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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Überwachung eines Druckreglers.
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Stand der Technik
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Druckminderer oder Druckregler werden bspw. in Brennstoffzellen-Systemen verwendet. Die Druckregler werden dabei bspw. für die Wasserstoffversorgung eines Brennstoffzellen-Stacks an ein Hochdrucksystem vor den Stack-Eingang geschaltet, um den Tankdruck, der je nach System bis 350 oder 700 bar sein kann (Hochdruckminderer-Eingangsdruck) auf einen wesentlichen niedrigeren Stack-Eingangsdruck von bspw. 9 bis 13 bar zu reduzieren (Mitteldruck, Druckminderer-Ausgangsdruck). Der Druckminderer, d. h. der Druckregler, mindert demnach den Hochdruck auf das Niveau des Mitteldrucks. Auf der Mitteldruckseite ist nach dem Druckminderer bzw. Druckregler ein Druckentlastungsventil verbaut, dass das Mitteldrucksystem und insbesondere den Brennstoffzellen-Stack vor Gefährdung bei Druckminderer-Defekten schützen soll.
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Diese Sicherheitsmaßnahme, nämlich die Nachschaltung eines Druckentlastungsventils im Mitteldruckbereich, vor dem Stack-Eingang ist insofern notwendig, da der Druckminderer eine Komponente ist, die Alterungseffekten unterliegt und bekanntermaßen versagen kann. Als Fehlermodi sind bspw. schleichende Ausgangsdruckerhöhung (geringe Leckage bei abgeschaltetem System, ohne gewollten Gasstrom) und beispielsweise plötzliche Ausgangsdruckerhöhung bekannt und werden vorliegend als (sicherheits-)relevant erachtet. Bei geringer Leckage des Druckminderers wird der zu hohe Ausgangsdruck auf der Druckminderer-Ausgangsdruckseite, nämlich im Mitteldruckbereich, über das Auslösen des Druckentlastungsventils abgebaut. Dabei treten jedoch folgende Nachteile auf:
- – Durch Abbau des Gasstroms über das Druckentlastungsventil kommt es zu unerwünschter Freisetzung des Prozessgases bzw. des Prozessfluids.
- – Darüber hinaus altert das Druckentlastungsventil durch häufige Auslösung und wird über die Zeit selbst undicht, was zu einer permanenten geringen Leckage auf der Mitteldruckseite führt.
- – Zudem kann die Auslösung des Druckentlastungsventils übersehen werden oder aber lediglich optisch wahrgenommen werden, beispielsweise durch eine von dem Druckentlastungsventil abgeblasene Schutzkappe.
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Dabei ist es nachteilhaft, dass nach der Auslösung des Druckentlastungsventils und bei Erkennung der Auslösung des Druckentlastungsventils keine Systemreaktion bzw. Fehlerspeicherung erfolgt. Das Fehlen einer Systemreaktion oder der Eintrag in den Fehlerspeicher ist deshalb nicht möglich, da das Druckentlastungsventil aus Sicherheitsgründen ein passives Bauteil ist, welches nicht einfach von einem Steuer- oder Kontrollgerät diagnostiziert werden kann.
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Deshalb ist lediglich als Überwachungsmechanismus eine Überwachung des Ausgangsdrucks auf der Druckminderer-Ausgangsdruckseite während des Betriebs des Brennstoffzellensystems bekannt. Eine Erkennung eines zu hohen Ausgangsdruck führt dabei zur Abschaltung der Gasversorgung des Prozessgases bzw. des Prozessfluids. Dieser Überwachungsmechanismus ist jedoch nicht aktiv, wenn die Steuerung abgeschaltet ist. In Fahrzeuganwendungen, hier insbesondere in Kraftfahrzeuganwendungen, ist dies während der Abstellphase des Kraftfahrzeugs üblicherweise der Fall.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schlägt gemäß einem unabhängigen Anspruch ein Verfahren zur Überwachung eines Druckreglers anhand wenigstens einer den Druckregler kennzeichnenden Kennlinie vor, wobei die Kennlinie eine Funktion von wenigstens zwei voneinander abhängigen physikalischen Größen des Druckreglers darstellt, welche in einem Kontrollalgorithmus als Parameter hinterlegt werden. Des Weiteren schlägt die vorliegende Erfindung mit einem weiteren nebengeordneten Anspruch eine Vorrichtung zur Überwachung eines Druckreglers anhand einer den Druckregler kennzeichnenden Kennlinie vor, wobei die Vorrichtung eine Kontrollvorrichtung aufweist, in der das erfindungsgemäße Verfahren gespeichert ist.
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Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Verfahrensansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird, bzw. werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, wobei dieses insbesondere ein Diagnose- oder Überwachungsverfahren für einen Druckregler ist, insbesondere für einen Druckminderer, schlägt die Überwachung des Druckreglers anhand wenigstens einer den Druckregler kennzeichnenden Kennlinie vor. Durch diese Kennlinie wird ein ordnungsgemäß arbeitender Druckregler individuell und eindeutig beschrieben oder auch gekennzeichnet. Eine Abweichung von dieser Kennlinie des jeweiligen Druckreglers deutet auf eine Störung hin. Die Kennlinie stellt vorteilhaft eine Funktion von wenigstens zwei voneinander abhängigen physikalischen Größen des Druckreglers dar, welche erfindungsgemäß in einem Kontrollalgorithmus, insbesondere in einem Regelalgorithmus, als Parameter hinterlegt und hier insbesondere als Parameter in einer Kontrollvorrichtung hinterlegt. Die Kontrollvorrichtung kann vorteilhaft Steuervorrichtung, bspw. in einem Brennstoffzellenmanagementsystem für eine Brennstoffzelle sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht nur auf Druckregler oder Druckminderer in einem Brennstoffzellensystem beschränkt, sondern ist auf jede andere Anwendung eines Druckminderers oder Druckreglers anwendbar.
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Nachfolgend werden demnach das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch nicht einschränkend anhand eines Brennstoffzellensystems dargestellt. Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, die Überwachung eines Druckreglers, hier insbesondere eines Druckminderers, anhand eines den Druckregler individualisierenden Merkmals, nämlich anhand einer den Druckregler kennzeichnenden Kennlinie zu überwachen. Die den Druckregler kennzeichnende Kennlinie ist vorzugsweise eine Funktion von wenigstens zwei voneinander abhängigen physikalischen Größen des Druckreglers. Als physikalische Größen, können dabei beispielhaft der Druckminderer-Ausgangsdruck, der Druckregler-Eingangsdruck und der Durchfluss durch den Druckregler genannt werden. Erfindungsgemäß ist zudem erkannt worden, dass das den Druckregler individualisierendes Merkmal, nämlich die Kennlinie in Abhängigkeit zu den sich ändernden physikalischen Größen ist, weshalb vorteilhaft mehrere Kennlinien hinterlegt sind, die den Druckregler bei beispielsweise unterschiedlichen stationären Punkten oder unterschiedlichen Druckregler-Eingangsdrücken kennzeichnen. So ist beispielsweise der Druckminderer-Ausgangsdruck nicht immer gleich, sondern ist eine Funktion des Eingangsdrucks und des Durchflusses des Druckreglers. Entsprechend kann der Druckminderer-Ausgangsdruck als Funktion des Eingangsdrucks und des Durchfluss in einem Kontrollalgorithmus als Parameter, in Form von mehreren Kennlinien hinterlegt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn beim Einbau des Druckreglers in bspw. ein Brennstoffzellensystem die durch die kennzeichnende Kennlinie dargestellten physikalischen Größen, nämlich insbesondere der zu erwartende Ausgangsdruck, der Eingangsdruck und der Durchfluss des Druckreglers bekannt sind. Dementsprechend kann ein solcher Druckregler ohne Vermessung seiner durch die kennzeichnende Kennlinie dargestellten physikalischen Größen direkt verbaut und die bekannten physikalischen Größen im Kontrollalgorithmus parametriert werden, vorteilhaft durch Einlesen oder Programmieren der Kontrollvorrichtung.
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Sind die durch die kennzeichnende Kennlinie dargestellten physikalischen Größen, nämlich insbesondere der zu erwartende Ausgangsdruck, der Eingangsdruck und der Durchfluss des Druckreglers nicht bekannt, können diese bspw. durch Vermessen des Druckreglers nach dessen Herstellung bestimmt werden. Das Vermessen des Druckreglers erfolgt dabei vorteilhaft mittels Drucksensoren, die den Eingangsdruck-, den Ausgangsdruck und den Durchfluss durch den Druckregler messen. Der so vermessene Druckregler kann dann vorzugsweise gekennzeichnet werden, bspw. mit einem QR-Code oder einem Strichcode. Anschließend kann vorteilhaft anhand des Codes eine automatische Parametrierung des Kontrollalgorithmus erfolgen bspw. über eine Diagnoseschnittstelle analog der automatischen Parametrierung des Regel- oder Kontrollalgorithmus bei der Kraftstoff-Injektorvermessung bei Bosch.
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Wird der Druckregler ohne Kennzeichnung, d. h. ohne Vermessung durch den Hersteller ausgeliefert, kann eine Vermessung des Druckreglers bei kleinen Stückzahlen vor dessen Einbau bspw. in ein Brennstoffzellensystem erfolgen und die bei der Vermessung gemessenen physikalischen Größen, die durch die kennzeichnende Kennlinie des Druckreglers dargestellt sind, können vorteilhaft über eine Diagnoseschnittstelle parametriert werden.
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Anhand der (nur einmal) vor der Verwendung des Druckreglers bestimmten Kennlinie kann dann auf einfach Art und Weise ohne großen Mess- und/oder Apparateaufwand eine Überwachung und/oder Überprüfung des Druckreglers im Einsatz oder bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung, insbesondere permanent, vorgenommen werden.
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Aufgrund des vermessenen Druckreglers (gemeint ist: die Bestimmung der Kennlinie) kann ohne großen Messaufwand eine Überwachung oder Diagnose des Druckreglers, insbesondere permanent, wie folgt erfolgen:
Beispielhaft werden bei einem bekannten Brennstoff- oder Wasserstoff-Fluss in einem Brennstoffzellensystem der Eingangsdruck und der Ausgangsdruck des Druckreglers gemessen, woraus sich drei Optionen ergeben, um eine Abweichung von der vorteilhaft in der Kontrollvorrichtung in einen Kontrollalgorithmus als Parameter hinterlegten Kennlinie zu überwachen:
- – aufgrund der bekannten elektrischen Stackleistung und dem bekannten Stackwirkungsgrad kann bei einer Änderung der Stackleistung und dem bekannten Stackwirkungsgrad eine Abweichung von der Kennlinie ermittelt werden, wobei insbesondere diese Methode sinnvoll ist, wenn die Kennlinie in dem zu erwartenden Betriebspunkt nur eine sehr geringe Abhängigkeit vom Durchfluss hat;
- – über einen Durchflussmesser kann der Durchfluss gemessen werden, wobei bei einer Abweichung von dem für den sensierten Eingangsdruck und dem sensierten Ausgangsdruck zu erwartenden Durchfluss eine Abweichung von der Kennlinie ermittelt werden kann;
- – eine Abweichung von der Kennlinie kann ergänzend durch Sensierung des Eingangs- und Ausgangsdrucks des Druckreglers nach dem Abstellen des Systems und Schließen der Absperrventile durchgeführt werden, wobei dann von einem Durchfluss=Null auszugehen ist.
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Aus den drei bekannten Größen Eingangsdruck, Ausgangsdruck und Durchfluss kann erfindungsgemäß eine Abweichung von der Druckregler-Kennlinie bestimmt werden, bspw. als Differenz tatsächlicher Ausgangsdruck minus zu erwartender Ausgangsdruck (aus der vorbestimmten/hinterlegten Kennlinie). Dies erfolgt insbesondere unter der Prämisse, dass die Kennlinie des Druckregler als Funktion (Ausgangsdruck (P_Ausgang) = f, Eingangsdruck (P_Eingang, Durchfluss) bekannt ist. Um dabei vorteilhaft eine Zuordnung des Funktionszustands des Druckreglers durchführen zu können, sind vorzugsweise in der Parametrierung Toleranzschwellen hinterlegt. Bei Abweichung von einer Toleranzschwelle wird erfindungsgemäß ein fehlerhafter Funktionszustand des Druckreglers ermittelt und/oder gemeldet. Bspw. wird vorteilhaft bei Abweichungen größer als eine der Toleranzschwellen (bspw. größer als 10 % oder größer als 15 %) ein Bauteilfehler des Druckreglers unter Anwendung der Funktion P_Ausgang_erwartet = f(P_Eingang, Durchfluss) wie folgt gemeldet:
Fehlerbedingung: P_Ausgang_ist – P_Ausgang_erwartet > Toleranzschwelle erkennt als Funktionszustand des Druckreglers eine Undichtheit des Druckreglers.
Fehlerbedingung: P_Ausgang_ist – P_Ausgang_erwartet < –Toleranzschwelle erkennt als Funktionszustand des Druckreglers eine Schwergängigkeit bzw. Verstopfung des Druckreglers.
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Vorzugsweise kann die Überwachung des Druckreglers online und/oder offline durchgeführt werden. Als Online-Überwachung des Druckreglers wird hier vorteilhaft die Überwachung des Druckreglers im Betrieb des Druckreglers, d. h. bspw. bei einem Brennstoffzellensystem verstanden. Die Offline-Überwachung des Druckreglers erfolgt bspw. bei abgeschaltetem System, nämlich bspw. dann, wenn die Steuerung des Brennstoffzellensystems, d. h. das Brennstoffzellenmanagementsystem bei einer Abstellphase eines Kraftfahrzeugs abgeschaltet ist. Zudem kann vorteilhaft mittels der Überwachung des Druckreglers online und/oder offline eine Diagnose zur Erkennung von Sensordrift durchgeführt werden. Dabei kann vorteilhaft über eine Vermessung der Sensoren anhand der den Druckregler kennzeichnenden Kennlinie bspw. in einer Werkstatt ein Fehler, der auf einen Sensordrift zurückzuführen sein kann, dem Eingangsdrucksensor, dem Ausgangsdrucksensor oder dem Drucksensor genau zugeordnet werden. Diese Diagnose eignet sich besonders vorteilhaft zur Erkennung eines Drucksensor-Drifts, insbesondere dann, wenn keine anderen Diagnosen zur Erkennung eines Drucksensor-Drifts, beispielsweise anhand eines redundanten Drucksensors, vorgesehen sind.
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Um die physikalischen Größen, nämlich hier den Eingangsdruck vom Hochdruckbereich in den Druckregler, den Ausgangsdruck aus dem Druckregler in den Mitteldruckbereich und/oder den Durchfluss, vorteilhaft im Mitteldruckbereich, im Betrieb des Druckreglers oder des Brennstoffzellensystems sensieren zu können, wird der Eingangsdruck vorzugsweise über wenigstens einen Eingangsdrucksensor, der Ausgangsdruck vorteilhaft über wenigstens einen Ausgangsdrucksensor und/oder der Durchfluss vorteilhaft mittels wenigstens eines Durchflusssensors sensiert. Die sensierten physikalischen Größen werden vorzugsweise an die Kontrollvorrichtung elektrisch und/oder elektronisch geleitet. In der Kontrollvorrichtung werden die im Betrieb des Druckreglers sensierten Werte vorteilhaft mit den in der Kontrollvorrichtung als Parameter in dem Kontrollalgorithmus hinterlegten Werte, die die kennzeichnenden Kennlinie des Druckreglers bilden, vorteilhaft permanent abgeglichen, um bspw. eine eventuelle Abweichung von der den Druckregler kennzeichnenden Kennlinie zu ermitteln, die auf einen Defekt hinweisen kann.
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Wird beim Abgleichen der sensierten physikalischen Größen mit den für den Druckregler bekannten physikalischen Größen, die in dem Kontrollalgorithmus parametriert und als kennzeichnende Kennlinie hinterlegt sind, eine Abweichung von der Kennlinie bestimmt, kann vorteilhaft über die Abweichung von der Kennlinie dem Druckregler ein Funktionszustand zugeordnet werden.
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Wie bereits oben beschrieben, kann der Funktionszustand des Druckreglers vorteilhaft auch indirekt über die für die sensierten physikalischen Größen zu erwartende Leistung eines mit dem Druckregler verbundenen Systems, insbesondere eines mit dem Druckregler verbundenen Energiesystems, bestimmt werden. Ist dabei bspw. bei bekanntem Wasserstoff-Fluss die Stackleistung bzw. der Stackwirkungsgrad geringer als die zu erwartende Stackleistung bzw. der zur erwartende Stackwirkungsgrad kann über die Sensierung des Eingangsdrucks und über die Sensierung des Ausgangsdrucks eine Abweichung von der Kennlinie, d. h. dem Druckregler, ein Funktionszustand zugeordnet werden.
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Vorteilhaft eignet sich das erfindungsgemäße Überwachungs- oder Diagnoseverfahren um Funktionszustände bzw. Fehlerfälle eines Druckreglers zu erkennen, die mit den im Stand der Technik bekannten Verfahren nicht überwacht bzw. diagnostiziert werden können. Dabei eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft dazu, um Druckregler-Undichtheiten früher zu erkennen, und zwar bereits vor einer Freisetzung des Prozessgases bzw. des Prozessfluids. Zudem eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch dazu, um die Alterung des Druckentlastungsventils zu verlangsamen, vor dem Hintergrund, dass die Alterung durch häufige Auslösung beschleunigt wird, was zu einer Undichtheit des Druckentlastungsventils führen kann. Zudem wird mit dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft eine Auslösung des Druckentlastungsventils bei einer Leckage des Druckreglers auf der Druckregler-Ausgangsdruckseite im Betrieb oder außer Betrieb, bspw. des Brennstoffzellensystems, von der Kontrollvorrichtung als Abweichung von der Kennlinie erkannt, worauf eine Systemreaktion erfolgen oder ein Fehlerspeichereintrag abgelegt werden kann. Insofern kann vorteilhaft mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch das aus Sicherheitsgründen als passives Bauteil ausgestaltete Druckentlastungsventil über die Abweichung der kennzeichnenden Kennlinie des Druckreglers vom Kontrollgerät diagnostiziert werden.
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Die vorliegende Erfindung schlägt weiterhin eine Vorrichtung zur Überwachung eines Druckreglers anhand einer den Druckregler kennzeichnenden Kennlinie vor, wobei die Vorrichtung eine Kontrollvorrichtung aufweist, in der das erfindungsgemäße Verfahren gespeichert und vorteilhaft auch ausführbar ist. Bei der Kontrollvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung des Druckreglers handelt es sich vorzugsweise um eine Steuervorrichtung für den Druckregler, und insbesondere um eine Steuervorrichtung in einem Brennstoffzellensystem. In der Steuervorrichtung ist dabei vorteilhaft die kennzeichnende Kennlinie des Druckreglers als Funktion der physikalischen Größen des Druckreglers in einem Kontrollalgorithmus als Parameter auf einem Speichermedium hinterlegt. Bei dem Speichermedium oder Speicher handelt es sich vorzugsweise um einen nicht flüchtigen Speicher, insbesondere einem Halbleiterspeicherelement. Vorteilhaft empfängt die Kontrollvorrichtung elektrisch und/oder elektronisch die von dem Eingangsdrucksensor, dem Ausgangsdrucksensor und dem Durchflusssensor sensierten Werte für den Eingangsdruck, den Ausgangsdruck und den Durchfluss. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft als Diagnosevorrichtung oder Überwachungsvorrichtung für einen Druckregler verstanden werden.
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Um Wiederholungen bzgl. weiterer Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vermeiden, wird auf die Beschreibung der vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen und es wird vollumfänglich auf diese zurückgegriffen.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnehmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches in der Figur schematisch dargestellt ist. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich, als auch in verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figur nur beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigt:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 dient zur Überwachung eines Druckreglers 2. Der Druckregler 2 ist über eine Druckregler-Eingangsdruckseite 3 mit einem Hochdrucksystem 4 bspw. eines Brennstoffzellensystems fluidtechnisch verbunden. Über eine Druckregler-Ausgangsdruckseite 5 ist der Druckregler 2 fluidtechnisch mit einem Mitteldrucksystem 6 verbunden, dass bspw. fluidtechnisch mit einem Stack 7 des Brennstoffzellensystems verbunden ist. Der Druckregler 2 dient dazu, um das mit einem ungefähren Druck von 350 oder 700 bar aus dem Hochdrucksystem 4 geleitete Prozessgas bzw. Prozessfluid auf das Druckniveau für den Stack-Eingangsdruck zu reduzieren, wobei dieses im Mitteldrucksystem 6 bei ca. 9 bis 13 bar liegt. Mit dem Mitteldrucksystem 6 ist ein Brennstoffzellenstack 7 des Brennstoffzellensystems verbunden. Im Hochdrucksystem 4 vor der Druckregler-Eingangsdruckseite 3 ist ein Eingangsdrucksensor 8 angeordnet, der den Eingangsdruck auf der Eingangsdruckseite 3 des Druckreglers 2 misst. Auf der Druckregler-Ausgangsdruckseite 5 im Mitteldrucksystem 6 ist ebenfalls ein Drucksensor, nämlich ein Ausgangsdrucksensor 9 angeordnet, der den Druck des Prozessgases bzw. des Prozessfluids misst, der durch den Druckregler 2 von dem Druckniveau des Hochdrucksystems 4 auf das Druckniveau des Mitteldrucksystems 6 herunter reguliert ist. Zudem ist vorteilhaft im Mitteldrucksystem 6 an der Druckregler-Ausgangsdruckseite 5 ein Durchflussmesser 10 angeordnet, der den Durchfluss des Prozessgases bzw. des Prozessfluids durch den Druckregler 2 misst.
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Sowohl der Eingangsdrucksensor 8 als auch der Ausgangsdrucksensor 9, wie auch der Durchflussmesser 10 sind elektrisch und/oder elektronisch mit einer Kontrollvorrichtung 20 verbunden. Die Kontrollvorrichtung 20 umfasst einen Speicher 25 auf dem die kennzeichnende Kennlinie 50 des Druckreglers in Form einer Funktion der physikalischen Größen des Druckreglers, nämlich dem Ausgangsdruck, dem Eingangsdruck und dem Durchfluss in einem Kontrollalgorithmus als Parameter hinterlegt sind. Zudem ist auf dem Speicher 25 vorteilhaft das erfindungsgemäße Verfahren 1 gespeichert, um das Verfahren 1 mit der Kontrollvorrichtung 20 ausführen zu können. Die an die Kontrollvorrichtung 20 von den Sensoren 8, 5 und dem Durchflussmesser 10 übermittelten Werte für den Ausgangsdruck, den Eingangsdruck und den Durchfluss werden von der Kontrollvorrichtung 20 erfindungsgemäß auf eine Abweichung der auf dem Speicher 25 für den Druckregler 2 kennzeichnenden Kennlinie 50 geprüft.
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Wie in der Detailansicht A der kennzeichnenden Kennlinie 50 zu erkennen ist, ist der zu erwartende Druckregler-Ausgangsdruck P2 (PSIG) auf der Druckregler-Ausgangsdruckseite 5 nicht immer gleich, da er eine Funktion des Eingangsdrucks (psi) und des Durchflusses (FLOW SCFM) ist. Daher sind für verschiedene Eingangsdrücke zwischen ca. 200 psi bis ca. 7.000 psi unterschiedliche kennzeichnende Kennlinien 50 für den Druckregler 2 über die physikalischen Größen des Druckreglers 2 dem Kontrollalgorithmus parametriert. Kommt es dabei zu einer Abweichung von der für den Druckregler 2 in dem Speicher 25 der Kontrollvorrichtung 20 gespeicherten kennzeichnenden Kennlinie 50 (z. B. bei einem bestimmten Eingangsdruck), kann ein Defekt des Druckreglers 2 oder ein Defekt eines im Mitteldrucksystem 6 angeordneten, dem Druckregler 2 nachgeschalteten Druckentlastungsventil 30 von der Kontrollvorrichtung 20 diagnostiziert werden. Entsprechend kann mit der Vorrichtung 100 ein abweichendes Druckregler-Verhalten mittels der in der Kontrollvorrichtung 20 vorteilhaft auf einem Speicher 25 hinterlegten kennzeichnenden Kennlinie 50 für den Druckregler 2 erkannt werden, bevor es zu negativen Systemauswirkungen kommt, beispielhaft zu negativen Systemauswirkungen eines Brennstoffzellensystems. Als negative Systemauswirkung kann beispielhaft ein Auslösen des Druckbegrenzungs- bzw. -entlastungsventils 30 im Fall einer Leckage des Druckreglers 2 verhindert werden oder ein Systemabstellen im Fall einer diagnostizierten Schwergängigkeit des Druckreglers 2 kann umgangen werden. Darüber hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, die auch in anderen Funktionen verwendeten Eingangsdruck- 8 und Ausgangsdrucksensoren 9 anhand der in der Kontrollvorrichtung 20 in dem Speicher 25 abgespeicherten kennzeichnenden Kennlinie des Druckreglers 2 der Eingangsdrucksensor 8 und der Ausgangsdrucksensor 9 auf Drift plausibilisiert werden. Dabei können vorteilhaft redundante Drucksensoren eingespart werden.
