DE102013011057B4

DE102013011057B4 - Kühlsystem für ein Brennstoffzellensystem

Info

Publication number: DE102013011057B4
Application number: DE102013011057.2A
Authority: DE
Inventors: Pere Antoni Pastor Nigorra
Original assignee: Cellcentric GmbH and Co KG
Current assignee: Cellcentric GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2023-02-09
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: DE102013011057A1

Abstract

Kühlsystem (1) für ein Brennstoffzellensystems, bei welchem wenigstens eine Brennstoffzelle (3) und Systemkomponenten (4) des Brennstoffzellensystems mittels eines flüssigen Kühlmediums gekühlt sind, wobei die wenigstens eine Brennstoffzelle (3) und die Systemkomponenten (4) in wenigstens zwei parallel verlaufenden Leitungszweigen (5, 6) von dem Kühlmedium durchströmt sind, welches zur Wärmeabfuhr einen Kühlwärmetauscher (7) durchströmt, welcher zusammen mit einer Kühlmittelfördereinrichtung (8) in Reihe zu den beiden parallelen Leitungszweigen (5, 6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Leitungszweig (5) mit der Brennstoffzelle (3) eine parallel zur Brennstoffzelle (3) verlaufende Zusatzleitung (9) aufweist, in welcher eine weitere Kühlmittelfördereinrichtung (10) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Brennstoffzellensystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kühlsystems sowie die Verwendung des Kühlsystems und des Verfahrens.
Kühlsysteme in Brennstoffzellensystemen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Typischerweise wird hierfür ein Kühlkreislauf aufgebaut, in welchem die Brennstoffzelle oder gegebenenfalls auch mehrere Brennstoffzellen sowie die Systemkomponenten, welche gekühlt werden sollen, parallel angeordnet sind. In Reihe zu dieser parallelen Durchströmung der Brennstoffzelle und der Systemkomponenten über eigene Leitungszweige ist dann typischerweise die Kühlmittelfördereinrichtung und ein Kühlwärmetauscher zur Abfuhr der Wärme an die Umgebung angeordnet. Bei Fahrzeuganwendungen ist dies typischerweise der Fahrzeugkühler. Um im Bedarfsfall die Temperatur der Brennstoffzelle über den Volumenstrom des Kühlmediums nicht nur durch eine Variation der Drehzahl der Kühlmittelfördereinrichtung einstellen zu können, ist typischerweise ein Bypass um den Kühlwärmetauscher vorgesehen, welcher über ein 3/2-Wege-Ventil so angesteuert wird, dass das Kühlmedium ganz, teilweise oder gar nicht durch den Kühlwärmetauscher strömt und dementsprechend sehr stark, weniger stark oder gar nicht abgekühlt wird. Hierdurch kann beispielsweise im Kaltstartfall des Brennstoffzellensystems durch einen vollständigen Bypass um den Kühlwärmetaucher eine schnellere Aufheizung der Brennstoffzelle und der Systemkomponenten erzielt werden.
In der Praxis hat sich nun jedoch gezeigt, dass insbesondere bei sehr geringen Umgebungstemperaturen, beispielsweise einem sogenannten Gefrierstart des Brennstoffzellensystems bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunkts, bei denen typischerweise Eis in den Leitungen des Brennstoffzellensystems vorliegt, diese Art der Aufheizung immer noch eine sehr lange Zeit benötigt, da die Brennstoffzelle und die Systemkomponenten parallel durchströmt werden, sodass eine sehr große Masse durch das sich nur langsam erwärmende Kühlmedium aufgewärmt werden muss, bevor das Brennstoffzellensystem für den endgültigen Start zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere bei Fahrzeuganwendungen, in denen eine sehr kurze Zeit zwischen dem Wunsch, das System zu starten, und dem tatsächlichen Systemstart angestrebt wird, ein gravierender Nachteil.
In dem Dokument US 8 420 270 B2 ist ein Brennstoffzellensystem offenbart, bei dem ein Kühlmittel zirkuliert, um eine Brennstoffzelle zu kühlen. Das dafür vorgesehene Kühlmittelzirkulationssystem weist eine Strömungssteuereinrichtung auf, um das Kühlmittel mit einer vorbestimmten Temperaturdifferenz zur Brennstoffzelle daran zu hindern, in die Brennstoffzelle zu strömen, wodurch ein thermischer Schock verhindert werden soll.
In dem Dokument DE 100 18 139 A1 ist ein Temperaturregler für eine Brennstoffzelle offenbart. Dieser Temperaturregler soll so ausgelegt werden, dass während des Start- oder Anlassbetriebes die Brennstoffzelle rasch erhitzt oder erwärmt werden kann.
In dem Dokument DE 10 2004 016 375 B4 ist ein Brennstoffzellensystem mit Kühlkanäle aufweisenden Brennstoffzellen, die zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengesetzt sind, offenbart. Das Brennstoffzellensystem weist einen Kühlmittelkreislauf, bei dem Kühlmittel von einer Pumpe in einem Hauptkreislauf, der die Kühlkanäle und einen Kühler umfasst, umwälzbar ist, sowie einen Wärmespeicher und eine Heizeinrichtung auf. Dabei ist der Wärmespeicher in einem ersten zu dem Kühler parallelen Zweig des Kühlmittelkreislaufes angeordnet.
In dem Dokument DE 600 18 321 T2 ist eine thermische Regelungsvorrichtung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs offenbart.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Kühlsystem für ein Brennstoffzellensystem weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Außerdem löst ein Verfahren mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6 zum Betreiben eines derartigen Kühlsystems die Aufgabe. Im Anspruch 8 ist außerdem eine besonders bevorzugte Verwendung des Kühlsystems bzw. des Verfahrens angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Kühlsystem wird auf den Bypass um den Kühlwärmetauscher verzichtet. Stattdessen wird eine Zusatzleitung parallel zu der Brennstoffzelle realisiert, in welcher eine weitere Kühlmittelfördereinrichtung angeordnet ist. Über diese zweite Kühlmittelfördereinrichtung, welche in der Zusatzleitung parallel zur Brennstoffzelle angeordnet ist, und welche somit der Brennstoffzelle zugeordnet ist, kann im Bedarfsfall eine Durchströmung der Brennstoffzelle und der Zusatzleitung mit dem Kühlmedium realisiert werden. Bei Starten der Brennstoffzelle wird das Kühlmedium in diesem kleinen Zusatzkreislauf dann sehr schnell erwärmt, während das Kühlmedium im Gesamtkreislauf über die Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung nicht oder lediglich sehr langsam umgewälzt wird. Dadurch wird eine sehr schnelle Aufheizung der Brennstoffzelle gewährleistet, welche dann sehr effizient und schnell zur Aufheizung der Systemkomponenten beim Übergang vom Startfall in den Normalbetrieb beitragen kann, wenn durch den Start bzw. den vollständigen Start der Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung der Gesamtkühlkreislauf aufgebaut wird.
In einer besonders günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems ist es dabei vorgesehen, dass in dem wenigstens einen Leitungszweig mit der Brennstoffzelle ein Rückschlagventil vorgesehen ist, und zwar zwischen dem Abzweig des Leitungszweigs und dem Abzweig der Zusatzleitung aus dem Leitungszweig. Das Rückschlagventil ist lediglich in Richtung zu der Brennstoffzelle hin durchströmbar. Über dieses Rückschlagventil wird beim Betrieb der weiteren Kühlmittelfördereinrichtung sichergestellt, dass kein Medium in den Haupt-Kühlkreislauf strömt und somit der oben beschriebene Effekt noch weiter verbessert wird.
In einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung dieser Idee ist es darüber hinaus vorgesehen, dass die weitere Kühlmittelfördereinrichtung eine Förderrichtung entgegen der Förderrichtung der Kühlmittelfördereinrichtung aufweist, welche zusammen mit dem Kühlwärmetauscher in Reihe zu den wenigstens zwei parallelen Leitungszweigen angeordnet ist. Eine solche Umkehr der Förderrichtung der weiteren Kühlmittelfördereinrichtung gegenüber der Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung hat dabei den entscheidenden Vorteil, dass, insbesondere in Verbindung mit dem oben genannten Rückschlagventil, ein sicherer und zuverlässiger Strömungspfad von der weiteren Kühlmittelfördereinrichtung ausschließlich durch die Brennstoffzelle bereitgestellt wird. Im regulären Betrieb, wenn dann beide Kühlmittelfördereinrichtungen betrieben werden, wird durch diesen Aufbau dafür gesorgt, dass beide Kühlmittelfördereinrichtungen ihr Kühlmedium an den Eingang der Brennstoffzelle fördern. In diesem Bereich vermischt sich das Kühlmedium und kann dann die Brennstoffzelle kühlen. Durch diesen Aufbau wird eine sehr gute Regelbarkeit der Eintrittstemperatur des Kühlmediums in die Brennstoffzelle durch eine Variation der Drehzahlen beider Kühlmittelfördereinrichtungen gewährleistet, sodass ein sehr einfacher und effizienter Aufbau entsteht, welcher sehr genau hinsichtlich der Temperatur und der Volumenströme regelbar ist.
Gemäß einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung der Idee kann es nun außerdem vorgesehen sein, dass in der Zusatzleitung ein weiteres Rückschlagventil angeordnet ist, welches lediglich in Förderrichtung der weiteren Kühlmittelfördereinrichtung durchströmbar ist. Über ein solches weiteres Rückschlagventil, welches lediglich dann öffnet, wenn die weitere Kühlmittelfördereinrichtung in Betrieb ist, kann sichergestellt werden, dass für den Fall, dass die weitere Kühlmittelfördereinrichtung nicht in Betrieb ist, die Zusatzleitung nicht durchströmt wird, sodass beispielsweise im Hochlastfall, wenn ausschließlich über die Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung das Kühlmedium umgewälzt wird, die Zusatzleitung nicht durchströmt wird. Dies könnte genauso gut über andere Mittel sichergestellt werden, beispielsweise einen entsprechenden Aufbau der weiteren Kühlmittelfördereinrichtung, welche im Vergleich zu der Brennstoffzelle einen sehr viel höheren Druckverlust verursacht, wenn sie nicht betrieben wird. Dann könnte auf das weitere Rückschlagventil als zusätzliche Komponente auch verzichtet werden. Allerdings ist dies in einem Aufbau außerordentlich einfach und effizient.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Idee zu dem Kühlsystem kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass am Abzweig wenigstens eines Leitungszweigs eine Ventileinrichtung angeordnet ist. Eine solche Ventileinrichtung kann beispielsweise am Abzweig des Leitungszweigs, welcher die Brennstoffzelle aufweist, angeordnet sein. Über diese kann dann eine Aufteilung des Kühlmediumstroms, immer dann, wenn die Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung betrieben wird, zwischen den Systemkomponenten und der Brennstoffzelle erfolgen, um so beispielsweise vorgegebene Bedingungen zu erfüllen, beispielsweise eine Durchströmung der Systemkomponenten mit einem Drittel des Kühlmediums und eine Durchströmung der Brennstoffzelle bzw. des Leitungszweigs, in der die Brennstoffzelle angeordnet ist, mit zwei Dritteln oder dergleichen. Dies ist aufgrund der guten Regelbarkeit beim Betrieb der beiden Kühlmittelfördereinrichtungen gemeinsam nicht zwingend notwendig, kann als unterstützende Maßnahme jedoch sinnvoll und vorteilhaft sein.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kühlsystems ist es nun vorgesehen, und zum Teil auch erwähnt worden, dass im Falle eines Kaltstart, insbesondere bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunkts, zuerst die weitere Kühlmittelfördereinrichtung betrieben wird, bis die Brennstoffzelle ihre Betriebstemperatur erreicht hat oder zumindest in einem Temperaturbereich angelangt ist, bei welchem die Brennstoffzelle sicher und zuverlässig betrieben werden kann. Dabei kann die Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung nicht oder gegebenenfalls mit geringer Drehzahl betrieben werden, um die Aufheizung der Brennstoffzelle über den sich in der Brennstoffzelle und der Zusatzleitung ausbildenden Kühlmedienstrom nicht zu behindern. Danach, beim langsamen Wechsel in den Normalbetrieb, werden dann beide Kühlmittelfördereinrichtungen betrieben, wobei über das Verhältnis ihrer Drehzahlen die Temperatur an der Brennstoffzelle geregelt wird. Bei maximaler Kühlleistungsanforderung kann dann auch die weitere Kühlmittelfördereinrichtung gestoppt werden, da diese insbesondere, wenn sie eine entgegengesetzte Förderrichtung wie die Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung aufweist, ohnehin nicht zur Erhöhung des Volumenstroms beiträgt. In diesem Fall kann die Kühlung dann ausschließlich über die Haupt-Kühlmittelfördereinrichtung erfolgen, sodass dann der maximale Volumenstrom in allen denkbaren Aufbauten realisiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem sowie das Verfahren zum Betreiben des Kühlsystems eignen sich insbesondere, um ein Kühlsystem für ein Brennstoffzellensystem so zu betreiben, dass dieses sehr einfach, effizient und schnell gestartet werden kann, auch wenn das Brennstoffzellensystem bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen bis zum Wiederstart ausgeharrt hat. Diese Situationen treten schwerpunktmäßig bei Brennstoffzellensystemen in Fahrzeugen auf, bei denen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts beim Starten des Brennstoffzellensystems einen durchaus häufigen Fall bilden. Die besonders bevorzugte Verwendung des Verfahrens bzw. des Kühlsystems liegt daher im Einsatz in einem Brennstoffzellensystem, welches in einem Fahrzeug zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung eingesetzt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kühlsystems sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich außerdem aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
Dabei zeigen:

1 ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug mit einem Kühlsystem in einer ersten möglichen Ausführungsform gemäß der Erfindung; und
2 ein Kühlsystem gemäß der Erfindung in einer weiteren möglichen Ausführungsform.

In der Darstellung der 1 ist ein Kühlsystem 1 in einem prinzipmäßig angedeuteten Fahrzeug 2 zu erkennen. Das Kühlsystem 1 dient zum Kühlen eines Brennstoffzellensystems, von welchem lediglich beispielhaft eine Brennstoffzelle 3 sowie ein diverse Systemkomponenten symbolisierender Kasten 4 angedeutet ist. Die Brennstoffzelle 3 und die Systemkomponenten 4 sind dabei in zwei parallelen Leitungszweigen 5, 6 des Kühlsystems 1 angeordnet. In Reihe zu diesen beiden parallelen Leitungszweigen 5, 6 befindet sich ein Kühlwärmetauscher 7, welcher als Fahrzeugkühler in an sich bekannter Art und Weise realisiert ist, sowie eine Kühlmittelfördereinrichtung 8, welche nachfolgend als Hauptpumpe 8 bezeichnet wird. Zusätzlich zu diesem Aufbau befindet sich parallel zur Brennstoffzelle 3 eine Zusatzleitung 9 mit einer weiteren Kühlmittelfördereinrichtung 10, welche nachfolgend als Brennstoffzellenpumpe 10 bezeichnet wird. Der in 1 dargestellte Aufbau des Kühlsystems 1 weist außerdem ein Rückschlagventil 11 in dem Leitungszweig 5 auf, welches lediglich in Richtung zu der Brennstoffzelle 3 hin durchströmt werden kann.
Das Kühlsystem 2, wie es beispielhaft in der Darstellung der 1 zu erkennen ist, hat nun den besonderen Vorteil, dass über dieses Kühlsystem 1 einerseits eine sehr schnelle Aufheizung der Brennstoffzelle 3 beim Kaltstart, insbesondere bei einem sogenannten Gefrierstart, also einem Kaltstart bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunkts, realisiert werden kann. Andererseits ermöglicht das hier dargestellte Kühlsystem 1 eine sehr exakte Regelung der Temperatur und des Volumenstroms des Kühlmediums beim Eintritt in die Brennstoffzelle 3.
Im Fall des Kaltstarts wird die Brennstoffzellenpumpe 10 betrieben. Das Kühlmedium wird durch das Rückschlagventil 11 daran gehindert, den Leitungszweig 5 zu verlassen und zirkuliert so entsprechend der eingezeichneten Förderrichtung der Brennstoffzellenpumpe 10 in der Zusatzleitung 9 in der Darstellung der 1 nach oben und in dem parallel hierzu verlaufenden Abschnitt des Leitungszweigs 5 durch die Brennstoffzelle 3 nach unten. Es baut sich ein kleiner „innerer“ Kühlkreislauf auf, welcher für eine sehr schnelle Aufheizung der Brennstoffzelle 3 sorgen kann. Die Hauptpumpe 8 kann dabei im Stillstand verbleiben oder ebenfalls mit geringer Drehzahl umlaufen, um so eine langsame Erwärmung der Systemkomponenten 4 parallel zur schnellen Erwärmung der Brennstoffzelle 3 zu erzielen.
Beim Wechsel in den Normalbetrieb, sobald eine ausreichende Temperatur in der Brennstoffzelle 3 erreicht worden ist, laufen dann sowohl die Hauptpumpe 8 als auch die Brennstoffzellenpumpe 10. Sie lassen sich hinsichtlich ihrer Drehzahlen und damit des von ihnen geförderten Volumenstroms entsprechend einstellen. Sobald aufgrund der Druckverhältnisse das Rückschlagventil 11 in Richtung der Brennstoffzelle 3 durchströmt werden kann, mischen sich die von der Hauptpumpe 8 und von der Brennstoffzellenpumpe 10 geförderten Volumenströme des Kühlmediums unmittelbar vor der Brennstoffzelle 3 und durchströmen dann die Brennstoffzelle 3. Durch dieses Mischen in Abhängigkeit der Förderströme bzw. Drehzahlen der Hauptpumpe 8 und der Brennstoffzellenpumpe 10 kann sehr einfach durch eine Variation der Drehzahlen bzw. der Drehzahlenverhältnisse die gewünschte Temperatur am Eintritt in die Brennstoffzelle 3 und/oder der gewünschte Volumenstrom sehr genau eingestellt werden. Ein Teil des durch die Hauptpumpe 8 geförderten Volumenstroms strömt dann, wie allgemein bekannt und üblich, parallel zu dem Leitungszweig 5 mit der Brennstoffzelle 3 durch den Leitungszweig 6 und kühlt dort eine oder mehrere Systemkomponenten 4 des Brennstoffzellensystems. Diese Systemkomponenten 4 können beispielsweise elektrische Antriebseinrichtungen, eine Hochleistungsbatterie, Bauteile der Leistungselektronik oder dergleichen sein, welche während des Normalbetriebs des Brennstoffzellensystems bzw. des Fahrzeugs 2 gekühlt werden müssen. Da ihre Kühlung - hinsichtlich der Temperatur - typischerweise sehr viel weniger exakt erfolgen muss als die Kühlung der Brennstoffzelle 3, reicht hier eine konstruktive Auslegung des Leitungszweigs 6 in der Art, dass ein ausreichender Kühlmedienstrom durch die Systemkomponenten 4 strömt, aus.
Durch die entgegengesetzte Förderrichtung der Hauptpumpe 8 und der Brennstoffzellenpumpe 10 ergibt sich für den Fall der maximalen Kühlleistungsanforderungen ein gewisser Nachteil, da die Brennstoffzellenpumpe 10 das Erreichen des maximalen Volumenstroms bei voll laufender Hauptpumpe 8 behindert. In diesem Fall kann die Brennstoffzellenpumpe 10 abgeschaltet werden. Es kommt dann zu einer Durchströmung der Brennstoffzelle 3 und der Systemkomponenten 4 mit dem maximal möglichen Volumenstrom durch die Hauptpumpe 8. Um zu verhindern, dass durch die Zusatzleitung 9 parallel zur Brennstoffzelle 3 Kühlmedium an dieser vorbeiströmt, muss die Brennstoffzellenpumpe 10 so ausgebildet sein, dass sie im Stillstand einen sehr viel höheren Strömungswiderstand aufweist, als die Brennstoffzelle 3, sodass eine Durchströmung bzw. eine nennenswerte Durchströmung des Leitungszweigs 9 sicher und effizient verhindert wird.
In der Darstellung der 2 ist eine weitere alternative mögliche Ausführungsform des Kühlsystems 1 zu erkennen. Dieses zuletzt angesprochene Problem wird bei dem dort beschriebenen Aufbau dadurch umgangen, dass in der Zusatzleitung 9 ein weiteres Rückschlagventil 12 angeordnet ist, welches für diesen soeben beschriebenen Anwendungsfall unabhängig vom Aufbau der Brennstoffzellenpumpe 10 eine Strömung in der Zusatzleitung 9 parallel zur Brennstoffzelle 3 sicher und zuverlässig verhindert.
Ein weiterer Unterschied gegenüber dem in 1 dargestellten Kühlsystem 1 besteht darin, dass am Abzweig des Leitungszweigs 5 eine Ventileinrichtung 13 angeordnet ist. Diese kann beispielsweise als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet sein und kann dazu genutzt werden, einstellbar die Volumenströme zwischen den beiden Leitungszweigen 5, 6 aufzuteilen, um so beispielsweise bedarfsgerecht eine Kühlung der Brennstoffzelle 3 und/oder der Systemkomponenten 4 entsprechend einstellen zu können. Je nach Aufbau der Ventileinrichtung 13 kann dann optional auf das Rückschlagventil 11 verzichtet werden, da für den Fall, dass lediglich der „innere“ Kühlkreislauf in der Zusatzleitung 9 und der Brennstoffzelle 3 aufrechterhalten werden soll, über eine entsprechende Einstellung der Ventileinrichtung 13 ein Abströmen von Kühlmedium in den „Haupt“-Kühlkreislauf verhindert werden kann.
Alles in allem stellt das Kühlsystem 1 in der einen oder der anderen Ausführungsform oder auch in den Varianten, welche sich durch eine Kombination der beiden Ausführungsformen untereinander ergeben, einen sehr einfachen und effizienten Aufbau bereit, welcher allen Anforderungen des Brennstoffzellensystems, insbesondere für den Kaltstartfall bzw. Gefrierstartfall, sehr effizient gerecht werden kann.

Claims

Kühlsystem (1) für ein Brennstoffzellensystems, bei welchem wenigstens eine Brennstoffzelle (3) und Systemkomponenten (4) des Brennstoffzellensystems mittels eines flüssigen Kühlmediums gekühlt sind, wobei die wenigstens eine Brennstoffzelle (3) und die Systemkomponenten (4) in wenigstens zwei parallel verlaufenden Leitungszweigen (5, 6) von dem Kühlmedium durchströmt sind, welches zur Wärmeabfuhr einen Kühlwärmetauscher (7) durchströmt, welcher zusammen mit einer Kühlmittelfördereinrichtung (8) in Reihe zu den beiden parallelen Leitungszweigen (5, 6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Leitungszweig (5) mit der Brennstoffzelle (3) eine parallel zur Brennstoffzelle (3) verlaufende Zusatzleitung (9) aufweist, in welcher eine weitere Kühlmittelfördereinrichtung (10) angeordnet ist.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Leitungszweig (5) mit der Brennstoffzelle (3) ein Rückschlagventil (11) zwischen dem Abzweig des Leitungszweigs (5) und dem Abzweig der Zusatzleitung (9) aus dem Leitungszweig (5) vorgesehen ist, welches lediglich in Richtung zu der Brennstoffzelle (3) hin durchströmbar ist.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kühlmittelfördereinrichtung (10) eine Förderrichtung entgegen der Fördereinrichtung der Kühlmittelfördereinrichtung (8) aufweist, welche zusammen mit dem Kühlwärmetauscher (7) in Reihe zu den wenigstens zwei parallelen Leitungszweigen (5, 6) angeordnet ist.
Kühlsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zusatzleitung (9) ein weiteres Rückschlagventil (12) angeordnet ist, welches lediglich in Förderrichtung der weiteren Kühlmittelfördereinrichtung (10) durchströmbar ist.
Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Abzweig wenigstens eines Leitungszweigs (5, 6) eine Ventileinrichtung (13) zur Aufteilung der Volumenströme angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Kaltstarts, insbesondere bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunkts, zuerst die weitere Kühlmittelfördereinrichtung (10) betrieben wird, bis die Brennstoffzelle (3) eine vorgegebene Minimaltemperatur erreicht hat, wobei die Kühlmittelfördereinrichtung (8) nicht oder mit geringer Drehzahl betrieben wird, wonach im Normalbetrieb beide Kühlmittelfördereinrichtungen (8, 10) betrieben werden, wobei über das Verhältnis ihrer Drehzahlen die Temperatur des Kühlmediums beim Eintritt in die Brennstoffzelle (3) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei maximaler Kühlleistungsanforderung die weitere Kühlmittelfördereinrichtung (10) gestoppt wird.
Verwendung des Kühlsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7 in einem Brennstoffzellensystem, welches in einem Fahrzeug (2) zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung eingesetzt wird.