DE102013202781A1 - Refrigerant circuit for fuel cell system of motor vehicle, has separate conveyor device that is provided across fluid-fluid heat exchanger for refrigerant flow from ambient air coolant heat exchanger - Google Patents

Refrigerant circuit for fuel cell system of motor vehicle, has separate conveyor device that is provided across fluid-fluid heat exchanger for refrigerant flow from ambient air coolant heat exchanger Download PDF

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Abstract

The circuit has a tank (6) that is adapted to store the cryogenic fuel in low cold. A portion of the cold fuel is removed from the tank and supplied over a fluid-fluid heat exchanger (6a). A conveying device (5) is adapted for circulating the coolant to an ambient air coolant heat exchanger (2). A separate conveyor device (7) is provided across the fluid-fluid heat exchanger for the refrigerant flow from the ambient air coolant heat exchanger through a temperature-dependent open bypass (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf eines Brennstoffzellensystems, dessen Brennstoff in einem Tank kalt, insbesondere tiefkalt flüssig oder im kryogenen Zustand gespeichert wird und wobei ein Teil der damit vom aus dem Tank entnommenen Brennstoff zur Verfügung stehenden Kälte über einen Wärmetauscher dem eine Fördervorrichtung zum Umwälzen des Kühlmittels sowie einen Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauscher aufweisenden Kühlmittelkreislauf des Brennstoffzellensystems zuführbar ist. Zum Stand der Technik wird auf die DE 10 2004 045 638 A1 und die DE 100 55 106 B4 verwiesen; ferner sei die nicht vorveröffentliche deutsche Patentanmeldung 10 2012 204 819.7 genannt.The invention relates to a coolant circuit of a fuel cell system, the fuel is stored in a tank cold, in particular cryogenic liquid or in the cryogenic state, and wherein a part of the thus removed from the tank fuel available cold through a heat exchanger to a conveyor for circulating the coolant and an ambient air coolant heat exchanger having coolant circuit of the fuel cell system can be fed. The prior art is on the DE 10 2004 045 638 A1 and the DE 100 55 106 B4 referenced; Furthermore, the not pre-published German patent application 10 2012 204 819.7 called.

Insbesondere Brennstoffzellensysteme mit PEM-Brennstoffzellen müssen auf einen Temperaturbereich unter 100°C gekühlt werden, wofür ein Kühlkreislauf mit einem geeigneten flüssigen Kühlmittel vorgesehen ist, welches Wärme in einem Umgebungsluft-Kühlmittelwärmetauscher an die Umgebung abgibt. Da die Verbrennungs-Abluft eines Brennstoffzellensystem nur wenig Wärme enthält, muss nahezu die komplette Abwärme des Systems über das Kühlmittel abgeführt werden. Um zu vermeiden, dass hierfür ein übermäßig großer Wärmetauscher benötigt wird, der möglicherweise in einem Kraftfahrzeug, welches mit einem Brennstoffzellensystem zur Bereitstellung von elektrischer Energie für das Fzg.-Antriebssystem ausgerüstet ist, nicht sinnvoll untergebracht werden kann, oder dass insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen die Abgabeleistung des Brennstoffzellensystems reduziert werden muss, da dessen ausreichende Kühlung ansonsten nicht gewährleistet ist, ist es bereits bekannt, das in einem tiefkalt (kryogen) in einem Tank gespeicherten Brennstoff des Brennstoffzellensystems, der insbesondere bei nur noch teilweise befülltem Tank auch nur hinreichend kalt sein kann, enthaltene Kältepotential teilweise zur Kühlung des Brennstoffzellensystems zu nutzen. Nach der genannten DE 100 55 106 B4 wird dabei der aus dem Tank entnommene tiefkalte Brennstoff, der ohnehin erwärmt werden muss, ehe er dem Brennstoffzellensystem zugeführt wird, durch einen Wärmetauscher geführt, durch welchen andererseits eine Teilmenge des Kühlmittels des Brennstoffzellen-Kühlkreislaufs geführt ist. Bekannt ist es darüber hinaus (vgl. den in der o. g nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung gewürdigten Stand der Technik), dass in einen Kryotank oder in einen Kryodrucktank, welche ebenso wie eine bspw. in der DE 10 2011 017 206 A1 gezeigte kryoadsorptive Speichervorrichtung unter den Begriff eines Tanks, in dem Brennstoff tiefkalt gespeichert wird, fallen, unter bestimmten Voraussetzungen Wärme eingebracht werden kann oder sogar eingebracht werden sollte.In particular, fuel cell systems with PEM fuel cells must be cooled to a temperature range below 100 ° C, for which a cooling circuit is provided with a suitable liquid coolant, which releases heat in an ambient air coolant heat exchanger to the environment. Since the combustion exhaust air of a fuel cell system contains little heat, almost the complete waste heat of the system must be dissipated via the coolant. In order to avoid that this an excessively large heat exchanger is needed, which may not be placed in a motor vehicle, which is equipped with a fuel cell system for providing electrical energy for the Fzg.-drive system, can not be placed meaningful, or that in particular at high ambient temperatures Output power of the fuel cell system must be reduced, since its sufficient cooling is otherwise not guaranteed, it is already known in a cryogenic (cryogenic) stored in a fuel tank of the fuel cell system, which can be only sufficiently cold especially when only partially filled tank , Partial cooling potential to use partly for cooling the fuel cell system. After the mentioned DE 100 55 106 B4 In this case, the deep-drawn fuel taken from the tank, which must be heated anyway, before it is supplied to the fuel cell system, passed through a heat exchanger through which on the other hand, a subset of the coolant of the fuel cell cooling circuit is performed. It is also known (see the state of the art not acknowledged in the o. G German patent application) that in a cryotank or in a Kryodrucktank, which as well as an example in the DE 10 2011 017 206 A1 shown cryo-adsorptive storage device under the concept of a tank in which fuel is stored cryogenic fall, under certain conditions, heat can be introduced or even should be introduced.

Hiermit soll nun ein günstiger, an die jeweiligen Randbedingungen gut anpassbarer Kühlmittelkreislauf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).Hereby, a favorable, to the respective boundary conditions well adaptable coolant circuit according to the preamble of claim 1 will now be shown (= object of the present invention).

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet dass für den über den Fluid-Fluid-Wärmetauscher geführten Kühlmittel-Teilstrom eine eigene Fördervorrichtung vorgesehen ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The solution to this problem is characterized in that a separate delivery device is provided for the guided over the fluid-fluid heat exchanger coolant partial flow. Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.

Um den Anteil von Kühlmittel des Brennstoffzellensystems, welcher mit dem Kältepotential des tiefkalten Brennstoffs gekühlt wird, ebenso wie die Intensität der Erwärmung des Brennstoffs im besagten Wärmetauscher in günstiger Weise gezielt einstellen zu können, wobei gleichzeitig eine kontinuierliche Strömungsführung des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf gewährleistet sein soll, ohne dass eine einzige Kühlmittel-Fördervorrichtung aufgrund unterschiedlicher Strömungswiderstände in einem einen Fluid-Fluid-Wärmetauscher zwischen dem Kühlmittel und dem Brennstoff enthaltenden Strömungszweig des Kühlmittelkreislaufs und einem Parallel-Zweig hierzu äußerst leistungsstark ausgelegt werden muss, wird vorliegend eine zweite Kühlmittel-Fördervorrichtung für den über den besagten Fluid-Fluid-Wärmetauscher geführten Kühlmittel-Teilstrom vorgeschlagen. Vorgeschlagen ist somit eine hinsichtlich ihrer Intensität steuerbare Einbindung des Kältepotentials des kalten bzw. tiefkalten Brennstoffs bei Gewährleistung optimaler Strömungsverhältnisse im Kühlmittelkreislauf. Insbesondere kann damit der Fluid-Fluid-Wärmetauscher solchermaßen dimensioniert werden, dass dieser binnen kurzer Zeitspannen möglichst viel Wärme aus dem Kühlkreis aufzunehmen in der Lage ist und damit eine möglichst geringe Kühlmitteltemperatur erzeugen kann, um die Kühlung des Brennstoffzellensystems bei verhältnismäßig dimensionierten Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher bestmöglich zu unterstützen.In order to be able to set the proportion of coolant of the fuel cell system, which is cooled with the cooling potential of the cryogenic fuel, as well as the intensity of the heating of the fuel in said heat exchanger in a favorable manner, while ensuring a continuous flow of the coolant in the coolant circuit without a single coolant-conveying device due to different flow resistance in a fluid-fluid heat exchanger between the coolant and the fuel-containing flow branch of the coolant circuit and a parallel branch must be designed extremely powerful, this is a second coolant-conveying device for over proposed the said fluid-fluid heat exchanger coolant partial flow. Proposed is thus a controllable with regard to their intensity integration of the refrigeration potential of the cold or cryogenic fuel while ensuring optimum flow conditions in the coolant circuit. In particular, the fluid-fluid heat exchanger can thus be dimensioned in such a way that it is able to absorb as much heat from the cooling circuit as possible within a short period of time and thus produce the lowest possible coolant temperature in order to ensure cooling of the fuel cell system with relatively large air-fluid flows. To support heat exchangers in the best possible way.

In den beigefügten Figuren sind drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs dargestellt, die jeweils auch in Unteransprüchen beschrieben sind. Dabei sind in sämtlichen Figuren gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.In the accompanying figures, three embodiments of a refrigerant circuit according to the invention are shown, which are each also described in the subclaims. The same elements in all figures are identified by the same reference numerals.

So trägt ein Brennstoffzellensystem die Bezugsziffer 1, während ein in dessen durch Linien (mit Pfeilen) dargestelltes Flüssigkeits-Kühlsystem eingebundener Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauscher, über den Abwärme des Brennstoffzellensystems 1 an die Umgebung abgegeben werden kann, die Bezugsziffer 2 trägt. Dem Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauscher 2 ist in üblicher Weise ein mittels eines Thermoventils 3 steuerbarer Bypass 4, der über das Thermoventil 3 geöffnet oder geschlossen werden kann, parallel geschaltet. Umgewälzt wird das Kühlmittel im soweit erläuterten Kühlmittelkreislauf zunächst von einer ersten Fördervorrichtung 5 in Form einer elektromotorisch betriebenen Kühlmittelpumpe, die stromauf des Brennstoffzellensystems 1 im Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist.Thus, a fuel cell system carries the reference numeral 1 while an ambient air-coolant heat exchanger incorporated in its liquid coolant system by lines (with arrows), via the waste heat of the fuel cell system 1 can be delivered to the environment, the reference number 2 wearing. The ambient air coolant heat exchanger 2 is in the usual way by means of a thermo valve 3 controllable bypass 4 that about the thermo valve 3 can be opened or closed, connected in parallel. The coolant is initially circulated in the coolant circuit explained so far from a first conveying device 5 in the form of an electric motor driven coolant pump upstream of the fuel cell system 1 is provided in the coolant circuit.

In den Kühlmittelkreis eingebunden werden kann ein nicht detailliert dargestellter Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a, der in der Peripherie eines Tanks 6, in welchem Brennstoff für das Brennstoffzellensystem 1 tiefkalt, insbesondere kryogen, gespeichert wird, integriert ist. Durch diesen Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a ist für einen Wärmetausch mit dem hindurchgeführten Kühlmittel tiefkalt aus dem Tank entnommener Brennstoff hindurchgeführt, der danach dem Brennstoffzellensystem 1 zur Verbrennung zugeführt wird (nicht gezeigt). Um die Menge von Kühlmittel, welche durch den besagten Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a geführt wird, wie weiter oben geschildert in günstiger Weise steuern zu können, ist eine zweite Fördervorrichtung 7, vorzugsweise ebenfalls in Form einer elektromotorisch betriebenen Kühlmittelpumpe, nur für den durch diesen Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a hindurch geführten Kühlmittel-Teilstrom vorgesehen.In the coolant circuit can be integrated, not shown in detail fluid-fluid heat exchanger 6a standing in the periphery of a tank 6 in which fuel for the fuel cell system 1 cryogenic, especially cryogenic, is stored, is integrated. Through this fluid-fluid heat exchanger 6a is for a heat exchange with the coolant passed deep-cry from the tank taken fuel, then the fuel cell system 1 for combustion (not shown). To control the amount of coolant passing through said fluid-fluid heat exchanger 6a is guided, as described above to be able to control in a favorable manner, is a second conveyor 7 , preferably also in the form of an electric motor driven coolant pump, only for through this fluid-fluid heat exchanger 6a passed through coolant partial flow provided.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 fördert die dem Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a zugeordnete Fördervorrichtung 7 Kühlmittel, welches vom Ausgang des Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauschers 2 oder einem temperaturabhängig offenen Bypass 4 hierzu kommt, Kühlmittel zunächst durch den Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a und anschließend in die Kühlmittelführung des Brennstoffzellensystems 1 hier stromauf desselben, sodass sich der durch das Brennstoffzellensystem 1 hindurchgeführte Kühlmittelstrom aus einem nur im Kühlmittel-Umgebungsluft-Wärmetauscher 2 abgekühlten Kühlmittel-Teilstrom und einem anschließend im Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a weiter abgekühlten Teilstrom zusammensetzt, weswegen hiermit eine besonders intensive Kühlung des Brennstoffzellensystems 1 möglich ist. Durch gezielte Einstellung der Fördermengen der quasi parallel geschalteten Fördervorrichtungen 5 und 7 ist vorteilhafterweise die Temperatur des in das Brennstoffzellensystem 1 eintretenden Kühlmittelstromes kurzfristig gezielt veränderbar.According to the embodiment according to 1 promotes the fluid-fluid heat exchanger 6a associated conveyor 7 Coolant coming from the outlet of the ambient air coolant heat exchanger 2 or a temperature-dependent open bypass 4 this comes, first coolant through the fluid-fluid heat exchanger 6a and then into the coolant guide of the fuel cell system 1 here upstream of it, so that through the fuel cell system 1 passed coolant flow from a coolant in the ambient air heat exchanger only 2 cooled coolant partial flow and then in the fluid-fluid heat exchanger 6a further cooled partial flow composed, so hereby a particularly intensive cooling of the fuel cell system 1 is possible. By targeted adjustment of the flow rates of quasi parallel connected conveyors 5 and 7 is advantageously the temperature of the fuel cell system 1 entering coolant flow at short notice selectively changed.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 fördert die dem Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a zugeordnete Fördervorrichtung 7 Kühlmittel, welches vom Ausgang des Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauschers 2 oder einem temperaturabhängig offenen Bypass 4 hierzu kommt, Kühlmittel zunächst durch den Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a und anschließend durch einen Ladeluftkühler 8 für die dem Brennstoffzellensystem 1 zugeführte Verbrennungsluft, von welchem aus dieses Kühlmittel dem aus dem Brennstoffzellensystem 1 austretenden Kühlmittelstrom beigemengt wird. Neben dem Ladeluftkühler 8 ist ein diesem vorgeschalteter Kompressor 9 gezeigt, der den als Linie dargestellten Verbrennungsluftstrom aus der Umgebung durch den besagten Ladeluftkühler 8 in das Brennstoffzellensystem 1 fördert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Fördervorrichtungen 5, 7 parallel zueinander angeordnet, wobei durch gezielte Einstellung der Fördermengen dieser Fördervorrichtungen 5 und 7 insbesondere der Abkühlungsgrad der Ladeluft im Ladeluftkühler 8 kurzfristig gezielt einstellbar ist.According to the embodiment according to 2 promotes the fluid-fluid heat exchanger 6a associated conveyor 7 Coolant coming from the outlet of the ambient air coolant heat exchanger 2 or a temperature-dependent open bypass 4 this comes, first coolant through the fluid-fluid heat exchanger 6a and then through a charge air cooler 8th for the fuel cell system 1 supplied combustion air, from which this coolant from the fuel cell system 1 escaping coolant flow is added. Next to the intercooler 8th is a compressor upstream of this 9 shown, the combustion air flow shown as a line from the environment through the said intercooler 8th in the fuel cell system 1 promotes. Also in this embodiment, the two conveying devices 5 . 7 arranged parallel to each other, wherein by targeted adjustment of the flow rates of these conveyors 5 and 7 in particular the degree of cooling of the charge air in the intercooler 8th is selectively adjustable at short notice.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 fördert die dem Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a zugeordnete Fördervorrichtung 7 Kühlmittel, welches vom aus dem Brennstoffzellensystem 1 austretenden Kühlmittelstrom abgezweigt wird, zunächst durch den Fluid-Fluid-Wärmetauscher 6a und anschließend durch einen Ladeluftkühler 8 für die dem Brennstoffzellensystem 1 zugeführte Verbrennungsluft, von welchem aus dieses Kühlmittel dem aus dem Brennstoffzellensystem 1 austretenden Kühlmittelstrom wieder beigemengt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Fördervorrichtungen 5, 7 quasi in Reihe angeordnet, wobei jedoch durch gezielte Einstellung der Fördermenge der Fördervorrichtung 7 der Abkühlungsgrad der Ladeluft im Ladeluftkühler 8 kurzfristig gezielt einstellbar ist. Sämtlichen Ausführungsbeispielen ist gemein, dass eine sichere Kühlung des Brennstoffzellensystems 1 mit relativ geringem Mehraufwand und vorteilhaften Zusatzfunktionen auch bei höheren Umgebungstemperaturen möglich ist.According to the embodiment according to 3 promotes the fluid-fluid heat exchanger 6a associated conveyor 7 Coolant, which from the fuel cell system 1 leaking refrigerant flow is diverted, first through the fluid-fluid heat exchanger 6a and then through a charge air cooler 8th for the fuel cell system 1 supplied combustion air, from which this coolant from the fuel cell system 1 emerging coolant flow is added again. In this embodiment, the two conveying devices 5 . 7 arranged quasi in series, but by targeted adjustment of the delivery rate of the conveyor 7 the degree of cooling of the charge air in the intercooler 8th is selectively adjustable at short notice. All embodiments have in common that a secure cooling of the fuel cell system 1 With relatively little overhead and advantageous additional functions even at higher ambient temperatures is possible.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004045638 A1 [0001] DE 102004045638 A1 [0001]
  • DE 10055106 B4 [0001, 0002] DE 10055106 B4 [0001, 0002]
  • DE 102012204819 [0001] DE 102012204819 [0001]
  • DE 102011017206 A1 [0002] DE 102011017206 A1 [0002]

Claims (4)

Kühlmittelkreislauf eines Brennstoffzellensystems (1), dessen Brennstoff in einem Tank (6) kalt, insbesondere tiefkalt gespeichert wird und wobei ein Teil der damit vom aus dem Tank (6) entnommenen Brennstoff zur Verfügung stehenden Kälte über einen Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) dem eine Fördervorrichtung (5) zum Umwälzen des Kühlmittels sowie einen Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauscher (2) aufweisenden Kühlmittelkreislauf des Brennstoffzellensystems (1) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass für den über den Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) geführten Kühlmittel-Teilstrom eine eigene Fördervorrichtung (7) vorgesehen ist.Coolant circuit of a fuel cell system ( 1 ), whose fuel is in a tank ( 6 ) is stored cold, in particular cryogenic, and whereby a part of it from the tank ( 6 ) available fuel through a fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) to which a conveying device ( 5 ) for circulating the coolant and an ambient air-coolant heat exchanger ( 2 ) having coolant circuit of the fuel cell system ( 1 ) can be fed, characterized in that for the over the fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) guided coolant partial flow own delivery device ( 7 ) is provided. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1, wobei die dem Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) zugeordnete Fördervorrichtung (7) Kühlmittel, welches vom Ausgang des Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauschers (2) oder einem temperaturabhängig offenen Bypass (4) hierzu kommt, Kühlmittel zunächst durch den Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) und anschließend in die Kühlmittelführung und insbesondere Kühlmittelzufuhr des Brennstoffzellensystems (1) fördert.Coolant circuit according to claim 1, wherein the fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) associated conveyor device ( 7 ) Coolant which is emitted from the outlet of the ambient air-coolant heat exchanger ( 2 ) or a temperature-dependent open bypass ( 4 ), coolant first through the fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) and then in the coolant guide and in particular coolant supply of the fuel cell system ( 1 ) promotes. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1, wobei die dem Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) zugeordnete Fördervorrichtung (7) Kühlmittel, welches vom Ausgang des Umgebungsluft-Kühlmittel-Wärmetauschers (2) oder einem temperaturabhängig offenen Bypass (4) hierzu kommt, Kühlmittel zunächst durch den Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) und anschließend durch einen Ladeluftkühler (8) für die dem Brennstoffzellensystem (1) zugeführte Verbrennungsluft fördert, von welchem aus dieses Kühlmittel dem aus dem Brennstoffzellensystem (1) austretenden Kühlmittelstrom beigemengt wird.Coolant circuit according to claim 1, wherein the fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) associated conveyor device ( 7 ) Coolant which is emitted from the outlet of the ambient air-coolant heat exchanger ( 2 ) or a temperature-dependent open bypass ( 4 ), coolant first through the fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) and then by a charge air cooler ( 8th ) for the fuel cell system ( 1 ) supplied combustion air, from which this coolant from the fuel cell system ( 1 ) is added to emerging coolant flow. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1, wobei die dem Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) zugeordnete Fördervorrichtung (7) Kühlmittel, welches vom aus dem Brennstoffzellensystem (1) austretenden Kühlmittelstrom abgezweigt wird, zunächst durch den Fluid-Fluid-Wärmetauscher (6a) und anschließend durch einen Ladeluftkühler (8) für die dem Brennstoffzellensystem (1) zugeführte Verbrennungsluft fördert, von welchem aus dieses Kühlmittel dem aus dem Brennstoffzellensystem (1) austretenden Kühlmittelstrom wieder beigemengt wird.Coolant circuit according to claim 1, wherein the fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) associated conveyor device ( 7 ) Coolant, which from the fuel cell system ( 1 ) is first branched off through the fluid-fluid heat exchanger ( 6a ) and then by a charge air cooler ( 8th ) for the fuel cell system ( 1 ) supplied combustion air, from which this coolant from the fuel cell system ( 1 ) is recirculated coolant flow.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015202778A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Cooling system for at least one fuel cell of a fuel cell system and method for cooling at least one fuel cell
CN107906785A (en) * 2017-11-10 2018-04-13 南京南瑞集团公司节能环保分公司 A kind of low temperature natural coldness resource utilizing system and method
WO2020064210A1 (en) * 2018-09-25 2020-04-02 Audi Ag Fuel cell system and method for operating a fuel cell system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004045638A1 (en) 2004-09-21 2006-04-06 Bayerische Motoren Werke Ag Heat exchanger for hydrogen-powered fuel supply systems
DE10055106B4 (en) 2000-11-07 2006-07-06 Nucellsys Gmbh The fuel cell system
DE102011017206A1 (en) 2010-04-20 2011-11-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for operating a storage and delivery system for gas
DE102012204819A1 (en) 2012-03-26 2013-09-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Operating method for a fuel cell system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10055106B4 (en) 2000-11-07 2006-07-06 Nucellsys Gmbh The fuel cell system
DE102004045638A1 (en) 2004-09-21 2006-04-06 Bayerische Motoren Werke Ag Heat exchanger for hydrogen-powered fuel supply systems
DE102011017206A1 (en) 2010-04-20 2011-11-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for operating a storage and delivery system for gas
DE102012204819A1 (en) 2012-03-26 2013-09-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Operating method for a fuel cell system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015202778A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Cooling system for at least one fuel cell of a fuel cell system and method for cooling at least one fuel cell
CN107906785A (en) * 2017-11-10 2018-04-13 南京南瑞集团公司节能环保分公司 A kind of low temperature natural coldness resource utilizing system and method
WO2020064210A1 (en) * 2018-09-25 2020-04-02 Audi Ag Fuel cell system and method for operating a fuel cell system

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