere mit einer Ausdehnungsdimension voneinander beabstandet sind.

Beispielsweise weist zumindest eine Durchgangsöffnung eine zumindest im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf, beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen quadratische Querschnittsform auf. Insbesondere weist die zumindest eine Durchgangsöffnung die Querschnittsform in einer zu der Durchgangsrichtung im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Querschnittsebene auf.

Beispielsweise sind die Eckradien der zumindest einen Durchgangsöffnung mit zumindest im Wesentlichen rechteckiger Querschnittsform gerundet. Insbesondere sind bei der Durchgangsöffnung mit im Wesentlichen rechteckiger Querschnittsform deren Länge und Breite deren Ausdehnungsdimensionen.

Alternativ oder ergänzend wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein Flachbauteil und/oder eine Brennstoffzellenvorrichtung, welche zumindest eine zumindest ein metallisches Flachbauteil aufweisende Brennstoffzelleneinheit umfasst, gelöst, wobei das Flachbauteil, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils, mindestens einen Durchgangsbereich aufweist, der perforiert ist.

Beispielsweise wird durch den perforierten Durchgangsbereich eine günstige Führung eines Fluids ermöglicht.

Vorzugsweise weisen zumindest einige, beispielsweise sämtliche, der die Perforation ausbildenden Durchgangsöffnungen im Durchgangsbereich eines oder mehrere der voranstehend erläuterten Merkmale auf.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der zumindest eine perforierte Durchgangsbereich eine Vielzahl von höchstens 50 pm großen, insbesondere von höchstens 30 pm großen Durchgangsöffnungen aufweist. Insbesondere ist somit zumindest eine Ausdehnungsdimension, vorzugsweise sind beide Ausdehnungsdimensionen, der Durchgangsöffnungen in dem perforierten Durchgangsbereich höchstens 30 pm groß.

Vorzugsweise ist eine von der Vielzahl der Durchgangsöffnungen in dem perforierten Durchgangsbereich freigelegte Gesamtquerschnittsfläche, welche in einer zu der Durchgangsrichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Querschnittsebene gemessen wird, mindestens 1 mm 2 , vorzugsweise mindestens 2 mm 2 , beispielsweise mindestens 5 mm 2 groß. Insbesondere ist eine von der Vielzahl der Durchgangsöffnungen in dem perforierten Durchgangsbereich freigelegte Gesamtquerschnittsfläche, welche in einer zu der Durchgangsrichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Querschnittsebene gemessen wird, höchstens 100 mm 2 , insbesondere höchstens 50 mm 2 , beispielsweise höchstens 30 mm 2 groß. Bei einigen Ausführungsformen ist diese Querschnittsfläche höchstens 20 mm 2 , insbesondere höchstens 10 mm 2 groß.

Hinsichtlich der weiteren Ausgestaltung des Flachbauteils wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

Insbesondere weist das Flachbauteil eine flächenmäßige Ausdehnung in zwei zueinander zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Flächenausdehnungsrichtungen auf und eine in einer Höhenausdehnungsrichtung, welche zumindest näherungsweise senkrecht zu den beiden Flächenausdehnungsrichtungen verläuft, gemessene Höhe ist erheblich kleiner, insbesondere zumindest zehnmal kleiner, beispielsweise zumindest 100-mal kleiner, als eine Ausdehnung des Flachbauteils in den Flächenausdehnungsrichtungen.

Insbesondere sind die zwei Flachseiten des Flacherzeugnisses mit einem einer Dicke des Flacherzeugnisses entsprechenden Abstand voneinander beabstandet.

Beispielsweise erstreckt sich das Flacherzeugnis in zwei zueinander zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufende Erstreckungsrichtungen und die Dicke des Flacherzeugnisses wird in eine zu den beiden Erstreckungsrichtungen zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufende Richtung gemessen, wobei die Dicke des Flacherzeugnisses erheblich kleiner ist, insbesondere zumindest 100-mal kleiner, beispielsweise zumindest 1.000-mal kleiner ist, als eine Erstreckung des Flacherzeugnisses in den Erstreckungsrichtungen. Insbesondere weist das Flacherzeugnis zumindest im Wesentlichen eine Dicke von mindestens 30 |jm auf, beispielsweise von mindestens 50 pm auf.

Bei günstigen Ausführungsformen weist das Flacherzeugnis eine Dicke von höchstens 250 pm auf, insbesondere eine Dicke von höchstens 150 pm auf.

Insbesondere ist das Flachbauteil bei einigen Ausführungsformen ein Blechbauteil und das Flacherzeugnis ist ein Blech.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen ist das Flacherzeugnis, beispielsweise das Blech, beschichtet.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Flachbauteil, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis, zumindest einen geprägten Abschnitt aufweist, also genau einen geprägten Abschnitt oder mehrere geprägte Abschnitte aufweist.

Bei einigen vorteilhaften Ausführungsformen ist der zumindest eine Durchgangsbereich in einem geprägten Abschnitt angeordnet.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen erstreckt sich zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils zumindest größtenteils lediglich in den Flächenausdehnungsrichtungen des Flachbauteils.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils sich in zumindest einem Abschnitt, welcher insbesondere ein geprägter Abschnitt ist, lokal schräg zu einer flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils erstreckt, wobei die flächenmäßige Ausdehnung des Flachbauteils insbesondere durch die Ausrichtung der zwei Flächenausdehnungsrichtungen definiert ist. Damit weist das zumindest eine Flacherzeugnis vorteilhafterweise eine komplexere Struktur auf als lediglich eine Erstreckung im Wesentlichen in der durch die zwei Flächenausdehnungsrichtungen aufgespannten Ebene.

Insbesondere sind jedoch Erstreckungen des Flacherzeugnisses schräg zu den Flächenausdehnungsrichtungen klein bezogen auf die Ausdehnung des Flachbauteils in diesen beiden Flächenausdehnungsrichtungen, sodass eine Höhe des Flachbauteils erheblich kleiner ist als dessen Ausdehnung in den Flächenausdehnungsrichtungen.

Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zumindest ein Durchgangsbereich in einem sich schräg zu der flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils erstreckenden Abschnitts eines Flacherzeugnisses angeordnet ist.

Beispielsweise ist bei diesen bevorzugten Ausführungsformen ein sich im Wesentlichen parallel zu der flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils erstreckender Abschnitt eines weiteren Flacherzeugnisses anliegend an den schräg erstreckenden Abschnitt des Flacherzeugnisses mit dem zumindest einen Durchgangsbereich angeordnet.

Bei einigen vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zumindest ein Durchgangsbereich in einem sich zumindest im Wesentlichen parallel zu der flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils erstreckenden Abschnitt eines Flacherzeugnisses angeordnet ist.

Bei diesen vorteilhaften Ausführungsformen ist insbesondere vorgesehen, dass ein Bereich mit zumindest einem sich schräg zu der flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils erstreckenden Abschnitt eines weiteren Flacherzeugnisses anliegend an den Durchgangsbereich des einen Flacherzeugnisses angeordnet ist. Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Flachbauteil einen Fluidführungsabschnitt oder mehrere Fluidführungsabschnitte umfasst.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der eine Fluidführungsabschnitt oder die mehreren Fluidführungsabschnitte zumindest teilweise Teil einer Leitungseinrichtung der Brennstoffzellenvorrichtung für ein insbesondere ein Brennstoffmedium und/oder Oxidationsmedium umfassendes Fluidgemisch sind und/oder zumindest teilweise Teil einer Leitungseinrichtung für ein Temperiermedium sind.

Insbesondere ist die Leitungseinrichtung für das Temperiermedium Teil einer Temperiereinrichtung, um die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit in einem für einen ordnungsgemäßen Betrieb zulässigen Temperaturbereich, vorzugsweise in einem für einen effizienten Betrieb gewünschten Temperaturbereich, zuhalten.

Vorzugsweise ist zumindest ein Fluidführungsabschnitt zumindest teilweise in zumindest einem Flacherzeugnis ausgeformt.

Insbesondere bildet dabei ein geprägter Abschnitt des Flacherzeugnisses den zumindest einen Fluidführungsabschnitt zumindest teilweise aus.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Fluidführungsabschnitt zumindest teilweise durch eine in dem Flacherzeugnis ausgeformte, beispielsweise eingeprägte, Kanalstruktur ausgebildet wird.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der zumindest eine Durchgangsbereich sich an zumindest einen Fluidführungsabschnitt anschließt. Somit ist also vorzugsweise vorgesehen, dass bei einem Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung durch die eine Durchgangsöffnung oder die mehreren Durchgangsöffnungen ein Fluidgemisch, insbesondere ein Gasgemisch, hindurch strömt, wobei dieses Fluidgemisch entweder von dem Fluidführungsabschnitt zu dem Durchgangsbereich zum Hindurchströmen geführt wird oder nach dem Durchströmen des Durchgangsbereichs in dem Fluidführungsabschnitt weiter strömt.

Insbesondere bildet dabei der Durchgangsbereich der einen Durchgangsöffnung oder der mehreren Durchgangsöffnungen einen so genannten gas port für das Flachbauteil aus.

Bei besonders günstigen Ausführungsformen weist das Flachbauteil mehrere Durchgangsbereiche auf, insbesondere zumindest einen Durchgangsbereich als Einlass und einen weiteren Durchgangsbereich als Auslass für ein jeweiliges Fluid.

Beispielsweise weist das Flachbauteil zumindest vier Durchgangsbereiche auf, und zwar insbesondere für zumindest zwei Sorten von Fluidgemischen jeweils einen Einlass und einen Auslass, welche durch entsprechende Durchgangsbereiche ausgebildet werden.

Insbesondere weist dabei ein Flacherzeugnis des Flachbauteils die den Einlass und Auslass ausbildenden Durchgangsbereiche für eine Sorte eines Fluidgemisches auf und ein weiteres Flacherzeugnis die den Einlass und Auslass ausbildenden Durchgangsbereiche für eine andere Sorte von Fluidgemisch auf.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen ist zumindest eine Durchgangsöffnung in zumindest einem Durchgangsbereich für eine Befestigung vorgesehen, wobei ein Befestigungselement durch die zumindest eine Durchgangsöffnung greift. Beispielsweise wird mit dem Befestigungselement ein weiteres Teil an dem Flachbauteil befestigt.

Beispielsweise werden mit dem Befestigungselement das Flachbauteil und ein anderes Bauteil, beispielsweise das Membranbauteil, aneinander befestigt.

Insbesondere sind hierbei Vorteile, dass durch die präzise Ausbildung der Durchgangsöffnung eine stabile und passgenaue Befestigung erreicht wird und/oder eine Gefahr von Beschädigungen der befestigten Teile durch den zumindest im Wesentlichen gratfreien Rand zumindest reduziert wird.

Auch kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei diesen zur Befestigung vorgesehenen Durchgangsöffnungen ein Fluid vorbeiströmt und insbesondere durch den gratfreien Rand eine Gefahr der Verunreinigung des Fluids zumindest reduziert wird.

Das Flachbauteil kann prinzipiell unterschiedlichste Funktionen in der Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere in einer Zelleinheit derselben, und/oder einer anderen Vorrichtung erfüllen und hierfür ausgebildet sein.

Bei besonders günstigen Ausführungsformen ist das Flachbauteil als Bipolarplatte für die Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere für zumindest eine Zelleneinheit ausgebildet.

Insbesondere ist vorgesehen, dass zwei insbesondere als Bipolarplatten ausgebildete Flachbauteile vorzugsweise zusammen mit einem zwischen den zwei Flachbauteilen angeordneten Membranbauteil eine Zelleinheit der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit ausbilden. Insbesondere weist dabei eines der zwei Flachbauteile zumindest einen Fluidführungsabschnitt zur Führung eines ein Brennstoffmedium umfassendes Fluidgemisches auf und das andere der zwei Flachbauteile zumindest einen Fluidführungsabschnitt zur Führung eines ein Oxidationsmedium umfassenden Gemisches auf, wobei diese Fluidgemische durch den jeweiligen Fluidführungsabschnitt zu einer Reaktionskammer der Zelleinheit geführt werden, in welcher die Medien chemisch miteinander reagieren können.

Vorzugsweise ist eine Membran des Membranbauteils in der Reaktionskammer angeordnet, über welche die Fluidgemische, insbesondere das Brennstoffmedium und das Oxidationsmedium, in Wechselwirkung treten können.

Insbesondere umfasst die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zumindest einen Stapel, welcher zumindest aus einer Vielzahl von Flachbauteilen und beispielsweise Membranbauteilen ausgebildet ist, wobei insbesondere jeweils ein Flachbauteil und ein Membranbauteil abwechselnd in einer Stapelrichtung angeordnet sind.

Vorzugsweise ist ein Flachbauteil zu je einer Seite hin einer jeweiligen Zelleinheit der Brennstoffzelleneinheit zugeordnet.

Insbesondere bildet dabei je ein Flacherzeugnis des Flachbauteils eine Elektrode der jeweiligen zugeordneten Zelleinheit aus und/oder bildet zumindest teilweise Fluidführungsabschnitte, insbesondere als Kanalabschnitte, zur Führung eines insbesondere ein Brennstoffmedium oder ein Oxidationsmedium umfassenden Fluidgemisches zur Zuführung zu der zugeordneten Zelleinheit aus. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Flachbauteil und die Brennstoffzellenvorrichtung gemäß einem Verfahren mit zumindest einem der nachstehend erläuterten Merkmale hergestellt wird und somit vorteilhafterweise eine entsprechende Ausbildung aufweist, wobei durch derartige Verfahren beispielsweise ein gratfreier Rand an der Durchgangsöffnung und/oder kleine präzise Durchgangsöffnungen und/oder ein perforierter Durchgangsbereich, herstellbar ist und bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen schnell und effizient herstellbar ist.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Flachbauteil und die dieses Flachbauteil umfassende Brennstoffzellenvorrichtung mit einer Anlage, die zumindest eines der nachstehend erläuterten Merkmale aufweist, hergestellt wird, wobei mit einer solchen Anlage vorteilhafte Ausführungsformen, beispielsweise Durchgangsöffnungen mit einem gratfreien Rand und/oder präzise ausgebildete, kleine Durchgangsöffnungen und/oder ein perforierter Durchgangsbereich, wie voranstehend erläutert, ausgebildet werden können und bei vorteilhaften Ausführungsformen der Anlage schnell und präzise ausgebildet werden können.

Alternativ oder ergänzend wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines insbesondere metallischen Flachbauteils und/oder einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung, wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zumindest ein insbesondere metallisches Flachbauteil aufweist, gelöst, wobei das Verfahren zumindest den Schritt umfasst, das zumindest eine Flachbauteil, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils, in einem Durchgangsbereich mit zumindest einer Durchgangsöffnung zu versehen, insbesondere mit zumindest einer einen zumindest im Wesentlichen gratfreien Rand aufweisenden Durchgangsöffnung zu versehen. Die voranstehend in Zusammenhang mit dem gratfreien Rand genannten Vorteile und bevorzugten Ausbildungen des gratfreien Randes übertragen sich und gelten entsprechend auch für das Verfahren.

Alternativ oder ergänzend wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines insbesondere metallischen Flachbauteils und einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung, wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zumindest ein insbesondere metallisches Flachbauteil aufweist, gelöst, wobei das Verfahren zumindest den Schritt umfasst, das zumindest eine Flachbauteil, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils, durch Einwirkung eines Laserstrahlungsfeldes in zumindest einem Durchgangsbereich des Flachbauteils mit zumindest einer Durchgangsöffnung zu versehen.

Vorteilhafterweise wird durch die Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes eine Durchgangsöffnung mit zumindest im Wesentlichen gratfreien Rand ausgebildet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schritt des Versehens mit einer Durchgangsöffnung durch Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes umfasst, dass an einer mit der Durchgangsöffnung zu versehenden Stelle in dem Durchgangsbereich das Laserstrahlungsfeld derart einwirkt, dass das insbesondere metallische Material des Flachbauteils, insbesondere das Material des Flacherzeugnisses, an dieser Stelle durch die Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes verdampft, vorzugsweise dass das insbesondere metallische Material an dieser Stelle durch die Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes sublimiert. Insbesondere kann so eine Durchgangsöffnung präzise ausgebildet und vorteilhafterweise mit einem zumindest im Wesentlichen gratfreien Rand versehen werden.

Insbesondere wird dadurch, dass das Material an der mit der Durchgangsöffnung zu versehenden Stelle verdampft wird, insbesondere sublimiert wird, ein Zurückbleiben von unerwünschtem Material zumindest reduziert, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen gänzlich unterbunden, sodass die Durchgangsöffnung und der Rand präzise, insbesondere ohne Auswölbungen, ausgebildet werden kann.

Vorteilhafterweise wird durch die Verdampfung des Materials, insbesondere die Sublimierung desselben, an der mit der Durchgangsöffnung zu versehenden Stelle ein Abtransport des dann gasförmigen Materials erleichtert.

Insbesondere weist das Laserstrahlungsfeld eine entsprechend ausreichend große Energiedichte auf, um das insbesondere metallische Material des Flachbauteils zu verdampfen, vorzugsweise zu sublimieren.

Insbesondere ist als Energiedichte eine von dem Laserstrahlungsfeld pro Flächeneinheit an der zu bearbeitenden Stelle eingebrachte Energie entsprechend ausreichend groß.

Vorteilhafterweise hat das Laserstrahlungsfeld als Energiedichte eine entsprechend ausreichend große Leistung. Beispielsweise ist die Leistung des Laserstrahlungsfeldes mindestens 1 MW groß, insbesondere mindestens 5 MW groß, vorzugsweise mindestens 70 MW groß.

Beispielsweise ist eine Leistung des Laserstrahlungsfeldes höchstens

6.500 MW groß, insbesondere höchstens 2.000 MW groß, insbesondere höchstens 650 MW groß. Bei einigen günstigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Laserstrahlungsfeld ein kontinuierliches, insbesondere über die Zeit kontinuierliches, Laserstrahlungsfeld ist.

Dabei ist also insbesondere das Laserstrahlungsfeld das Laserstrahlungsfeld eines Dauerstrichlasers.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Laserstrahlungsfeld ein gepulstes Laserstrahlungsfeld ist.

Insbesondere ist mit dem gepulsten Laserstrahlungsfeld eine große Energiedichte zu erzielen.

Insbesondere ist vorgesehen, dass Strahlungspulse des gepulsten Laserstrahlungsfeldes ultrakurze Pulse sind, die insbesondere ausreichend sind für die Ausbildung einer Durchgangsöffnung in dem Flacherzeugnis, welches beispielsweise eine Dicke wie voranstehend erläutert aufweist.

Insbesondere sind die ultrakurzen Pulse günstig für ein Verdampfungsschneiden.

Insbesondere weisen Strahlungspulse des gepulsten Laserstrahlungsfeldes eine Pulsdauer von höchstens 10 ps, vorzugsweise von höchstens 1 ps auf.

Beispielsweise weisen Strahlungspulse des gepulsten Laserstrahlungsfeldes eine Pulsdauer von mindestens 300 fs, insbesondere von mindestens 800 fs auf. Eine Pulsfrequenz des gepulsten Laserstrahlungsfeldes ist beispielsweise abhängig von der Dicke des Flacherzeugnisses und/oder einer Vorschubgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Flachbauteils während des Herstellungsprozesses. Insbesondere wird die Pulsfrequenz in Abhängigkeit einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem zu bearbeitenden Flachbauteil und einem System von optischen Elementen zur Manipulation des Laserstrahlungsfeldes, insbesondere zur Lenkung und/oder Fokussierung desselben, gewählt.

Beispielsweise beträgt die Pulsfrequenz mindestens 50 kHz. Insbesondere beträgt die Pulsfrequenz höchstens 1 MHz, beispielsweise höchstens 250 kHz.

Insbesondere ist eine Pulsenergie bei dem gepulsten Laserstrahlungsfeld mindestens 50 pJ groß, insbesondere mindestens 70 pJ groß.

Beispielsweise ist eine Pulsenergie bei dem gepulsten Laserstrahlungsfeld höchstens 2.000 pJ groß, vorzugsweise höchstens 1.000 pJ groß, insbesondere höchstens 500 pJ groß.

Insbesondere weist eine Optik insbesondere als Teil des Systems von optischen Elementen, zur Fokussierung des Laserstrahlungsfeldes eine Brennweite von beispielsweise mindestens 50 mm, vorzugsweise von mindestens 70 mm und/oder von höchstens 400 mm, vorzugsweise von höchstens 150 mm auf.

Bei günstigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Laserstrahlungsfeld vor einer Fokussierung aufgeweitet wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Laserstrahlungsfeld bei dem Auftreffen auf der zu bearbeitenden Stelle einen Fokusdurchmesser von mindestens 5 pm, insbesondere von mindestens 25 pm aufweist und/oder einen Fokusdurchmesser von höchstens 75 pm, insbesondere von höchstens 50 pm, aufweist. Besonders günstig ist es, wenn das Laserstrahlungsfeld zirkular polarisiert ist.

Insbesondere können hierdurch richtungsunabhängig gleichbleibend gute Schneidergebnisse erzielt werden.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein System aus optischen Elementen zur Führung des Laserstrahlungsfeldes verwendet wird. Insbesondere wird das Laserstrahlungsfeld mittels des Systems aus optischen Elementen zu den verschiedenen zu bearbeitenden Stellen, welche mit einer Durchgangsöffnung versehen werden, geführt.

Beispielsweise umfasst das System aus optischen Elementen einen oder mehrere Spiegel zur Lenkung des Laserstrahlungsfeldes und/oder einen oder mehrere Lichtleiter, beispielsweise eine oder mehrere Rundkantfasern, zur Führung des Laserstrahlungsfeldes und/oder eine oder mehrere Linsen zur Führung und/oder Fokussierung des Laserstrahlungsfeldes.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das System aus optischen Elementen eine Scanner-Optik umfasst, mittels welcher das Laserstrahlungsfeld oder zumindest Teile desselben über einen großen zu bearbeitenden Bereich an dem Flachbauteil, welcher insbesondere zumindest den zu bearbeitenden Durchgangsbereich umfasst, gescannt werden kann/können, also insbesondere das Laserstrahlungsfeld rasterartig über den zu bearbeitenden Bereich geführt werden kann.

Vorteilhafterweise wird hierdurch eine schnelle und präzise Bearbeitung ermöglicht, da mittels des optischen Systems eine schnelle und flexible Führung des Laserstrahlungsfeldes ermöglicht wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Laserstrahlungsfeld beispielsweise mittels eines Strahlteilers in mehrere Teilstrahlungsfelder aufgeteilt wird und durch die mehreren Teilstrahlungsfelder mehrere zu bearbeitende Stellen an dem Flachbauteil, insbesondere in dem Durchgangsbereich, gleichzeitig bearbeitet werden, insbesondere gleichzeitig mit einer jeweiligen Durchgangsöffnung versehen werden.

Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass für zumindest einige, insbesondere für sämtliche, der Teilstrahlungsfelder eine jeweilige Scanner- Optik vorgesehen ist, um die Teilstrahlungsfelder separat voneinander auf eine jeweilige zu bearbeitende Stelle lenken zu können.

Insbesondere ist es günstig, wenn ein Materialaustrieb von einer zu bearbeitenden Stelle hinweg zumindest durch einen Dampfdruck des verdampften Materials zumindest unterstützt wird.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine Gasströmung angewendet wird, um ein Entfernen von Material, insbesondere ein Entfernen von dem verdampften, beispielsweise sublimierten, Material, von der zumindest einen zu bearbeitenden Stelle, welche mit der zumindest einen Durchgangsöffnung versehen wird, zumindest zu unterstützen.

Vorzugsweise wird mittels der Gasströmung ein Entfernen von Material von mehreren, insbesondere gleichzeitig bearbeiteten, Stellen zumindest unterstützt.

Vorzugsweise wird mittels der Gasströmung das verdampfte Material abtransportiert. Bei einigen vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass mittels zumindest eines Teils der Gasströmung das Material von der zu bearbeitenden Stelle weggeblasen wird.

Bei einigen vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass mittels zumindest eines Teils der Gasströmung das Material von der zu bearbeitenden Stelle abgesaugt wird.

Insbesondere wird zumindest ein Teil der Gasströmung verwendet, um zu verhindern, dass das verdampfte Material von der zu bearbeitenden Stelle die optischen Elemente zur Führung des Laserstrahlungsfeldes erreicht und so vorteilhafterweise eine Verschmutzung derselben verhindert wird.

Vorteilhafterweise ist ein Entfernen des Materials dadurch erleichtert, dass das Material verdampft ist und somit gasförmig vorliegt, sodass das Material durch die Gasströmung einfacher zu entfernen ist und die Gasströmung flexibler auf die zu bearbeitende Stelle oder die zu bearbeitenden Stellen gerichtet werden kann.

Insbesondere ist bei einigen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Gasströmung schräg zu der Oberfläche der Flachseite an der zu bearbeitenden Stelle verläuft.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Bereich des Flachbauteils von der Gasströmung erfasst wird, wobei dieser erfasste Bereich mehrere zu bearbeitende Stellen umfasst und wobei insbesondere verschiedene Teilstrahlungsfelder des Laserstrahlungsfeldes auf verschiedene Stellen in dem erfassten Bereich einwirken. Insbesondere wird der erfasste Bereich von der Gasströmung angeströmt und/oder strömt die Gasströmung von diesem erfassten Bereich hinweg. Insbesondere ist ein solches großflächiges Erfassen eines Bereiches durch die Gasströmung ermöglicht, da das zu entfernende Material verdampft wird und somit eine großflächig einwirkende Gasströmung ausreichend ist, um dieses Material zu entfernen.

Vorteilhafterweise unterstützt das großflächige Erfassen eines Bereiches durch die Gasströmung das gleichzeitige Bearbeiten mehrerer Stellen, sodass das Versehen des Durchgangsbereichs mit mehreren Durchgangsöffnungen schneller erfolgen kann.

Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Führen des Laserstrahlungsfeldes und beispielsweise von dessen Teilstrahlungsfeldern, vorzugsweise durch die optischen Elemente des Systems, unabhängig von einer Führung und/oder Orientierung der Gasströmung erfolgt.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Gasströmung, insbesondere zumindest ein Großteil der Gasströmung, schräg zu einer Propagationsrichtung des Laserstrahlungsfeldes und insbesondere schräg zu den Propagationsrichtungen der Teilstrahlungsfelder, verläuft.

Insbesondere umfasst das Verfahren des Weiteren zumindest den Schritt eines Prägens zumindest eines Flacherzeugnisses, vorzugsweise eines Rollprägens des Flacherzeugnisses.

Vorzugsweise wird dabei zumindest ein geprägter Abschnitt, vorteilhafterweise eine Kanalstruktur, wie voranstehend erläutert, in das Flacherzeugnis eingeprägt. Insbesondere wird zumindest einer der eingeprägten Abschnitte mit zumindest einer Durchgangsöffnung in zumindest einem Durchgangsbereich, vorteilhafterweise wie voranstehend erläutert, versehen.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen wird zumindest ein von dem Prägen zumindest im Wesentlichen nicht bearbeiteter Abschnitt mit zumindest einer Durchgangsöffnung in zumindest einem Durchgangsbereich, vorteilhafterweise wie voranstehend erläutert, versehen.

Bei günstigen Ausführungsformen ist insbesondere vorgesehen, dass das Verfahren des Weiteren zumindest ein Fügen zumindest eines Flacherzeugnisses des Flachbauteils mit zumindest einer weiteren Komponente umfasst.

Vorzugsweise umfasst das Fügen des zumindest einen Flacherzeugnisses mit zumindest einer weiteren Komponente ein Verschweißen, insbesondere mittels Laserschweißen, des zumindest einen Flacherzeugnisses mit der zumindest einen weiteren Komponente.

Insbesondere ist die zumindest eine weitere Komponente, mit welcher das zumindest eine Flacherzeugnis gefügt, insbesondere verschweißt, wird, ein weiteres Flacherzeugnis.

Bei einigen günstigen Ausführungsformen wird in einem weiteren Schritt das Flachbauteil mit zumindest einem weiteren Bauteil verbunden, beispielsweise werden diese Bauteile miteinander befestigt. Beispielsweise ist das weitere Bauteil, insbesondere bei einem als eine Bipolarplatte ausgebildeten Flachbauteil, ein Membranbauteil, insbesondere wie voranstehend erläutert. Insbesondere wird das zumindest eine Flachbauteil mit dem zumindest einen weiteren Bauteil zumindest abschnittsweise fluiddicht verbunden, wobei insbesondere eine Dichtung beispielsweise angespritzt wird und/oder eine Dichtschnur umfasst und/oder zumindest teilweise durch Siebdruck aufgebracht ist.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren zumindest einen Schritt zum Versehen der Brennstoffzellenvorrichtung und/oder des Flachbauteils mit einem oder mehreren Merkmalen, die voranstehend in Zusammenhang mit der Brennstoffzellenvorrichtung und/oder dem Flachbauteil erläutert wurden.

Alternativ oder ergänzend wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch eine Anlage zum Herstellen eines insbesondere metallischen Flachbauteils und/oder einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung, wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit zumindest ein insbesondere metallisches Flachbauteil aufweist, gelöst, wobei die Anlage zumindest eine Laserstrahlungseinrichtung zum Versehen des Flachbauteils mit zumindest einer Durchgangsöffnung aufweist.

Insbesondere kann so mittels der Anlage das Flachbauteil mittels eines von der Laserstrahlungseinrichtung bereitgestellten Laserstrahlungsfeldes mit zumindest einer Durchgangsöffnung versehen werden und insbesondere übertragen sich die voranstehend erläuterten Vorteile bezüglich des Versehens mit zumindest einer Durchgangsöffnung durch ein Laserstrahlungsfeld so auch entsprechend auf die Anlage.

Insbesondere umfasst eine Maschinenstation der Anlage die Laserstrahlungseinrichtung. Vorteilhafterweise ist die Anlage derart ausgebildet, dass mit dieser ein Flachbauteil und eine Brennstoffzellenvorrichtung mit einem oder mehreren Merkmalen wie voranstehend erläutert hergestellt werden kann und die Anlage umfasst hierfür die erforderlichen Einrichtungen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anlage ausgebildet ist, um ein Flachbauteil und eine Brennstoffzellenvorrichtung gemäß einem Verfahren mit einem oder mehreren der voranstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Merkmalen herstellen kann und die Anlage umfasst hierfür die erforderlichen Einrichtungen.

Insbesondere übertragen sich dabei entsprechend die im Zusammenhang mit dem Flachbauteil und der Brennstoffzellenvorrichtung und/oder mit dem Verfahren erläuterten Vorteile auch auf die Anlage.

Insbesondere umfasst die Laserstrahlungseinrichtung zumindest eine Strahlungsfeldquelle zur Bereitstellung eines Laserstrahlungsfeldes.

Vorteilhafterweise umfasst die Laserstrahlungseinrichtung ein System von optischen Elementen zur Führung eines insbesondere von der Strahlungsfeldquelle bereitgestellten Laserstrahlungsfeldes.

Vorteilhafterweise umfasst das System von optischen Elementen der Laserstrahlungseinrichtung zumindest ein einstellbares optisches Element, also beispielsweise genau ein einstellbares optisches Element oder vorteilhafterweise mehrere einstellbare optische Elemente, zur Führung des Laserstrahlungsfeldes.

Beispielsweise ist ein einstellbares optisches Element oder sind mehrere einstellbare optische Elemente jeweils ein in seiner Position und/oder Ausrichtung einstellbarer Spiegel. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Lasereinrichtung zumindest einen Strahlteiler zum Aufteilen des Laserstrahlungsfeldes in mehrere Teilstrahlungsfelder aufweist.

Besonders günstig ist es, wenn das System von optischen Elementen derart ausgebildet ist, dass die mehreren Teilstrahlungsfelder separat voneinander geführt und insbesondere auf unterschiedliche zu bearbeitende Stellen gelenkt werden können.

Besonders günstig ist es, wenn zumindest einige der insbesondere einstellbaren optischen Elemente des Systems eine Scanner-Optik für das Laserstrahlungsfeld und/oder für ein oder mehrere Teilstrahlungsfelder des Laserstrahlungsfeldes ausbilden.

Beispielsweise umfasst das System von optischen Elementen mehrere Scanner-Optiken für die mehreren Teilstrahlungsfelder, insbesondere für jeweils ein Teilstrahlungsfeld eine jeweilige Scanner-Optik.

Vorteilhafterweise ist die Laserstrahlungseinrichtung derart ausgebildet, dass ein von dieser bereitgestelltes Laserstrahlungsfeld so konfiguriert ist, insbesondere dass Teilstrahlungsfelder des Laserstrahlungsfeldes so konfiguriert sind, dass bei einem Einwirken des Strahlungsfeldes auf eine zu bearbeitende Stelle des Flachbauteils das Material an dieser Stelle verdampft, insbesondere sublimiert.

Bezüglich vorteilhafter Merkmale des bereitgestellten Laserstrahlungsfeldes und/oder der Teilstrahlungsfelder wird auf die voranstehenden Erläuterungen im Zusammenhang mit dem Verfahren vollinhaltlich verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden. Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Anlage eine Gasströmungseinrichtung umfasst, wobei insbesondere die Maschinenstation mit der Laserstrahlungseinrichtung die Gasströmungseinrichtung umfasst, wobei mittels der Gasströmungseinrichtung eine Gasströmung bereitgestellt wird, welche auf die zu bearbeitende Stelle an dem Flachbauteil einwirkt.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Gasströmungseinrichtung zumindest eine Gasdüse zur Bereitstellung einer zumindest eine zu bearbeitende Stelle an dem Flachbauteil anströmende Gasströmung aufweist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die von der Gasdüse bereitgestellte Gasströmung einen Bereich an dem Flachbauteil erfasst, welcher mehrere zu bearbeitende Stellen umfasst.

Insbesondere kann so mit der Gasströmung aus der Gasdüse Material von der zumindest einen zu bearbeitenden Stelle entfernt werden, beispielsweise weggeblasen werden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Gasströmungseinrichtung zumindest eine Absaugvorrichtung zum Absaugen einer Gasströmung von zumindest einer zu bearbeitenden Stelle an dem Flachbauteil umfasst. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die von der Absaugvorrichtung abgesaugte Gasströmung auf einen Bereich an dem Flachbauteil einwirkt, welcher mehrere zu bearbeitende Stellen umfasst.

Somit kann insbesondere mittels der Absaugvorrichtung und der absaugenden Gasströmung Material von der zumindest einen zu bearbeitenden Stelle entfernt werden, insbesondere abgesaugt werden. Bezüglich vorteilhafter Ausführungen der Gasströmung und Vorteile hiervon wird auf die voranstehenden Ausführungen hierzu im Zusammenhang mit dem Flachbauteil und der Brennstoffzellenvorrichtung und/oder dem Verfahren vollinhaltlich Bezug genommen, um Wiederholungen zu vermeiden und vorteilhafterweise ist die Gasströmungseinrichtung, insbesondere die zumindest eine Gasdüse und/oder die zumindest eine Absaugvorrichtung, ausgebildet, um eine Gasströmung in einem oder mehreren der voranstehend erläuterten vorteilhaften Merkmalen bereitzustellen.

Beispielsweise ist vorgesehen, dass die von der Gasströmungseinrichtung bereitgestellte Gasströmung schräg zu einer Oberfläche der Flachseite an der zu bearbeitenden Stelle auf diese einwirkt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Laserstrahlungseinrichtung und die Gasströmungseinrichtung derart ausgebildet sind, dass das Laserstrahlungsfeld und insbesondere seine Teilstrahlungsfelder unabhängig von der Gasströmung geführt und insbesondere auf die zumindest eine zu bearbeitende Stelle gelenkt werden kann/können.

Insbesondere ist so eine Propagation des Laserstrahlungsfeldes und/oder der Teilströmungsfelder unabhängig von der Gasströmung und insbesondere der Orientierung und/oder dem Verlauf der Gasströmung, einstellbar.

Beispielsweise ist vorgesehen, dass die von der Gasströmungseinrichtung bereitgestellte Gasströmung schräg zu einer Propagationsrichtung des von der Laserstrahlungseinrichtung bereitgestellten Laserstrahlungsfeldes und insbesondere von dessen Teilstrahlungsfeldern strömt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anlage eine Prägevorrichtung zum Prägen des Flachbauteils umfasst, wobei insbesondere mit der Prägevorrichtung zumindest ein Flacherzeugnis des Flachbauteils geprägt wird.

Insbesondere kann so mittels der Anlage das Flachbauteil, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis, geprägt werden, vorzugsweise mit einem oder mehreren der voranstehend im Zusammenhang mit dem Prägen erläuterten vorteilhaften Merkmalen.

Bei einigen besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Maschinenstation mit der Laserstrahlungseinrichtung auch die Prägevorrichtung umfasst.

Somit erfolgt vorteilhafterweise an der gleichen Maschinenstation das Prägen und das Versehen des Durchgangsbereichs mit zumindest einer Durchgangsöffnung.

Insbesondere ist es durch die vorteilhafte Ausbildung der Laserstrahlungseinrichtung, beispielsweise des Führens des Laserstrahlungsfeldes mittels des Systems von optischen Elementen und/oder dem Verdampfungsschneiden mittels des Laserstrahlungsfeldes, ermöglicht, die Herstellungsschritte des Prägens und Versehens mit zumindest einer Durchgangsöffnung an einer gleichen Maschinenstation durch die entsprechenden Einrichtungen im Wesentlichen ohne einen zeitlichen Verzug vorzunehmen.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Anlage zumindest ein zusätzliches Lasersystem umfasst, also insbesondere die Laserstrahlungseinrichtung und zusätzlich das zumindest eine zusätzliche Lasersystem umfasst, wobei das zusätzliche Lasersystem zum Verschweißen von Komponenten ausgebildet ist, insbesondere zum Verschweißen zumindest eines Flacherzeugnisses mit mindestens einer weiteren Komponente, vorzugsweise mit zumindest einem weiteren Flacherzeugnis, ausgebildet ist. Bei einigen besonders bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Maschinenstation mit der Laserstrahlungseinrichtung auch das zumindest eine zusätzliche Lasersystem umfasst.

Somit erfolgt vorteilhafterweise an der einen gleichen Maschinenstation mit der Laserstrahlungseinrichtung in zumindest einem Durchgangsbereich des Flachbauteils ein Versehen mit zumindest einer Durchgangsöffnung und mittels dem zusätzlichen Lasersystem das Verschweißen von Komponenten, insbesondere von Flacherzeugnissen, des Flachbauteils

Insbesondere ist es durch die vorteilhafte Ausbildung der Laserstrahlungseinrichtung, insbesondere durch die Führung des Laserstrahlungsfeldes und beispielsweise von dessen Teilstrahlungsfeldern mittels des Systems von optischen Elementen und/oder durch das Verdampfungsschneiden, ermöglicht, dass an derselben Maschinenstation die Herstellungsschritte des Versehens mit genau einer Durchgangsöffnung oder vorzugsweise mit mehreren Durchgangsöffnungen mittels der Laserstrahlungseinrichtung und das Verschweißen der Komponenten zumindest im Wesentlichen ohne zeitlichen Verzug erfolgen können.

Insbesondere umfasst die Anlage mehrere Maschinenstationen.

Insbesondere ist dabei zumindest eine Zuführvorrichtung vorgesehen, mittels welcher zumindest einer Maschinenstation ein zu bearbeitendes Werkstück oder mehrere zu bearbeitende Werkstücke zugeführt wird/werden.

Insbesondere umfasst die Maschinenstation mit der Lasereinrichtung, eine Zuführvorrichtung insbesondere zur Zuführung zumindest des Flacherzeugnisses von einer voran angeordneten Maschinenstation oder von einem Speicher des Materials des zumindest einen Flacherzeugnisses. Insbesondere ist zumindest eine Weitergabevorrichtung vorgesehen, mittels welcher von einer Maschinenstation zu einer weiteren Maschinenstation das zu bearbeitende Werkstück, insbesondere das Flachbauteil oder Komponenten desselben, weitergeführt wird.

Insbesondere umfasst auch die Maschinenstation mit der Lasereinrichtung eine Weitergabevorrichtung.

Voranstehend und nachstehend sind Merkmale, welche als insbesondere und/oder günstigerweise und/oder vorteilhafterweise und/oder beispielsweise und/oder als bevorzugt und/oder dergleichen vorgesehen beschrieben werden, optionale Merkmale, welche insbesondere erfinderische Weiterentwicklungen der Grundidee der Erfindung darstellen, aber für den grundsätzlichen Erfolg der Erfindung nicht wesentlich sind.

Voranstehend und nachfolgend ist unter der Formulierung zumindest im Wesentlichen im Zusammenhang mit einer Angabe insbesondere zu verstehen, dass technisch irrelevante und/oder technisch bedingte Abweichungen von der zumindest im Wesentlichen angegebenen Angabe mit umfasst sind.

Voranstehend und nachfolgend ist unter der Formulierung zumindest näherungsweise im Zusammenhang mit einem Merkmal insbesondere zu verstehen, dass dieses Merkmal zumindest im Wesentlichen angegeben ist und/oder dass Abweichungen, beispielsweise von dem angegebenen Wert und/oder einer angegebenen Richtung, von bis zu ± 20%, vorzugsweise von bis zu ± 10%, insbesondere von bis zu ± 5%, von der zumindest näherungsweise angegebenen Angabe mit umfasst sind.

Vorzugsweise sind Abweichungen von bis zu 10°, insbesondere von bis zu 5°, beispielsweise von bis zu 1° von einer zumindest näherungsweise und/oder im Wesentlichen angegebenen Richtung mit umfasst. Die vorstehende Beschreibung erfindungsgemäßer Lösungen umfasst somit insbesondere die durch die nachfolgenden durchnummerierten Ausführungsformen definierten verschiedenen Merkmalskombinationen:

1. Brennstoffzellenvorrichtung (100) umfassend zumindest eine zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweisende Brennstoffzelleneinheit (110), wobei das Flachbauteil (142) in einem Durchgangsbereich (212) zumindest eine Durchgangsöffnung (214), also genau eine Durchgangsöffnung (214) oder mehrere Durchgangsöffnungen (214), aufweist und ein Rand (224) zumindest einer Durchgangsöffnung (214) zumindest im Wesentlichen gratfrei ist.

2. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach Ausführungsform 1, wobei bei einer Durchgangsöffnung (214) mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand (224) eine einen Durchgangsfreiraum (222) begrenzende Randfläche (234) eine Rauigkeit, insbesondere eine gemittelte Rautiefe (Rz), von höchstens

20 |jm, insbesondere von höchstens 10 |jm, aufweist.

3. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei bei einer Durchgangsöffnung (214) mit zumindest im Wesentlichen gratfreiem Rand (224) die Durchgangsöffnung (214) im Wesentlichen frei von in ihren Durchgangsfreiraum (222) hineinragenden Materialrückständen ist.

4. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei eine zumindest im Wesentlichen gratfreie Durchgangsöffnung (214) zumindest im Wesentlichen keine zumindest näherungsweise in Richtung einer Normalen ihrer Randfläche (234) in ihren Durchgangsfreiraum (222) hervorstehende Auswölbungen (246') aufweist, wobei die Auswölbungen insbesondere zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Verlaufsrichtung der Randfläche (234) und einer Durchgangsrichtung (218) der Durchgangsöffnung (214) sich erstrecken. 5. Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, umfassend zumindest eine zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweisende Brennstoffzelleneinheit (110), wobei das Flachbauteil (142) in einem Durchgangsbereich (212) zumindest eine Durchgangsöffnung (214) aufweist und bei zumindest einer Durchgangsöffnung (214) eine einen Durchgangsfreiraum (222) dieser Durchgangsöffnung (214) begrenzende Randfläche (234) in Richtung einer Durchgangsrichtung (218) dieser Durchgangsöffnung (214) sich mit einer Abweichung von höchstens 10°, insbesondere von höchstens 5°, von dieser Durchgangsrichtung (218) erstreckt.

6. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei zumindest bei einer Durchgangsöffnung (214) im Durchgangsbereich (212) zumindest eine ihrer quer zu der Durchgangsrichtung (218) gemessene Ausdehnungsdimension, insbesondere eine kleinere Ausdehnungsdimension von zwei quer zu der Durchgangsrichtung (218) gemessenen Ausdehnungsdimensionen, kleiner ist als 200 qm, insbesondere kleiner ist als 100 qm, insbesondere kleiner ist als 50 qm, insbesondere kleiner ist als 30 qm.

7. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei zumindest eine Durchgangsöffnung (214) in dem Durchgangsbereich (212) als Langloch oder als Rundloch ausgebildet ist und/oder zumindest eine Durchgangsöffnung (214) eine zumindest im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweist.

8. Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, umfassend zumindest eine ein metallisches Flachbauteil (142) aufweisende Brennstoffzelleneinheit (110), wobei das Flachbauteil (142) mindestens einen Durchgangsbereich (212) aufweist, der perforiert ist, wobei insbesondere die die Perforation ausbildenden Durchgangsöffnungen (214) in dem Durchgangsbereich (212) eines oder mehrere Merkmale der voranstehenden Ausführungsformen aufweisen. 9. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach der voranstehenden Ausführungsform, wobei der zumindest eine perforierte Durchgangsbereich (212) eine Vielzahl von höchstens 50 pm großen, insbesondere von höchstens 30 pm großen Durchgangsöffnungen (214) aufweist.

10. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei das Flachbauteil (142) zumindest im Wesentlichen aus genau einem insbesondere metallischen Flacherzeugnis (162) oder aus mehreren insbesondere metallischen Flacherzeugnissen (162) ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Flacherzeugnis (162) des Flachbauteils (142) zumindest im Wesentlichen eine Dicke von mindestens 30 pm, insbesondere von mindestens 50 pm, und/oder von höchstens 250 pm, insbesondere von höchstens 150 pm, aufweist.

11. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei das Flachbauteil (142) ein Blechbauteil ist und insbesondere das Flacherzeugnis ein Blech ist.

12. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei das Flachbauteil (142) zumindest einen geprägten Abschnitt aufweist, und der zumindest eine Durchgangsbereich (212) in dem zumindest einen geprägten Abschnitt angeordnet ist.

13. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei zumindest ein Flacherzeugnis (162) des Flachbauteils (142) sich in zumindest einem Abschnitt, insbesondere einem geprägten Abschnitt, lokal schräg zu einer flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils (142) erstreckt.

14. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei zumindest ein Durchgangsbereich (212) in einem sich lokal schräg zu einer flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils (142) erstreckenden Abschnitt angeordnet ist. 15. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei zumindest ein Durchgangsbereich (212) in einem sich lokal zumindest im Wesentlichen parallel zu einer flächenmäßigen Ausdehnung des Flachbauteils (142) erstreckenden Abschnitt angeordnet ist.

16. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei das Flachbauteil (142) einen Fluidführungsabschnitt oder mehrere Fluidführungsabschnitte umfasst.

17. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei zumindest ein Fluidführungsabschnitt zumindest teilweise in zumindest einem Flacherzeugnis (162) ausgeformt ist.

18. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei der zumindest eine Durchgangsbereich (212) sich an zumindest einen Fluidführungsabschnitt anschließt.

19. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei das Flachbauteil (142) eine Bipolarplatte ist.

20. Brennstoffzellenvorrichtung (100) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei zwei insbesondere als Bipolarplatte ausgebildete Flachbauteile (142) insbesondere zusammen mit einem zwischen den zwei Flachbauteilen (142) angeordneten Membranbauteil (144) eine Zelleinheit (124) der Brennstoffzelleneinheit (110) ausbilden, wobei insbesondere die Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest einen Stapel (122) aus einer Vielzahl von derartigen Flachbauteilen (142) und insbesondere Membranbauteilen (144) umfasst. 21. Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei diese mittels eines Verfahrens nach einem der nachstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen hergestellt wird und/oder mittels einer Anlage (360) gemäß einem der nachstehenden auf eine Anlage gerichteten Ausführungsformen hergestellt wird.

22. Verfahren zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung (100), wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweist, wobei das Verfahren zumindest den Schritt umfasst, das zumindest eine Flachbauteil (142) in einem Durchgangsbereich (212) mit zumindest einer einen zumindest im Wesentlichen gratfreien Rand (224) aufweisenden Durchgangsöffnung (214) zu versehen.

23. Verfahren, insbesondere nach der voranstehenden Ausführungsform, zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung (100), wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweist, wobei das Verfahren zumindest den Schritt umfasst, das zumindest eine Flachbauteil (142) durch Einwirkung eines Laserstrahlungsfeldes (310) in zumindest einem Durchgangsbereich (212) mit zumindest einer Durchgangsöffnung (214) zu versehen.

24. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei der Schritt des Versehens mit einer Durchgangsöffnung (214) durch Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes (310) umfasst, das an einer mit der Durchgangsöffnung (214) zu versehenden Stelle (322) in dem Durchgangsbereich (212) das Laserstrahlungsfeld (310) derart einwirkt, dass der metallische Werkstoff des Flachbauteils (142) an dieser Stelle durch die Einwirkung des Laserstrahlungsfeldes (310) verdampft, insbesondere sublimiert. 25. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei das Laserstrahlungsfeld (310) ein gepulstes Laserstrahlungsfeld ist.

26. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei Strahlungspulse des gepulsten Laserstrahlungsfeldes (310) eine Pulsdauer von höchstens 10 ps, insbesondere von höchstens 1 ps, und/oder eine Pulsdauer von mindestens 300 fs, insbesondere von mindestens 800 fs, aufweisen.

27. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei eine Pulsenergie bei dem gepulsten Laserstrahlungsfeld (310) mindestens 50 pJ, insbesondere mindestens 70 pJ, groß ist und/oder höchstens 2.000 pJ, insbesondere höchstens 500 pJ, groß ist.

28. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei das Laserstrahlungsfeld (310) zirkular polarisiert ist.

29. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei ein System (314) aus optischen Elementen zur Führung des Laserstrahlungsfeldes (310), insbesondere zu verschiedenen zu bearbeitenden Stellen (322), verwendet wird.

30. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei das Laserstrahlungsfeld (310) in mehrere Teilstrahlungsfelder (328) aufgeteilt wird und durch die mehreren Teilstrahlungsfelder (328) mehrere Stellen (322) an dem Flachbauteil (142) gleichzeitig bearbeitet werden. 31. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei eine Gasströmung (344) angewendet wird, um ein Material, insbesondere ein Entfernen von dem verdampften Material, von der zumindest einen zu bearbeitenden Stelle, welche mit einer Durchgangsöffnung (214) versehen wird, zumindest zu unterstützen.

32. Verfahren nach der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsform, wobei mittels zumindest eines Teils der Gasströmung (344) das Material von der zu bearbeitenden Stelle weggeblasen wird.

33. Verfahren nach einer der zwei voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei mittels zumindest eines Teils der Gasströmung (344) das Material von der zu bearbeitenden Stelle abgesaugt wird.

34. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei ein Bereich des Flachbauteils (142) von der Gasströmung (344) erfasst wird, insbesondere von der Gasströmung (344) angeströmt wird und/oder die Gasströmung (344) von diesem Bereich wegströmt, wobei dieser erfasste Bereich mehrere zu bearbeitende Stellen umfasst, insbesondere wirken verschiedene Teilstrahlungsfelder (328) des Laserstrahlungsfeldes (310) auf verschiedene Stellen in dem erfassten Bereich ein.

35. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei ein Führen des Laserstrahlungsfeldes (310) und insbesondere von dessen Teilstrahlungsfelder (328) unabhängig von einer Führung und/oder einer Orientierung der Gasströmung (344) erfolgt.

36. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei zumindest ein Teil der Gasströmung (344), insbesondere zumindest ein Großteil der Gasströmung (344), schräg zu einer Propagationsrichtung des Laserstrahlungsfeldes (310) verläuft. 37. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei das Verfahren des Weiteren zumindest den Schritt eines Prägens zumindest eines Flacherzeugnisses umfasst.

38. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei das Verfahren des Weiteren zumindest ein Fügen zumindest eines Flacherzeugnisses (162) des Flachbauteils (142) mit zumindest einer weiteren Komponente, insbesondere mit zumindest einem weiteren Flacherzeugnis (162), umfasst, insbesondere ein Verschweißen, insbesondere mittels Laserschweißens, des zumindest einen Flacherzeugnis (162) mit zumindest einer weiteren Komponente umfasst.

39. Verfahren nach einer der voranstehenden auf ein Verfahren gerichteten Ausführungsformen, wobei das Verfahren zumindest einen Schritt zum Versehen der Brennstoffzellenvorrichtung (100), insbesondere des Flachbauteils (142), mit einem oder mehreren Merkmalen der voranstehenden auf eine Brennstoffzellenvorrichtung (100) gerichteten Ausführungsformen umfasst.

40. Anlage (360) zum Herstellen einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung (100), wobei die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit (110) zumindest ein metallisches Flachbauteil (142) aufweist, wobei die Anlage (360), insbesondere eine Maschinenstation (362) der Anlage (360), zumindest eine Laserstrahlungseinrichtung (316) zum Versehen des Flachbauteils (142) mit zumindest einer Durchgangsöffnung (214) aufweist.

41. Anlage (360) nach der voranstehenden Ausführungsform, wobei die Laserstrahlungseinrichtung (316) zumindest eine Strahlungsfeldquelle (312) und ein System (314) von optischen Elementen zur Führung eines von der Strahlungsfeldquelle (312) bereitgestellten Laserstrahlungsfeldes (310) umfasst. 42. Anlage (360) nach einer der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ausführungsformen, wobei das System (314) von optischen Elementen zumindest ein einstellbares optisches Element, beispielsweise einen in seiner Position und/oder Ausrichtung einstellbaren Spiegel, zur Führung des Laserstrahlungsfeldes (310) umfasst.

43. Anlage (360) nach einer der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ausführungsformen, wobei die Laserstrahlungseinrichtung (316) zumindest einen Strahlteiler (326) zum Aufteilen eines Laserstrahlungsfeldes (310) in mehrere Teilstrahlungsfelder (328) aufweist.

44. Anlage (360) nach einer der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ausführungsformen, wobei die Anlage (360), insbesondere die Maschinenstation (362) mit der Laserstrahlungseinrichtung (316), eine Gasströmungseinrichtung (342) umfasst, mittels welcher eine Gasströmung (344) bereitgestellt wird, welche auf die zu bearbeitende Stelle an dem Flachbauteil (142) einwirkt.

45. Anlage (360) nach der voranstehenden auf eine Anlage gerichteten Ausführungsform, wobei die Gasströmungseinrichtung (342) zumindest eine Gasdüse (348) zur Bereitstellung einer zumindest eine zu bearbeitende Stelle an dem Flachbauteil (142) anströmende Gasströmung (344) aufweist und/oder dass die Gasströmungseinrichtung (342) zumindest eine Absaugvorrichtung (346) zum Absaugen einer Gasströmung (344) von zumindest einer zu bearbeitenden Stelle an dem Flachbauteil (142) umfasst.

46. Anlage (360) nach einer der voranstehenden auf eine Anlage gerichteten Ausführungsformen, wobei die Laserstrahlungseinrichtung (316) und die Gasströmungseinrichtung (342) derart ausgebildet sind, dass das Laserstrahlungsfeld (310), insbesondere dessen Teilstrahlungsfelder (328), unabhängig von der Gasströmung (344) geführt werden kann/können. 47. Anlage (360) nach einer der voranstehenden auf eine Anlage gerichteten Ausführungsformen, wobei die Anlage (360), insbesondere die Maschinenstation (362) mit der Laserstrahlungseinrichtung (316) eine Prägevorrichtung (372) zum Prägen zumindest eines Flacherzeugnisses (162) des Flachbauteils (142) umfasst.

48. Anlage (360) nach einer der voranstehenden auf eine Anlage (360) gerichteten Ausführungsformen, wobei die Anlage (360), insbesondere die Maschinenstation (362) mit der Laserstrahlungseinrichtung (310) ein zusätzliches Lasersystem (342) umfasst zum Verschweißen von Komponenten, insbesondere zum Verschweißen zumindest eines Flacherzeugnisses (162) mit zumindest einer weiteren Komponente, insbesondere mit zumindest einem weiteren Flacherzeugnis (162).

Bevorzugte Ausbildungen und insbesondere Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachstehenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der zeichnerischen Darstellung desselben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer zumindest eine Brennstoffzelleneinheit umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung;

Fig. 2 zwei als Bipolarplatten ausgebildete Flachbauteile mit einem dazwischen angeordneten Membranbauteil, welche eine Zelleinheit ausbilden;

Fig. 3 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines Flachbauteils im Bereich eines Durchgangsbereichs und einer Kanalstruktur;

Fig. 4 eine perspektivische geschnittene Darstellung einer Durchgangsöffnung; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Durchgangsbereichs mit als Rundlöchern ausgebildeten Durchgangsöffnungen;

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich wie in Fig. 4 einer Durchgangsöffnung, jedoch einer Durchgangsöffnung gemäß dem Stand der Technik mit in einen Durchgangsfreiraum hineinragenden Auswölbungen;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines perforierten Durchgangsbereichs;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Laserstrahlungseinrichtung und einer Gasströmungseinrichtung zum Versehen des Flachbauteils mit zumindest einer Durchgangsöffnung;

Fig. 9 eine Darstellung einer eine Prägevorrichtung und eine Laserstrahlungseinrichtung umfassenden Maschinenstation; und

Fig. 10 eine Darstellung einer eine Laserstrahlungseinrichtung zum Versehen mit zumindest einer Durchgangsöffnung und einem Lasersystem zum Verschweißen umfassenden Maschinenstation.

Ein Ausführungsbeispiel einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Brennstoffzellenvorrichtung umfasst zumindest eine Brennstoffzelleneinheit 110 und ein im Ganzen mit 112 bezeichnetes Leitungssystem mit zumindest einer Leitungseinrichtung 114 für ein Brennstoffmedium sowie einer Leitungseinrichtung 116 für ein Oxidationsmedium, wobei die Leitungseinrichtungen 114, 116 mit der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110 verbunden sind, wie beispielhaft und schematisch in Figur 1 dargestellt ist.

Die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit 110 umfasst zumindest einen Stapel 122 von Zelleneinheiten 124, wobei in den Zelleneinheiten das Brennstoffmedium und das Oxidationsmedium zumindest teilweise in ein Produktmedium chemisch umgesetzt werden und insbesondere dabei elektrische Energie bereitgestellt wird. Insbesondere sind die Zelleneinheiten 124 in dem Stapel 122 in einer Stapelrichtung übereinander angeordnet und in Reihe geschaltet.

Mittels der Leitungseinrichtung 114 für das Brennstoffmedium ist einer Anodenseite der Brennstoffzelleneinheit 110 und den einzelnen Zelleneinheiten 124 das Brennstoffmedium insbesondere als Bestandteil eines Anodenfluidgemisches zuführbar und ein Anodenrestfluidgemisch, welches insbesondere der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110 zugeführte aber in dieser chemisch nicht umgesetzte Brennstoffmediumanteile und/oder Anteile des Produktmediums und/oder Bestandteile des zugeführten Anodenfluidgemisches umfasst, von der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110 wieder abführbar.

Mittels der Leitungseinrichtung 116 für das Oxidationsmedium ist einer Kathodenseite der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110 und den einzelnen Zelleneinheiten 124 das Oxidationsmedium, insbesondere als Bestandteil eines Kathodenfluidgemisches, zuführbar und ein Kathodenrest- fluidgemisch, welches insbesondere der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110 zugeführte aber in dieser chemisch nicht umgesetzte Oxidationsmediumanteile und/oder Anteile des Produktmediums und/oder Bestandteile des zugeführten Kathodenfluidgemisches umfasst, von der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110 wieder abführbar.

Beispielsweise ist ferner eine Temperiereinrichtung 132 vorgesehen, um die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit 110 in einem für einen ordnungsgemäßen Betrieb derselben zulässigen Temperaturbereich zu halten.

Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung 132 zur bedarfsweisen Kühlung und/oder zur bedarfsweisen Erwärmung der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110, insbesondere in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Brennstoffzellenvorrichtung, ausgebildet. Insbesondere umfasst die Temperiereinrichtung 132 als Teil des Leitungssystems 112 eine Leitungseinrichtung 134 für ein Temperiermedium zum Zuführen eines Temperiermediums zur Brennstoffzelleneinheit 110 und den einzelnen Zelleneinheiten 124 und zum Abführen des Temperiermediums von den einzelnen Zelleneinheiten 124 oder der zumindest einen Brennstoffzelleneinheit 110, wobei das Temperiermedium nach dem Zuführen und vor dem Abführen in einem wärmetauschenden Kontakt mit der Brennstoffzelleneinheit 110 und den einzelnen Zelleneinheiten 124 steht.

Der Stapel 122 umfasst Flachbauteile 142, welche insbesondere als Bipolarplatten ausgebildet sind, und insbesondere Membranbauteile 144, welche zwischen je zwei Flachbauteilen 1421 und 142II angeordnet sind und so eine jeweilige Zelleneinheit 124 zumindest mit ausbilden, wie beispielhaft in Figur 2 dargestellt ist.

Insbesondere sind aneinanderliegende Flachbauteile 142 und Membranbauteile 144 fest, vorzugsweise zumindest abschnittsweise fluiddicht, miteinander verbunden.

Günstigerweise ist zumindest zwischen aneinanderliegenden Flachbauteilen 142 und weiteren Bauteilen, insbesondere dem Membranbauteil, eine Dichtung ausgebildet, welche beispielsweise angespritzt ist und/oder Dichtschnur aufweist und/oder im Siebdruck aufgebracht ist.

Insbesondere bilden dabei zwei Flachbauteile 1421 und 142II zumindest eine Reaktionskammer aus, in welcher eine Membran des Membranbauteils 144, welches zwischen den zwei Flachbauteilen 1421, 142II angeordnet ist, sich erstreckt, wobei in der Reaktionskammer zugeführtes Oxidationsmedium und Brennstoffmedium chemisch reagieren und bei der chemischen Reaktion elektrische Energie bereitgestellt wird. Insbesondere wird das Brennstoffmedium in einen von der Membran des Membranbauteils 144 und von einem der zwei Flachbauteile 1421, 142II begrenzten Teil der Reaktionskammer zugeführt und das Oxidationsmedium in einen von der Membran des Membranbauteils 144 und dem anderen der zwei Flachbauteile 1421, 142II begrenzten Teil der Reaktionskammer zugeführt.

Das Brennstoffmedium und das Oxidationsmedium treten über die Membran in Wechselwirkung, insbesondere treten geladene Teilchen durch die Membran von einem Teil der Reaktionskammer in den anderen Teil der Reaktionskammer und gegensätzlich geladene Teilchen gelangen über einen Stromkreis von einem Teil der Reaktionskammer zu dem anderen Teil der Reaktionskammer.

Somit sind die Flachbauteile 142 auch als Anode beziehungsweise Kathode für eine einzelne Zelleinheit 124 ausgebildet und die einzelnen Zelleinheiten sind in Reihe geschaltet.

Soweit die Flachbauteile 142, also beispielsweise die Flachbauteile 1421 und 142II einer Zelleinheit 124, gleich ausgebildet sind, werden sie im Folgenden gemeinsam beschrieben und es wird lediglich auf „das Flachbauteil 142" Bezug genommen.

Zur Führung von einem Fluid oder mehreren Fluiden, insbesondere einem Gas oder mehreren Gasen, insbesondere von dem Kathodenfluidgemisch und/oder dem Anodenfluidgemisch und/oder dem Temperiermedium, weist das Flachbauteil 142 ein System von Kanalstrukturen 152 auf, die beispielhaft in Figur 3 ausschnittsweise dargestellt sind, wobei die Kanalstrukturen 152 insbesondere ein Teil der jeweiligen Leitungseinrichtung 114, 116, 134 für das Brennstoffmedium beziehungsweise für das Oxidationsmedium beziehungsweise für das Temperiermedium sind.

Insbesondere erstreckt sich das Flachbauteil 142 flächenmäßig in zwei zueinander zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufende Flächenausdehnungsrichtungen 154 und 156, welche eine geometrische Flächenausdehnungsebene aufspannen. Eine Ausdehnung des Flachbauteils 142 in einer zu den Flächenausdehnungsrichtungen 154 und 156 im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Höhenausdehnungsrichtung 158 ist erheblich kleiner, insbesondere zumindest 10-mal kleiner, beispielsweise zumindest 100-mal kleiner, als die Ausdehnung des Flachbauteils 142 in den Flächenausdehnungsrichtungen 154, 156.

Insbesondere bildet zumindest ein vorzugsweise metallisches Flacherzeugnis 162 das Flachbauteil 142 im Wesentlichen aus.

Vorzugsweise bilden zwei insbesondere metallische Flacherzeugnisse 1621 und 162II das Flachbauteil 142 im Wesentlichen aus, wie beispielhaft in Fig. 3 dargestellt ist, wobei bei Varianten noch weitere, beispielsweise ein drittes, Flacherzeugnis zur Ausbildung des Flachbauteils 142 vorgesehen sind.

Insbesondere bilden die Flacherzeugnisse 162 des Flachbauteils 142 Lagen desselben aus, welche in einer zu der Flächenausdehnungsebene im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Richtung aufeinanderliegend angeordnet sind.

Soweit die Flacherzeugnisse 162 des Flachbauteil 142 bezüglich ihrer grundlegenden Funktion und/oder Ausgestaltung zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sind, werden sie im Folgenden unter Bezugnahme auf „das Flacherzeugnis 162" gemeinsam beschrieben.

Beispielsweise ist das Flacherzeugnis 162 ein Blech.

Das Flacherzeugnis 162 weist zwei gegenüberliegende Flachseiten 164 und 166 auf, welche mit einer Dicke 168 voneinander beabstandet sind.

Bei einem Flachbauteil 142 mit nur einem Flacherzeugnis 162 bilden die zwei gegenüberliegenden Flachseiten 164 und 166 insbesondere die flächenmäßigen Außenseiten 165 und 167 des Flachbauteils 142 aus. Bei Flachbauteilen 142 mit mehreren Flacherzeugnissen 162 bilden jeweilige außenliegende Flachseiten 164, 166 zweier außenliegender Flacherzeugnisse 162 die flächenmäßigen Außenseiten 165, 167 des Flachbauteils 142 aus und innenliegende Flachseiten 164, 166 sind einer Flachseite 164, 166 eines weiteren Flacherzeugnisses 162 zugewandt, sodass beispielsweise die außenliegende Flachseite 1641 des Flacherzeugnisses 1621 die Außenseite 165 und die Flachseite 166II des Flacherzeugnisses 162II die Außenseite 167 ausbilden und die innenliegenden Flachseiten 1661 und 164II der Flacherzeugnisse 1621 und 162II einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Insbesondere ist jeweils eine der Außenseiten 165, 167 je einer von zwei benachbart zueinander angeordneten Zelleinheiten 124 zugeordnet.

Insbesondere bildet dabei das jeweilige eine der Außenseiten 165, 167 ausbildende Flacherzeugnis 162 eine Elektrode für die zugeordnete Zelleinheit 124 aus.

Vorzugsweise sind die Kanalstrukturen 152 in das Flachbauteil 142, insbesondere in zumindest ein Flacherzeugnis 162 ausgeformte Strukturen.

Insbesondere weist das Flacherzeugnis 162 eine Dicke 168 auf, welche erheblich kleiner ist, insbesondere zumindest 10-mal kleiner, beispielsweise zumindest 100-mal kleiner, als Erstreckungen des Flacherzeugnisses 162 in zueinander zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Erstreckungsrichtungen 186 und 188, welche zumindest lokal zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Dickenrichtung verlaufen, in welcher die Dicke 168 gemessen wird. Da vorzugsweise in dem Flacherzeugnis 162 aus der Flächenausdehnungsebene sich erhebende Strukturen, beispielsweise die Kanalstruktur 152, ausgebildet sind, verlaufen die Erstreckungsrichtungen 186 und 188 des Flacherzeugnisses 162 lokal nicht zwingend in der Flächenausdehnungsebene, aber beispielsweise verlaufen die über die Ausdehnung des Flachbauteils 142 in den Flächenausdehnungsrichtungen 154 und 156 gemittelten Erstreckungsrichtungen 186 und 188 zumindest näherungsweise in der Flächenausdehnungsebene.

Eine Ausdehnung des Flachbauteils 142 in der Höhenausdehnungsrichtung 158 ist durch die aus der Flächenausdehnungsebene heraustretenden Strukturen, wie beispielsweise den Kanalstrukturen 152, größer als die Dicke 168 des Flacherzeugnisses 162, wie beispielhaft in Figur 3 dargestellt ist.

Insbesondere werden Abschnitte der Kanalstrukturen 152 von je zwei Flacherzeugnissen 162 ausgebildet und begrenzt.

Beispielsweise sind jeweilige Abschnitte der Kanalstruktur 152 aus einem sich zumindest näherungsweise parallel zu der Flächenausdehnungsebene erstreckenden Bodenabschnitt 192 eines Flacherzeugnisses 1621 und beidseitig von dem Bodenabschnitt 192 sich hinwegerstreckenden schräg zu den Flächenausdehnungsrichtungen 154, 156 verlaufenden Wandabschnitten 194 und 196 dieses einen Flacherzeugnisses 1621 ausgebildet und vorzugsweise begrenzt ein Bodenabschnitt 198 eines an diesem einen Flacherzeugnis 1621 anliegend angeordneten, weiteren Flacherzeugnisses 162II den Abschnitt der Kanalstruktur 152 auf einer dem anderen Bodenabschnitt 192 gegenüberliegenden Seite, so dass die Abschnitte 192, 194, 196 und vorzugsweise 198 einen Leitungsraum umgeben, in welchem ein entsprechendes Fluid, insbesondere umfassend das Brennstoffmedium oder das Oxidationsmedium oder das Temperiermedium, geführt werden können. Das Flachbauteil 142, insbesondere zumindest ein Flacherzeugnis 162, weist, insbesondere in der Kanalstruktur 152, zumindest einen Durchgangsbereich 212 mit zumindest einer Durchgangsöffnung 214 auf.

Insbesondere ist zumindest ein Durchgangsbereich 212 in der Leitungseinrichtung 114 für das Brennstoffmedium und/oder ist zumindest ein Durchgangsbereich 212 in der Leitungseinrichtung 116 für das Oxidationsmedium angeordnet.

Beispielsweise verbindet die eine Durchgangsöffnung 214 oder verbinden mehrere Durchgangsöffnungen 214 in einem Durchgangsbereich 212 eine Zuführleitung, durch welche ein Fluid zugeführt wird, mit einem oder mehreren Verteilerkanälen, durch welche das Fluid in eine jeweilige Reaktionskammer verteilt wird, und/oder eine Durchgangsöffnung 214 oder mehrere Durchgangsöffnungen 214 bilden eine Verbindung von einem Kanal oder der Zuführleitung in eine oder mehrere Reaktionskammern.

Beispielsweise verbindet eine Durchgangsöffnung 214 oder verbinden mehrere Durchgangsöffnungen 214 in einem Durchgangsbereich eine oder mehrere Reaktionskammern oder von diesen wegführende Kanäle mit einer Abführleitung zum Abführen eines Fluids.

Beispielsweise verbindet eine Durchgangsöffnung 214 oder verbinden mehrere Durchgangsöffnungen 214 in einem Durchgangsbereich 212 eine Zuführleitung oder eine Abführleitung der Leitungseinrichtung 134 für das Temperiermedium mit einem oder mehreren Kanälen für das Temperiermedium.

Beispielsweise ist zumindest ein Durchgangsbereich 212 in einer in einem Flacherzeugnis 162 ausgeformten Struktur, insbesondere in einem zu der Flächenausdehnungsebene schräg verlaufenden Abschnitt des Flacherzeugnisses 162, ausgebildet, wie beispielhaft bei der Variante der Figur 3 dargestellt ist. Alternativ oder ergänzend ist zumindest ein Durchgangsbereich 212 in einem flachen zumindest im Wesentlichen parallel zu der Flächenausdehnungsebene erstreckenden Abschnitt eines Flacherzeugnisses 162 ausgebildet, wobei vorzugsweise ein im Durchgangsbereich 212 gegenüberliegender Bereich eines weiteren anliegend angeordneten Flacherzeugnisses 162 eine ausgeformte Struktur insbesondere für die Kanalstrukturen 152 aufweist.

Bei einigen günstigen Varianten ist eine Durchgangsöffnung 214 oder sind mehrere Durchgangsöffnungen 214 in einem Durchgangsbereich 212 für eine Befestigung des Flachbauteils 142 an einem anderen Bauteil oder für eine Befestigung eines Teils an dem Flachbauteil 142 vorgesehen, wobei ein Befestigungselement durch die Durchgangsöffnung 214 hindurch greift.

Soweit die Durchgangsöffnungen 214 gleich ausgebildet sind, werden diese nachfolgend gemeinsam beschrieben und es wird lediglich Bezug genommen auf „die Durchgangsöffnung 214".

Die Durchgangsöffnung 214 erstreckt sich in einer Durchgangsrichtung 218 durchgängig durch das Flacherzeugnis 162 zwischen den beiden Flachseiten 164 und 166 hindurch, wie beispielhaft in Figur 4 dargestellt ist.

Ein sich zu beiden in der Durchgangsrichtung 218 gegenüberliegenden Seiten öffnender Durchgangsfreiraum 222 ist quer zu der Durchgangsrichtung 218, insbesondere zumindest näherungsweise senkrecht zu der Durchgangsrichtung 218, von einem aus dem Flacherzeugnis 162 ausgebildeten Rand 224 umgeben, wobei eine in einer Verlaufsrichtung in sich geschlossen verlaufende Randfläche 234 den Durchgangsfreiraum 222 begrenzt.

Insbesondere verläuft die Verlaufsrichtung 232 zumindest näherungsweise senkrecht zu der Durchgangsrichtung 218 und deren Orientierung ändert sich entlang der Erstreckung der Randfläche 234 in der Verlaufsrichtung 232 entsprechend der geometrischen Form der Durchgangsöffnung 214. So ist beispielsweise die Verlaufsrichtung 232 bei einer als Langloch ausgebildeten Durchgangsöffnung 214 in einem sich länglich erstreckenden Hauptabschnitt 236 in die längliche Erstreckung des Hauptabschnitts 236 orientiert und in beidseitig zu der länglichen Erstreckung des Hauptabschnittes 236 sich anschließenden Endabschnitten 238 ändert sich die Orientierung der Verlaufsrichtung 232, entsprechend einer Krümmung der Randfläche 234. Dabei weist die Randfläche 234 in dem Hauptabschnitt 236 zwei sich in einer Richtung, welche zumindest näherungsweise senkrecht zu der Verlaufsrichtung 232 und der Durchgangsrichtung 218 senkrecht verläuft, gegenüberliegende Abschnitte auf, zwischen welchen der Durchgangsfreiraum 222 gelegen ist und die zwei sich gegenüberliegenden Abschnitte der Randfläche 234 sind durch gekrümmte Abschnitte der Randfläche 234 in den Endabschnitten 238 der Durchgangsöffnung 214 miteinander verbunden.

Beispielsweise bei als Rundlöchern ausgebildeten Durchgangsöffnungen 214 entspricht die Verlaufsrichtung 232 einer Umfangsrichtung des Kreises der geometrischen Form der Durchgangsöffnung 214, wie beispielshaft in Figur 5 dargestellt ist.

Vorteilhafterweise ist der Rand 224 bei den Durchgangsöffnungen 214 gratfrei.

Insbesondere weist dabei die Randfläche 234 des gratfreien Randes 224 eine besonders kleine Rauigkeit auf, beispielsweise beträgt deren mittlere Rautiefe Rz 10 pm oder weniger.

Insbesondere erstreckt sich die Randfläche 234 bei dem gratfreien Rand 224 von der einen der zwei Flachseiten 164, 166 zu der anderen der zwei Flachseiten der Flachseiten 164, 166 in einer Erstreckungsrichtung 242, welche höchstens um einen kleinen Winkel, beispielsweise einen Winkel, der kleiner ist als 5°, zur Durchgangsrichtung 218 geneigt ist. Insbesondere sind die Verlaufsrichtung 232 und die Erstreckungsrichtung 242 der Randfläche 234 zumindest im Wesentlichen senkrecht zueinander orientiert. Insbesondere ist die Randfläche 234 bei dem gratfreien Rand 224 frei von Auswölbungen 276', wie sie bei Durchgangsöffnungen 214' im Stand der Technik häufig auftreten, wie beispielhaft in Figur 6 dargestellt ist, wobei entsprechende Merkmale und Elemente bei der Darstellung des Standes der Technik mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch versehen mit einem Strich ('), versehen sind.

Die Auswölbungen 246' erstrecken sich insbesondere über eine von der Verlaufsrichtung 232' und der Erstreckungsrichtung 242' der Randfläche 234' aufgespannten geometrischen Fläche in den Durchgangsfreiraum 222' einer Durchgangsöffnung 214' des Standes der Technik hinein und weisen so eine erhebliche Ausdehnung in Richtung einer Normalen 248', welche senkrecht auf der Randfläche 234' steht, auf.

Derartige Auswölbungen 246' treten beim Stand der Technik häufig auf, da beispielsweise bei einem Schmelzvorgang zum Ausformen der Durchgangsöffnung 214' Rückstände der Schmelze insbesondere in Tropfenform Zurückbleiben und so die Auswölbungen 246' ausbilden.

Insbesondere ist so mit den herkömmlichen Verfahren kein gratfreier Rand 224' herstellbar.

Bei bevorzugten Varianten des Ausführungsbeispiels ist zumindest eine Ausdehnungsdimension der Durchgangsöffnung 214 kleiner als 200 pm, insbesondere kleiner als 100 pm. Insbesondere wird die Ausdehnungsdimension zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Durchgangsrichtung 218 gemessen. Bei bevorzugten Varianten des Ausführungsbeispiels ist bei zwei unterschiedlichen Ausdehnungsdimensionen der Durchgangsöffnung 214, welche in zueinander zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Richtungen und jeweils zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Durchgangsrichtung 218 gemessen werden, zumindest die kleinere der zwei Ausdehnungsdimensionen kleiner als 200 pm, insbesondere kleiner als 100 pm.

So sind beispielsweise bei einer als Langloch ausgebildeten Durchgangsöffnung 214 die zwei gegenüberliegenden Abschnitte der Randfläche 234 in dem Hauptabschnitt 236 mit der kleineren Ausdehnungsdimension voneinander beabstandet.

Beispielsweise ist bei einer als Rundloch ausgebildeten Durchgangsöffnung 214 ein Durchmesser des Kreises, welcher zumindest im Wesentlichen die geometrische Form des Rundlochs beschreibt, die Ausdehnungsdimension dieser Durchgangsöffnung 214.

Bei einigen günstigen Varianten des Ausführungsbeispiels weist das Flachbauteil 142 alternativ oder ergänzend zumindest einen perforierten Durchgangsbereich 212A mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 214A auf, wie beispielhaft in Figur 7 dargestellt ist.

Insbesondere sind die Durchgangsöffnungen 214A in dem perforierten Durchgangsbereich 212A sehr kleine Öffnungen, beispielsweise mit einer Ausdehnungsdimension von 30 pm oder kleiner. Da der perforierte Durchgangsbereich 212A mit einer Vielzahl von diesen kleinen Durchgangsöffnungen 214A versehen ist, ist eine gute Durchlässigkeit für ein Fluid durch den Durchgangsbereich 212A gegeben. Insbesondere sind zumindest 15% der Fläche des perforierten Durchgangsbereichs 212A, vorzugsweise zumindest 30% der Fläche des perforierten Durchgangsbereichs 212A, beispielsweise zumindest 50% der Fläche des perforierten Durchgangsbereichs 212A, durch die Durchgangsfreiräume 222 der Durchgangsöffnungen 214A für ein Fluid durchlässig.

Insbesondere sind die Durchgangsöffnungen 214A mit einem oder mehreren vorteilhaften Merkmalen wie voranstehend erläutert ausgebildet, insbesondere mit einem vorzugsweise gratfreien Rand 224 und/oder ohne Auswölbungen 246' ausgebildet, so dass bezüglich der Ausbildung der Durchgangsöffnungen 214A in dem perforierten Bereich 212A entsprechend auf die voranstehenden Ausführungen vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Flachbauteils 142 und einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 umfasst zumindest den Schritt, zumindest einen Durchgangsbereich 212 mit zumindest einer Durchgangsöffnung 214 zu versehen, wobei vorteilhafterweise eine Ausgestaltung des Durchgangsbereichs 212 und der Durchgangsöffnung 214 wie voranstehend beschrieben ausgebildet wird.

Bei dem Verfahren wird insbesondere ein im Ganzen mit 310 bezeichnetes Laserstrahlungsfeld eingesetzt, um die eine Durchgangsöffnung 214 oder die mehreren Durchgangsöffnungen 214 auszubilden, wie beispielhaft in Figur 8 schematisch dargestellt ist.

Hierbei wird eine eine Strahlungsfeldquelle 312 und ein System 314 von optischen Elementen umfassende Laserstrahlungsfeldeinrichtung 316 verwendet, wobei mittels der Strahlungsfeldquelle 112 das Laserstrahlungsfeld 310 erzeugt und bereitgestellt wird und mit dem System 314 von optischen Elementen das Laserstrahlungsfeld 310 manipuliert, insbesondere gelenkt und beispielsweise fokussiert und/oder geteilt wird. Dabei wird mittels des Systems 314 von optischen Elementen das Laserstrahlungsfeld 310 zumindest teilweise auf eine oder mehrere zu bearbeitende Stellen 322 in dem mit Durchgangsöffnungen 214 zu versehendem Durchgangsbereich 212 zumindest teilweise gelenkt und vorzugsweise fokussiert.

Vorzugsweise umfasst das System optischer Elemente 314 für die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren zu bearbeitenden Stellen 322 einen Strahlteiler 326, welcher das Laserstrahlungsfeld 310 in mehrere Teilstrahlungsfelder 328 aufteilt und die jeweiligen Teilstrahlungsfelder 328 werden mittels optischer Elemente 332, wie beispielsweise in ihrer Ausrichtung und/oder Position einstellbare Spiegel und/oder Linsen und/oder Lichtleiter, insbesondere unabhängig voneinander auf die jeweilige zu bearbeitende Stelle 222 in gewünschter Weise gelenkt.

Hierbei bilden vorzugsweise mehrere insbesondere einstellbare optische Elemente 332 zusammen jeweils eine jeweilige Scanneroptik 334 aus, mittels welcher insbesondere unabhängig von den anderen Scanneroptiken ein jeweiliges Teilstrahlungsfeld 328 auf unterschiedliche zu bearbeitende Stellen 322 gerichtet werden kann und im Betrieb dorthin gelenkt wird.

Insbesondere sind die Scanneroptiken 334 derart ausgebildet, dass zu jeder der zu bearbeitenden Stellen im Ganzen zu bearbeitenden Durchgangsbereich 212 zumindest ein Strahlungsfeld 310, 328 gelenkt werden kann. Vorzugsweise ist das Strahlungsfeld ein gepulstes Strahlungsfeld, wobei eine Pulsdauer der Pulse beispielsweise im Mikrosekundenbereich oder Nanosekundenbereich oder Pikosekundenbereich liegt, insbesondere im Bereich von zumindest näherungsweise 1 Pikosekunde oder kleiner und/oder 800 Femtosekunden oder größer liegt.

Insbesondere hat das Laserstrahlungsfeld 310 und insbesondere haben dessen Teilstrahlungsfelder 328 eine hinreichend große Energiedichte, so dass an der zu bearbeitenden Stelle 322, bei welcher das Strahlungsfeld auftrifft, das insbesondere metallische Material des Flachbauteils 142, insbesondere das Material des Flacherzeugnisses 162, verdampft, insbesondere sublimiert.

Insbesondere ist eine von dem Strahlungsfeld 310, 328 auf eine Fläche induzierte Energie und/oder die Leistung des Strahlungsfeldes 310, 328, insbesondere die Leistung von dessen Strahlungsfeldpulsen, hinreichend groß, so dass das Material verdampft, insbesondere sublimiert.

Insbesondere wird das Strahlungsfeld 310, 328 derart auf die zu bearbeitende Stelle 322 gerichtet, dass das verdampfte, insbesondere sublimierte, Material durch den erzeugten Dampfdruck zumindest teilweise sich von der zu bearbeitenden Stelle 322 entfernt.

Besonders günstig ist es, wenn bei der Bearbeitung eine Gasströmungseinrichtung 342 verwendet wird, welche eine Gasströmung 344 bereitstellt, wobei die Gasströmung 344 angewendet wird, um das an der zu bearbeitenden Stelle 322 nicht benötigte Material abzutransportieren.

Insbesondere umfasst die Gasströmungseinrichtung 342 zumindest eine Absaugevorrichtung 346, welche das Material zumindest teilweise von den zu bearbeitenden Stellen 322 absaugt. Vorteilhaft ist es, wenn die Gasströmungseinrichtung 342 eine Gasdüse 348 umfasst, welche eine die zu bearbeitenden Stellen 322 anströmende Gasströmung 344 bereitstellt. Dabei wird die Gasdüse 348 derart ausgerichtet, dass die anströmende Gasströmung 344 Material von den zu bearbeitenden Stellen 322 mitnimmt und abtransportiert.

Insbesondere ist das Gas der Gasströmung 344 ein Inertgas, welches vorteilhafterweise eine Oxidation des Materials an der zu bearbeitenden Stelle 322 zumindest reduziert, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen verhindert.

Günstigerweise umfasst eine im Ganzen mit 360 bezeichnete Anlage zum Herstellen eines Flachbauteils 142 und einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 zumindest eine Maschinenstation 362, welche eine Laserstrahlungseinrichtung 316 mit einer Strahlungsfeldquelle 312 und einem System 314 optischer Element, insbesondere wie voranstehend erläutert, umfasst, um das Flacherzeugnis 162 des Flachbauteils 142 in zumindest einem Durchgangsbereich 212 mit zumindest einer Durchgangsöffnung 114 insbesondere mit einem oder mehreren der voranstehend erläuterten vorteilhaften Merkmalen zu versehen.

Insbesondere umfasst die Maschinenstation 362 eine Haltevorrichtung, um das zu bearbeitende Flacherzeugnis 162 während der Bearbeitung zu halten, beispielsweise um das Flacherzeugnis 162 zu spannen.

Vorteilhafterweise weist die Maschinenstation 362, insbesondere die Haltevorrichtung, Aussparungen im Bereich der zu bearbeitenden Stelle 322 des Flacherzeugnisses 162, welche mit zumindest einer Durchgangsöffnung 214 zu versehen ist, auf, sodass das Laserstrahlungsfeld 110 und insbesondere dessen Teilstrahlungsfelder 328 durch die Aussparungen hindurch die zu bearbeitende Stelle 322 erreichen. Bei günstigen Varianten umfasst die Maschinenstation 362, die beispielhaft in Varianten in Figuren 9 und 10 dargestellt ist, eine Zuführvorrichtung zum Zuführen des zu bearbeitenden Flacherzeugnisses 162, beispielsweise umfassend zumindest eine Förderumlenkrolle und/oder zumindest ein Förderband, sowie eine Weitergabevorrichtung 366, beispielsweise umfassend zumindest eine Umlenkförderrolle und/oder zumindest ein Förderband, zur Weitergabe des bearbeiteten Flacherzeugnisses 162 und/oder des bearbeiteten Flachbauteils 142 insbesondere an eine weitere Maschinenstation.

Beispielsweise wird mittels der Zuführvorrichtung 364 von einer Bereitstellungseinrichtung, welche beispielsweise als Speicher eine Endlosrolle des Materials des Flacherzeugnisses 162 umfasst, oder von einer anderen Maschinenstation das zu bearbeitende Flacherzeugnis 162 der hier erörterten Maschinenstation 362 zugeführt.

Bei einer günstigen Variante umfasst die Maschinenstation 362i mit der Laserstrahlungseinrichtung 316 zum Versehen mit Durchgangsöffnungen 214 auch eine Prägevorrichtung 372, welche insbesondere zumindest eine Prägerolle 374 umfasst und beispielsweise alternativ oder ergänzend zumindest einen Prägestempel umfasst, wie beispielhaft in Figur 9 dargestellt ist.

Insbesondere wird mit der Prägevorrichtung 372 zumindest ein Flacherzeugnis 162 mit zumindest einer und/oder einigen der voranstehend erläuterten geprägten Strukturen versehen.

Bei einigen günstigen Varianten umfasst die Maschinenstation 362ii mit der Laserstrahlungseinrichtung 316 zum Versehen mit Durchgangsöffnungen 214 ein weiteres Lasersystem 382 mit insbesondere einer Strahlungsquelle 384 und einer optischen Vorrichtung 386 mit optischen Elementen zum Lenken und Ausrichten des von der Strahlungsquelle 384 bereitgestellten Strahlungsfeldes, beispielsweise mit Spiegeln und/oder Linsen, wie beispielhaft in Figur 10 dargestellt ist. Insbesondere wird mit dem Strahlungsfeld des weiteren Lasersystems 382 das zumindest eine Flacherzeugnis 162 mit weiteren Komponenten verschweißt. Günstigerweise werden mit dem Strahlungsfeld des weiteren Lasersystems 382 die mehreren Flacherzeugnisse 162 des Flachbauteils zusammengeschweißt.

Beispielsweise ist die Maschinenstation 262 mit der Laserstrahlungseinrichtung 316 oder eine weitere Maschinenstation der Anlage 260 ausgebildet, um das Flachbauteil 142 mit weiteren Bauteilen, insbesondere mit zumindest einem Membranbauteil 144, zu verbinden. Insbesondere ist dann diese Maschinenstation ausgestaltet, um eine Dichtung zwischen dem Flachbauteil 142 und dem zumindest einen weiteren Bauteil auszubilden, insbesondere, um zumindest eine Dichtschnur aufzubringen und/oder eine Dichtung anzuspritzen und/oder eine Dichtung im Siebdruck aufzubringen.

Insbesondere sind somit Ausbildungen, Funktionsweisen und Vorteile der Ausführungsbeispiele wie folgt.

Das Flachbauteil 142, welches insbesondere eine Bipolarplatte einer Brennstoffzelleneinheit 110 ist, weist insbesondere in zumindest einem Flacherzeugnis 162 zumindest einen Durchgangsbereich 212 mit mindestens einer Durchgangsöffnung 214 auf, wobei vorzugsweise ein Rand 224 zumindest einer Durchgangsöffnung 214 gratfrei ist.

Insbesondere sind die eine Durchgangsöffnung 214 oder die mehreren Durchgangsöffnungen 214 in zumindest einem Durchgangsbereich 212 zum Durchlässen eines Fluids, insbesondere eines Gases, beispielsweise eines das Brennstoffmedium oder das Oxidationsmedium und/oder das Produktmedium umfassenden Fluidgemischs oder eines Temperiermediums, vorgesehen. Bei Varianten sind alternativ oder ergänzend die eine Durchgangsöffnung 214 oder die mehreren Durchgangsöffnungen 214 in zumindest einem Durchgangsbereich 212 für eine Befestigung insbesondere des Flachbauteils 142 mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Membranbauteil 144, oder für eine Befestigung eines Teils an dem Flachbauteil 142 vorgesehen.

Insbesondere wird durch die gratfreien Ränder an den Durchgangsöffnungen 214 das Risiko einer Verschmutzung von im Bereich der Durchgangsöffnungen 214 strömendem Fluid zumindest verringert, wobei das Fluid beispielsweise ein Gasgemisch wie voranstehend erläutert ist und durch den Durchgangsbereich 212 geleitet wird oder ein Fluid ist, welches an den beispielsweise zur Befestigung vorgesehenen Durchgangsöffnungen 214 vorbeiströmt.

Insbesondere ist die Präzision der ausgebildeten Durchgangsöffnungen beispielsweise auch bei der Weiterverarbeitung vorteilhaft, um insbesondere eine bessere Ausrichtung in der Folgeverbundproduktion zu erreichen.

Insbesondere ist der gratfreie Rand 224 dahingehend vorteilhaft, dass über die entsprechende Flachseite 164, 166 zumindest im Wesentlichen keine Vorsprünge des Randes hervorstehen, welche eine Beschädigung angrenzend angeordneter Bauteile verursachen könnten.

Bei vorteilhaften Verfahren zur Herstellung eines Flachbauteils 142 und einer das Flachbauteil 142 umfassenden Brennstoffzellenvorrichtung 100 wird zum Versehen des Durchgangsbereichs 212 ein Laserstrahlungsfeld 310 verwendet.

Vorteilhafterweise ist dabei eine Energiedichte des Laserstrahlungsfeldes 310 und/oder von Teilstrahlungsfeldern 328 dieses Laserstrahlungsfeldes 310 so groß, dass zumindest an einer zu bearbeitenden Stelle 322 durch das Einwirken des Strahlungsfeldes das Flacherzeugnis 162 verdampft, insbesondere sublimiert. Insbesondere wird hierdurch ein präzises Ausbilden der Durchgangsöffnungen 214 erreicht und insbesondere ein gratfreier Rand 224 erreicht.

Außerdem wird dadurch, dass das Material verdampft, das Risiko, dass Rückstände des Materials, welche beispielsweise zu Auswölbungen 246', die beispielsweise durch zurückbleibende Tropfen bei einer Schmelze bei bisher bekannten Verfahren Zurückbleiben, zumindest reduziert.

Insbesondere ist es günstig, wenn das eingesetzte Laserstrahlungsfeld 310 ein gepulstes Laserstrahlungsfeld ist, da so eine hohe Energiedichte und eine schnelle Bearbeitung der zu bearbeitenden Bereiche bei dem Flachbauteil 142 erreicht werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Laserstrahlungsfeld 310 in mehrere Teilstrahlungsfelder 328 aufgeteilt wird, so dass mehrere zu bearbeitende Stellen 322 gleichzeitig bearbeitet werden können und außerdem die in dem Laserstrahlungsfeld 310 bereitgestellte Energie effizient auf mehrere zu bearbeitenden Stellen 322 aufgeteilt und dort eingesetzt wird.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das zur Ausbildung der Durchgangsöffnungen 214 zu entfernende Material durch eine Gasströmung 344 abtransportiert wird, wobei dieser Abtransport vorteilhafterweise durch das verdampfte Material, welches somit gasförmig vorliegt, erleichtert wird.

Insbesondere ist es durch den erleichterten Abtransport des gasförmigen Materials ermöglicht, die Steuerung der Gasströmung 344 unabhängig von der Führung des Strahlungsfeldes 310 und/oder von dessen Teilstrahlungsfelder 328 vorzusehen und so beispielsweise die Gasströmung 344 schräg zu einer Propagationsrichtung des Strahlungsfeldes 310, 328 zu führen und insbesondere das Strahlungsfeld 310, 328 mittels einer Scanneroptik schnell und präzise und unabhängig von der Gasströmung 344 zu lenken. Bei bevorzugten Anlagen 360 zur Bearbeitung und Herstellung eines Flachbauteils 142 und einer Brennstoffzellenvorrichtung 100 und insbesondere zum Versehen derselben mit Merkmalen, wie vorstehend erläutert, weist die Anlage 360 eine Maschinenstation 362 mit einer Laserstrahlungseinrichtung 316 zum Bereitstellen eines Laserstrahlungsfeldes 310 zum Versehen des Durchgangsbereichs 212 mit ein oder mehreren Durchgangsöffnungen 214 auf.

Insbesondere umfasst die Laserstrahlungseinrichtung 316 zumindest eine Scanneroptik 334 zum insbesondere präzisen Lenken des Laserstrahlungsfeldes 310 oder eines entsprechenden Teilstrahlungsfeldes 328 desselben auf die zu bearbeitende Stelle 322, wobei vorteilhafterweise ein Strahlteiler 326 vorgesehen ist, welcher das Laserstrahlungsfeld 310 in mehrere Teilstrahlungsfelder 328 aufteilt und für ein jeweiliges Teilstrahlungsfeld 328 eine entsprechende Scanneroptik 334 vorgesehen ist, so dass gleichzeitig an mehreren zu bearbeitenden Stellen 322 eine Durchgangsöffnung 214 durch Einwirken des jeweiligen Teilstrahlungsfeldes 328 ausgebildet werden kann.

Vorteilhafterweise umfasst die Maschinenstation 362 eine der Laserstrahlungseinrichtung 316 zugeordnete Gasströmungseinrichtung 342 insbesondere mit einer Absaugvorrichtung 376 und/oder einer Gasdüse 348, zur Bereitstellung einer Gasströmung 344 für das Abtransportieren des Materials von der zu bearbeitenden Stelle 322.

Dabei ist vorteilhafterweise eine Führung des Laserstrahlungsfeldes 310 und/oder von dessen Teilstrahlungsfeldern 328 insbesondere durch ein System 314 optischer Elemente der Laserstrahlungseinrichtung 316, beispielsweise durch jeweilige Scanneroptiken 334, unabhängig von der Gasströmung 344 ermöglicht. Insbesondere ist bei diesem hier beschriebenen Verfahren eine Integration des Schrittes der Ausbildung der Durchgangsöffnungen 214 in den Ablauf mit weiteren Herstellungsschritten insbesondere an einer gleichen Maschinenstation 362 ermöglicht.

Beispielsweise umfasst die Maschinenstation 362 eine Prägevorrichtung 372, so dass bei der gleichen Maschinenstation 362 zumindest ein Flacherzeugnis 162 des Flachbauteils 142 durch die Prägevorrichtung 372 mit geprägten Strukturen, insbesondere Kanalstrukturen 152 zur Führung eines Fluids, und durch die Laserstrahlungseinrichtung 316 mit mehr Durchgangsöffnungen 214 versehen wird.

Alternativ oder ergänzend umfasst eine vorteilhafte Maschinenstation 362 zusätzlich zu der Laserstrahlungseinrichtung 316, die zum Versehen mit Durchgangsöffnungen 214 ausgebildet ist, ein weiteres Lasersystem 382, welches zum Verschweißen von Komponenten des Flachbauteils 142, vorzugsweise zum Verschweißen von mehreren Flacherzeugnissen 162 des Flachbauteils 142, ausgebildet ist, so dass an der gleichen Maschinenstation 362 zumindest ein Flacherzeugnis 162 des Flachbauteils 142 in zumindest einem Durchgangsbereich 212 mit einer oder mehreren Durchgangsöffnungen 214 versehen wird und mittels des weiteren Lasersystems 382 mit einer oder mehreren weiteren Komponenten, insbesondere mit zumindest einem weiteren Flacherzeugnis 162, verschweißt wird.

B EZU GS Z EI C H E N LI STE

Brennstoffzellenvorrichtung

Brennstoffzelleneinheit

Leistungssystem

Leitungseinrichtung für Brennstoffmedium

Leitungseinrichtung für Oxidationsmedium

Stapel

Zelleneinheiten

Temperiereinrichtung

Leitungseinrichtung der Temperiereinrichtung

Flachbauteil

Membranbauteil

Kanalstrukturen

Flächenausdehnungsrichtung

Flächenausdehnungsrichtung

Höhenausdehnungsrichtung

Flacherzeugnis

Flachseite

Außenseite

Flachseite

Außenseite

Dicke

Erstreckungsrichtung

Erstreckungsrichtung

Bodenabschnitt

Wandabschnitt

Wandabschnitt

Durchgangsbereich

Durchgangsöffnungen

Durchgangsrichtung

Durchgangsfreiraum

Rand Verlaufsrichtung Randfläche Hauptabschnitt Endabschnitt Erstreckungsrichtung ' Auswölbungen Normale

Laserstrahlungsfeld Strahlungsfeldquelle

System optischer Elemente Laserstrahlungseinrichtung zu bearbeitende Stelle Strahlteiler

Teilstrahlungsfelder optische Elemente Scanneroptik Gasströmungseinrichtung Gasströmung Absaugvorrichtung Gasdüse

Anlage

Maschinenstation Zuführvorrichtung Weitergabevorrichtung Prägevorrichtung Prägerolle

Lasersystem Strahlungsquelle optische Vorrichtung