DE102007039558A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Abscheidermoduls in einem Brennstoffzellensystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Abscheidermoduls in einem Brennstoffzellensystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Abscheidermoduls (34) in einem Brennstoffzellensystem (1), wobei ein Füllstand des Abscheidermoduls (34) durch mindestens einen Sensor (5) erfasst wird, bei Überschreiten eines oberen Schaltpunkts (F_max) ein Entleeren des Abscheidermoduls (34) ausgelöst wird und bei Unterschreiten eines unteren Schaltpunkts (F_min) ein Entleeren des Abscheidermoduls (34) beendet wird und der Füllstand in Abhängigkeit mindestens einer aktuellen physikalischen Zustandsgröße des Brennstoffzellensystems (1) vorausgesagt wird und der vorausgesagte Wert des Füllstands mit dem erfassten Wert des Füllstands für einen Plausibilitätscheck verglichen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Abscheidermoduls in einem Brennstoffzellensystem.
  • Ein Brennstoffzellensystem umfasst eine Brennstoffzelle oder mehrere Brennstoffzellen, welche in Reihe und/oder parallel zu einem Brennstoffzellenstapel geschaltet sind. Für die Fahrzeugindustrie sind derzeit insbesondere Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (engl. Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEM-FC) bekannt, wobei Wasserstoff als Brennstoff eingesetzt wird. Es ist jedoch auch eine Verwendung von Methan, Methanol oder Glukoselösung als Brennstoff bekannt. An einer Anodenseite der Brennstoffzelle bzw. des Brennstoffzellenstapels wird an einem Einlass der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, in den Brennstoffzellenstapel eingespeist. An einem Auslass treten die Anodenabgase aus der Brennstoffzelle bzw. dem Brennstoffzellenstapel aus, welche bei Verwendung von Wasserstoff unter anderem aus nicht verbrauchtem Wasserstoff sowie Wasser bestehen. Der nicht verbrauchte Brennstoff kann über einen Rezirkulations-Kreislauf an dem Einlass wieder zur Verfügung gestellt werden.
  • Bei Betrieb eines Brennstoffzellensystems, insbesondere einem PEM-Brennstoffzellensystem wird an der Kathode ein so genanntes Produktwasser freigesetzt. Daneben wird jedoch auch an der Anode, insbesondere in dem Anodenabgas, Wasser freigesetzt. Ist das System mit einem Rezirkulations-Kreislauf oder einem auf andere Weise geschlossenen Anodenkreislauf aufgebaut, so muss das angefallene Wasser von Zeit zu Zeit aus dem Anodenkreislauf entfernt werden. Zu diesem Zweck ist es bekannt, in dem Anodenkreislauf ein Abscheidermodul anzuordnen. Das Abscheidermodul umfasst einen Sensor zum Erfassen eines Füllstands, einen sogenannten Levelsensor. Das Abscheidermodul wird dabei derart betrieben, dass bei Überschreiten eines oberen Schaltpunkts, d. h. bei Überschreiten eines maximalen Füllstands, ein Entleeren des Abscheidermoduls ausgelöst wird. Eine Entleerung wird beendet, sobald ein unterer Schaltpunkt unterschritten wird, d. h. ein minimaler Füllstand detektiert wurde. Zum Erfassen der zwei Füllstände umfasst der Levelsensor mindestens zwei Fühler oder dergleichen. So ist es beispielsweise bekannt, einen Schwimmschalter als Levelsensor mit zwei oder mehr Schaltpunkten einzusetzen. Ein derartiger Schwimmschalter ist jedoch vielfach unzuverlässig und/oder nur mit hohem Aufwand mit einer ausreichenden Sicherheit betreibbar.
  • Aus der DE 102 33 039 A1 ist es bekannt, nur einen unteren Schaltpunkt durch einen Sensor zur Erfassen, wobei ein Ventil zum Entleeren des Abscheiders nach Ablauf eines maximalen Zeitintervalls nach einem Schließen wieder geöffnet wird. Das maximale Zeitintervall wird dabei aufgrund statischer Größen, wie einem Volumen eines Abscheiderbehälters, einer Zuflussrate und einer Abflussrate ermittelt.
  • Fehler bei einer Ermittlung des oberen und/oder des unteren Schaltpunkts können irreparable Schäden an dem Brennstoffzellensystem verursachen. Wird beispielsweise der untere Schaltpunkt zu spät detektiert, so kann dies dazu führen, dass ein Brennstoff-Gas, beispielsweise Wasserstoff, in eine Umgebung gelangt. Erfolgt ein Entleeren des Abscheidermoduls dagegen zu spät, so kann dies dazu führen, dass die in dem Abscheidermodul angefallene Flüssigkeit wieder in den Anodenkreislauf gelangt, wodurch es zu einer Überhitzung des Systems kommen kann.
  • Es ist daher bekannt, bei Verwendung von einem oder mehreren Sensoren, durch welche zwei oder mehr Schaltpunkte erfasst werden, eine Plausibilitätsprüfung derart vorzunehmen, dass ein Fehler gemeldet wird, wenn mehrere Schaltpunkte gleichzeitig aktiv sind.
  • Es ist weiter bekannt, durch Einsatz eines Zellspannungsüberwachungssystem oder dergleichen eine Diagnose des Systems vorzunehmen. Eine hierfür notwendige Diagnosehardware ist jedoch äußerst komplex und somit zumeist kostenintensiv.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche Fehler bei einer Erfassung eines Füllstands in einem Abscheidermodul zuverlässig erkennbar sind.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose eines Abscheidermoduls in einem Brennstoffzellensystem, wobei ein Füllstand des Abscheidermoduls durch mindestens einen Sensor erfasst wird, der Füllstand zusätzlich in Abhängigkeit mindestens einer aktuellen physikalischen Zustandsgröße des Brennstoffzellensystems vorausgesagt wird und der vorausgesagte Wert des Füllstands mit dem erfassten Wert des Füllstands für einen Plausibilitätscheck verglichen wird.
  • In anderen Worten wird der Füllstand zum einen direkt durch einen Sensor erfasst und zum anderen durch einen virtuellen Sensor beobachtet. Durch Voraussage des Füllstands in Abhängigkeit aktueller Größen sind aktuelle Systemzustände und somit dynamische Einflussgrößen berücksichtigbar.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst hierfür mindestens einen Sensor zum Erfassen eines Füllstands des Abscheidermoduls und mindestens eine Steuer- und/oder Recheneinheit mit Mitteln, durch die mindestens eine aktuelle physikalische Zustandsgröße eines Systems, insbesondere eines Brennstoffzellensystems, erfassbar ist, ein Füllstand in Abhängigkeit der mindestens einen physikalischen Zustandsgröße ermittelbar ist und der ermittelte Wert mit dem erfassten Wert vergleichbar ist. Das Brennstoffzellensystem kann dabei als Modell in der Steuer- und/oder Recheneinheit abgebildet sein. In anderen Ausgestaltungen sind Abhängigkeiten von physikalischen Zustandsgrößen ohne zugehöriges Modell berücksichtigbar. Die Zustandsgrößen sind dabei durch bereits im System vorhandene Sensoren erfassbar und können über Steuereingänge der Steuer- und/oder Recheneinheit zur Verfügung gestellt werden. Bei den Steuereingängen handelt es sich dabei um Mittel zum Erfassen der Zustandsgrößen im Sinne der Erfindung.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird bei einer Abweichung des erfassten Werts von dem vorausgesagten Wert, welche einen definierten Toleranzbereich übersteigt, eine Wartung veranlasst. Der Toleranzbereich kann dabei geeignet definiert werden. Zudem kann der Toleranzbereich variabel gestaltet sein, wobei beispielsweise in Abhängigkeit bestimmter Zustandsgrößen eine höhere Genauigkeit gefordert werden kann. Die Vorrichtung ist beispielsweise mit Signal- und/oder Anzeigemitteln gekoppelt und/oder ausgebildet, durch welche ein Fehler oder eine Unregelmäßigkeit anzeigbar sind. Dabei können verschiedene Warnsignale verwendet werden, so dass beispielsweise bei geringen Abweichungen lediglich ein optisches Signal ausgegeben wird, wohingegen bei größeren Abweichungen zusätzlich ein akustisches Dauersignal ausgegeben wird, so dass einem Nutzer die Notwendigkeit eines sofortigen Eingreifens signalisiert wird.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird der obere Schaltpunkt in Abhängigkeit mindestens einer Zustandsgröße des Systems, aus einer Gruppe umfassend: eine Temperatur eines Kühlmittels an einem Kühlmittel-Einlass, eine Temperatur des Kühlmittels an einem Kühlmittel-Auslass, eine Temperatur des Brennstoffs an einem Anoden-Einlass, eine Temperatur des Brennstoffs in einem Brennstoffspeicher, einen an einem Brennstoffzellenstapel gezogenen Strom und eine Umgebungstemperatur des Systems, ermittelt. Dabei sind beispielsweise die folgenden Abhängigkeiten des Füllstands eines Abscheiders in einem Anodenkreislauf berücksichtigbar: die Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur eines Kühlmittels an einem Auslass eines Brennstoffzellenstapels und einer Temperatur des Brennstoffs in einem Brennstoff-Speicher; die Abhängigkeit von einem am Brennstoffzellenstapel gezogenen Strom; die Abhängigkeit von einer Systemtemperaturänderung an einem Kühlmittel-Einlass bei einem Systemstart; die Abhängigkeit von Temperaturdifferenzen zwischen einer Umgebungstemperatur und Systemtemperaturen; die Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur am Kühlmittel-Auslass und an einem Anoden-Einlass.
  • Je nach Systemaufbau kann eine Abhängigkeit des Füllstands von weiteren Größen und/oder von weiteren Zusammenhängen von Interesse sein.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der untere Schaltpunkt basierend auf einer Ermittlung und/oder einer Voraussage einer abgeflossenen Flüssigkeitsmenge bestimmt. Dabei ist es möglich, anstelle eines physikalischen Sensors zur Erfassung des unteren Schaltpunkts zu verwenden, diesen ausschließlich aus anderen Größen zu ermitteln oder zu beobachten. In einem Ausführungsbeispiel wird der untere Schaltpunkt beispielsweise in Abhängigkeit von einem Durchflusskoeffizienten (Kv-Wert) und/oder in Abhängigkeit von einem Druckverhältnis über einem Abscheiderabfluss, ermittelt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Voraussage des Füllstands an gemessene Werte adaptiert. Insbesondere wenn ein Füllstand in Abhängigkeit verschiedener Einflüsse bestimmt wird, können teilweise widersprüchliche Voraussagen gemacht werden. Dabei ist es möglich, die Relevanz einzelner Abhängigkeiten unterschiedlich zu gewichten. Die Gewichtung ist dann wieder in Abhängigkeit von Zustandsgrößen veränderbar. Wird eine modellbasierte Beobachtung des Füllstands verwendet, so kann das theoretische Modell an die Realität adaptiert werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen einheitliche Bezugszeichen verwendet. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Dabei zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Abscheidermoduls.
  • 1 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems 1. Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 10, welcher aus mehreren Brennstoffzellen, die elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet sind, aufgebaut ist. Anodenseiten einzelner Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels 10 ergeben die Anodenseite 103 des Brennstoffzellenstapels 10. Ebenso ergeben die Kathodenseiten der Brennstoffzellen die Kathodenseite 102 des Brennstoffzellenstapels 10. An der Kathodenseite 102 bzw. der Anodenseite 103 sind vereinfacht dargestellte Kathoden- bzw. Anoden- Kreisläufe 2, 3 angeordnet. Zudem ist ein Kühlkreislauf 4 mit einem Einlass 41 und einem Auslass 42 vorgesehen. Der vereinfacht dargestellte Anodenkreislauf 3 umfasst einen Brennstoffspeicher 30, wobei der Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, über einen Einlass 31 dem Brennstoffzellenstapel 10 zugeführt wird. Ein Anodenabgas wird über einen Auslass 32 aus dem Brennstoffzellenstapel 10 abgeführt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Rezirkulations-Baueinheit 33 vorgesehen, durch welche zumindest ein Teil des Anodenabgases wieder dem Einlass 31 zugeführt werden kann. In anderen Ausgestaltungen kann ein Anodenkreislauf 3 an einer anderen Stelle, beispielsweise durch zumindest teilweise Rückführung des Anondenabgases in den Brennstoffspeicher 30 geschlossen werden. In dem Anodenkreislauf 3 ist ein Abscheidermodul 34 vorgesehen, durch welches Wasser oder ein anderes Kondensat, das in dem Anodenkreislauf 3 anfällt, von Zeit zu Zeit ausgeschieden wird.
  • 2 zeigt schematisch ein entsprechendes Abscheidermodul 34. Das Abscheidermodul 34 ist dabei zwischen dem Anodenkreislauf 3 und einer Kathodenabgasleitung 2a angeordnet, wobei eine Entleerung des Abscheidermoduls 34 in die Kathodenabgasleitung 2a erfolgt. Das Abscheidermodul 34 umfasst einen Abscheiderbehälter 340, einen Filter 342 und ein Ventil 343. Eine Ansteuerung oder Regulierung des Abscheidermoduls 34, insbesondere des Ventils 343, erfolgt mittels einer Steuereinheit 6. Die Steuereinheit 6 umfasst einen Eingang 60 für ein Messsignal eines Füllstandsensors 5, sowie mehrere Eingänge 61, durch welche weitere Zustands- oder Systemgrößen der Steuereinheit 6 zuführbar sind. Die Steuereinheit 6 umfasst weiter einen Ausgang 62 zum Ansteuern des Abscheiderventils 343. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein abgeschiedenes Wasser in dem Abscheiderbehälter 340 gesammelt. Das Abscheidermodul 34 wird dabei derart angesteuert, dass ein Füllstand zwischen einem unteren Wert F_min und einem oberen Wert F_max eingeregelt wird. Erreicht der Füllstand den unteren Schaltpunkt F_min, so wird eine Entleerung des Abscheiderbehälters 340 durch Schließen des Abscheiderventils 343 beendet. Das Abscheiderventil 343 wird geöffnet, wenn der Füllstand den oberen Schaltpunkt F_max erreicht.
  • Ein Füllstand des gesammelten Wassers wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zum einen mittels des Füllstandsensors 5 erfasst. Der dargestellte Füllstandsensor 5 ist dabei derart angeordnet, dass der untere Schaltpunkt erfassbar ist. Zum anderen wird der Füllstand beobachtet.
  • Erfindungsgemäß wird durch die Steuereinheit 6 der obere Schaltpunkt oder maximale Füllstand F_max, ab welchem eine Entleerung des Abscheiderbehälters 340 beginnen soll, in Abhängigkeit von verschiedenen Zustandsgrößen, welche der Steuereinheit 6 an den Steuereingängen 61 zugeführt werden, ermittelt. Die Zustandsgrößen sind beispielsweise eine Temperatur T_KM_ein eines Kühlmittels am Einlass 41 gemäß 1, eine Temperatur T_KM_aus des Kühlmittels am Auslass 42, eine Temperatur des Brennstoffs, insbesondere des Wasserstoffs, T_H2_ein am Einlass 31, eine Temperatur T_Tank des Brennstoffs am Brennstoffspeicher 30, ein aktueller, am Brennstoffzellenstapel 10 gezogener Strom I_BZ und/oder eine Umgebungstemperatur T_UM des Systems.
  • Anhand dieser Größen ist beispielsweise eine Erhöhung des Füllstands in dem Abscheidermodul 34 in Abhängigkeit einer Temperaturdifferenz T_KM_aus – T_Tank zwischen einer Temperatur des Kühlmittels am Auslass 42 und eine Temperatur T_Tank im Brennstoffspeicher 30 möglich, wobei so eine Vermischung von sehr kaltem oder kälterem Wasserstoff aus dem Speicher 30 mit sehr feuchtem Anodenabgas im Anodenkreislauf 3 berücksichtigbar ist. Weiter ist eine Abhängigkeit des Füllstands von einem an der Brennstoffzelle gezogenen Strom I_BZ möglich. Durch die ermittelten Größen kann weiter der Füllstand in Abhängigkeit einer zeitlichen Systemtemperaturänderung d(T_KM_ein)/dt bei einem Systemstart berücksichtigt werden, wobei berücksichtigt wird, dass bei kälteren Temperaturen des Brennstoffzellenstapels 10 in Membranen des Brennstoffzellenstapels 10 Wasser gespeichert wird, welches durch eine Temperaturerhöhung abgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich ist es weiter möglich, die Abhängigkeit des Füllstands von der Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungstemperatur T_UM und verschiedenen Systemtemperaturen zu berücksichtigen. Als weiterer Einfluss auf den Füllstand ist die Temperaturdifferenz T_KM_aus – T_H2_ein zwischen der Temperatur des Kühlmittels am Auslass 41 und der Temperatur des Brennstoffs am Einlass 31 berücksichtigbar.
  • Sobald die Steuereinheit 6 das Erreichen eines oberen Schaltpunkts beobachtet hat, kann das Abscheiderventil 343 geöffnet und der Abscheiderbehälter 340 entsprechend geleert werden.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der minimale Füllstand F_min oder untere Schaltpunkt durch den Füllstandsensor 5 erfasst. Zusätzlich wird ein Erreichen des unteren Schaltpunkts durch die Steuereinheit 6 vorausgesagt. Zur Ermittlung einer Abnahme des Füllstands und damit einem Erreichen des unteren Schaltpunkts ist eine Ausflussgeschwindigkeit in Abhängigkeit eines Durchflussfaktors (Kv-Wert), einschließlich Eigenschaften des Ventils 343 sowie der Leitungen und des Filters 342, und/oder in Abhängigkeit eines Druckverhältnisses, z. B. eines Systemdrucks im Anodenkreislauf 3 und/oder im Abscheiderbehälter 340 gegenüber einem Umgebungsdruck, berücksichtigbar.
  • Der durch den Sensor 5 erfasste Wert des Füllstands wird mit dem durch die Steuereinheit 6 vorausgesagten Wert des Füllstands für einen Plausibilitätscheck verglichen. Weichen die beiden Werte voneinander ab, so weist dies auf einen fehlerhaften Betrieb des Abscheidermoduls 34 hin. Dieser Fehler kann durch geeignete, nicht dargestellte Mittel signalisiert werden. Dadurch ist es möglich, durch rechtzeitige Wartung und/oder Auswechslung einzelner Komponenten oder des Abscheidermoduls 34 Folgeschäden an dem Brennstoffzellensystem zu vermeiden.
  • Mögliche Fehler des Abscheidermoduls 34 können dabei auf unterschiedlichen Ursachen basieren. Zeigt der dargestellte Sensor 5 zur Erfassung des unteren Schaltpunkts F_min ein Erreichen dieses Schaltpunkts früher an, als ein Erreichen des Schaltpunkts beobachtet wurde, so kann dies zum einen durch einen Fehler des Sensors 5 selbst verursacht sein, beispielsweise durch ein mechanisches Verklemmen eines Schwimmkörpers an dem Schaltpunkt. Zum anderen ist es jedoch auch möglich, dass das Abscheiderventil 343 undicht ist, beispielsweise aufgrund eines mechanischen Verklemmens an dem Abscheiderventil 343 oder aufgrund von Schmutzablagerungen. Zudem kann das Abscheidermodul 34 an einer anderen Stelle undicht geworden sein.
  • Zeigt der dargestellte Sensor 5 zur Erfassung des unteren Schaltpunkts F_min ein Erreichen dieses Schaltpunkts dagegen später an, als ein Erreichen des Schaltpunkts beobachtet wurde, so kann dies ebenfalls durch einen Fehler des Sensors 5 selbst verursacht sein. Weiter ist es jedoch auch möglich, dass das Abscheiderventil 343 verstopft ist, beispielsweise aufgrund von Schmutzablagerungen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor 5 so angeordnet sein, dass ein oberer Schaltpunkt F_max durch den Sensor erfassbar ist. Dabei ist ebenfalls sowohl ein zu frühes als auch ein zu spätes Erreichen des Schaltpunkts beobachtbar.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Füllstandsensor in einem Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Schaltpunkt angeordnet. Dabei kann sowohl ein Zeitpunkt, an welchem der zugehörige Füllstand überschritten, als auch ein Zeitpunkt, an welchem der zugehörige Füllstand unterschritten wird, vorausgesagt werden. Durch eine derarti ge Anordnung ist es beispielsweise möglich, sowohl eine Leckage durch ein zu frühes Unterscheiden des Füllstands, als auch ein Verstopfen eines Abflusses durch ein zu frühes Überschreiten des Füllstands zu detektieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10233039 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Diagnose eines Abscheidermoduls (34) in einem Brennstoffzellensystem (1), wobei ein Füllstand des Abscheidermoduls (34) durch mindestens einen Sensor (5) erfasst wird, bei Überschreiten eines oberen Schaltpunkts (F_max) ein Entleeren des Abscheidermoduls (34) ausgelöst wird und bei Unterschreiten eines unteren Schaltpunkts (F_min) ein Entleeren des Abscheidermoduls (34) beendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand in Abhängigkeit mindestens einer aktuellen physikalischen Zustandsgröße des Brennstoffzellensystems (1) vorausgesagt wird und der vorausgesagte Wert des Füllstands mit dem erfassten Wert des Füllstands für einen Plausibilitätscheck verglichen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung des erfassten Werts von dem vorausgesagten Wert, welche einen definierten Toleranzbereich übersteigt, eine Wartung veranlasst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansteigen des Füllstands und/oder ein oberer Schaltpunkt (F_max) in Abhängigkeit mindestens einer Zustandsgröße des Brennstoffzellensystems (1), aus einer Gruppe umfassend: eine Temperatur (T_KM_ein) eines Kühlmittels an einem Kühlmittel-Einlass (41), eine Temperatur (T_KM_aus) des Kühlmittels an einem Kühlmittel-Auslass (42), eine Temperatur des Brennstoffs (T_H2_ein) an einem Anoden-Einlass (31), eine Temperatur (T_Tank) des Brennstoffs in einem Brennstoffspeicher (30), einen an einem Brennstoffzellenstapel (10) gezogenen Strom (I_BZ) und eine Umgebungstemperatur (T_UM) des Systems, vorausgesagt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absinken des Füllstands und/oder ein unterer Schaltpunkt (F_min) basierend auf einer Ermittlung und/oder einer Voraussage einer abgeflossenen Flüssigkeitsmenge vorausgesagt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Voraussage des Füllstands an gemessene Werte adaptiert wird.
  6. Vorrichtung zur Diagnose eines Abscheidermoduls (34) in einem Brennstoffzellensystem (1) umfassend mindestens einen Sensor (5) zum Erfassen eines Füllstands des Abscheidermoduls (34) und mindestens eine Steuer- und/oder Recheneinheit (6) mit Mitteln, durch die bei Überschreiten eines oberen Schaltpunkts (F_max) ein Entleeren des Abscheidermoduls (34) auslösbar und bei Unterschreiten eines unteren Schaltpunkts (F_min) ein Entleeren des Abscheidermoduls (34) beendbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Recheneinheit (6) Mittel umfasst, durch die mindestens eine aktuelle physikalische Zustandsgröße des Brennstoffzellensystems (1) erfassbar ist, ein Füllstand in Abhängigkeit der mindestens einen physikalischen Zustandsgröße voraussagbar ist und der vorausgesagte Wert des Füllstands mit dem erfassten Wert des Füllstands für einen Plausibilitätscheck vergleichbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Recheneinheit (6) einen Ausgang zum Ansteuern eines Signal- und/oder Anzeigemittels umfasst, so dass bei einer Abweichung des erfassten Werts von dem vorausgesagten Wert, welche einen definierten Toleranzbereich übersteigt, eine Wartung veranlassbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Recheneinheit (6) Mittel aufweist, durch die ein Anwachsen des Füllstands und/oder ein oberer Schaltpunkt (F_max) in Abhängigkeit mindestens einer Zustandsgröße des Systems, aus einer Gruppe umfassend: eine Temperatur (T_KM_ein) eines Kühlmittels an einem Kühlmittel-Einlass (41), eine Temperatur (T_KM_aus) des Kühlmittels an einem Kühlmittel-Auslass (42), eine Temperatur des Brennstoffs (T_H2_ein) an einem Anoden-Einlass (31), eine Temperatur (T_Tank) des Brennstoffs in einem Brennstoffspeicher (30), einen an einem Brennstoffzellenstapel (10) gezogenen Strom (I_BZ) und eine Umgebungstemperatur (T_UM) des Systems, voraussagbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Recheneinheit (6) Mittel aufweist, durch die ein Absinken des Füllstands und/oder ein unterer Schaltpunkt (F_min) basierend auf einer Ermittlung und/oder einer Voraussage einer abgeflossenen Flüssigkeitsmenge voraussagbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Voraussage des Füllstands an gemessene Werte adaptierbar ist.
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