DE102007048317A1 - Method for operating a fuel cell system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems (1), welches nach einem Abschalten angefahren wird und bei dem in der Anfahrphase ein Brennstoff durch den sich zumindest anteilig mit Luft gefüllten Anodenraum (4) einer Brennstoffzelle (2) geleitet wird, und während der Anfahrphase aus dem Anodenraum (4) austretendes Anodengasgemisch in einer Rezirkulationseinrichtung (9) des Brennstoffzellensystems (1) zumindest anteilig wieder in den Anodenraum (4) geleitet wird, wobei die von einem Brennstoffspeicher (6) zum Anodenraum (4) zugeleitete Menge von Brennstoff während der Anfahrphase zumindest zeitweise variiert wird.The invention relates to a method for operating a fuel cell system (1), which is started after a shutdown and during which a fuel is passed through the at least partially filled with air anode space (4) of a fuel cell (2) in the start - up phase, and during the Starting phase from the anode chamber (4) exiting anode gas mixture in a recirculation device (9) of the fuel cell system (1) is at least partially re-directed into the anode compartment (4), wherein the from a fuel storage (6) to the anode compartment (4) fed amount of fuel during the starting phase is at least temporarily varied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, welches nach einem Abschalten angefahren wird und bei dem in der Anfahrphase ein Brennstoff durch den sich zumindest anteilig mit Luft gefüllten Anodenraum des Brennstoffzellensystems geleitet wird. Ein während der Anfahrphase aus der Anodensonde austretendes Anodengasgemisch wird in einem Rezirkulationskreislauf des Brennstoffzellensystems zumindest anteilig wieder in den Anodenraum geleitet.The The invention relates to a method for operating a fuel cell system, which is approached after a shutdown and in which in the Starting phase a fuel through which at least partially with Air-filled anode compartment of the fuel cell system passed becomes. An anode gas mixture emerging from the anode probe during the start-up phase is in a recirculation circuit of the fuel cell system at least partially re-directed into the anode compartment.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 102 97 626 T5 bekannt. Das Rezirkulieren durch den Wiederverwertungskreislauf des Anodenströmungsfeldabgases wird dann ausgelöst, wenn dieses Anodenströmungsfeldgas 100 Luft ist. Während der Anfahrphase ist ein Anodenabgasentlüftungsventil zumindest teilweise geöffnet, wobei ein Gebläse angeschaltet wird, um ein Rezirkulieren der Anodenströmungsfeldabgase durch den Wiederverwertungskreislauf zu beginnen. Ein Brennstoffströmungsventil, welches in einer Zuführleitung zwischen einer Wasserstoffquelle und der Anode angeordnet ist, ist während der Anfahrphase in einem unveränderbaren Öffnungszustand eingestellt, so dass lediglich ein permanenter, kontinuierlicher Strom von wasserstoffhaltigem Brennstoff von der Wasserstoffquelle zur Anode strömen kann. In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass bei der Rezirkulation der Wasserstoff und die Anodenabgase zwingend durch eine Mehrzahl von Brennern strömen.Such a method is known from DE 102 97 626 T5 known. Recirculation through the anode flow field exhaust gas recycle loop is initiated when this anode flow field gas 100 Air is. During the start-up phase, an anode exhaust vent valve is at least partially opened with a fan turned on to begin recirculating the anode flow field exhaust gases through the recycle circuit. A fuel flow valve disposed in a supply line between a hydrogen source and the anode is set in an unchangeable opening state during the start-up phase so that only a continuous, continuous flow of hydrogen-containing fuel can flow from the hydrogen source to the anode. In a further embodiment, it is provided that during the recirculation, the hydrogen and the anode exhaust gases necessarily flow through a plurality of burners.

Aus der DE 10 2004 037 097 A1 ist ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems bekannt, bei dem in einer Startphase zur Vermeidung einer Unterversorgung einer Brennstoffzelle mit Brennstoff, die zuzuführende Menge von Brennstoff in das Brennstoffzellensystem unter Berücksichtigung eines Gehalts von in der Brennstoffzelle noch gespeicherten Brennstoff zugegeben wird. Es wird also beim Starten der in der Anode noch vorhandene Mengenanteil von Brennstoff festgestellt und abhängig davon dann eine noch fehlende Restmenge konstant zugeführt, so dass sich durch die Summe der noch in der Brennstoffzelle vorhandenen Menge von Brennstoff und der zugeführten Restmenge eine gesamte Brennstoffmenge ergibt.From the DE 10 2004 037 097 A1 Furthermore, a method for operating a fuel cell system is known in which, in a start-up phase to avoid a shortage of a fuel cell with fuel, the amount of fuel to be supplied is added to the fuel cell system, taking into account a content of fuel still stored in the fuel cell. It is thus determined when starting the still existing in the anode amount of fuel and depending on then a still missing residual amount constantly supplied, so that there is a total amount of fuel by the sum of the still present in the fuel cell amount of fuel and the remaining amount supplied.

Bei den bekannten Verfahren kann das Problem einer auftretenden Wasserstoff-Sauerstoffgradientenbildung in der Anode nur bedingt vermieden werden. Beim Anfahren einer Brennstoffzelle ist somit weiterhin die Problematik gegeben, dass ein in die Anode geleiteter Wasserstoffmassenstrom den dort noch vorhandenen Sauerstoff verdrängt. Der dadurch entstehende Wasserstoff-Sauerstoffgradient ist der Hauptgrund für die vorzeitige Alterung von Brennstoffzellen. Insbesondere der Katalysator der Brennstoffzelle wird durch zu hohe Wasserstoff-Sauerstoffgradienten entlang eines Kanals innerhalb einer Brennstoffzelle geschädigt.at The known method can solve the problem of hydrogen-oxygen gradient formation occurring be avoided only conditionally in the anode. When starting up a fuel cell is thus still given the problem that one in the anode directed hydrogen mass flow the remaining oxygen there repressed. The resulting hydrogen-oxygen gradient is the main reason for the premature aging of fuel cells. In particular, the catalyst of the fuel cell is too high Hydrogen oxygen gradients along a channel within a fuel cell damaged.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems zu schaffen, bei welchem die Schädigung einer Brennstoffzelle aufgrund eines zu hohen Brennstoff-Oxidationsmittelgradienten zumindest reduziert werden kann.It It is an object of the present invention to provide a method of operation a fuel cell system in which the damage a fuel cell due to an excessive fuel-oxidant gradient at least it can be reduced.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst.These The object is achieved by a method which has the features according to claim 1, solved.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems wird eine abgeschaltete Brennstoffzelle wieder angefahren. In der Anfahrphase wird ein Brennstoff durch den sich zumindest anteilig mit Luft gefüllten Anodenraum des Brennstoffzellensystems geleitet. Während der Anfahrphase wird ein aus dem Anodenraum austretendes Anodengasgemisch in einem Rezirkulationskreislauf des Brennstoffzellensystems zumindest anteilig wieder in den Anodenraum zurückgeleitet. Der von einem Brennstoffspeicher zum Anodenraum zugeleitete Brennstoff wird in seiner Menge während der Anfahrphase zumindest zeitweise variiert. Dies bedeutet, dass während der Anfahrphase zumindest zeitweise keine kontinuierliche Zuführung der Brennstoffmenge vom Brennstoffspeicher zum Anodenraum erfolgt, sondern dass dieses Zuführen zumindest einmal während eines Zuführvorgangs mengenmäßig verändert wird.at a method according to the invention for operating of a fuel cell system becomes a shutdown fuel cell started again. In the start-up phase, a fuel is through the at least proportionally filled with air anode space passed the fuel cell system. During the start-up phase is an emerging from the anode chamber anode gas mixture in a Recirculation of the fuel cell system at least partially returned back to the anode compartment. The one by one Fuel storage to the anode compartment fed fuel is in its amount during the start-up phase at least temporarily varied. This means that during the start-up phase, at least temporarily no continuous supply of fuel from the Fuel storage is done to the anode compartment, but that this feeding at least once during a feeding process is changed in quantity.

Durch diese Vorgehensweise kann eine deutliche Reduzierung eines Brennstoff-Oxidationsmittelgradienten in der Brennstoffzelle erreicht werden. Dadurch kann ein Schädigungsmechanismus der Brennstoffzelle, welcher eine schnelle Alterung hervorruft, zumindest deutlich eingedämmt werden. Durch diese während der Anfahrphase variierende Dosierung der Brennstoffmengenzuführung von dem Brennstoffspeicher zum Anodenraum kann darüber hinaus auch der Anfahrprozess beschleunigt werden. Startvorgänge des Brennstoffzellensystems, wie beispielsweise auch Stopp-Start- Vorgänge, wirken sich dadurch auch nicht mehr nachteilig auf die Lebensdauer des Brennstoffzellensystems aus. Darüber hinaus können auch vereinfachte und sichere Abstellszenarien des Brennstoffzellensystems realisiert werden. Beispielsweise ist es nicht mehr erforderlich, dass die Anode hermetisch dicht abgestellt wird. Vielmehr kann sogar ein Restwasserstoff im Anodenvolumen verbraucht werden, so dass das Brennstoffzellensystem ohne Wasserstoffüberdruck abgestellt bzw. geparkt werden kann.By this approach can significantly reduce a fuel-oxidant gradient be achieved in the fuel cell. This can be a damaging mechanism of Fuel cell, which causes rapid aging, at least be clearly contained. Through this while the start-up phase varying dosage of fuel quantity supply from the fuel storage to the anode compartment may moreover also the startup process can be accelerated. start-ups the fuel cell system, such as stop-start processes, This also does not affect adversely on the life of the fuel cell system. In addition, you can also simplified and safe parking scenarios of the fuel cell system will be realized. For example, it is no longer required that the anode is shut off hermetically. Rather, it can even a residual hydrogen is consumed in the anode volume, so that the fuel cell system turned off without hydrogen overpressure or can be parked.

Die variierende Dosierung des zugeleiteten Brennstoffs ermöglicht eine sehr präzise und zu den momentanen Zeitpunkten optimiert abgestimmte Zugabe der Brennstoffmenge. Es gewährleistet besonders effizient die Vermeidung eines zu hohen Brennstoff-Oxidationsmittelgradienten entlang eines Kanals innerhalb der Brennstoffzelle.The varying metering of the fuel supplied allows for a very precise and optimally tuned at the current times the amount of fuel. It particularly efficiently prevents the avoidance of too high a fuel-oxidant gradient along a channel within the fuel cell.

Vorzugsweise wird der von dem Brennstoffspeicher zum Anodenraum zugeleitete Brennstoff in seiner Menge während der Anfahrphase zumindest zeitweise erhöht.Preferably becomes the fuel supplied from the fuel storage to the anode compartment in its quantity during the start-up phase at least temporarily elevated.

Insbesondere wird der von dem Brennstoffspeicher zu dem Anodenraum zugeleitete Brennstoff in seiner Menge während der Anfahrphase zumindest zeitweise kontinuierlich und stetig verändert. Insbesondere ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest zeitweise während der Anfahrphase der von dem Brennstoffspeicher zum Anodenraum zugeleitete Brennstoff in seiner Menge kontinuierlich erhöht wird. Dies gewährleistet eine besonders vorteilhafte Vorgehensweise einerseits im Hinblick auf ein schnellstmögliches Anfahren der Brennstoffzelle und andererseits zur Vermeidung eines schädigenden Brennstoff-Oxidationsmittelgradienten.Especially the gas supplied from the fuel storage to the anode compartment Fuel in its amount during the start-up phase, at least temporarily and continuously changed at times. Especially it is particularly advantageous if at least temporarily during the start-up phase of the fed from the fuel storage to the anode compartment Fuel in its amount is continuously increased. This ensures a particularly advantageous procedure on the one hand with a view to the fastest possible start the fuel cell and on the other hand to avoid a harmful fuel-Oxidationsmittelgradienten.

In dem Rezirkulationskreislauf des Brennstoffzellensystems ist bevorzugterweise ein Gebläse angeordnet, welches in der Anfahrphase zum Rückführen des Anodengasgemisches in den Anodenraum zumindest zeitweise in einem spezifischen Rückführmodus betrieben wird. Durch diese Vorgehensweise wird der Rückführprozess des Anodengasgemisches sehr spezifisch und auf die momentane Situation angepasst durchgeführt. In Ergänzung mit der Variation des Massenstroms des vom Brennstoffspeicher zum Anodenraum zugeleiteten Brennstoffs kann somit die situationsabhängige Einstellung der Konzentrationen des Brennstoffs einerseits und des Oxidationsmittels andererseits nochmals verfeinert werden.In the recirculation circuit of the fuel cell system is preferably arranged a fan, which in the start-up phase for Recycling the anode gas mixture into the anode compartment at least temporarily in a specific feedback mode is operated. This procedure becomes the return process the anode gas mixture very specific and on the current situation adapted carried out. In addition to the variation the mass flow of the fed from the fuel storage to the anode compartment Fuel can thus the situation-dependent adjustment of Concentrations of the fuel on the one hand and of the oxidizing agent on the other hand be refined again.

Vorzugsweise wird im Rückführmodus des Gebläses eine Drehzahl des Gebläses eingestellt, welche größer ist als die im nach der Anfahrphase eingestellten Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems eingestellte Drehzahl. Durch diese erhöhte Drehzahl kann die Rückführung des Anodengasgemisches beschleunigt werden und dadurch die Erhöhung der Konzentration des Brennstoffs in dem Anodenraum und die Reduzierung der Konzentration des Oxidationsmittels im Anodenraum besonders schnell durchgeführt werden, ohne dass jedoch ein zu hoher Brennstoff-Oxidationsmittelgradient entstehen würde.Preferably becomes in the return mode of the blower a Speed of the fan set, which is greater is the normal mode set after the start-up phase set the fuel cell system speed. Due to this increased speed can accelerate the recycling of the anode gas mixture and thereby increase of concentration of fuel in the anode compartment and reducing the concentration of the oxidizing agent be carried out particularly quickly in the anode compartment, without but that too high a fuel-oxidant gradient occurs would.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass im Rückführmodus eine maximale Drehzahl des Gebläses eingestellt wird. Das Gebläse wird somit zumindest zeitweise in der Anfahrphase in Volllast betrieben. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Rückführmodus die Drehzahl des Gebläses im Wesentlichen für die gesamte Zeitdauer im Wesentlichen konstant eingestellt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Drehzahl im Rückführmodus während der Anfahrphase des Brennstoffzellensystems zumindest einmal variiert wird. Durch diese Vorgehensweisen kann wiederum situationsabhängig die effektivste Betriebsweise ausgewählt und durchgeführt werden.Especially it is preferably provided that in the return mode a maximum speed of the fan is set. The Blower is thus at least temporarily in the start-up phase operated at full load. It is preferably provided that in the return mode the speed of the fan essentially for the entire period of time is set substantially constant. However, it can also be provided that the speed in the return mode during the start-up phase of the fuel cell system at least is varied once. Through these procedures can turn Depending on the situation, the most effective mode of operation is selected and performed.

Vorzugsweise wird das im Rezirkulationskreislauf geführte Anodengasgemisch zumindest zeitweise während der Anfahrphase anteilig über eine mit dem Rezirkulationskreislauf gekoppelte Ablasseinrichtung aus dem Rezirkulationskreislauf abgeführt. Durch diese Vorgehensweise wird eine weitere Verbesserung im Hinblick auf die während einer Anfahrphase momentan erforderliche oder einzustellende Konzentration des Brennstoffs und des Oxidationsmittels erreicht.Preferably is the guided in the recirculation circuit anode gas mixture at least temporarily during the start-up period proportionally over a with the recirculation circuit coupled discharge device removed from the recirculation circuit. By this procedure will be another improvement with regard to during a start-up phase currently required or set concentration of the fuel and the oxidizing agent.

Vorzugsweise wird die Zeitdauer des Ablassens über die Ablasseinrichtung und/oder die abzulassende Menge des Anodengasgemisches über die Ablasseinrichtung abhängig von der Brennstoffkonzentration und/oder der Oxidationsmittelkonzentration in dem Anodenraum bestimmt. Dadurch kann die Abstimmung im Hinblick auf die zugeleitete Menge des Anodengasgemisches besonders fein und genau erfolgen.Preferably becomes the duration of the discharge via the discharge device and / or the amount of anode gas mixture to be discharged the discharge device depending on the fuel concentration and / or the oxidizer concentration in the anode compartment. This allows the vote to be taken with regard to the quantity of Anodengasgemisches particularly fine and accurate.

Vorzugsweise wird das über die Ablasseinrichtung aus dem Rezirkulationskreislauf abgeführte Anodengasgemisch dem Katodenraum des Brennstoffzellensytems zugeführt. Es kann vorgesehen sein, dass diese Zuführung am Eingang des Katodenraums oder aber auch am Ausgang des Katodenraums erfolgt.Preferably this is via the discharge from the recirculation circuit discharged anode gas mixture the cathode compartment of the fuel cell system fed. It can be provided that this feeder at the entrance of the cathode space or at the exit of the cathode space he follows.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das über die Ablasseinrichtung aus dem Rezirkulationskreislauf abgeführte Anodengasgemisch in die Umgebung oder eine von dem Katodenraum wegführende Abluftstrecke zugeführt wird.It can also be provided that via the discharge device discharged from the recirculation circuit anode gas mixture into the environment or away from the cathode compartment Exhaust air line is supplied.

Durch die stetige Erhöhung der Wasserstoffkonzentration während einer genügend hohen Rezirkulationsrate und daraus resultierenden Durchmischung des Anodengasgemischs können schädlich hohe Brennstoff-Oxidationsmittelgradienten verhindert werden. Insbesondere dann, wenn der Brennstoff Wasserstoff ist, und das Oxidationsmittel Sauerstoff ist, kann somit ein schädlicher hoher Wasserstoff-Sauerstoffgradient vermieden werden. Das Anfahren oder Aufstarten des Brennstoffzellensystems ist somit insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass eben gerade keine abrupte kontinuierliche Wasserstoffzuführung erfolgt, sondern dass während der Anfahrphase zumindest zeitweise eine allmähliche Steigerung der Zugabe von Wasserstoff aus dem Brennstoffspeicher erfolgt. Während dieser Zeit soll insbesondere eine hohe Rezirkulationsrate des Anodenvolumens gewährleistet sein, wodurch dazu insbesondere die Rückführung des Anodengasgemisches zumindest anteilig in den Anodenraum erfolgt. Ist daraufhin die Oxidationsmittelkonzentration im Anodenraum abgebaut und nahe null Prozent, ist die Anfahrphase abgeschlossen. Durch das gezielte Öffnen des Rezirkulationskreislaufs über die Ablasseinrichtung kann der Anfahrvorgang zusätzlich beschleunigt werden.By continuously increasing the hydrogen concentration during a sufficiently high recirculation rate and the resulting mixing of the anode gas mixture harmful high fuel Oxidantmittelgradienten can be prevented. In particular, when the fuel is hydrogen and the oxidant is oxygen, a harmful high hydrogen-oxygen gradient can thus be avoided. The start-up or start-up of the fuel cell system is therefore characterized in particular by the fact that there is just no abrupt continuous supply of hydrogen, but that, at least temporarily, a gradual increase in the addition of hydrogen from the fuel reservoir occurs during the start-up phase. During this time should In particular, a high recirculation rate of the anode volume can be ensured, as a result of which in particular the recycling of the anode gas mixture takes place at least partially into the anode chamber. If the oxidant concentration in the anode compartment is then reduced and close to zero percent, the start-up phase is completed. The targeted opening of the recirculation circuit via the discharge device, the starting process can be additionally accelerated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:One Embodiment of the invention will be described below schematic drawings explained in more detail. there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung von Teilkomponenten eines Brennstoffzellensystems, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird; 1 a schematic representation of subcomponents of a fuel cell system, with which the inventive method is carried out;

2 ein Diagramm, bei dem die Drehzahl des in dem Rezirkulationskreis angeordneten Gebläses in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist; und 2 a diagram in which the speed of the arranged in the recirculation fan is shown as a function of time; and

3 ein Diagramm, in dem die Konzentration des Brennstoffs und des Oxidationsmittels in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist. 3 a diagram in which the concentration of the fuel and the oxidant as a function of time is shown.

In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Brennstoffzellensystem 1 gezeigt, welches lediglich die für das Verständnis der Erfindung ausreichenden Komponenten aufzeigt. Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst zumindest eine Brennstoffzelle 2. Vorzugsweise ist ein Brennstoffzellenstapel mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen 2 vorgesehen. Die Brennstoffzelle 2 umfasst einen Anodenraum 4 und einen davon durch eine Membran 5 separierten Kathodenraum 3. Im Ausführungsbeispiel ist die Brennstoffzelle 2 als PEM-Brennstoffzelle ausgebildet. Diese spezifische Ausführung ist jedoch als nicht einschränkend für die vorliegende Erfindung zu verstehen. Darüber hinaus ist das Brennstoffzellensystem 1 als mobiles System vorgesehen und in einem Fahrzeug angeordnet.In 1 is a schematic representation of a fuel cell system 1 which merely shows the components sufficient for the understanding of the invention. The fuel cell system 1 includes at least one fuel cell 2 , Preferably, a fuel cell stack is a plurality of fuel cells 2 intended. The fuel cell 2 includes an anode compartment 4 and one of them through a membrane 5 separated cathode compartment 3 , In the exemplary embodiment, the fuel cell 2 designed as a PEM fuel cell. However, this specific embodiment is not intended to be limiting of the present invention. In addition, the fuel cell system 1 provided as a mobile system and arranged in a vehicle.

Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst einen Brennstoffspeicher 6, welcher über eine Zuführleitung 7 mit dem Anodenraum 4 verbunden ist. In dem Brennstoffspeicher 6 ist als Brennstoff Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gas enthalten oder kann darin erzeugt werden. In der Zuführleitung 7 ist ein Element 8 zur Veränderung des Strömungsquerschnitts der Zuführleitung 7 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist das Element 8 ein Ventil, welches nachfolgend als Ventil 8 bezeichnet wird.The fuel cell system 1 includes a fuel storage 6 , which via a supply line 7 with the anode compartment 4 connected is. In the fuel storage 6 is as fuel, hydrogen or a hydrogen-containing gas or can be generated therein. In the supply line 7 is an element 8th for changing the flow cross section of the supply line 7 arranged. In the embodiment, the element 8th a valve, which subsequently as a valve 8th referred to as.

Des Weiteren umfasst das Brennstoffzellensystem 1 eine Rezirkulationseinrichtung 9. Diese weist eine Rezirkulationsleitung 10 auf, welche vom Ausgang des Anodenraums 4 bis zu einer Einmündung 11 reicht. Die Rezirkulationsleitung 10 mündet somit zwischen dem Ventil 8 und dem Eingang des Anodenraums 4 in die Zuführleitung 7. In der Einrichtung 9 ist ein mit der Rezirkulationsleitung 10 verbundenes Gebläse 12 angeordnet, welches über einen Motor 13 angetrieben wird. Zwischen dem Gebläse 12 und der Mündung 11 zweigt eine Leitung 14 von der Rezirkulationsleitung 10 ab. In dieser Leitung 14 ist ein weiteres Element 15 angeordnet, welches zur Veränderung des Strömungsquerschnitts der Leitung 14 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Element 15 als Ventil ausgebildet, welches nachfolgend als Ventil 15 bezeichnet wird. Die Leitung 14 und das Ventil 15 sind einer Ablasseinrichtung zum Ablassen des von dem Anodenraum 4 über die Rezirkulationseinrichtung 9 geführten Anodengasgemisches zugeordnet.Furthermore, the fuel cell system includes 1 a recirculation device 9 , This has a recirculation line 10 on which from the exit of the anode compartment 4 up to a junction 11 enough. The recirculation line 10 thus flows between the valve 8th and the entrance of the anode compartment 4 in the supply line 7 , In the facility 9 is one with the recirculation line 10 connected fan 12 arranged, which has a motor 13 is driven. Between the blower 12 and the mouth 11 branches a line 14 from the recirculation line 10 from. In this line 14 is another element 15 arranged, which for changing the flow cross section of the line 14 is trained. In the embodiment, the element 15 designed as a valve, which subsequently as a valve 15 referred to as. The administration 14 and the valve 15 are a discharge device for draining the anode space 4 via the recirculation device 9 associated anode gas mixture.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Leitung 14 zum Kathodenraum 3 der Brennstoffzelle 2 geführt ist. Der Anteil des Anodengasgemisches, welcher von der Rezirkulationsleitung 10 über die Ablasseinrichtung 14, 15 geführt wird, wird somit in den Kathodenraum 3 geleitet.It is preferably provided that the line 14 to the cathode compartment 3 the fuel cell 2 is guided. The proportion of the anode gas mixture, which of the recirculation line 10 via the discharge device 14 . 15 is guided, is thus in the cathode compartment 3 directed.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ablasseinrichtung 14, 15 in die Umgebung oder in eine vom Ausgang des Kathodenraums 3 wegführende Abluftstrecke mündet.It can also be provided that the discharge device 14 . 15 into the environment or into one from the exit of the cathode compartment 3 leading away exhaust air line opens.

Insbesondere weist das Brennstoffzellensystem 1 auch eine nicht dargestellte Steuereinheit auf, welche zur Steuerung des Ventils 8 ausgebildet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass diese Steuereinheit auch zur Steuerung des Ventils 15 und des Motors 13 ausgebildet ist, um die Drehzahl des Gebläses 12 einstellen zu können.In particular, the fuel cell system 1 Also, a control unit, not shown, which for controlling the valve 8th is trained. It is preferably provided that this control unit also for controlling the valve 15 and the engine 13 is designed to increase the speed of the fan 12 to be able to adjust.

Darüber hinaus umfasst das Brennstoffzellensystem 1 eine nicht dargestellte Sensorik, um die Brennstoffkonzentration und die Oxidationsmittelkonzentration in der Brennstoffzelle 2 detektieren zu können.In addition, the fuel cell system includes 1 a sensor, not shown, to the fuel concentration and the oxidant concentration in the fuel cell 2 to be able to detect.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Brennstoffzellensystems 1 näher erläutert. Nachdem das Brennstoffzellensystem 1 sich in einem abgeschalteten Zustand befindet, wird es darauf folgend gestartet und befindet sich dann zunächst in einer Anfahrphase. Im abgestellten Zustand hat sich im Anodenraum 4 eine Sauerstoffkonzentration angesammelt, so dass bei einem nachfolgenden abrupten Zuführen des Brennstoffs Wasserstoff ein hoher Wasserstoff-Sauerstoffgradient entstehen würde, welcher die Brennstoffzelle 2 schädigen kann.Below is the operation of the fuel cell system 1 explained in more detail. After the fuel cell system 1 If it is in a switched-off state, it is subsequently started and is then initially in a start-up phase. In the parked state has become in the anode room 4 accumulated an oxygen concentration, so that in a subsequent abrupt feeding of the fuel hydrogen, a high hydrogen-oxygen gradient would arise, which the fuel cell 2 can harm.

Daher wird nach dem Starten des Brennstoffzellensystems 1 in der Anfahrphase der in dem Brennstoffspeicher 6 enthaltene Wasserstoff zumindest zeitweise in veränderter Menge über die Zuführleitung 7 an den Anodenraum 4 zugeleitet. Im Ausführungsbeispiel ist dazu vorgesehen, dass das Ventil 8 über die Steuereinheit so gesteuert wird, dass mit fortschreitender Anfahrphase der über das Ventil 8 strömende Massenstrom kontinuierlich erhöht wird. Dazu wird das Ventil 8 mit fortschreitender Anfahrphase kontinuierlich immer weiter geöffnet. Somit wird zumindest zeitweise während der Anfahrphase der von dem Brennstoffspeicher 6 zum Anodenraum 4 zugeleitete Wasserstoff in seiner Menge kontinuierlich erhöht, und die Dosierung kontinuierlich verändert.Therefore, after starting the fuel cell system 1 in the start-up phase in the fuel storage 6 contained hydrogen at least temporarily in an altered amount on the feed management 7 to the anode compartment 4 fed. In the embodiment, it is provided that the valve 8th is controlled via the control unit so that with the progressive start-up phase via the valve 8th flowing mass flow is continuously increased. This is the valve 8th continuously opened continuously as the start-up phase progresses. Thus, at least at times during the start-up phase of the fuel storage 6 to the anode room 4 Continuously increased in its amount of hydrogen fed, and the dosage changed continuously.

Dies ist in dem Diagramm gemäß 3 dargestellt. Das Diagramm zeigt den Verlauf der Sauerstoffkonzentration und der Wasserstoffkonzentration im Anodenraum 4.This is in the diagram according to 3 shown. The diagram shows the course of the oxygen concentration and the hydrogen concentration in the anode space 4 ,

Zu Beginn einer Anfahrphase zum Zeitpunkt t0 ist die Konzentration des Wasserstoffs null. Mit fortschreitender Zeitdauer steigt dann ab dem Zeitpunkt t2 die Konzentration des Wasserstoffs in dem Anodenraum 4 stetig an.At the beginning of a start-up phase at time t 0 , the concentration of hydrogen is zero. As the time progresses, the concentration of hydrogen in the anode space then increases from time t 2 4 steadily.

Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Ventil 8 stetig immer weiter geöffnet wird und dadurch der vom Brennstoffspeicher 6 zum Anodenraum 4 strömende Wasserstoffmassenstrom stetig ansteigt.This is achieved in particular by the fact that the valve 8th steadily continues to open and thereby the fuel storage 6 to the anode room 4 flowing hydrogen mass flow steadily increases.

Darüber hinaus wird gemäß dem Diagramm in 2, welches die Drehzahl des Gebläses 12 in Abhängigkeit von der Zeit zeigt, zum Zeitpunkt t0 das Gebläse 12 gestartet. Im Ausführungsbeispiel wird während der Anfahrphase das Gebläse 12 in einem Rückführmodus betrieben, indem das im Anodenraum 4 befindliche Anodengasgemisch über die Rückführleitung 10 des Rezirkulationskreislaufs wieder zum Eingang des Anodenraums 4 zurückgeführt wird. Dazu wird im Ausführungsbeispiel im Rückführmodus des Gebläses 12 der Volllastbetrieb eingestellt, wobei dazu die maximale Drehzahl D1 eingestellt wird. Bis zu einem Zeitpunkt t1, bei dem die Anfahrphase beendet ist und die Sauerstoffkonzentration im Anodenraum 4 im Wesentlichen null Prozent beträgt, wird diese maximale Drehzahl D1 konstant aufrecht erhalten. Nach dem Beenden der Anfahrphase wird das Gebläse 12 über die Steuereinheit so angesteuert, dass die Drehzahl von der maximalen Drehzahl D1 auf eine niedrigere Drehzahl D2 reduziert wird. Diese Drehzahl D2 charakterisiert den Normalbetrieb des Gebläses 12 im auf die Anfahrphase folgenden Betrieb des Brennstoffzellensystems 1.In addition, according to the diagram in 2 , which is the speed of the fan 12 as a function of time shows, at time t 0, the fan 12 started. In the embodiment, during the start-up phase, the blower 12 operated in a recycle mode by the anode compartment 4 Anodengasgemisch located via the return line 10 the recirculation cycle back to the input of the anode compartment 4 is returned. For this purpose, in the embodiment in the return mode of the blower 12 set the full load operation, to which the maximum speed D1 is set. Up to a time t 1 , in which the start-up phase is completed and the oxygen concentration in the anode compartment 4 is substantially zero percent, this maximum speed D1 is maintained constant. After completing the start-up phase, the blower 12 controlled via the control unit so that the speed is reduced from the maximum speed D1 to a lower speed D2. This speed D2 characterizes the normal operation of the blower 12 in the following on the start-up phase of the fuel cell system 1 ,

Es kann auch vorgesehen sein, dass in der Anfahrphase eine geringere Drehzahl als die maximale Drehzahl D1 eingestellt wird. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die in der Anfahrphase und somit im Rückführmodus eingestellte Drehzahl D1 des Gebläses 12 größer ist, als die im Normalbetrieb eingestellte Drehzahl D2. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Drehzahl D1 im Rückführmodus des Gebläses 12 nicht über die gesamte Zeitdauer konstant ist sondern während der Anfahrphase zumindest zeitweise verändert wird.It can also be provided that a lower rotational speed than the maximum rotational speed D1 is set in the starting phase. Preferably, however, it is provided that the set in the start-up phase and thus in the return mode speed D1 of the blower 12 is greater than the set in normal operation speed D2. It can also be provided that the rotational speed D1 in the return mode of the blower 12 is not constant over the entire duration but is at least temporarily changed during the start-up phase.

Vorzugsweise ist die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t0 und t2 minimal, da unmittelbar nach dem Starten des Brennstoffzellensystems 1 eine Zuführung von Wasserstoff vom Brennstoffspeicher 6 über das Ventil 8 zum Anodenraum 4 erfolgt.Preferably, the time period between the times t 0 and t 2 is minimal, since immediately after starting the fuel cell system 1 a supply of hydrogen from the fuel storage 6 over the valve 8th to the anode room 4 he follows.

Zum Zeitpunkt t1 wird dann die maximale Wasserstoffkonzentration im Anodenraum 4 erreicht, welche dann im Nachfolgenden im Wesentlichen aufrecht erhalten wird.At time t 1 then the maximum hydrogen concentration in the anode compartment 4 achieved, which is then maintained substantially in the following.

Der Startvorgang des Brennstoffzellensystems 1 wird durch eine Rezirkulation des Volumens im Anodenraum 4 eingeleitet. Dabei wird eine zum normalen Betrieb vergleichsweise hohe Rezirkulationsrate eingestellt, indem das Gebläse 12 im spezifischen Rückführmodus betrieben wird. Gleichzeitig oder zeitlich versetzt zum Beginn der Rezirkulation erfolgt dann die sich kontinuierlich erhöhende Zugabe der Wasserstoffmenge aus dem Brennstoffspeicher 6. Dadurch wird auch ein entsprechend langsamer anodenseitiger Druckaufbau erreicht. Eine unerwünschte hohe Wasserstoff-Sauerstoffgradientenbildung im Anodenraum 4 kann dadurch verhindert werden.The starting process of the fuel cell system 1 is due to a recirculation of the volume in the anode compartment 4 initiated. In this case, a comparatively high recirculation rate for normal operation is set by the blower 12 operated in the specific feedback mode. At the same time or offset in time to the beginning of the recirculation is then the continuously increasing addition of the amount of hydrogen from the fuel storage 6 , As a result, a correspondingly slower anode-side pressure build-up is achieved. An undesirable high hydrogen oxygen gradient formation in the anode space 4 can be prevented.

Auch die über die Einmündung 11 zugeführte Menge des Anodengasgemisches kann variiert werden. Dies kann einerseits über die Drehzahlregelung des Gebläses 12 und zusätzlich andererseits über die Abführung eines Anteils des Anodengasgemisches über die Leitung 14 und das Ventil 15 ermöglicht werden.Also the over the confluence 11 supplied amount of the anode gas mixture can be varied. On the one hand, this can be done via the speed control of the blower 12 and additionally, on the other hand, via the removal of a portion of the anode gas mixture via the line 14 and the valve 15 be enabled.

Die Zeitdauer des Ablassens und/oder die abzulassende Menge des Anodengasgemisches über die Leitung 14 und das Ventil 15 wird vorzugsweise abhängig von der durch eine geeignete Sensorik gemessenen Konzentration des Wasserstoffs und/oder von der Konzentration des Sauerstoffs im Anodenraum 4 bestimmt. Dadurch kann das Anfahrverhalten optimal abgestimmt werden und darüber hinaus beschleunigt werden.The duration of the discharge and / or the amount of anode gas mixture to be discharged via the line 14 and the valve 15 is preferably dependent on the measured by a suitable sensor concentration of hydrogen and / or the concentration of oxygen in the anode compartment 4 certainly. As a result, the starting behavior can be optimally tuned and beyond accelerated.

Es kann vorgesehen sein, dass die Zuführung des Brennstoffs vom Brennstoffspeicher 6 zum Anodenraum 4 gleichzeitig mit der Rückführung des Anodengasgemisches über die Rezirkulationseinrichtung 9 zum Anodenraum 4 gestartet wird. Es kann jedoch auch ein zeitversetztes Starten dieser beiden Vorgänge vorgesehen sein und die Brennstoffzufuhr an dem Brennstoffspeicher 6 zum Anodenraum 4 zeitlich früher oder später als die Rückführung des Anodengasgemisches über den Rezirkulationskreislauf gestartet werden.It can be provided that the supply of fuel from the fuel storage 6 to the anode room 4 simultaneously with the return of the anode gas mixture via the recirculation device 9 to the anode room 4 is started. However, it can also be provided a time-delayed starting of these two processes and the fuel supply to the fuel storage 6 to the anode room 4 earlier or later than the return of the anode gas mixture via the recirculation be started.

Durch das bevorzugte Zusammenspiel der Mediumzufuhr an den Anodenraum aus dem Brennstoffspeicher 6 und der Rezirkulationseinrichtung 9 mit abgestimmter jeweils veränderbarer Mengenzugabe kann ein unerwünschter Brennstoff-Oxidationsmittelgradient vermieden werden. Insbesondere im weiteren Zusammenspiel mit der Ablasseinrichtung 14, 15 kann dies noch präziser erfolgen.Due to the preferred interaction of the medium supply to the anode chamber from the fuel storage 6 and the recirculation device 9 with coordinated variable amounts of each addition, an undesirable fuel-Oxidationsmittelgradient can be avoided. Especially in the further interaction with the discharge device 14 . 15 this can be done even more precisely.

11
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system
22
Brennstoffzellefuel cell
33
Kathodenraumcathode space
44
Anodenraumanode chamber
55
Membranmembrane
66
Brennstoffspeicherfuel storage
77
Zuführleitungfeed
88th
VentilValve
99
Rezirkulationseinrichtungrecirculation
1010
Rezirkulationsleitungrecirculation
1111
Einmündungjunction
1212
Gebläsefan
1313
Motorengine
14, 1514 15
Ablasseinrichtungdischarge device
D1, D2D1, D2
Drehzahlrotation speed
t0, t1, t2t0 t1, t2
Zeitpunkttime

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - DE 102004037097 A1 [0003] DE 102004037097 A1 [0003]

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems (1), welches nach einem Abschalten angefahren wird und bei dem in der Anfahrphase ein Brennstoff durch den sich zumindest anteilig mit Luft gefüllten Anodenraum (4) einer Brennstoffzelle (2) geleitet wird, und ein während der Anfahrphase aus dem Anodenraum (4) austretendes Anodengasgemisch in einer Rezirkulationseinrichtung (9) des Brennstoffzellensystems (1) zumindest anteilig wieder in den Anodenraum (4) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Brennstoffspeicher (6) zum Anodenraum (4) zugeleitete Menge von Brennstoff während der Anfahrphase zumindest zeitweise variiert wird.Method for operating a fuel cell system ( 1 ), which is started after a shutdown and in which in the start-up phase, a fuel through the at least partially filled with air anode space ( 4 ) a fuel cell ( 2 ), and a during the start-up phase from the anode compartment ( 4 ) exiting anode gas mixture in a recirculation device ( 9 ) of the fuel cell system ( 1 ) at least partially back into the anode space ( 4 ), characterized in that the fuel storage ( 6 ) to the anode compartment ( 4 ) supplied amount of fuel during the start-up phase is at least temporarily varied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Brennstoffspeicher (6) zum Anodenraum (4) zugeleitete Menge von Brennstoff während der Anfahrphase zumindest zeitweise erhöht wird.A method according to claim 1, characterized in that the of the fuel storage ( 6 ) to the anode compartment ( 4 ) supplied amount of fuel during the start-up phase is at least temporarily increased. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Brennstoffspeicher (6) zum Anodenraum (4) zugeleitete Menge von Brennstoff während der Anfahrphase zumindest zeitweise kontinuierlich verändert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the of the fuel storage ( 6 ) to the anode compartment ( 4 ) supplied amount of fuel during the start-up phase is at least temporarily changed continuously. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rezirkulationseinrichtung (9) ein Gebläse (12) angeordnet ist, welches in der Anfahrphase zum Rückführen des Anodengasgemisches in den Anodenraum (4) zumindest zeitweise in einem spezifischen Rückführmodus betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the recirculation device ( 9 ) a blower ( 12 ) is arranged, which in the start-up phase for returning the anode gas mixture in the anode space ( 4 ) is operated at least temporarily in a specific feedback mode. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Rückführmodus eine Drehzahl des Gebläses (12) eingestellt wird, welche größer ist als die im nach der Anfahrphase eingestellten Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems (1) eingestellte Drehzahl.A method according to claim 4, characterized in that in the return mode, a speed of the blower ( 12 ) is set, which is greater than the set in the after-starting phase normal operation of the fuel cell system ( 1 ) set speed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Rückführmodus eine maximale Drehzahl des Gebläses (12) eingestellt wird.A method according to claim 5, characterized in that in the return mode, a maximum speed of the blower ( 12 ) is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Rezirkulationseinrichtung (9) geführte Anodengasgemisch zumindest zeitweise während der Anfahrphase anteilig über eine Ablasseinrichtung (14, 15) aus der Rezirkulationseinrichtung (9) abgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the recirculation device ( 9 ) guided anode gas mixture at least temporarily during the start-up pro rata via a discharge device ( 14 . 15 ) from the recirculation device ( 9 ) is discharged. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Ablassens und/oder die abzulassende Menge des Anodengasgemisches über die Ablasseinrichtung (14, 15) abhängig von der Brennstoffkonzentration und/oder der Oxidationsmittelkonzentration in dem Anodenraum (4) bestimmt wird.A method according to claim 7, characterized in that the duration of the discharge and / or the amount to be discharged of the anode gas mixture via the discharge device ( 14 . 15 ) depending on the fuel concentration and / or the oxidant concentration in the anode space ( 4 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das über die Ablasseinrichtung (14, 15) aus der Rezirkulationseinrichtung (9) abgeführte Anodengasgemisch dem Kathodenraum (3) der Brennstoffzelle zugeführt wird.A method according to claim 7 or 8, characterized in that via the discharge device ( 14 . 15 ) from the recirculation device ( 9 ) discharged anode gas mixture the cathode compartment ( 3 ) is supplied to the fuel cell.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9716283B2 (en) 2013-01-29 2017-07-25 Honda Motor Co., Ltd. Method of starting fuel cell system
DE102019128422A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-22 Audi Ag Method for restarting a fuel cell device after a previous shutdown, fuel cell device and motor vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10297626T5 (en) 2002-01-04 2005-02-10 UTC Fuel Cells, LLC, South Windsor A method of starting up a fuel cell system having an anode exhaust gas recycle loop
DE102004037097A1 (en) 2004-07-30 2006-03-23 Daimlerchrysler Ag Method for operating a fuel cell system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4687023B2 (en) * 2004-07-06 2011-05-25 日産自動車株式会社 Fuel cell system
EP1897165B1 (en) * 2005-06-13 2012-05-23 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and start-up method therefor
JP5050342B2 (en) * 2005-12-02 2012-10-17 日産自動車株式会社 Fuel cell system and starting method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10297626T5 (en) 2002-01-04 2005-02-10 UTC Fuel Cells, LLC, South Windsor A method of starting up a fuel cell system having an anode exhaust gas recycle loop
DE102004037097A1 (en) 2004-07-30 2006-03-23 Daimlerchrysler Ag Method for operating a fuel cell system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9716283B2 (en) 2013-01-29 2017-07-25 Honda Motor Co., Ltd. Method of starting fuel cell system
DE102019128422A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-22 Audi Ag Method for restarting a fuel cell device after a previous shutdown, fuel cell device and motor vehicle

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