DE102006025125B4

DE102006025125B4 - Verfahren zur Detektion undichter Stellen in Gaszufuhrsystemen mit redundanten Ventilen, Brennstoffzellensystem und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE102006025125B4
Application number: DE102006025125A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Thyroff
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: US7127937B1; DE102006025125A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung, ob sich in einem Brennstoffzellensystem (10) undichte Stellen befinden, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Hauptsperrventil (22, 24) in einer Zufuhrleitung (18, 20) zwischen einem Druckgastank (14, 16) und einem Brennstoffzellenstapel (12) vorgesehen wird; ein Nebensperrventil (26) in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Brennstoffzellenstapel (12) vorgesehen wird; das Hauptsperrventil (22, 24) bei Systemabschaltung geschlossen wird; der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) gemessen wird, nachdem das Hauptsperrventil (22, 24) geschlossen worden ist; das Nebensperrventil (26) geschlossen wird, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) einen vorbestimmten Druck erreicht; der gemessene Druck gespeichert wird, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist; der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) gemessen wird, nachdem der gemessene Druck gespeichert ist, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist; der gespeicherte Druck mit dem gemessenen Druck verglichen wird; bestimmt wird, dass undichte Stellen in dem Nebensperrventil (26) oder der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) vorhanden sind, wenn der gespeicherte Druck um einen vorbestimmten ersten Wert größer als der gemessene Druck ist; und bestimmt wird, dass in dem Hauptsperrventil (22, 24) undichte Stellen vorhanden sind, wenn der gespeicherte Druck um einen vorbestimmten zweiten Wert kleiner als der gemessene Druck ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Detektieren von undichten Stellen in einem Gaszufuhrsystem und insbesondere ein Verfahren zum Detektieren von undichten Stellen in einer Zufuhrleitung zwischen einem Druckwasserstofftank und einem Brennstoffzellenstapel.
Solch ein Verfahren wird beispielsweise in der DE 103 54 440 A1 beschrieben. Dabei ist ein Einlassventil am Wasserstofftank und ein Auslassventil in der gleichen Rohrleitung, die zur Brennstoffzelle führt, angeordnet. Zwischen den beiden Ventilen befindet sich ein Drucksensor, der den Wasserstoffdruck in der Rohrleitung misst. Die ermittelten Messwerte werden einer Steuereinheit zugeführt. Dort erfolgt die Verarbeitung der empfangenen Signale und die Beurteilung der Dichtheit diverser Baugruppen.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er rein ist und effizient dazu verwendet werden kann, Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu erzeugen. Die Kraftfahrzeugindustrie wendet erhebliche Ressourcen bei der Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen als eine Energiequelle für Fahrzeuge auf. Derartige Fahrzeuge wären effizienter und würden weniger Emissionen erzeugen als heutige Fahrzeuge, die Verbrennungsmotoren verwenden.
Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyt dazwischen umfasst. Die Anode nimmt Wasserstoffgas auf und die Kathode nimmt Sauerstoff oder Luft auf. Das Wasserstoffgas wird in der Anode aufgespalten, um freie Wasserstoffprotonen und Elektronen zu erzeugen. Die Wasserstoffprotonen gelangen durch den Elektrolyt an die Kathode. Die Wasserstoffprotonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode, um Wasser zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht durch den Elektrolyt gelangen und werden somit durch eine Last geführt, in der sie Arbeit verrichten, bevor sie an die Kathode geliefert werden. Die Arbeit dient dazu, das Fahrzeug zu betreiben.
Typischerweise werden mehrere Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. Beispielsweise kann ein typischer Brennstoffzellenstapel für ein Kraftfahrzeug zweihundert oder mehr gestapelte Brennstoffzellen umfassen. Der Brennstoffzellenstapel nimmt ein Kathodeneingangsgas, typischerweise eine Luftströmung auf, die durch den Stapel über einen Kompressor gedrängt wird. Es wird nicht der gesamte Sauerstoff in der Luft von dem Stapel verbraucht und ein Teil der Luft wird als ein Kathodenabgas ausgegeben, das Wasser als ein Stapelnebenprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel nimmt auch ein Anodenwasserstoffeingangsgas auf, das in die Anodenseite des Stapels strömt.
Bei einigen Konstruktionen für Fahrzeug-Brennstoffzellensysteme wird der Wasserstoff in einem oder mehreren Druckgastanks unter hohem Druck an dem Fahrzeug gespeichert, um den für das Brennstoffzellensystem erforderlichen Wasserstoff bereitzustellen. Der Druck in dem Drucktank kann bis zu 70 MPa betragen. Der Drucktank umfasst typischerweise eine innere Kunststoffauskleidung, die eine gasdichte Abdichtung für den Wasserstoff vorsieht, wie auch eine äußere Verbundkonstruktionsschicht, die die bauliche Integrität des Tanks vorsieht. Da Wasserstoff ein sehr leichtes und diffundierendes Gas ist, muss die Innenauskleidung sorgfältig bemessen werden, so dass diese als eine Permeationsbarriere wirkt. Der Wasserstoff wird von dem Tank durch ein Rohr entfernt. Es ist zumindest ein Druckregler vorgesehen, der den Druck des Wasserstoffs in dem Tank auf einem für das Brennstoffzellensystem geeigneten Druck reduziert.
Brennstoffzellensysteme des oben beschriebenen Typs besitzen aus Sicherheitsgründen typischerweise zwei Sperrventile zwischen dem Druckwasserstofftank und dem Brennstoffzellenstapel. Ein Hauptsperrventil ist in der Zufuhrleitung neben dem Tank oder in dem Tank vorgesehen, und ein Nebensperrventil ist unterstromig des Hauptventils positioniert. Wenn das Brennstoffzellensystem abgeschaltet wird, werden sowohl das Haupt- als auch das Nebenventil gleichzeitig geschlossen. Da Wasserstoff ein kleines Gas darstellt, ist es manchmal schwierig, den Wasserstoff ohne Leckage durch Ventildichtungen und dergleichen zu speichern. Ferner ist es schwierig, die Abdichtungsintegrität der Ventile über die Lebensdauer des Systems sicherzustellen. Aus diesen und anderen Gründen ist es erwünscht, ein Leckagedetektionssystem zur Detektion von Wasserstoffundichtigkeiten in einem Brennstoffzellensystem und insbesondere in der Wasserstoffzufuhrleitung zu haben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Detektieren undichter Stellen in einem Brennstoffzellensystem offenbart, das einen oder mehrere Hochdruckwasserstoffspeichertanks umfasst. Das System umfasst auch ein Hauptsperrventil und ein Nebensperrventil in einer Zufuhrleitung zwischen dem Tank und einem Brennstoffzellenstapel. Beim Abschalten wird das Hauptsperrventil geschlossen und der Stapel temporär in Betrieb gelassen. Der Druck in der Zufuhrleitung zwischen den Ventilen wird gemessen. Wenn der gemessene Druck einen vorbestimmten Abschaltdruck auf Grundlage des Drucks in dem Tank erreicht hat, wird das Nebensperrventil geschlossen, der Stapel wird abgeschaltet und die Enddruckmessung wird in einer Steuereinheit gesteuert.
Beim nächsten Systemstart wird der Druck in der Zufuhrleitung zwischen den Sperrventilen gemessen, bevor die Sperrventile geöffnet werden, und der gemessene Druck wird mit dem gespeicherten Druck von der vorhergehenden Abschaltung verglichen. Wenn die gegenwärtige Druckmessung geringer als die gespeicherte Druckmessung ausfällt, ist dies ein Hinweis dafür, dass die Zufuhrleitung zwischen den Sperrventilen oder das Nebenventil undichte Stellen besitzt. Wenn der gemessene Druck höher als der gespeicherte Druck ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass das Hauptventil undichte Stellen besitzt.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht eines Brennstoffzellensystems, das ein Verfahren zum Detektieren undichter Stellen in einer Wasserstoffzufuhrleitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Speichern eines gemessenen Drucks in der Wasserstoffzufuhrleitung zwischen Sperrventilen bei einer Systemabschaltung gemäß der Erfindung zeigt; und
3 ist ein Flussschaubild, das ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, mit dem bestimmt wird, ob in der Zufuhrleitung beim Systemstart undichte Stellen vorhanden sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung zur Detektion von Waserstoffundichtigkeiten in einem Brennstoffzellensystem offenbart. Jedoch kann, wie für Fachleute offensichtlich ist, das Leckagedetektionsverfahren der Erfindung auch Anwendung auf andere Gaszufuhrsysteme haben.
1 ist eine Draufsicht eines Brennstoffzellensystems 10, das einen Brennstoffzellenstapel 12 umfasst. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, umfasst das Brennstoffzellensystem 10 einen Prozess, um zu bestimmen, ob in dem System 10, insbesondere in einer Wasserstoffzufuhrleitung und/oder in Tanksperrventilen undichte Stellen vorhanden sind. Das Brennstoffzellensystem 10 umfasst einen ersten Tank 14 und einen zweiten Tank 16, die komprimierten Wasserstoff, möglicherweise in der Höhe von 70 MPa speichern. Obwohl bei dieser Ausführungsform zwei Tanks gezeigt sind, sei für Fachleute angemerkt, dass einige Systeme einen einzelnen Tank umfassen können und andere Systeme mehr als zwei Tanks umfassen können. Eine Wasserstoffgaszufuhrleitung 18 ist zwischen dem Tank 14 und dem Brennstoffzellenstapel 12 vorgesehen, und eine Wasserstoffgaszufuhrleitung 20 ist von dem Tank 16 vorgesehen. Ein Haupttanksperrventil 22 ist in der Zufuhrleitung 18 neben dem Tank 14 positioniert, und ein Hauptsperrventil 24 ist in der Zufuhrleitung 20 neben dem Tank 16 positioniert. Die Ventile 22 und 24 können sich in den Tanks 24 bzw. 26 befinden. Ein Nebensperrventil 26 ist in der Zufuhrleitung 18 unterstromig der Hauptventile 22 und 24 positioniert. Ein Drucksensor 28 misst den Druck in der Zufuhrleitung 18 zwischen den Sperrventilen 22 und 26. Der gemessene Druck wird an eine Steuereinheit 30 geliefert, die das Öffnen und Schließen der Ventile 22, 24 und 26 beim Systemstart und -abschalten steuert.
Bei den bekannten Brennstoffsystemabschaltprozessen werden alle Sperrventile 22, 24 und 26 gleichzeitig geschlossen. Gemäß der Erfindung umfasst der Prozess zum Detektieren undichter Stellen, dass die Ventile 22, 24 und 26 in einer bestimmten Abfolge geschlossen werden.
2 ist ein Flussschaubild 40, das einen Prozess zum Speichern einer Druckmessung bei einer Systemabschaltung zum Detektieren undichter Stellen in dem System 10, insbesondere in der Zufuhrleitung 18, dem Nebenventil 26 oder den Hauptventilen 22 und 24 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei einer Systemabschaltung schließt die Steuereinheit 30 die Hauptventile 22 und 24 bei Kasten 44, lässt jedoch den Stapel 12 zeitweilig in Betrieb. Die Steuereinheit 30 überwacht dann an der Entscheidungsraute 46 den gemessenen Druck in der Zufuhrleitung 18 durch den Drucksensor 28. Wenn der Druck in der Zufuhrleitung 18 zwischen den Sperrventilen 22 und 26 unter einen vorbestimmten Druck abfällt, der kleiner als der Druck in dem Tank 14 ist, schließt die Steuereinheit 30 bei Kasten 48 das Nebenventil 26 und schaltet bei Kasten 50 den Stapel 12 ab. An diesem Punkt ist der Druck in der Zufuhrleitung 18 zwischen den Ventilen 22 und 26 kleiner als der Druck in den Tanks 14 und 16, jedoch um einen bekannten Prozentsatz größer als der Umgebungsdruck. Wenn beispielsweise die Tanks 14 und 16 bei etwa 70 MPa Druck komplett voll sind, kann die Steuereinheit 30 das Nebensperrventil 26 schließen und den Stapel 12 abschalten, wenn der Druck in der Zufuhrleitung 18 zwischen den Sperrventilen 22 und 26 etwa 35 MPa erreicht. Daher erlaubt der in der Steuereinheit 30 verwendete Algorithmus, dass der Stapel 12 Wasserstoff von der Zufuhrleitung 18 verbrauchen kann, nachdem das Hauptsperrventil 22 und 24 geschlossen worden ist, bis der Druck in der Zufuhrleitung 18 etwa der Hälfte des bei geschlossenen Hauptsperrventilen 22 und 24 vorherrschenden Tankdrucks entspricht. Die Steuereinheit 30 speichert den zuletzt gemessenen Druck bei der Abschaltung zu diesem Zeitpunkt bei Kasten 52.
3 ist ein Flussschaubild 60, das einen Prozess zum Bestimmen undichter Stellen in dem System 10 gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem nächsten Start des Stapels 12, wie durch Kästchen 62 dargestellt, zeigt. Die Steuereinheit 30 überwacht bei Kasten 64 zuerst den Druck in der Zufuhrleitung 18 unter Verwendung des Drucksensors 28, bevor der Stapel 12 gestartet wird. Die Steuereinheit 30 berechnet dann bei Kasten 66 einen Deltadruck als Differenz zwischen dem gerade gemessenen Druck und dem gespeicherten Druck aus der vorhergehenden Abschaltung, wie oben beschrieben ist. Die Steuereinheit 30 bestimmt dann bei Entscheidungsraute 68, ob der berechnete Deltadruck kleiner als ein vorbestimmter niedriger Schwellenwert ist. Wenn der Deltadruck kleiner als der vorbestimmte niedrige Schwellenwert ist, dann bestimmt die Steuereinheit 30 bei Kasten 70, dass in der Leitung 18 undichte Stellen zu der Umgebung zwischen den Ventilen 22 und 26 oder in dem Ventil 26 undichte Stellen vorhanden sind. Insbesondere ist Gas von der Zufuhrleitung 20 zwischen den Ventilen 22 und 26 oder von dem Ventil 26 ausgetreten, wenn die Menge an Wasserstoff in der Zufuhrleitung 20 zwischen den Ventilen 22 und 26 erheblich geringer als bei der vorhergehenden Systemabschaltung ist.
Wenn der Deltadruck an der Entscheidungsraute 68 nicht kleiner als die untere Grenze ist, dann bestimmt die Steuereinheit 30 bei Entscheidungsraute 72, ob der Deltadruck größer als ein vorbestimmter hoher Schwellenwert ist. Wenn der Deltadruck bei Entscheidungsraute 72 größer als der vorbestimmte hohe Schwellenwert ist, dann bestimmt die Steuereinheit 30 bei Kasten 74, dass in dem Hauptventil 22 oder 24 undichte Stellen vorhanden sind. Insbesondere ist Gas von dem Ventil 22 oder 24 ausgetreten, wenn die Menge an Wasserstoff in der Zufuhrleitung 20 zwischen den Ventilen 22 und 26 erheblich größer ist, als bei der vorhergehenden Systemabschaltung. Wenn der Deltadruck zwischen dem niedrigen Schwellenwert und dem hohen Schwellenwert liegt, dann bestimmt die Steuereinheit 30 bei Kasten 76, dass die Ventile 22, 24 und 26 und die Versorgungsleitung 18 zwischen den Ventilen 22 und 26 keine undichten Stellen besitzen.
Der Algorithmus in der Steuereinheit 30 kann bei der Bestimmung der niedrigen und hohen Schwellenwerte einen Temperaturfaktor verwenden. Insbesondere kann, da die Temperatur in der Zufuhrleitung 18 bei einer Systemschaltung verschieden von der bei einem Systemstart sein kann, der Druck in der Zufuhrleitung 18 sogar dann verschieden sein, obwohl das tatsächliche Volumen an Wasserstoff in der Zufuhrleitung 18 etwa gleich ist. Zusätzlich kann der Algorithmus in der Steuereinheit 30 die Zeitdauer zwischen einem Abschalten und einem Start berücksichtigen, wobei eine längere Zeitdauer eine normale Permeation des Wasserstoffgases umfassen kann, ohne dass dies ein besonderer Hinweis auf undichte Stellen ist.

Claims

Verfahren zur Bestimmung, ob sich in einem Brennstoffzellensystem (10) undichte Stellen befinden, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Hauptsperrventil (22, 24) in einer Zufuhrleitung (18, 20) zwischen einem Druckgastank (14, 16) und einem Brennstoffzellenstapel (12) vorgesehen wird; ein Nebensperrventil (26) in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Brennstoffzellenstapel (12) vorgesehen wird; das Hauptsperrventil (22, 24) bei Systemabschaltung geschlossen wird; der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) gemessen wird, nachdem das Hauptsperrventil (22, 24) geschlossen worden ist; das Nebensperrventil (26) geschlossen wird, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) einen vorbestimmten Druck erreicht; der gemessene Druck gespeichert wird, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist; der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) gemessen wird, nachdem der gemessene Druck gespeichert ist, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist; der gespeicherte Druck mit dem gemessenen Druck verglichen wird; bestimmt wird, dass undichte Stellen in dem Nebensperrventil (26) oder der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) vorhanden sind, wenn der gespeicherte Druck um einen vorbestimmten ersten Wert größer als der gemessene Druck ist; und bestimmt wird, dass in dem Hauptsperrventil (22, 24) undichte Stellen vorhanden sind, wenn der gespeicherte Druck um einen vorbestimmten zweiten Wert kleiner als der gemessene Druck ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen des Drucks in der Zufuhrleitung (18, 20) nach dem Speichern des gemessenen Druckes umfasst, dass der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) gemessen wird, wenn das Brennstoffzellensystem (10) gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass der Betrieb des Brennstoffzellensystems (10) zwischen dem Messen des Drucks in der Zufuhrleitung (18, 20), nachdem das Hauptventil (22, 24) geschlossen ist, und dem Schließen des Nebensperrventils (26) aufrecht erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, dass die Temperatur um das Brennstoffzellensystem (10) herum gemessen wird, wobei die Bestimmung, dass undichte Stellen in dem Nebensperrventil (26) oder der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) vorhanden sind, und die Bestimmung, dass in dem Hauptsperrventil (22, 24) undichte Stellen vorhanden sind, umfasst, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26), nachdem das Hauptsperrventil (22, 24) geschlossen worden ist, gemessen wird, und dem Zeitpunkt berücksichtigt wird, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) gemessen wird, nachdem der gemessene Druck gespeichert ist, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, dass undichte Stellen in dem Nebensperrventil (26) oder der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) vorhanden sind, und das Bestimmen, dass in dem Hauptsperrventil (22, 24) undichte Stellen vorhanden sind, umfasst, dass die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26), nachdem das Hauptsperrventil (22, 24) geschlossen worden ist, gemessen wird, und dem Zeitpunkt berücksichtigt wird, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) gemessen wird, nachdem der gemessene Druck gespeichert ist, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Brennstoffzellensystem (10) mehrere Druckgastanks (14, 16) umfasst, von denen jeder ein Hauptsperrventil (22, 24) aufweist, wobei das Verfahren bestimmt, ob undichte Stellen in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Nebensperrventil (26) und allen Hauptsperrventilen (22, 24) vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schließen des Nebensperrventils (26), wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) einen vorbestimmten Druck erreicht, umfasst, dass das Nebensperrventil (26) geschlossen wird, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) einen Druck erreicht, der in etwa der Hälfte des gegenwärtigen Tankdruckes entspricht.
Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einem Brennstoffzellensystem an einem Fahrzeug.
Brennstoffzellensystem (10) mit: einem Brennstoffzellenstapel (12); zumindest einem Druckwasserstoffgastank (14, 16); einer Zufuhrleitung (18, 20), die Gas von dem Gastank (14, 16) an den Brennstoffzellenstapel (12) liefert; zumindest einem Hauptsperrventil (22, 24) in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem zumindest einen Druckgastank (14, 16) und dem Brennstoffzellenstapel (12); zumindest einem Nebensperrventil (26) in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem zumindest einen Hauptsperrventil (22, 24) und dem Brennstoffzellenstapel (12); einem Drucksensor (28) zum Messen des Drucks in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem zumindest einen Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26); einer Steuereinheit (30), die auf ein Druckmesssignal von dem Drucksensor (28) anspricht und eingerichtet ist, um: das Hauptsperrventil (22, 24) bei einer Systemabschaltung zu schließen, das Nebensperrventil (26) zu schließen, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) einen vorbestimmten Druck erreicht, den gemessenen Druck zu speichern, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist, einen gemessenen Druck von dem Drucksensor (28) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) zu empfangen, nachdem der gemessene Druck gespeichert ist, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen ist, den gespeicherten Druck mit dem gemessenen Druck zu vergleichen, und zu bestimmen, dass undichte Stellen in dem Nebensperrventil (26) oder der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) vorhanden sind, wenn der gespeicherte Druck um einen vorbestimmten ersten Wert größer als der gemessene Druck ist, oder dass in dem Hauptsperrventil (22, 24) undichte Stellen vorhanden sind, wenn der gespeicherte Druck um einen vorbestimmten zweiten Wert kleiner als der gemessene Druck ist.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (30) eingerichtet ist, um den gemessenen Druck von dem Drucksensor (28) nach dem Speichern des gemessenen Drucks zu empfangen, wenn das Brennstoffzellensystem (10) gestartet wird.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (30) eingerichtet ist, um den Betrieb des Brennstoffzellensystems (10) zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20), nachdem das Hauptsperrventil (22, 24) geschlossen ist, gemessen wird, und dem Zeitpunkt, bis das Nebensperrventil (26) geschlossen wird, aufrechtzuerhalten.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (30) eingerichtet ist, um die Temperatur um das Brennstoffzellensystem (10) herum zu berücksichtigen, wenn die Steuereinheit (30) bestimmt, dass undichte Stellen in dem Nebensperrventil (26) oder der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) vorhanden sind, und um zu bestimmen, dass in dem Hauptsperrventil (22, 24) undichte Stellen vorhanden sind.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (30) eingerichtet ist, um die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt, wenn das Hauptsperrventil (22, 24) geschlossen wird, und dem Zeitpunkt, wenn das Nebensperrventil (26) geschlossen wird, zu berücksichtigen, wenn die Steuereinheit (30) bestimmt, dass undichte Stellen in dem Nebensperrventil (26) oder der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Hauptsperrventil (22, 24) und dem Nebensperrventil (26) vorhanden sind, und um zu bestimmen, dass in dem Hauptsperrventil (22, 24) undichte Stellen vorhanden sind.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, wobei der zumindest eine Druckgastank (14, 16) und das zumindest eine Hauptsperrventil (22, 24) eine Vielzahl von Druckgastanks (14, 16) umfassen, die jeweils ein Hauptsperrventil (22, 24) aufweisen, und wobei die Steuereinheit (30) eingerichtet ist, um zu bestimmen, ob undichte Stellen in der Zufuhrleitung (18, 20) zwischen dem Nebensperrventil (26) und allen Hauptsperrventilen (22, 24) vorhanden sind.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (30) eingerichtet ist, um das Nebensperrventil (26) zu schließen, wenn der Druck in der Zufuhrleitung (18, 20) etwa die Hälfte des Tankdruckes beträgt.
Verwendung des Brennstoffzellensystems (10) nach Anspruch 9 an einem Fahrzeug.