AT522522B1 - Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Entfernen von Wasser aus dem Brennstoffzellensystem - Google Patents

Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Entfernen von Wasser aus dem Brennstoffzellensystem Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Wasser aus einem Brennstoffzellensystem (1), das einen Brennstoffzellenstapel (2) mit einem Anodenabschnitt (3) und einem Kathodenabschnitt (4), ein Spülventil (5) stromabwärts des Anodenabschnitts (3) zum Kontrollieren eines Spüldrucks im Anodenabschnitt (3), sowie ein Rückstauventil (6) stromabwärts des Kathodenabschnitts (4) zum Kontrollieren eines Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt (4) umfasst, aufweisend die Schritte: Erhöhen des Spüldrucks im Anodenabschnitt (3) auf einen vordefinierten Spüldruck-Sollwert (AP1) bei geschlossenem Spülventil (5), Erhöhen des Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt (4) auf einen vordefinierten Rückstaudruck-Sollwert (KP1) bei geschlossenem Rückstauventil (6), und anschließend impulsartiges Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks durch Öffnen des Spülventils (5) und des Rückstauventils (6), wobei das Brennstoffzellensystem (1) in einem Stromerzeugungsbetrieb zur Stromerzeugung sowie in einem Spül- und Trocknungsbetrieb zum Spülen und Trocknen des Brennstoffzellensystems (1) betrieben werden kann, wobei die Schritte a), b) und c) während des Spül- und Trocknungsbetriebs durchgeführt werden, wobei das Brennstoffzellensystem während des Spül- und Trocknungsbetriebs in einem niedrigen Lastpunkts des Brennstoffzellensystems betrieben wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem (1) und ein Computerprogrammprodukt (10) zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt (10).

Description

Beschreibung
BRENNSTOFFZELLENSYSTEM UND VERFAHREN ZUM ENTFERNEN VON WASSER AUS DEM BRENNSTOFFZELLENSYSTEM
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem sowie ein Verfahren zum Entfernen von Wasser aus dem Brennstoffzellensystem. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen eines Spülvorgangs in einem Brennstoffzellensystem sowie ein Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt.
[0002] Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Entfernen von Wasser aus einem Brennstoffzellensystem bekannt. Das Entfernen von Wasser wird in der Regel im Rahmen eines Spülvorgangs durchgeführt, in welchem Leitungsabschnitte des Brennstoffzellensystems mit Hilfe von wenigstens einem Spülfluid gespült und dadurch von Wasserrückständen befreit werden. Derartige Spülvorgänge können während eines dezidierten Spül- und Trocknungsbetriebs und/oder während eines Stromerzeugungsbetriebs des Brennstoffzellensystems durchgeführt werden.
[0003] Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2017/089466 A1 geht ein Verfahren zum Spülen eines Brennstoffzellensystems während eines Stromerzeugungsbetriebs des Brennstoffzellensystems hervor. Genauer gesagt wird eine Spülkammer zum Spülen des Brennstoffzellensystems auf einer Anodenseite und/oder einer Kathodenseite beschrieben. Wird das Brennstoffzellensystem als Elektrolyseur verwendet, kann die Kathodenseite gespült werden. Wird das Brennstoffzellensystem zur Stromerzeugung genutzt, kann die Anodenseite gespült werden.
[0004] Ein weiteres Verfahren zum Spülen eines Brennstoffzellensystems ist beispielsweise aus der US 2002142197 A1 bekannt.
[0005] Spülvorgänge während des Spül- und Trocknungsbetriebs werden insbesondere zur Vermeidung von Vereisung im Brennstoffzellensystem sowie zur Vorbereitung eines Startprozesses des Brennstoffzellensystems durchgeführt, da verbleibendes Wasser im Brennstoffzellensystem insbesondere beim Kaltstart Systemschäden und Probleme beim Starten des Brennstoffzellensystems verursachen kann. Derartige Vorgänge sind insbesondere beim Kaltstart vorgesehen, wodurch dieser Teil einer Kaltstopprozedur sein kann. Anodenseitig wird das Spülen und Trocknen üblicherweise durch ein Wasserstoffgas bei geöffnetem Spülventil durchgeführt. Im Gegensatz dazu erfolgt ein Spül- und Trockenvorgang kathodenseitig mit Luft. Dazu wird der Kathodenseite für gewöhnlich ein hoher Luftstrom mit niedriger Feuchte bei niedrigem Luftdruck zugeführt. Häufig wird der Spül- und Trocknungsvorgang so lange durchgeführt, bis ein signifikanter Abfall eines Hochfrequenz-Membranwiderstandes (HFR) feststellbar ist. Dazu ist einerseits entsprechende Messtechnik notwendig, andererseits kann es bei Messfehlern zu unerwünschtem Austrocknen der Membran kommen. Bei zu starker Trocknung kann sich eine mechanische Spannung an der Elektrolyitmembran aufbauen, welche einer verkürzten Lebensdauer der Membran führen kann. Daher ist es wünschenswert, eine Austrocknung der Elektrolyitmembran zu minimieren und einen gesamten Trocknungsprozess zu beschleunigen.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem sowie ein Verfahren zum beschleunigten und/oder effektiven Entfernen von Wasser aus dem Brennstoffzellensystem zur Verfügung zu stellen. Außerdem ist es eine Aufgabe, ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines solchen Verfahrens sowie ein Speichermittel, auf welchem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist, zu schaffen.
[0007] Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, das Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 6, das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 8 sowie das Speichermittel gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem, dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, dem erfindungsgemäßen Speichermittel und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
[0008] Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Entfernen von Wasser aus einem Brennstoffzellensystem zur Verfügung gestellt, wobei das Brennstoffzellensystem einen Brennstoffzellenstapel mit einem Anodenabschnitt und einem Kathodenabschnitt, ein Spülventil sttromabwärts des Anodenabschnitts zum Kontrollieren eines Spüldrucks im Anodenabschnitt sowie ein Rückstauventil stromabwärts des Kathodenabschnitts zum Kontrollieren eines Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt umfasst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Erhöhen des Spüldrucks im Anodenabschnitt auf einen vordefinierten Spüldruck-Sollwert, b) Erhöhen des Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt auf einen vordefinierten RückstaudruckSollwert und anschließend c) impulsartiges Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks durch Offnen des Spülventils und des Rückstauventils.
[0009] D. h., erfindungsgemäß werden die Volumina in und um den Brennstoffzellenstapel im Brennstoffzellensystem durch die jeweilige Druckerhöhung zunächst unter Druck gesetzt und anschließend durch gemeinsame Ventilöffnung schlagartig entspannt. Bei herkömmlichen Spülund/oder Trocknungsverfahren liegt in den in Rede stehenden Volumina ein relativ konstanter, stöchiometrischer Druck vor oder der Druck verändert sich selbst bei impulsartigen Spülvorgängen nur relativ langsam. Impulsartige Spülvorgänge werden beispielsweise durch einen Kompressor (Luftzufuhr) oder ein Druckventil (Wasserstoffzufuhr) erzeugt. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen kommt es zu einer schlagartigen Entspannung, sprich kann ein (negativer) Druckimpuls erzeugt werden, welcher zu deutlich höheren Strömungsgeschwindigkeiten und entsprechenden Maximalscherkräften führt, als dies bisher möglich oder effizient realisierbar war. Dadurch kann Wasser, insbesondere in flüssiger Form, das sich in verschiedenen Leitungsabschnitten und/oder in Funktionsbauteilen wie einem Befeuchter, Absperrklappen und/oder Auslassventilen des Brennstoffzellensystems befindet, von dort effektiv in die Umgebung des Brennstoffzellensystems befördert werden. Damit kann die Zeit zum Trocknen und/oder Spülen des Brennstoffzellensystems erheblich verkürzt werden.
[0010] Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das Brennstoffzellensystem in einem Stromerzeugungsbetrieb zur Stromerzeugung Sowie in einem Spül- und Trocknungsbetrieb zum Spülen und Trocknen des Brennstoffzellensystems betrieben werden kann, wobei die Schritte a), b) und c) während des Spül- und Trocknungsbetriebs durchgeführt werden. D. h., das Verfahren soll möglichst ausschließlich im Spül- und Trocknungsbetrieb und nicht während des Stromerzeugungsbetriebs des Brennstoffzellensystems durchgeführt werden. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäßen Schritte werden bevorzugt separat vom Stromerzeugungsbetrieb durchgeführt. Damit bleibt der Stromerzeugungsbetrieb unbeeinflusst. Während des Spül- und Trocknungsbetriebs kann das Brennstoffzellensystem in einem Minimallastpunkt bzw. in einem anderen niedrigen Lastpunkts des Brennstoffzellensystems betrieben werden. Sobald beide Seiten im Fahrzeug gespült werden, herrscht Spannung am Brennstoffzellenstapel. Da aber der Brennstoffzellenstapel bei Leerlaufspannung (OCV) ohne Strombelastung Schaden nimmt, ist es günstig, wenn zumindest der Minimallastpunkt angefahren wird, d. h. es wird so viel Strom gezogen, bis die Zellspannung unter etwa 0,85 V DC gesunken ist.
[0011] Gleichzeitig zum Öffnen des Spülventils und des Rückstauventils gemäß Schritt c) kann gegebenenfalls auf einer Anodenseite ein Drainventil geöffnet werden. Dadurch ist es möglich, eine noch schnellere Entspannung zu erreichen, wobei es wichtig ist, eine maximale Wasserstoffemission während des Spülvorganges nicht zu überschreiten.
[0012] Die erfindungsgemäße Vorgehensweise entspricht einem „Aufblasen“ bzw. Druckbeaufschlagen und Entspannen der im System enthaltenen Volumina. Bei einem PEM-System im Au-
tomobilbereich kann der Kathodenpfad von einem Kompressor bis zum Rückstauventil beispielsweise mehr als 5 Liter Luftvolumen enthalten. Entsprechend viel Energie kann die komprimierte Luft aufweisen. Der erfindungsgemäße Spül- bzw. Trocknungsvorgang wird also weniger durch einströmende Fluide, sondern vielmehr durch die plötzliche Entspannung des Systems erreicht. Dadurch kann die im Fluiddruck gespeicherte Energie in kurzer Zeit in einen Spülstoß mit vorrübergehend hohen Luftgeschwindigkeiten umgewandelt werden, wodurch Wasser effektiv und schnell aus dem Brennstoffzellensystem entfernt werden kann.
[0013] Die gewünschte Druckerhöhung kann durch wenigstens einen Kompressor des Brennstoffzellensystems durchgeführt werden. Dies kann in einem Minimallastpunkt oder in einem anderen, niedrigen Lastpunkt des Brennstoffzellensystems realisiert werden. Anschließend kann ein herkömmlicher Trocknungsprozess durchgeführt werden.
[0014] Der Spüldruck-Sollwert kann einem nominalen Systemdruck oder Betriebsdruck bzw. einem entsprechenden Betriebsdruckwert entsprechen, mit welchem das Brennstoffzellensystem zur Stromerzeugung betrieben wird. D. h., der Spüldruck und/oder der Rückstaudruck können auf den nominalen Betriebsdruck oder im Wesentlichen auf den nominalen Betriebsdruck erhöht werden.
[0015] Das Verfahren wird vorzugsweise in einem Brennstoffzellenfahrzeug, insbesondere nach einem Abstellen des Brennstoffzellenfahrzeugs, welches das Brennstoffzellensystem enthält, durchgeführt. Damit kann verhindert werden, dass bei einer Umgebungstemperatur von unter 0°C schädliches Eis im Brennstoffzellensystem entsteht, welches die Funktion verschiedener Komponenten des Brennstoffzellensystems beeinträchtigen kann.
[0016] Das Spülventil kann unmittelbar stromabwärts des Anodenabschnitts angeordnet sein. Ebenso kann das Rückstauventil unmittelbar stromabwärts des Kathodenabschnitts angeordnet sein. Gleichwohl ist es möglich, dass weitere Funktionsbauteile, insbesondere weitere Ventileinheiten, in einer Strömungsrichtung zwischen dem jeweiligen Elektrodenabschnitt und dem Spülventil bzw. dem Rückstauventil angeordnet sind. Es ist günstig, wenn anodenseitig die sowieso vorhandenen Ventile für den Spülvorgang verwendet werden.
[0017] Wie vorstehend bereits beschrieben, kann unter der impulsartigen Reduzierung der erhöhten Drücke eine schlagartige Reduzierung verstanden werden, die durch das Öffnen des Spülventils sowie des Rückstauventils ausgelöst wird. Unter dem Schließen eines Ventils bzw. unter einem geschlossenen Ventil kann ein Ventil in einer Sperrstellung verstanden werden, in welcher eine Fluidströmung durch eine Fluidleitung, in welcher sich das Ventil befindet, verhindert oder im Wesentlichen verhindert wird. Unter dem Offnen eines Ventils bzw. unter einem geöffneten Ventil kann ein Ventil in einer Durchlassstellung verstanden werden, in welcher eine Fluidströmung durch eine Fluidleitung, in welcher sich das Ventil befindet, ermöglicht wird bzw. in welcher die Fluidleitung für eine Fluidströmung zumindest im Bereich des jeweiligen Ventils freigegeben wird bzw. ist.
[0018] Die Schritte a) und b) werden bevorzugt gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt. Damit können Spannungen in einer Elektrolyitmembran zwischen dem Anodenabschnitt und dem Kathodenabschnitt verhindert werden. Das Spülventil und das Rückstauventil werden zum impulsartigen Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks aus demselben Grund ebenfalls bevorzugt gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig geöffnet.
[0019] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren die Schritte a), b) und c) zum Entfernen von Wasser aus dem Brennstoffzellensystem mehrmals hintereinander durchgeführt werden. D. h., die Volumina im und am Anodenabschnitt sowie im und am Kathodenabschnitt werden in regelmäßigen Intervallen druckbeaufschlagt und entspannt. Dadurch kann das Wasser besonders effektiv aus dem Brennstoffzellensystem entfernt werden. Bei Versuchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich überraschend herausgestellt, dass dieses Vorgehen keine Beschädigungsgefahr für Funktionskomponenten des Brennstoffzellensystems darstellt. Vielmehr kann Wasser durch die hohe Impuls-
stärke der verwendeten Prozessfluide schnell, zuverlässig und bauteilschonend aus dem Brennstoffzellensystem gespült werden.
[0020] Ferner ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Spüldruck im Anodenabschnitt auf einen maximal zulässigen oder annähernd maximal zulässigen Spüldruck im Anodenabschnitt erhöht wird und der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt auf den maximal zulässigen oder annähernd maximal zulässigen Rückstaudruck im Kathodenabschnitt erhöht wird. Damit kann für den Impuls des Fluidstoßes zum Spülen bzw. Trocknen des Brennstoffzellensystems ein entsprechend großer Wert erzielt werden, bei welchem keine Beschädigung oder Zerstörung des Brennstoffzellensystems befürchtet werden muss. Darunter, dass der Spüldruck im Anodenabschnitt auf den maximal zulässigen oder annähernd maximal zulässigen Spüldruck im Anodenabschnitt erhöht wird kann verstanden werden, dass der Spüldruck auf einen Spüldruck-Maximalwert erhöht wird, welcher einem maximal zulässigen Systemdruck bzw. Betriebsdruck im Anodenabschnitt während einer Stromerzeugung entspricht. Darunter, dass der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt auf den maximal zulässigen oder annähernd maximal zulässigen Rückstaudruck im Anodenabschnitt erhöht wird kann verstanden werden, dass der Rückstaudruck auf einen Rückstaudruck-Maximalwert erhöht wird, welcher einem maximal zulässigen Systemdruck bzw. Betriebsdruck im Kathodenabschnitt während einer Stromerzeugung entspricht.
[0021] Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren der Spüldruck im Anodenabschnitt und der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt jeweils auf einen Wert zwischen 2 bar und 5 bar erhöht werden. Dieser Wert bzw. diese Werte haben sich bei Versuchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders geeignet herausgestellt, um einen effektiven und trotzdem bauteilschonenden Spülvorgang zu realisieren. Die Drücke können jedoch auch höher oder niedriger sein. Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Spüldruck im Anodenabschnitt und der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt auf den gleichen oder annähernd den gleichen Wert erhöht werden. Damit kann das Verfahren besonders membranschonend betrieben werden. Insbesondere ist hierbei darauf zu achten, dass der Rückstaudruck und der Spüldruck während der Erhöhung auf den jeweiligen Solldruck bzw. den Maximaldruck stets gleich oder im Wesentlichen gleich gehalten werden bzw. keine großen Differenzen aufweisen. Es kann aus Gründen der maximalen Wasserstoffemissionen im Abgaspfad (üblicherweise kleiner 8 Volumsprozent) aber auch notwendig sein, den Kathodendruck schneller entweichen zu lassen als den Anodendruck. Insbesondere wenn die Spülventile kleinere Öffnungsquerschnitte aufweisen als das Rückstauventil auf der Kathodenseite ist dies vorteilhaft.
[0022] In der Praxis hat es sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn durch einen Kompressor bei geschlossenem Rückstauventil der gewünschte Rückstaudruck bzw. ein entsprechender Kathodendruck eingestellt wird und der Spüldruck bzw. ein entsprechender Anodendruck dem Rückstaudruck nachgeführt wird. Hierbei kann aus sicherheitstechnischen Gründen darauf geachtet werden, dass der Spüldruck, beispielsweise in Form eines Wasserstoffdrucks, im Anodenabschnitt stets minimal, beispielsweise um 100 mbar, höher als im Kathodenabschnitt eingestellt bzw. geregelt wird.
[0023] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem zur Verfügung gestellt, aufweisend einen Brennstoffzellenstapel mit einem Anodenabschnitt und einem Kathodenabschnitt, ein Spülventil stromabwärts des Anodenabschnitts zum Kontrollieren eines Spüldrucks im Anodenabschnitt und ein Rückstauventil stromabwärts des Kathodenabschnitts zum Kontrollieren eines Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt. Das Brennstoffzellensystem weist ferner einen Controller mit einer Druckerhöhungseinheit zum Erhöhen des Spüldrucks im Anodenabschnitt auf einen vordefinierten Spüldruck-Sollwert bei geschlossenem Spülventil und zum Erhöhen des Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt auf einen vordefinierten Rückstaudruck-Sollwert bei geschlossenem Rückstauventil sowie einer Druckreduzierungseinheit zum impulsartigen, insbesondere schlagartigen, Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks durch Offnen des Spülventils und des Rückstauventils, wobei wenigstens ein Kompressor zur Druckerhöhung vorgesehen ist und die Druckerhöhung in einem niedrigen Lastpunkt des Brennstoffzellensystems erfolgt.
[0024] Damit bringt ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Dies kann insbesondere dadurch gewährleistet werden, dass die Druckerhöhungseinheit und die Druckreduzierungseinheit zum Durchführen eines, wie vorstehend im Details beschriebenen Verfahrens, konfiguriert und ausgestaltet sind.
[0025] Weiterhin wird im Rahmen der Erfindung ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, ein, wie vorstehend beschriebenes, Verfahren auszuführen. Hierfür wird außerdem ein Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt gemäß dieser Ausführungsform zur Verfügung gestellt. Das Speichermittel kann in Form eines Controllers bereitgestellt sein, in welchem das Computerprogrammprodukt installiert ist. Damit bringen das Computerprogrammprodukt und das Speichermittel ebenfalls die vorstehend beschriebenen Vorteile mit sich. Der Controller kann als Computer verstanden werden, oder einen Computer zum Ausführen des Computerprogrammprodukts aufweisen.
[0026] Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache, wie beispielsweise in JAVA, PYTHON, C++ und/oder C#, implementiert sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie den Controller derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk, wie beispielsweise dem Internet, bereitgestellt werden bzw. sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d. h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware, oder in beliebig hybrider Form, d. h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden bzw. sein.
[0027] Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.
[0028] Es zeigen jeweils schematisch:
[0029] Figur 1 ein Brennstoffzellensystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
[0030] Figur 2 ein Diagramm zum Erläutern eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und [0031] Figur 3 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0032] In Fig. 1 ist schematisch ein Brennstoffzellensystem 1 in Form eine PEM-Systems dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 1 weist einen Brennstoffzellenstapel 2 mit einem Anodenabschnitt 3, einem Kathodenabschnitt 4 sowie einer zwischen dem Anodenabschnitt 3 und dem Kathodenabschnitt 4 angeordneten Elektrolyimembran 15 auf. Das Brennstoffzellensystem 1 weist ferner ein Spülventil 5 stromabwärts des Anodenabschnitts 3 zum Kontrollieren eines Spüldrucks im Anodenabschnitt 3, ein Rückstauventil 6 stromabwärts des Kathodenabschnitts 4 zum Kontrollieren eines Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt 4, sowie einen Controller 7 auf. Der Controller 7 weist eine Druckerhöhungseinheit 8 zum Erhöhen des Spüldrucks im Anodenabschnitt 3 auf einen in Fig. 2 dargestellten, vordefinierten Spüldruck-Sollwert AP1 bei geschlossenem Spülventil 5 und zum Erhöhen des Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt 4 auf einen ebenfalls in Fig. 2 dargestellten, vordefinierten Rückstaudruck-Sollwert KP1 bei geschlossenem Rückstauventil 6 auf. Außerdem weist der Controller 7 eine Druckreduzierungseinheit 9, zum impulsartigen Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks durch Öffnen des Spülventils 5 und des Rückstauventils 6, auf.
[0033] Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel weist ferner eine Brennstoffquelle 11 in
Form eines Wasserstofftanks sowie ein Stellventil 12 zum dosierten Zuführen von Wasserstoff zu einem Injektor-Ejektor 13 des Brennstoffzellensystems 1 auf. Der Injektor-Ejektor 13 ist stromaufwärts des Anodenabschnitts 3 zum Zuführen von Brennstoff zum Anodenabschnitt 3 ausgestaltet. Uber einen Rezirkulationspfad 16 kann vom Injektor-Ejektor 13 Anodenabgas in Form eines Sekundärfluids angesaugt werden, welches wiederum dem Anodenabschnitt 3 zugeführt werden kann. Stromaufwärts des Kathodenabschnitts 4 ist ein Kompressor 14 zum Fördern von Luft zum Kathodenabschnitt 4 sowie zur Druckbeaufschlagung des Kathodenabschnitts 4 angeordnet. Das Brennstoffzellensystem 1 kann zusätzlich zu den dargestellten Funktionsbauteilen noch weitere BOP-Bauteile wie Wärmetauscher, Befeuchter und/oder zusätzliche Schaltventile aufweisen.
[0034] Der Controller 7 weist ein darin installiertes Computerprogrammprodukt 10 auf, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts 10 durch den Controller 7 diesen veranlassen, ein, wie anschließend beschriebenes, Verfahren zum Entfernen von Wasser aus einem, wie in Fig. 1 dargestellten, Brennstoffzellensystem 1, auszuführen.
[0035] Das Verfahren wird anschließend mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 erläutert. In einem ersten Schritt S1 wird zunächst bei geschlossenem Spülventil 5 der Spüldruck im Anodenabschnitt 3 auf einen Spüldruck-Sollwert AP1 erhöht, der gemäß dem dargestellten Beispiel einem annähernd maximal zulässigen Systemdruck von ca. 3bar entspricht.
[0036] In einem zweiten Schritt S2 wird bei geschlossenem Rückstauventil 6 gleichzeitig der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt 4 auf einen Rückstaudruck-Sollwert KP1 erhöht, der gemäß dem dargestellten Beispiel einem annähernd maximal zulässigen Systemdruck von beispielsweise ca. 3 bar oder ca. 2,5 bar entspricht, wobei der Rückstaudruck stets ca. 100 mbar niedriger als der Spüldruck gehalten wird. In einem dritten Schritt S3 werden das Spülventil 5 und das Rückstauventil 6 zum impulsartigen bzw. schlagartigen Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks auf Umgebungsdruck oder annähernd Umgebungsdruck geÖffnet. Dies kann in Fig. 2 am steilen Abfall des Druckverlaufs A1 im Anodenabschnitt 3 sowie am steilen Abfall des Druckverlaufs K1 im Kathodenabschnitt 4 nach Erreichen des jeweils maximalen Sollwerts AP1 bzw. KP1 erkannt werden. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der in Fig. 3 erläuterte Ablauf noch zwei Mal wiederholt, wobei selbstverständlich auch zusätzliche Wiederholungen möglich sind. Das mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 erläuterte Verfahren wird während eines Spül- und Trocknungsbetriebs des Brennstoffzellensystems 1 durchgeführt.
[0037] Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D. h. die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Brennstoffzellensystem
2 Brennstoffzellenstapel
3 Anodenabschnitt
4 Kathodenabschnitt
5 Spülventil
6 Rückstauventil
7 Controller
8 Druckerhöhungseinheit
9 Druckreduzierungseinheit 10 Computerprogrammprodukt 11 Brennstoffquelle
12 Stellventil
13 Injektor-Ejektor
14 Kompressor
15 Elektrolytmembran
16 Rezirkulationspfad
A1 Druckverlauf im Anodenabschnitt
AP1 Spüldruck-Sollwert (maximaler Spüldruck)
K1 Druckverlauf im Kathodenabschnitt
KP1 Rückstaudruck-Sollwert (maximaler Rückstaudruck)

Claims (9)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Entfernen von Wasser aus einem Brennstoffzellensystem (1), das einen Brennstoffzellenstapel (2) mit einem Anodenabschnitt (3) und einem Kathodenabschnitt (4), ein Spülventil (5) stromabwärts des Anodenabschnitts (3) zum Kontrollieren eines Spüldrucks im Anodenabschnitt (3), sowie ein Rückstauventil (6) stromabwärts des Kathodenabschnitts (4) zum Kontrollieren eines Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt (4) umfasst, aufweisend die Schritte:
a) Erhöhen des Spüldrucks im Anodenabschnitt (3) auf einen vordefinierten Spüldruck-Sollwert (AP1) bei geschlossenem Spülventil (5),
b) Erhöhen des Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt (4) auf einen vordefinierten Rückstaudruck-Sollwert (KP1) bei geschlossenem Rückstauventil (6), und anschließend
c) impulsartiges Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks durch Offnen des Spülventils (5) und des Rückstauventils (6),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Brennstoffzellensystem (1) in einem Stromerzeugungsbetrieb zur Stromerzeugung SO-
wie in einem Spül- und Trocknungsbetrieb zum Spülen und Trocknen des Brennstoffzellen-
systems (1) betrieben werden kann, wobei die Schritte a), b) und c) während des Spül- und
Trocknungsbetriebs durchgeführt werden, wobei das Brennstoffzellensystem während des
Spül- und Trocknungsbetriebs in einem niedrigen Lastpunkts des Brennstoffzellensystems
betrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a), b) und c) zum Entfernen von Wasser aus dem Brennstoffzellensystem (1) mehrmals hintereinander durchgeführt werden.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spüldruck im Anodenabschnitt (3) auf einen maximal zulässigen oder annähernd maximal zulässigen Spüldruck im Anodenabschnitt (3) erhöht wird und der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt (4) auf den maximal zulässigen oder annähernd maximal zulässigen Rückstaudruck im Kathodenabschnitt (4) erhöht wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spüldruck im Anodenabschnitt (3) und der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt (4) jeweils auf einen Wert zwischen 2bar und 5bar erhöht werden.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spüldruck im Anodenabschnitt (3) und der Rückstaudruck im Kathodenabschnitt (4) auf den gleichen oder annähernd den gleichen Wert erhöht werden.
6. Brennstoffzellensystem (1), aufweisend einen Brennstoffzellenstapel (2) mit einem Anodenabschnitt (3) und einem Kathodenabschnitt (4), ein Spülventil (5) stromabwärts des Anodenabschnitts (3) zum Kontrollieren eines Spüldrucks im Anodenabschnitt (3), ein Rückstauventil (6) stromabwärts des Kathodenabschnitts (4) zum Kontrollieren eines Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt (4), sowie einen Controller (7) mit einer Druckerhöhungseinheit (8) zum Erhöhen des Spüldrucks im Anodenabschnitt (3) auf einen vordefinierten Spüldruck-Sollwert (AP1) bei geschlossenem Spülventil (5) und zum Erhöhen des Rückstaudrucks im Kathodenabschnitt (4) auf einen vordefinierten Rückstaudruck-Sollwert (KP1) bei geschlossenem Rückstauventil (6) sowie einer Druckreduzierungseinheit (9) zum impulsartigen Reduzieren des erhöhten Spüldrucks sowie des erhöhten Rückstaudrucks durch Öffnen des Spülventils (5) und des Rückstauventils (6), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kompressor (14) zur Druckerhöhung vorgesehen ist und die Druckerhöhung in einem niedrigen Lastpunkt des Brennstoffzellensystems (1) erfolgt.
7. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 6, wobei die Druckerhöhungseinheit (8) und die Druckreduzierungseinheit (9) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 konfiguriert und ausgestaltet sind.
8. Computerprogrammprodukt (10) umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts (10) durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
9. Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt (10) nach Anspruch 8.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113745578B (zh) * 2021-07-22 2023-12-19 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池背压阀的破冰控制方法及系统
CN114614048A (zh) * 2022-03-18 2022-06-10 苏州溯驭技术有限公司 一种氢燃料电池吹扫系统及其用阳极波动氢压吹扫方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020142197A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System and method for draining remaining water in fuel cell
US20090011302A1 (en) * 2006-07-14 2009-01-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel Cell System
US20090226783A1 (en) * 2005-07-27 2009-09-10 Masahiko Hasegawa Fuel Cell System

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4248826B2 (ja) * 2002-08-30 2009-04-02 本田技研工業株式会社 燃料電池の停止装置
JP4028544B2 (ja) * 2004-11-30 2007-12-26 本田技研工業株式会社 燃料電池システム及び該システムにおける燃料ガス経路の故障検知方法
JP4758707B2 (ja) * 2005-08-08 2011-08-31 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
US20090092870A1 (en) * 2006-04-11 2009-04-09 Tomohiro Ogawa Fuel cell system
CN101170185A (zh) * 2006-10-25 2008-04-30 新源动力股份有限公司 一种质子交换膜燃料电池的气体吹扫除水的方法
JP2009117189A (ja) * 2007-11-07 2009-05-28 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システムの制御方法
JP5082790B2 (ja) * 2007-11-16 2012-11-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP4359856B2 (ja) * 2007-12-11 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及び移動体
US8192885B2 (en) * 2009-01-26 2012-06-05 GM Global Technology Operations LLC Shutdown strategy for enhanced water management
JP5288200B2 (ja) * 2009-05-21 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
US9537160B2 (en) * 2012-02-15 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Operational method for a simplified fuel cell system
US9570768B2 (en) * 2012-03-08 2017-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and control method thereof
JP5596744B2 (ja) * 2012-05-18 2014-09-24 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP6155596B2 (ja) * 2012-10-29 2017-07-05 日産自動車株式会社 燃料電池システム
KR101592683B1 (ko) * 2014-04-14 2016-02-12 현대자동차주식회사 연료전지 퍼지 제어 방법
JP6223311B2 (ja) * 2014-09-30 2017-11-01 本田技研工業株式会社 燃料電池システムの制御方法
JP6187431B2 (ja) * 2014-11-14 2017-08-30 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP6210051B2 (ja) * 2014-11-14 2017-10-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の排水方法および燃料電池システム
GB2534138A (en) * 2015-01-12 2016-07-20 Intelligent Energy Ltd Exhaust processing unit
PL3380652T3 (pl) 2015-11-25 2022-01-10 Hps Home Power Solutions Gmbh Dynamiczna komora czyszcząca
JP6348135B2 (ja) * 2016-02-29 2018-06-27 本田技研工業株式会社 燃料電池システムの制御方法
JP2018113126A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 トヨタ自動車株式会社 車両用燃料電池システム
DE102017209181A1 (de) * 2017-05-31 2018-12-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennstoffzellensystem mit zusätzlicher Steuereinrichtung
CN109830709B (zh) * 2019-02-01 2020-01-14 清华大学 燃料电池氢气供给控制方法、计算机设备和储存介质

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020142197A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System and method for draining remaining water in fuel cell
US20090226783A1 (en) * 2005-07-27 2009-09-10 Masahiko Hasegawa Fuel Cell System
US20090011302A1 (en) * 2006-07-14 2009-01-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel Cell System

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CN113748548A (zh) 2021-12-03
US11843140B2 (en) 2023-12-12
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JP2022531833A (ja) 2022-07-12
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