DE102016116214A1 - Method for operating and ensuring a frost start capability of a fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben und Sicherstellen einer Froststartfähigkeit eines Brennstoffzellenaggregats eines Brennstoffzellenfahrzeugs, wobei das Brennstoffzellenaggregat in einem Zeitraum unter vergleichsweise trockenen Betriebsbedingungen und in einem Zeitraum unter vergleichsweise feuchten Betriebsbedingungen betreibbar ist, wobei das Brennstoffzellenaggregat bei Feucht-Betriebsbedingungen einen effizienteren Betrieb ermöglicht, als bei Trocken-Betriebsbedingungen, wobei, wenn von einer vergleichsweise langen Fahrt des Brennstoffzellenfahrzeugs auszugehen ist, das Brennstoffzellenaggregat in einem Zeitraum während der Fahrt unter Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird, und das Brennstoffzellenaggregat für das Sicherstellen seiner Froststartfähigkeit in einem Zeitraum während und/oder zeitlich nach der Fahrt unter Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird.
Für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats kann das Brennstoffzellenaggregat: zeitlich vor oder zeitlich direkt vor einem Beendigen der Fahrt; zeitlich nach dem Beendigen der Fahrt und zeitlich vor einem auf die Fahrt folgenden Kaltstart; und/oder zeitlich vor oder zeitlich direkt vor dem folgenden Kaltstart des Brennstoffzellenaggregats in einem Zeitraum unter Trocken-Betriebsbedingungen betrieben werden. The invention relates to a method for operating and ensuring a frost-start capability of a fuel cell assembly of a fuel cell vehicle, wherein the fuel cell assembly is operable in a period of time under relatively dry operating conditions and in a period of relatively humid operating conditions, wherein the fuel cell assembly enables more efficient operation under wet operating conditions in dry operating conditions wherein, assuming a comparatively long trip of the fuel cell vehicle, the fuel cell assembly is operated under wet operating conditions during a travel while underway, and the fuel cell assembly for ensuring its frost start capability during a period of time during and / or after the drive is operated under dry operating conditions.
For ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly, the fuel cell assembly may: timed before or in time just prior to quitting the ride; in time after the end of the journey and in time before a cold start following the journey; and / or operated in time prior to or immediately before the subsequent cold start of the fuel cell assembly in a period of time under dry operating conditions.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben und Sicherstellen einer Froststartfähigkeit eines Brennstoffzellenaggregats eines Brennstoffzellenfahrzeugs, wobei das Brennstoffzellenaggregat in einem Zeitraum unter vergleichsweise trockenen Betriebsbedingungen und in einem Zeitraum unter vergleichsweise feuchten Betriebsbedingungen betreibbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinheit, insbesondere ein Motorsteuergerät, und/oder ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei durch die Steuereinheit und/oder das Brennstoffzellenfahrzeug ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren durchführbar ist oder durchgeführt wird. The invention relates to a method for operating and ensuring a frost-start capability of a fuel cell assembly of a fuel cell vehicle, wherein the fuel cell assembly is operable in a period of time under comparatively dry operating conditions and in a period under relatively humid operating conditions. Furthermore, the invention relates to a control unit, in particular an engine control unit, and / or a fuel cell vehicle, wherein an operating method according to the invention can be carried out or carried out by the control unit and / or the fuel cell vehicle.

Eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellenaggregats eines Brennstoffzellensystems nutzt eine elektrochemische Umsetzung eines wasserstoffhaltigen (H, H2) Brennstoffs mit Sauerstoff (O, O2) zu Wasser zur Erzeugung elektrischer Energie. Hierfür enthält die Brennstoffzelle als eine Kernkomponente wenigstens eine sogenannte Membran-Elektroden-Einheit (englisch MEA, Membrane Electrode Assembly), welche ein Gefüge aus einer ionenleitenden beziehungsweise protonenleitenden Membran und beidseitig an der Membran angeordneten Elektroden, einer Anodenelektrode und einer Kathodenelektrode, ist. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Einheit an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. A fuel cell of a fuel cell assembly of a fuel cell system uses an electrochemical reaction of a hydrogen-containing (H, H 2 ) fuel with oxygen (O, O 2 ) to form water for generating electrical energy. For this purpose, the fuel cell contains as a core component at least one so-called membrane electrode assembly (MEA, Membrane Electrode Assembly), which is a structure of an ion-conducting or proton-conducting membrane and electrodes arranged on both sides of the membrane, an anode electrode and a cathode electrode. In addition, gas diffusion layers (GDL) can be arranged on both sides of the membrane-electrode assembly on the sides of the electrodes facing away from the membrane.

In der Regel ist die Brennstoffzelle mittels einer Vielzahl von in einem Stapel (englisch Stack) angeordneter Membran-Elektroden-Einheiten ausgebildet, wobei sich deren elektrische Leistungen in einem Betrieb der Brennstoffzelle addieren. Zwischen den einzelnen Membran-Elektroden-Einheiten sind meist Bipolarplatten, auch Flussfeldplatten oder Separatorplatten genannt, angeordnet, welche eine Versorgung der Membran-Elektroden-Einheiten, also einer Versorgung der Einzelzellen der Brennstoffzelle, mit den Betriebsmedien, den sogenannten Reaktanten, sicherstellen und üblicherweise auch einer Kühlung der Brennstoffzelle dienen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für eine jeweilige elektrisch leitende Verbindung zu den jeweilig benachbarten Membran-Elektroden-Einheiten. In general, the fuel cell is formed by means of a plurality of arranged in a stack (English stack) membrane electrode assemblies, wherein add their electrical power in an operation of the fuel cell. Bipolar plates, also called flux field plates or separator plates, are usually arranged between the individual membrane electrode units, which supply and usually also supply the membrane electrode units, ie a supply of the individual cells of the fuel cell, with the operating media, the so-called reactants serve a cooling of the fuel cell. In addition, the bipolar plates provide for a respective electrically conductive connection to the respective adjacent membrane-electrode units.

In einem Betrieb der Einzelzellen der Brennstoffzelle (Einzelzelle: Membran-Elektroden-Einheit sowie ein zugehöriger Anodenraum begrenzt von einer Bipolarplatte und ein zugehöriger Kathodenraum begrenzt von einer zweiten Bipolarplatte) wird der Brennstoff, ein sogenanntes Anoden-Betriebsmedium, über ein anodenseitig offenes Flussfeld der Bipolarplatten den Anodenelektroden zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H2 zu 2H+ unter einer Abgabe von Elektronen (2e–) stattfindet (H2 => 2H+ + 2e–). Durch die Membranen beziehungsweise Elektrolyten der Membran-Elektroden-Einheiten hindurch, welche die betreffenden Reaktionsräume (Anodenraum-Kathodenraum-Paare der Einzelzellen) gasdicht voneinander trennen und elektrisch isolieren, erfolgt ein wassergebundener oder wasserfreier Transport der gebildeten Protonen (H+) von den Anodenelektroden ((zusammengesetzte) Anode der Brennstoffzelle) in den Anodenräumen der Einzelzellen zu den Kathodenelektroden ((zusammengesetzte) Kathode der Brennstoffzelle) in den Kathodenräumen der Einzelzellen. In an operation of the individual cells of the fuel cell (single cell: membrane electrode assembly and an associated anode space bounded by a bipolar plate and an associated cathode space bounded by a second bipolar plate), the fuel, a so-called anode operating medium, via an anode side open flow field of the bipolar plates supplied to the anode electrodes, where an electrochemical oxidation of H 2 to 2H + occurs with a release of electrons (2e - ) (H 2 => 2H + + 2e - ). Through the membranes or electrolytes of the membrane-electrode units, which gas-tightly separate and electrically isolate the respective reaction spaces (anode space-cathode space pairs of the individual cells), a water-bound or anhydrous transport of the protons (H + ) formed by the anode electrodes ( (composite) anode of the fuel cell) in the anode spaces of the single cells to the cathode electrodes ((composite) cathode of the fuel cell) in the cathode spaces of the single cells.

Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über elektrische Leitungen und einen elektrischen Verbraucher (Elektrotraktionsmotor, Verdichter, Klimaanlage et cetera) der Kathode zugeleitet. Den Kathodenelektroden der Kathode wird über ein kathodenseitig offenes Flussfeld der Bipolarplatten ein sauerstoffhaltiges Kathoden-Betriebsmedium zugeführt, wobei eine elektrochemische Reduktion von O2 zu 2O2– unter einer Aufnahme von Elektronen stattfindet (½O2 + 2e– => O2–). Gleichzeitig reagieren die an den Kathodenelektroden gebildeten Sauerstoffanionen (O2–) mit den durch die Membranen beziehungsweise Elektrolyten hindurch transportierten Protonen unter einer Bildung von Wasser (O2– + 2H+ => H2O). The electrons provided at the anode are fed via electrical lines and an electrical load (electric traction motor, compressor, air conditioning et cetera) of the cathode. An oxygen-containing cathode operating medium is supplied to the cathode electrodes of the cathode via a cathode field open flow field of the bipolar plates, wherein an electrochemical reduction of O 2 to 2O 2- takes place under a recording of electrons (½O 2 + 2e - => O 2- ). At the same time, the oxygen anions (O 2- ) formed on the cathode electrodes react with the protons transported through the membranes or electrolytes to form water (O 2- + 2H + => H 2 O).

Ein Brennstoffzellenfahrzeug beschreibt ein Fahrzeug, welches zu einem großen Teil durch eine elektrische Energie einer Brennstoffzelle beziehungsweise eines Brennstoffzellenstapels eines Brennstoffzellenaggregats des Fahrzeugs betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird. Optional kann ein Energiespeicher, insbesondere eine wiederaufladbare Batterie, das Brennstoffzellenaggregat unterstützen, um einen Elektro(-traktions-)motor des Fahrzeugs, welcher ein Drehmoment für einen Antrieb des Fahrzeugs generiert, und gegebenenfalls einen elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen. Mit zunehmender Serientauglichkeit der Brennstoffzellenfahrzeuge rücken allgemeine Fragen eines Komforts in einen Vordergrund. A fuel cell vehicle describes a vehicle, which is operated or operated to a large extent by an electrical energy of a fuel cell or a fuel cell stack of a fuel cell assembly of the vehicle. Optionally, an energy store, in particular a rechargeable battery, may assist the fuel cell assembly to provide an electrical (traction) motor of the vehicle which generates torque for propulsion of the vehicle and, optionally, an electrical consumer with electrical energy. With increasing mass production capability of the fuel cell vehicles, general issues of comfort are coming to the fore.

Im Brennstoffzellenaggregat wird ein Luftmassenstrom, welcher der Brennstoffzelle zugeführt wird, für die Reaktion durch einen Befeuchter befeuchtet. Ein Grund für die Befeuchtung des Luftmassenstroms ist unter anderem, dass ein Wirkungsgrad der Brennstoffzelle mit einer Feuchte einer Membran des Befeuchters, welche wiederum durch eine Eintrittsfeuchte des Luftmassenstroms beeinflusst wird, ansteigt. Ein feuchter Betrieb des Brennstoffzellenaggregats, bei welchem ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann, ist jedoch nicht immer möglich, da das Brennstoffzellenaggregat bei feuchten beziehungsweise nassen Betriebsbedingungen nicht mehr froststartfähig ist. Hierzu muss der Brennstoffzellenstapel vergleichsweise trocken sein. In the fuel cell assembly, an air mass flow supplied to the fuel cell is humidified for reaction by a humidifier. One reason for the humidification of the air mass flow is, inter alia, that an efficiency of the fuel cell with a humidity of a membrane of the humidifier, which in turn is influenced by an inlet moisture of the air mass flow, increases. However, a wet operation of the fuel cell assembly, in which a high efficiency can be achieved, is not always possible because the fuel cell assembly is no longer frost startable in humid or wet operating conditions. For this purpose, the fuel cell stack must be relatively dry.

Da die Feuchte aus dem Brennstoffzellenstapel nur vergleichsweise langsam herausförderbar ist, ist ein feuchter Betrieb mit anschließender Trocknung des Brennstoffzellenstapels ohne eine weitere Information nicht möglich, ohne dafür zu viel elektrische Energie umzusetzen. Darüber hinaus tritt bei feuchten Betriebsbedingungen flüssiges Wasser an einem Kathodenaustritt auf, welches zu einer Erhöhung eines Kühlungsbedarfes führt (Kondensationsenthalpie). Daher wählt man bei Frostgefahr während einer Fahrt trockene Betriebsbedingungen für eine gesamte Betriebsdauer des Brennstoffzellenaggregats, mit dem Nachteil eines geringeren Wirkungsgrads des Brennstoffzellenaggregats Since the moisture from the fuel cell stack can be conveyed out only comparatively slowly, moist operation with subsequent drying of the fuel cell stack is not possible without further information, without converting too much electrical energy for this purpose. In addition, in wet operating conditions liquid water occurs at a cathode outlet, which leads to an increase in a cooling requirement (condensation enthalpy). Therefore, if there is a risk of frost during driving, dry operating conditions are selected for a total operating time of the fuel cell assembly, with the disadvantage of a lower efficiency of the fuel cell assembly

Die DE 10 2007 044 760 A1 offenbart ein Verfahren zum automatischen Auswählen eines Betriebsmodus für ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei zumindest ein erster Betriebsmodus und ein zweiter Betriebsmodus eingerichtet sind, wobei der erste und zweite Betriebsmodus unter einem Berücksichtigen eines aktuellen Kalenderdatums und/oder unter einem Berücksichtigen einer aus einem Datennetzwerk bezogenen Wettervorhersage und/oder unter einem Berücksichtigen eines aktuellen Umgebungsluftdrucks festgelegt wird. Ein erster Betriebsmodus ist hierbei ein Sommermodus und ein zweiter Betriebsmodus ist ein Wintermodus. The DE 10 2007 044 760 A1 discloses a method of automatically selecting an operating mode for a fuel cell vehicle, wherein at least one first operating mode and a second operating mode are established, the first and second operating modes taking into account a current calendar date and / or taking into account a weather forecast obtained from a data network; or set under consideration of a current ambient air pressure. A first operating mode is a summer mode and a second operating mode is a winter mode.

Die DE 11 2007 002 603 T5 lehrt ein Brennstoffzellensystem mit einer Brennstoffzelle und einer Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der Brennstoffzelle. Die Steuerungseinrichtung steuert ein Durchführen eines normalen Betriebs und eines trockenen Betriebs der Brennstoffzelle, wobei im trockenen Betrieb ein Wasserinhalt der Brennstoffzelle im Vergleich zum normalen Betrieb verringert ist. Die Steuerungseinrichtung führt dabei den trockenen Betrieb vor einer vorausgesagten Anweisung eines Systemstopps aus, sodass ein Wasserinhalt der Brennstoffzelle zu einer Zeit des Systemstopps im Vergleich zum normalen Betrieb verkleinert ist. The DE 11 2007 002 603 T5 teaches a fuel cell system having a fuel cell and a controller for driving the fuel cell. The controller controls performing a normal operation and a dry operation of the fuel cell, wherein in dry operation, a water content of the fuel cell is reduced compared to the normal operation. The controller executes the dry operation before a predicted instruction of a system stop, so that a water content of the fuel cell is reduced at a time of system stop compared to the normal operation.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben und Sicherstellen einer Froststartfähigkeit eines Brennstoffzellenaggregats eines Brennstoffzellenfahrzeugs anzugeben, welche einen Betrieb des Brennstoffzellenaggregats unter Frostgefahr auch bei feuchten beziehungsweise nassen Betriebsbedingungen zum Steigern einer Effizienz des Brennstoffzellenaggregats ermöglicht. Des Weiteren soll eine entsprechende Steuereinheit, insbesondere ein entsprechendes Motorsteuergerät, und/oder ein entsprechendes Brennstoffzellenfahrzeug angegeben werden. It is an object of the invention to provide a method for operating and ensuring a frost-start capability of a fuel cell assembly of a fuel cell vehicle, which enables operation of the fuel cell assembly under the risk of frost even in wet operating conditions for increasing fuel cell unit efficiency. Furthermore, a corresponding control unit, in particular a corresponding engine control unit, and / or a corresponding fuel cell vehicle should be specified.

Die Aufgabe der Erfindung ist durch ein Verfahren zum Betreiben und Sicherstellen einer Froststartfähigkeit eines Brennstoffzellenaggregats eines Brennstoffzellenfahrzeugs, wobei das Brennstoffzellenaggregat in einem Zeitraum unter vergleichsweise trockenen beziehungsweise nassen Betriebsbedingungen und in einem Zeitraum unter vergleichsweise feuchten Betriebsbedingungen betreibbar ist; und mittels einer Steuereinheit, insbesondere eines Motorsteuergeräts, und/oder eines Brennstoffzellenfahrzeugs; gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung. The object of the invention is a method for operating and ensuring a frost-start capability of a fuel cell assembly of a fuel cell vehicle, wherein the fuel cell assembly is operable in a period of time under comparatively dry or wet operating conditions and in a period under relatively humid operating conditions; and by means of a control unit, in particular an engine control unit, and / or a fuel cell vehicle; solved according to the independent claims. Advantageous developments, additional features and / or advantages of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht das Brennstoffzellenaggregat bei Feucht-/Nass-Betriebsbedingungen (nachfolgend ist nur noch die Rede von Feucht-Betriebsbedingungen, dieser Begriff soll jedoch den Begriff Nass-Betriebsbedingungen mitumfassen) einen effizienteren Betrieb als bei Trocken-Betriebsbedingungen, wobei, wenn von einer vergleichsweise langen Fahrt des Brennstoffzellenfahrzeugs auszugehen ist, das Brennstoffzellenaggregat in einem Zeitraum während der Fahrt unter Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird, und das Brennstoffzellenaggregat für das Sicherstellen seiner Froststartfähigkeit in einem Zeitraum während und/oder zeitlich nach der Fahrt unter Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird. Dies wird, bevorzugt falls möglich, für eine jede Fahrt individuell bestimmt. In the method according to the invention, the fuel cell assembly allows more efficient operation under wet / wet operating conditions (hereinafter only wet conditions, but this term is intended to encompass the term wet operating conditions) than when in dry operating conditions a comparatively long trip of the fuel cell vehicle is to be operated, the fuel cell assembly is operated in a period during the journey under wet operating conditions, and the fuel cell unit is operated for ensuring its frost start capability in a period during and / or after the trip under dry operating conditions. This is preferably determined, if possible, for each trip individually.

Unter der vergleichsweise langen Fahrt soll eine zeitlich vergleichsweise lange Fahrzeit und/oder räumlich vergleichsweise lange Fahrstrecke (Route) verstanden sein. Das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats soll natürlich einen auf die Fahrt zeitlich folgenden Kaltstart des Brennstoffzellenaggregats betreffen, wobei dieser Kaltstart mittelfristig (mehrere Stunden bis mehrere Tage) oder langfristig (viele Tage bis durchaus mehr als mehrere Wochen) nach einem Abstellen des Brennstoffzellenaggregats erfolgen kann. – Gemäß der Erfindung ergibt sich eine Erhöhung einer Effizienz (Wirkungsgrad) des Brennstoffzellenaggregats. The comparatively long journey should be understood to mean a travel time which is comparatively long in terms of time and / or a relatively long travel distance (route) in space. Ensuring the frost-start capability of the fuel cell unit should, of course, relate to a cold start of the fuel cell unit following the journey, whereby this cold start can take place in the medium term (several hours to several days) or long term (many days to well over several weeks) after the fuel cell unit has been switched off. - According to the invention results in an increase in efficiency (efficiency) of the fuel cell assembly.

In einer Ausführungsform wird für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats, das Brennstoffzellenaggregat: zeitlich vor oder zeitlich direkt vor einem Beendigen der Fahrt; zeitlich nach dem Beendigen der Fahrt und zeitlich vor einem auf die Fahrt folgenden Kaltstart; und/oder zeitlich vor oder zeitlich direkt vor dem folgenden Kaltstart des Brennstoffzellenaggregats in einem Zeitraum unter Trocken-Betriebsbedingungen betrieben. In one embodiment, for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly, the fuel cell assembly: timed before or in time just prior to quitting the ride; in time after the end of the journey and in time before a cold start following the journey; and / or operated in time prior to or immediately before the subsequent cold start of the fuel cell assembly in a period of time under dry operating conditions.

In einer Ausführungsform wird für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats eine Frostinformation herangezogen, durch welche sich eine Aussage darüber treffen lässt, ob zeitlich bei und/oder nach dem Abstellen des Brennstoffzellenaggregats eine Temperatur zu erwarten ist, bei welcher das Brennstoffzellenaggregat wenigstens teilweise einfrieren kann. Eine solche Information ist zum Beispiel eine Temperatur, insbesondere eine Außentemperatur, eines Raumzeitbereichs, in welchem sich das Brennstoffzellenaggregat beziehungsweise das Brennstoffzellenfahrzeug nach seiner Fahrt befindet, während das Brennstoffzellenaggregat abgestellt ist. In one embodiment, frost information is used to ensure the frost-start capability of the fuel cell assembly, by which a statement can be made as to whether time at and / or after stopping the fuel cell Fuel cell unit is expected to have a temperature at which the fuel cell aggregate can at least partially freeze. Such information is, for example, a temperature, in particular an outside temperature, of a space-time range in which the fuel cell assembly or the fuel cell vehicle is located after it has been driven, while the fuel cell assembly is switched off.

In einer Ausführungsform wird für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats auf die Temperatur, insbesondere eine Außentemperatur, als eine Frostinformation: aus einer aktuellen Jahreszeit, einem aktuellen Klima, einem aktuellen Wetter, einem aktuellen Datum, einer aktuellen Uhrzeit, einem aktuellen Ort, einer aktuellen Temperatur, einer prädizierten Temperatur, einem prädizierten Ort, einer prädizierten Uhrzeit, einem prädizierten Datum, einem prädizierten Wetter, einem prädizierten Klima und/oder einer kommenden Jahreszeit des Brennstoffzellenfahrzeugs geschlossen. In one embodiment, for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly to the temperature, in particular an outside temperature, frost information: from a current season, a current climate, a current weather, a current date, a current time, a current location, a current Temperature, a predicted temperature, a predicted location, a predicted time, a predicated date, a predicted weather, a predicted climate and / or an upcoming season of the fuel cell vehicle closed.

Die Temperatur kann zum Beispiel: eine vom Brennstoffzellenfahrzeug gemessene, ermittelte und/oder berechnete Temperatur sein; eine vom Brennstoffzellenfahrzeug, zum Beispiel von einer kurzfristigen, mittelfristigen oder langfristigen Wetter- oder Klimavorhersage erhaltene Temperatur sein; und/oder eine von kurzfristigen, mittelfristigen oder langfristigen Wetterdaten et cetera ermittelte Temperatur sein; et cetera. Die Temperatur repräsentiert dabei insbesondere eine Außentemperatur, wobei die Temperatur gegebenenfalls prädiziert ist. The temperature may be, for example: a temperature measured, determined and / or calculated by the fuel cell vehicle; be a temperature obtained from the fuel cell vehicle, for example from a short-term, medium-term or long-term weather or climate forecast; and / or a temperature determined from short-term, medium-term or long-term weather data et cetera; et cetera. In this case, the temperature represents in particular an outside temperature, wherein the temperature is possibly predicted.

In einer Ausführungsform ist die Frostinformation und/oder Temperatur für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats ein Maß für denjenigen Zeitpunkt/diejenige Zeitdauer: ab welchem/mit welcher das Brennstoffzellenaggregat während der Fahrt bei Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird; ab welchem/ab welcher das Brennstoffzellenaggregat während der Fahrt nicht mehr bei Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird; ab welchem/mit welcher das Brennstoffzellenaggregat während der Fahrt bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird; ab welchem/ab welcher das Brennstoffzellenaggregat während der Fahrt nicht mehr bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird; in welcher/mit welcher das Brennstoffzellenaggregat zeitlich nach der Fahrt bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird; und/oder in welchem/ab welcher das Brennstoffzellenaggregat selbständig startet und bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird oder ohne Stapelbetrieb getrocknet wird. – Die Temperatur, auch bei höheren Temperaturen, ist im Allgemeinen eine Einflussgröße. So ist es wegen einer Kühlung bevorzugt, Trocken-Betriebsbedingungen zu wählen, wenn die Außentemperatur vergleichsweise hoch ist. In one embodiment, the frost information and / or temperature for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly is a measure of the time / time: from which fuel cell assembly is operated while operating at wet operating conditions; from which / on which the fuel cell unit is no longer operated at wet operating conditions while driving; from which fuel cell unit is operated while driving in dry operating conditions; from which / on which the fuel cell unit is no longer operated in dry operating conditions while driving; in which the fuel cell unit is operated after the trip in dry operating conditions; and / or in which / from which the fuel cell assembly starts autonomously and is operated under dry operating conditions or is dried without batch operation. - The temperature, even at higher temperatures, is generally an influencing factor. Thus, because of cooling, it is preferable to select dry operating conditions when the outside temperature is comparatively high.

In einer Ausführungsform erfolgt ein Ermitteln der vergleichsweise langen Fahrt (Fahrzeit und/oder Fahrstrecke (Route)) des Brennstoffzellenfahrzeugs: durch eine Eingabe (Fahrziel, Fahrstrecke, abgeschätzte Dauer et cetera) in ein dafür eingerichtetes Gerät oder eine dafür eingerichtete Einrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs; durch eine Eingabe in ein Navigationsgerät (Brennstoffzellenfahrzeug, Smartphone, externes Navigationsgerät et cetera); und/oder aufgrund durch das Brennstoffzellenfahrzeug gelernter Parameter. In one embodiment, the comparatively long journey (travel time and / or travel distance (route)) of the fuel cell vehicle is determined by an input (destination, route, estimated duration et cetera) into a device or a device of the fuel cell vehicle set up for this purpose; by an input to a navigation device (fuel cell vehicle, smartphone, external navigation device et cetera); and / or due to parameters learned by the fuel cell vehicle.

In einer Ausführungsform wird das Brennstoffzellenaggregat zeitlich vor einem Erreichen seines Fahrziels zum Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben; oder das Brennstoffzellenaggregat wird zeitlich hauptsächlich oder im Wesentlichen bis zum Erreichen seines Fahrziels bei Feucht-Betriebsbedingungen betrieben, falls es eine Temperatur und/oder die Frostinformation ermöglicht. In one embodiment, the fuel cell assembly is operated in time prior to reaching its destination for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly under dry operating conditions; or the fuel cell aggregate is operated primarily or substantially until it reaches its destination at wet operating conditions, if it allows temperature and / or frost information.

Ein Sicherstellen der Froststartfähigkeit erfolgt über die Frostinformation beziehungsweise über die Temperatur, insbesondere die Außentemperatur. Bei Vorliegen einer solchen (positiven) Frostinformation beziehungsweise einer solchen gegebenenfalls prädizierten (gegebenenfalls negativen) Temperatur (als zum Beispiel positive Frostinformation), liegt eine gewisse/hohe Wahrscheinlichkeit für Frost in der Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs vor. Das Brennstoffzellenaggregat braucht für einen erneuten Kaltstart daher einen bis zu einem gewissen Grad getrockneten Brennstoffzellenstapel. Ensuring the Froststartfähigkeit via the frost information or on the temperature, in particular the outside temperature. In the presence of such (positive) frost information or such optionally predicted (possibly negative) temperature (as, for example, positive frost information), there is a certain / high probability of frost in the environment of the fuel cell vehicle. The fuel cell assembly therefore needs a fuel cell stack that has been dried to some extent for a renewed cold start.

In einer Ausführungsform wird bei einem vorzeitigen Ende oder einer Unterbrechung der Fahrt zum Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats: ein Abschalten des Brennstoffzellenaggregats zeitlich verlängert; es erfolgt ein Anschalten des Brennstoffzellenaggregats zeitlich verlängert oder verfrüht; oder das Brennstoffzellenaggregat wird während einer Stilllegungsphase angeschaltet; wobei das Brennstoffzellenaggregat jeweils bei Trocken-Betriebsbedingungen betreibbar ist oder betrieben wird, wobei der Brennstoffzellenstapel nicht zwangsläufig in Betrieb ist. In one embodiment, upon premature termination or interruption of travel to ensure the frost-start capability of the fuel cell assembly: shutdown of the fuel cell assembly is extended in time; there is a turn on the fuel cell assembly time extended or premature; or the fuel cell aggregate is during a Shutdown phase switched on; wherein the fuel cell assembly is operable or operated at dry operating conditions, wherein the fuel cell stack is not necessarily in operation.

In einer Ausführungsform wird bei einem vorzeitigen Ende oder einer Unterbrechung der Fahrt: bei Frost oder einem kurzfristig zu erwartendem Frost, ein Abschalten des Brennstoffzellenaggregats zeitlich verlängert; oder bei keinem zu erwartendem Frost, erfolgt ein Anschalten des Brennstoffzellenaggregats zeitlich verlängert oder verfrüht, oder das Brennstoffzellenaggregat wird während einer Stilllegungsphase angeschaltet; wobei das Brennstoffzellenaggregat bei Trocken-Betriebsbedingungen betreibbar ist oder betrieben wird. In one embodiment, in the event of premature termination or interruption of travel: in the event of frost or frost to be expected at short notice, switching off the fuel cell assembly is prolonged in time; or in the case of no expected frost, the fuel cell unit is switched on in a time-prolonged or premature manner, or the fuel cell unit is switched on during a decommissioning phase; wherein the fuel cell assembly is operable or operated under dry operating conditions.

Eine Zeitdauer zum Betreiben des Brennstoffzellenaggregats bei Trocken-Betriebsbedingungen entspricht hauptsächlich oder im Wesentlichen derjenigen Zeitdauer, bis ein Brennstoffzellenstapel des Brennstoffzellenaggregats hauptsächlich oder im Wesentlichen für einen Froststart getrocknet ist. In Ausführungsformen des Betriebsverfahrens sind durch eine Aufzählung ein Aufzählungspunkt, eine beliebige Mehrzahl von Aufzählungspunkten oder alle Aufzählungspunkte realisierbar. In Ausführungsformen der Erfindung wird das Betriebsverfahren lediglich bei einer bestimmten Wahrscheinlichkeit für Frost durchgeführt. Besteht diese Wahrscheinlichkeit nicht (Sommer et cetera), so kann das Betriebsverfahren obsolet sein. A period of time for operating the fuel cell assembly at dry operating conditions is substantially or substantially the same as a time until a fuel cell stack of the fuel cell assembly is mainly or substantially dried for a frost start. In embodiments of the method of operation, an enumeration point, an arbitrary plurality of enumeration points or all enumeration points can be realized by an enumeration. In embodiments of the invention, the method of operation is performed only at a certain probability for frost. If this probability does not exist (Sommer et cetera), the operating procedure can be obsolete.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnung näher erläutert. Abschnitte, Elemente, Bauteile, Einheiten, Schemata und/oder Komponenten, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung (siehe unten), der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und in den Figuren der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine mögliche, in der Beschreibung (Erfindungsbeschreibung (siehe oben), Figurenbeschreibung) nicht erläuterte, in der Zeichnung nicht dargestellte und/oder nicht abschließende Alternative, eine statische und/oder kinematische Umkehrung, eine Kombination et cetera zu den Ausführungsbeispielen der Erfindung beziehungsweise einer Komponente, einem Schema, einer Einheit, einem Bauteil, einem Element oder einem Abschnitt davon, kann ferner der Bezugszeichenliste entnommen werden. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the attached schematic and not to scale drawing. Sections, elements, components, units, schemes and / or components that have identical, univocal or analogous training and / or function are in the description of the figures (see below), the list of reference numerals, the patent claims and in the figures of the drawing with the same Reference number marked. A possible, in the description (description of the invention (see above), figure description) not explained, not shown in the drawing and / or not final alternative, a static and / or kinematic reversal, a combination et cetera to the embodiments of the invention or a component , a scheme, a unit, a component, an element or a portion thereof, the list of reference numerals can be further removed.

Bei der Erfindung kann ein Merkmal (Einheit, Komponente, Abschnitt, Element, Bauteil, Funktion et cetera) positiv, das heißt vorhanden, oder negativ, das heißt abwesend, ausgestaltet sein, wobei ein negatives Merkmal als Merkmal nicht explizit erläutert ist, wenn nicht Wert darauf gelegt ist, dass es abwesend ist. Ein Merkmal dieser Spezifikation kann nicht nur in einer angegebenen Art und/oder Weise, sondern auch in einer anderen Art und/oder Weise angewendet sein (Isolierung, Zusammenfassung, Ersetzung, Hinzufügung, Alleinstellung, Weglassung et cetera). Insbesondere ist es möglich, anhand eines Bezugszeichens und einem diesen zugeordneten Merkmal, beziehungsweise vice versa, in der Beschreibung, der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung, ein Merkmal in den Patentansprüchen und/oder der Beschreibung zu ersetzen, hinzuzufügen oder wegzulassen. Darüber hinaus kann dadurch ein Merkmal in einem Patentanspruch ausgelegt und/oder näher spezifiziert werden. In the invention, a feature (unit, component, section, element, component, function, etc.) may be positively, that is, present, or negative, that is, absent, with a negative feature not explicitly explained as a feature, if not It is important that it is absent. A feature of this specification may be applied not only in a specified manner and / or manner, but also in a different manner and / or manner (isolation, summary, substitution, addition, isolation, et cetera). In particular, it is possible to replace, add or omit a feature in the claims and / or the description based on a reference numeral and a feature assigned thereto, or vice versa, in the description, the list of reference numerals, the patent claims and / or the drawing. In addition, a feature in a claim can be interpreted and / or specified in more detail.

Die Merkmale dieser Spezifikation sind (angesichts des (meist unbekannten) Stands der Technik) auch als optionale Merkmale interpretierbar; das heißt jedes Merkmal kann als ein fakultatives, arbiträres oder bevorzugtes, also als ein nicht verbindliches, Merkmal aufgefasst werden. So ist eine Herauslösung eines Merkmals, gegebenenfalls inklusive seiner Peripherie, aus einem Ausführungsbeispiel möglich, wobei dieses Merkmal dann auf einen verallgemeinerten Erfindungsgedanken übertragbar ist. Das Fehlen eines Merkmals (negatives Merkmal) in einem Ausführungsbeispiel zeigt, dass das Merkmal in Bezug auf die Erfindung optional ist. Ferner ist bei einem Artbegriff für ein Merkmal auch ein Gattungsbegriff für das Merkmal mitlesbar (gegebenenfalls weitere hierarchische Gliederung in Untergattung, Sektion et cetera), wodurch, zum Beispiel unter Beachtung von Gleichwirkung und/oder Gleichwertigkeit, eine Verallgemeinerung eines oder diesen Merkmals möglich ist. – In den lediglich beispielhaften Figuren zeigen: The features of this specification are also interpretable as optional features (given the (mostly unknown) state of the art); that is, each feature can be considered as an optional, arbitrary, or preferred, that is, as a non-binding, feature. Thus, a detachment of a feature, possibly including its periphery, from an embodiment possible, this feature is then transferable to a generalized inventive concept. The absence of a feature (negative feature) in one embodiment demonstrates that the feature is optional with respect to the invention. Furthermore, in the case of a type term for a feature, a generic term for the feature is also readable (possibly further hierarchical structure into subgenus, section et cetera), whereby, for example, taking into account equality and / or equivalence, a generalization of one or this feature is possible. - In the merely exemplary figures show:

1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Brennstoffzellenaggregats eines Brennstoffzellensystems gemäß der Erfindung; 1 a simplified block diagram of an embodiment of a fuel cell assembly of a fuel cell system according to the invention;

2 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Kathodenversorgung des Brennstoffzellenaggregats gemäß der Erfindung; 2 a simplified block diagram of an embodiment of a cathode supply of the fuel cell assembly according to the invention;

3 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Brennstoffzellenaggregats; 3 a flow diagram of a first embodiment of a method according to the invention for operating the fuel cell assembly;

4 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens für das Brennstoffzellenaggregat; und 4 a flowchart of a second embodiment of the operating method for the fuel cell assembly according to the invention; and

5 ein Ablaufdiagramm einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens für das Brennstoffzellenaggregat. 5 a flowchart of a third embodiment of the operating method for the fuel cell assembly according to the invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen von Verfahren zum Betreiben und Sicherstellen einer Froststartfähigkeit eines Brennstoffzellenaggregats 1 eines Brennstoffzellensystems eines Brennstoffzellenfahrzeugs (Personenkraftwagen, Personentransportwagen, Bus, ATV (englisch All Terrain Vehicle), Kraftrad, Nutzfahrzeug, (Schwerst-)Lastkraftwagen, Baufahrzeug, Baumaschine, Sonderfahrzeug, Schienenfahrzeug) näher erläutert. Dabei ist das Brennstoffzellenaggregat 1 in einem Zeitraum unter vergleichsweise trockenen Betriebsbedingungen und in einem Zeitraum unter vergleichsweise feuchten Betriebsbedingungen betreibbar, wobei das Brennstoffzellenaggregat 1 bei Feucht-Betriebsbedingungen einen effizienteren Betrieb (erhöhter Wirkungsgrad) ermöglicht, als bei Trocken-Betriebsbedingungen. The invention is based on embodiments of methods for operating and ensuring a frost-start capability of a fuel cell assembly 1 a fuel cell system of a fuel cell vehicle (passenger car, passenger transport vehicle, bus, ATV (English All Terrain Vehicle), motorcycle, commercial vehicle, (heavy) truck, construction vehicle, construction machine, special vehicle, rail vehicle) explained in more detail. Here is the fuel cell aggregate 1 in a period of time under comparatively dry operating conditions and in a period of time under comparatively humid operating conditions, the fuel cell unit 1 allows more efficient operation (increased efficiency) at wet operating conditions than under dry operating conditions.

In der Zeichnung sind nur diejenigen Abschnitte des Brennstoffzellenaggregats 1 des Brennstoffzellenfahrzeugs dargestellt, welche für ein Verständnis der Erfindung notwendig sind. Insbesondere ist auf eine Darstellung einer Peripherie des Brennstoffzellenaggregats 1, von Sensoren, elektronischer, elektrischer und leistungselektrischer Vorrichtungen und/oder Einrichtungen et cetera weitgehend verzichtet worden. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben und illustriert ist, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Andere Variationen können hieraus abgeleitet werden ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. In the drawing, only those portions of the fuel cell assembly 1 of the fuel cell vehicle, which are necessary for an understanding of the invention. In particular, attention is drawn to a representation of a periphery of the fuel cell assembly 1 , Sensors, electronic, electrical and power electrical devices and / or facilities et cetera been largely waived. Although the invention has been described and illustrated in detail by preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed embodiments. Other variations can be deduced therefrom without departing from the scope of the invention.

Die 1 zeigt ein Brennstoffzellenaggregat 1 eines Brennstoffzellensystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das Brennstoffzellenaggregat 1 ist bevorzugt Teil des nicht weiter dargestellten Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs (Brennstoffzellenfahrzeug), welches bevorzugt einen Elektrotraktionsmotor aufweist, das beziehungsweise welcher durch eine Brennstoffzelle 10 des Brennstoffzellenaggregats 1 mit elektrischer Energie versorgbar ist. Das Brennstoffzellensystem unterscheidet sich vom Brennstoffzellenaggregat 1 insbesondere durch nicht dargestellte leistungselektrische, elektrische und elektronische Vorrichtungen und/oder Einrichtungen (Wandler, Batterie, Wechselrichter et cetera), ein Motorsteuergerät (englisch ECU, Engine Control Unit) et cetera, welche das Brennstoffzellenaggregat 1 nicht mitumfasst. The 1 shows a fuel cell aggregate 1 a fuel cell system according to a preferred embodiment of the invention. The fuel cell aggregate 1 is preferably part of the vehicle, not shown in detail, in particular a motor vehicle or an electric vehicle (fuel cell vehicle), which preferably has an electric traction motor, which or by a fuel cell 10 of the fuel cell aggregate 1 can be supplied with electrical energy. The fuel cell system differs from the fuel cell aggregate 1 In particular by not shown power electrical, electrical and electronic devices and / or devices (converter, battery, inverter et cetera), an engine control unit (English ECU, Engine Control Unit) et cetera, which the fuel cell assembly 1 not included.

Das Brennstoffzellenaggregat 1 umfasst als eine Kernkomponente die Brennstoffzelle 10 beziehungsweise einen Brennstoffzellenstapel 17, die beziehungsweise welcher bevorzugt eine Vielzahl von in Stapelform angeordneten Einzel-Brennstoffzellen 11, nachfolgend als Einzelzellen 11 bezeichnet, aufweist, wobei der Brennstoffzellenstapel 17 in einem bevorzugt fluiddichten Stapelgehäuse 16 untergebracht ist (Brennstoffzelle 10). Jede Einzelzelle 11 umfasst einen Anodenraum 12 und einen Kathodenraum 13, wobei der Anodenraum 12 und der Kathodenraum 13 von einer Membran (Teil einer Membran-Elektroden-Einheit 14, siehe unten), bevorzugt einer ionenleitfähigen Polymerelektrolyt-Membran, räumlich und elektrisch voneinander getrennt sind (siehe Detailausschnitt). The fuel cell aggregate 1 includes as a core component the fuel cell 10 or a fuel cell stack 17 , Which or which preferably a plurality of stacked individual fuel cells 11 , below as single cells 11 designated, wherein the fuel cell stack 17 in a preferably fluid-tight stack housing 16 is housed (fuel cell 10 ). Every single cell 11 includes an anode compartment 12 and a cathode compartment 13 , wherein the anode compartment 12 and the cathode compartment 13 from a membrane (part of a membrane-electrode assembly 14 , see below), preferably an ion-conductive polymer electrolyte membrane, spatially and electrically separated from each other (see detail).

Die Anodenräume 12 und die Kathodenräume 13 der Brennstoffzelle 10 weisen flächig begrenzend an den Membranen jeweils eine katalytische Elektrode (Teil der betreffenden Membran-Elektroden-Einheit 14, siehe im Folgenden), das heißt eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode, auf, welche jeweils eine Teilreaktion (siehe oben) einer Brennstoffzellen-Umsetzung katalysieren. Die Anodenelektrode und die Kathodenelektrode weisen jeweils ein katalytisches Material, beispielsweise Platin, auf, welches bevorzugt auf einem elektrisch leitfähigen Trägermaterial mit einer vergleichsweise großen spezifischen Oberfläche, beispielsweise einem kohlenstoffbasierten Material, geträgert vorliegt. The anode rooms 12 and the cathode rooms 13 the fuel cell 10 each have a catalytic electrode (part of the respective membrane-electrode unit 14 , see below), that is, an anode electrode and a cathode electrode, each of which catalyzes a partial reaction (see above) of a fuel cell reaction. The anode electrode and the cathode electrode each comprise a catalytic material, for example platinum, which is preferably supported on an electrically conductive carrier material with a comparatively large specific surface, for example a carbon-based material.

Ein Gefüge aus einer Membran und den dazugehörigen Elektroden wird auch als Membran-Elektroden-Einheit 14 bezeichnet. Zwischen zwei solchen Membran-Elektroden-Einheiten 14 (in der 1 ist lediglich eine einzelne Membran-Elektroden-Einheit 14 angedeutet) ist ferner eine Bipolarplatte 15 angeordnet (in der 1 wiederum lediglich angedeutet), welche einer Zuführung von Betriebsmedien 3, 5 in einen betreffenden Anodenraum 12 einer ersten Einzelzelle 11 und einen betreffenden Kathodenraum 13 einer direkt dazu benachbarten zweiten Einzelzelle 11 dient und welche darüber hinaus eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den zwei direkt zueinander benachbarten Einzelzellen 11 realisiert. A structure of a membrane and the associated electrodes is also called a membrane-electrode unit 14 designated. Between two such membrane-electrode units 14 (in the 1 is only a single membrane electrode assembly 14 indicated) is further a bipolar plate 15 arranged (in the 1 again merely indicated), which supply of operating media 3 . 5 into a relevant anode compartment 12 a first single cell 11 and a respective cathode compartment 13 a directly adjacent second single cell 11 serves and which, moreover, an electrically conductive connection between the two directly adjacent individual cells 11 realized.

Zwischen einer Bipolarplatte 15 und einer direkt dazu benachbarten Anodenelektrode einer Membran-Elektroden-Einheit 14 ist ein Anodenraum 12 und zwischen einer Kathodenelektrode derselben Membran-Elektroden-Einheit 14 und einer direkt dazu benachbarten zweiten Bipolarplatte 15 ist ein Kathodenraum 13 einer Einzelzelle 11 (Anodenraum-Kathodenraum-Paar 12/13) ausgebildet. Optional können Gasdiffusionslagen zwischen den Membran-Elektroden-Einheiten 14 und den Bipolarplatten 15 angeordnet sein. In der Brennstoffzelle 10 beziehungsweise im Brennstoffzellenstapel 17 sind also Membran-Elektroden-Einheiten 14 und Bipolarplatten 15 abwechselnd angeordnet beziehungsweise gestapelt (Brennstoffzellenstapel 17), wobei zwischen den Einzelzellen 11 ein Flussfeld für ein Kühlmedium 7/8 integriert ist. Between a bipolar plate 15 and a directly adjacent anode electrode of a membrane-electrode assembly 14 is an anode room 12 and between a cathode electrode of the same membrane-electrode assembly 14 and a second bipolar plate directly adjacent thereto 15 is a cathode compartment 13 a single cell 11 (Anode space-cathode space pair 12 / 13 ) educated. Optionally, gas diffusion layers between the membrane-electrode assemblies 14 and the bipolar plates 15 be arranged. In the fuel cell 10 or in the fuel cell stack 17 So are membrane electrode units 14 and bipolar plates 15 alternately arranged or stacked (fuel cell stack 17 ), taking between the individual cells 11 a flow field for a cooling medium 7 / 8th is integrated.

Zur Versorgung der Brennstoffzelle 10 beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels 17 mit den Betriebsmedien 3, 5 weist das Brennstoffzellenaggregat 1 beziehungsweise das Brennstoffzellensystem einerseits eine Anodenversorgung 20 und andererseits eine Kathodenversorgung 30 auf. To supply the fuel cell 10 or the fuel cell stack 17 with the operating media 3 . 5 has the fuel cell aggregate 1 or the fuel cell system on the one hand an anode supply 20 and on the other hand, a cathode supply 30 on.

Die Anodenversorgung 20 umfasst einen Anoden-Versorgungspfad 21, welcher einer Zuführung eines Anoden-Betriebsmediums 3, einem Brennstoff 3, beispielsweise Wasserstoff 3 oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch 3, in die Anodenräume 12 der Brennstoffzelle 10 dient. Zu diesem Zweck verbindet der Anoden-Versorgungspfad 21 einen Brennstoffspeicher 23 oder Brennstofftank 23 mit einem Anodeneingang der Brennstoffzelle 10. Die Anodenversorgung 20 umfasst ferner einen Anoden-Abgaspfad 22, welcher ein Anoden-Abgas 4 aus den Anodenräumen 12 durch einen Anodenausgang der Brennstoffzelle 10 hindurch abführt. Ein aufgebauter Anoden-Betriebsdruck auf einer Anodenseite der Brennstoffzelle 10 ist bevorzugt mittels eines Stellmittels 24 im Anoden-Versorgungspfad 21 einstellbar. The anode supply 20 includes an anode supply path 21 , which is a supply of an anode operating medium 3 , a fuel 3 , for example hydrogen 3 or a hydrogen-containing gas mixture 3 , in the anode rooms 12 the fuel cell 10 serves. For this purpose, the anode supply path connects 21 a fuel storage 23 or fuel tank 23 with a Anode input of the fuel cell 10 , The anode supply 20 further includes an anode exhaust path 22 , which is an anode exhaust 4 from the anode chambers 12 through an anode output of the fuel cell 10 through. An established anode operating pressure on an anode side of the fuel cell 10 is preferably by means of an actuating means 24 in the anode supply path 21 adjustable.

Darüber hinaus weist die Anodenversorgung 20 bevorzugt eine Brennstoff-Rezirkulationsleitung 25 auf, welche den Anoden-Abgaspfad 22 mit dem Anoden-Versorgungspfad 21 fluidmechanisch verbindet. Eine Rezirkulation des Anoden-Betriebsmediums 3, also dem eigentlich bevorzugt zu tankenden Brennstoff 3, ist oft eingerichtet, um das zumeist überstöchiometrisch eingesetzte Anoden-Betriebsmedium 3 der Brennstoffzelle 10 zurückzuführen und zu nutzen. In der Brennstoff-Rezirkulationsleitung 25 ist bevorzugt eine Fördereinrichtung, wie zum Beispiel ein Verdichter, oder eine Fördervorrichtung angeordnet, mittels welchem eine Rezirkulation realisierbar und/oder eine Rezirkulationsrate einstellbar ist. In addition, the anode supply points 20 preferably a fuel recirculation line 25 on which the anode exhaust path 22 with the anode supply path 21 fluid mechanically connects. A recirculation of the anode operating medium 3 , that is, the actually preferred to be fueled fuel 3 , is often set up, the most over-stoichiometric anode operating medium 3 the fuel cell 10 to be returned and used. In the fuel recirculation line 25 Preferably, a conveyor, such as a compressor, or a conveyor device is arranged, by means of which a recirculation can be realized and / or a recirculation rate can be set.

Die Kathodenversorgung 30 umfasst einen Kathoden-Versorgungspfad 31, welcher den Kathodenräumen 13 der Brennstoffzelle 10 ein Kathoden-Betriebsmedium 5 beispielsweise Sauerstoff 5 oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch 5, bevorzugt Luft 5, zuführt, welche insbesondere aus der Umgebung 2 ansaugbar ist. Die Kathodenversorgung 30 umfasst ferner einen Kathoden-Abgaspfad 32, welcher ein Kathoden-Abgas 6, insbesondere eine Abluft 6, aus den Kathodenräumen 13 der Brennstoffzelle 10 hindurch abführt und dieses beziehungsweise diese einer gegebenenfalls vorgesehenen Abgaseinrichtung zuführt. The cathode supply 30 includes a cathode supply path 31 which is the cathode spaces 13 the fuel cell 10 a cathode operating medium 5 for example, oxygen 5 or an oxygen-containing gas mixture 5 , preferably air 5 , feeds, which in particular from the environment 2 is sucked. The cathode supply 30 further includes a cathode exhaust path 32 , which is a cathode exhaust 6 , in particular an exhaust air 6 , from the cathode rooms 13 the fuel cell 10 dissipates and feeds this or this optionally provided exhaust device.

Für eine Förderung und Verdichtung des Kathoden-Betriebsmediums 5 ist am/im Kathoden-Versorgungspfad 31 bevorzugt wenigstens ein Kathodenverdichter 33 angeordnet. In Ausführungsbeispielen ist der Kathodenverdichter 33 als ein ausschließlich oder ein auch elektromotorisch angetriebener Kathodenverdichter 33 ausgestaltet, dessen Antrieb (auch) mittels eines Elektromotors 34 oder eines Antriebs 34 erfolgt, welcher bevorzugt mit einer entsprechenden Leistungselektronik 35 ausgestattet ist. For a promotion and compression of the cathode operating medium 5 is at / in the cathode supply path 31 preferably at least one cathode compressor 33 arranged. In embodiments, the cathode compressor 33 as a cathode compressor driven exclusively or also by an electric motor 33 designed, the drive (also) by means of an electric motor 34 or a drive 34 takes place, which preferably with a corresponding power electronics 35 Is provided.

Bevorzugt ist der Kathodenverdichter 33 als ein wenigstens elektrisch angetriebener Turbolader 33 (englisch ETC, Electric Turbo Charger) ausgebildet. Der Kathodenverdichter 33 kann ferner durch eine im Kathoden-Abgaspfad 32 angeordnete Kathodenturbine 36 mit gegebenenfalls variabler Turbinengeometrie, unterstützend mittels einer gemeinsamen Welle oder eines Getriebes antreibbar sein. Die Kathodenturbine 36 stellt einen Expander dar, welcher eine Expansion des Kathoden-Abgases 6 und somit eine Absenkung dessen Fluiddrucks bewirkt (Steigerung eines Wirkungsgrads Brennstoffzelle 10). The cathode compressor is preferred 33 as an at least electrically driven turbocharger 33 (English ETC, Electric Turbo Charger) trained. The cathode compressor 33 can also be characterized by a in the cathode exhaust path 32 arranged cathode turbine 36 optionally with variable turbine geometry, be supported by means of a common shaft or a transmission. The cathode turbine 36 represents an expander, which is an expansion of the cathode exhaust gas 6 and thus a lowering of the fluid pressure causes (increase efficiency fuel cell 10 ).

Die Kathodenversorgung 30 kann gemäß der dargestellten Ausführungsform ein Wastegate 37 beziehungsweise eine Wasteleitung 37 aufweisen, welches beziehungsweise welche den Kathoden-Versorgungspfad 31 beziehungsweise eine Kathoden-Versorgungsleitung mit dem Kathoden-Abgaspfad 32 beziehungsweise einer Kathoden-Abgasleitung verbindet, also einen kathodenseitigen Bypass für die Brennstoffzelle 10 darstellt. Das Wastegate 37 erlaubt es, einen Betriebsdruck des Kathoden-Betriebsmediums 5 kurzfristig in der Brennstoffzelle 10 zu reduzieren, ohne den Kathodenverdichter 33 herunterzufahren. Ein im Wastegate 37 angeordnetes Stellmittel 38 oder ein als Wastegate 38 ausgebildetes Stellmittel 38 erlaubt eine Einstellung eines Volumenstroms des die Brennstoffzelle 10 gegebenenfalls umgehenden Kathoden-Betriebsmediums 5. The cathode supply 30 may according to the illustrated embodiment, a wastegate 37 or a Waste Management 37 which or which the cathode supply path 31 or a cathode supply line with the cathode exhaust path 32 or a cathode exhaust pipe connects, so a cathode-side bypass for the fuel cell 10 represents. The wastegate 37 allows an operating pressure of the cathode operating medium 5 short term in the fuel cell 10 reduce without the cathode compressor 33 shut down. One in the wastegate 37 arranged adjusting means 38 or as a wastegate 38 trained actuating means 38 allows adjustment of a volume flow of the fuel cell 10 optionally immediate cathode operating medium 5 ,

Sämtliche Stellmittel 24, 38 (, 51, 52 (siehe unten)) des Brennstoffzellenaggregats 1 können als regelbare, steuerbare oder nicht regelbare Ventile, Klappen, Drosseln, Blenden et cetera ausgebildet sein. Für eine Isolierung der Brennstoffzelle 10 von der Umgebung 2 oder eine anderweitige Aufgabe kann wenigstens ein weiteres entsprechendes Stellmittel in der Anodenversorgung 20 und/oder der Kathodenversorgung 30, zum Beispiel an/in einem Anoden-Pfad 21, 22 beziehungsweise einer Leitung des Anoden-Pfads 21, 22, und/oder an/in einem Kathoden-Pfad 31, 32 beziehungsweise einer Leitung des Kathoden-Pfads 31, 32 angeordnet sein. All adjusting means 24 . 38 (, 51 . 52 (see below)) of the fuel cell assembly 1 can be designed as controllable, controllable or non-controllable valves, flaps, throttles, apertures et cetera. For insulation of the fuel cell 10 from the surroundings 2 or another object may be at least one further corresponding actuating means in the anode supply 20 and / or the cathode supply 30 , for example on / in an anode path 21 . 22 or a line of the anode path 21 . 22 , and / or on / in a cathode path 31 . 32 or a line of the cathode path 31 . 32 be arranged.

Das Brennstoffzellenaggregat 1 weist ferner bevorzugt einen Befeuchter 39 auf. Der Befeuchter 39 ist einerseits derart am/im Kathoden-Versorgungspfad 31 angeordnet, dass er vom Kathoden-Betriebsmedium 5 durchströmbar ist. Andererseits ist der Befeuchter 39 derart am/im Kathoden-Abgaspfad 32 angeordnet, dass er vom Kathoden-Abgas 6 durchströmbar ist. Der Befeuchter 39 ist dabei im Kathoden-Versorgungspfad 31 bevorzugt stromabwärts des Kathodenverdichters 33 und stromaufwärts eines Kathodeneingangs der Brennstoffzelle 10, und im Kathoden-Abgaspfad 32 zwischen einem Kathodenausgang der Brennstoffzelle 10 und der am/im Kathoden-Abgaspfad 32 vorgesehenen Kathodenturbine 36 angeordnet. Ein Feuchteüberträger des Befeuchters 39 weist bevorzugt eine Vielzahl von Membranen auf, die oft entweder flächig oder in Form von Hohlfasern, gegebenenfalls als ein Hohlfaserkörper, ausgebildet sind. The fuel cell aggregate 1 further preferably comprises a humidifier 39 on. The humidifier 39 On the one hand, this is on / in the cathode supply path 31 arranged it from the cathode operating medium 5 can be flowed through. On the other hand, the humidifier 39 such on / in the cathode exhaust path 32 arranged it from the cathode exhaust 6 can be flowed through. The humidifier 39 is in the cathode supply path 31 preferably downstream of the cathode compressor 33 and upstream of a cathode input of the fuel cell 10 , and in the cathode exhaust path 32 between a cathode output of the fuel cell 10 and the on / in the cathode exhaust path 32 provided cathode turbine 36 arranged. A moisture transmitter of the humidifier 39 preferably has a plurality of membranes, which are often formed either flat or in the form of hollow fibers, optionally as a hollow fiber body.

Verschiedene weitere Einzelheiten des Brennstoffzellensystems beziehungsweise des Brennstoffzellenaggregats 1 beziehungsweise der Brennstoffzelle 10/des Brennstoffzellenstapels 17, der Anodenversorgung 20 und/oder der Kathodenversorgung 30 sind in der 1 aus Gründen einer Übersichtlichkeit nicht dargestellt. So kann der Befeuchter 39 seitens des Kathoden-Versorgungspfads 31 (siehe 2, Befeuchter-Bypass 50, Stellmittel 51, 52) und/oder seitens des Kathoden-Abgaspfads 32 mittels eines Bypasses umgangen werden (Stellmittel). Es kann ferner ein Turbinen-Bypass seitens des Kathoden-Abgaspfads 32 vorgesehen sein, welche die Kathodenturbine 36 umgeht (Stellmittel). Various further details of the fuel cell system or of the fuel cell aggregate 1 or the fuel cell 10 / of the fuel cell stack 17 , the anode supply 20 and / or the cathode supply 30 are in the 1 not shown for reasons of clarity. So can the humidifier 39 from the cathode supply path 31 (please refer 2 , Humidifier bypass 50 , Adjusting means 51 . 52 ) and / or the cathode exhaust path 32 be bypassed by means of a bypass (adjusting means). There may also be a turbine bypass on the cathode exhaust pathway 32 be provided, which is the cathode turbine 36 bypasses (adjusting means).

Des Weiteren kann am/im Anoden-Abgaspfad 22 und/oder Kathoden-Abgaspfad 32 ein Wasserabscheider verbaut sein, mittels welchem ein aus der betreffenden Teilreaktion der Brennstoffzelle 10 entstehendes Produktwasser kondensierbar und/oder abscheidebar und gegebenenfalls in einen Wassersammler zum Speichern ableitbar ist. Des Weiteren kann die Anodenversorgung 20 alternativ oder zusätzlich einen zur Kathodenversorgung 30 analogen Befeuchter 39 aufweisen. Ferner kann der Anoden-Abgaspfad 22 in den Kathoden-Abgaspfad 32 beziehungsweise vice versa münden, wobei das Anoden-Abgas 4 und das Kathoden-Abgas 6 gegebenenfalls über die gemeinsame Abgaseinrichtung abgeführt werden können. Darüber hinaus kann in Ausführungsbeispielen das Kathoden-Betriebsmedium 5 einen am/im Kathoden-Versorgungspfad 31 vorgesehenen Ladeluftkühler durchströmen. Furthermore, at / in the anode exhaust path 22 and / or cathode exhaust path 32 a water separator be installed, by means of which a from the relevant partial reaction of the fuel cell 10 resulting product water condensable and / or separable and optionally in a water collector for storing is derivable. Furthermore, the anode supply 20 alternatively or additionally to the cathode supply 30 analog humidifier 39 exhibit. Furthermore, the anode exhaust path 22 in the cathode exhaust path 32 or vice versa, the anode exhaust gas 4 and the cathode off-gas 6 optionally can be removed via the common exhaust device. Moreover, in embodiments, the cathode operating medium 5 a on / in the cathode supply path 31 flow through the provided intercooler.

Das Brennstoffzellenaggregat 1 umfasst ferner eine in der 1 beispielhaft und stark vereinfacht dargestellte Kühlmediumversorgung 40, welche einen Kühlkreislauf 40 umfasst, in welchen die Brennstoffzelle 10 wärmeübertragend eingebunden ist. Der Kühlkreislauf 40 umfasst einen Kühlmedium-Zulaufpfad 41, welcher der Brennstoffzelle 10 ein vergleichsweise kühles, das heißt temperiertes, Kühlmedium 7 zuführt, und ferner einen Kühlmedium-Ablaufpfad 42, welcher von der Brennstoffzelle 10 ein vergleichsweise warmes Kühlmedium 8 abführt. Eine Förderung des im Kühlkreislauf 40 zirkulierenden Kühlmediums 7/8 erfolgt bevorzugt mittels wenigstens einer elektromotorisch betriebenen Kühlmediumpumpe im Kühlkreislauf 40. Das Kühlmedium 7/8, insbesondere Wasser 7/8, ein Wasser-Alkohol-Gemisch 7/8 oder ein Wasser-Ethylenglykol-Gemisch 7/8, ist von einem Kühler beziehungsweise Fahrzeughauptkühler im Kühlkreislauf kühlbar, welcher üblicherweise ein Luftgebläse aufweist. Ein im Wesentlichen wasserfreies Kühlmedium 7/8 ist natürlich anwendbar. The fuel cell aggregate 1 further comprises a in the 1 exemplified and greatly simplified cooling medium supply 40 , which is a cooling circuit 40 includes, in which the fuel cell 10 is integrated heat transfer. The cooling circuit 40 includes a cooling medium supply path 41 , which of the fuel cell 10 a comparatively cool, that is tempered, cooling medium 7 supplies, and further a cooling medium discharge path 42 that of the fuel cell 10 a comparatively warm cooling medium 8th dissipates. A promotion of the in the cooling circuit 40 circulating cooling medium 7 / 8th is preferably carried out by means of at least one electric motor driven cooling medium pump in the cooling circuit 40 , The cooling medium 7 / 8th , especially water 7 / 8th , a water-alcohol mixture 7 / 8th or a water-ethylene glycol mixture 7 / 8th is coolable by a radiator or main vehicle radiator in the cooling circuit, which usually has an air blower. An essentially anhydrous cooling medium 7 / 8th is of course applicable.

Es ist ein Ziel der Erfindung, Betriebsbedingungen des Brennstoffzellenaggregats 1 in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern derart einzustellen beziehungsweise zu ändern, dass ein feuchterer beziehungsweise nasserer und somit effizienterer Betrieb des Brennstoffzellenaggregats 1 ermöglicht werden kann, wobei dennoch ein später froststartfähiges Brennstoffzellenaggregat 1 beziehungsweise Brennstoffzellensystem (Trocken-Betriebsbedingungen) erhalten wird. Im Folgenden ist von feuchteren beziehungsweise vergleichsweise feuchten Betriebsbedingungen (Feucht-Betriebsbedingungen) die Rede, der Begriff nasse beziehungsweise vergleichsweise nasse Betriebsbedingungen (Nass-Betriebsbedingungen) soll dadurch mitumfasst sein. It is an object of the invention, operating conditions of the fuel cell assembly 1 depending on various parameters to set or change such that a humid or wet and thus more efficient operation of the fuel cell assembly 1 can be made possible, while still a frost-resistant fuel cell later 1 or fuel cell system (dry operating conditions) is obtained. In the following, the term wet or relatively humid operating conditions (wet operating conditions) is mentioned, the term wet or comparatively wet operating conditions (wet operating conditions) should thereby also be encompassed.

Die Parameter, in deren Abhängigkeit die Betriebsbedingungen insbesondere angepasst werden sollen, sind zum Beispiel die folgenden. Eine Streckenlänge und/oder eine Zeitdauer, auch als Fahrt bezeichnet, einer mit dem Brennstoffzellenfahrzeug zu fahrenden Route, welche durch eine Eingabe in ein dafür eingerichtetes Gerät (Einrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs, Navigationsgerät, Smartphone et cetera) und/oder aufgrund durch das Brennstoffzellenfahrzeug gelernter Parameter bestimmt wird. Eine Frostinformation, durch welche sich eine Aussage darüber treffen lässt, ob eine Temperatur, insbesondere eine Außentemperatur beziehungsweise Umgebungstemperatur, zu erwarten ist, bei welcher das Brennstoffzellenaggregat wenigstens teilweise einfrieren kann. Sowie gegebenenfalls wenigstens eines Wetterdatums beziehungsweise von Wetterdaten entlang einer Route des Brennstoffzellenfahrzeugs (Jahreszeit, Klima, Wetter, Kalenderdatum, Uhrzeit, Ort, Temperatur; aktuell und/oder aufgrund einer Vorhersage). The parameters to which the operating conditions are particularly intended to be adjusted are, for example, the following. A route length and / or a period of time, also referred to as travel, a route to be traveled with the fuel cell vehicle, which by an input in a device set up for it (device of the fuel cell vehicle, navigation device, smartphone et cetera) and / or due to parameters learned by the fuel cell vehicle is determined. A frost information, by means of which a statement can be made as to whether a temperature, in particular an outside temperature or ambient temperature, is to be expected, at which the fuel cell aggregate can at least partially freeze. And possibly at least one weather datum or weather data along a route of the fuel cell vehicle (season, climate, weather, calendar date, time, location, temperature, current and / or due to a prediction).

Wie in 2 dargestellt, ist eine Steuerung oder Regelung des Befeuchters 39 mittels eines Befeuchter-Bypasses 50 möglich, durch welchen vergleichsweise trockenes Kathoden-Betriebsmedium 5 (Luftmassenstrom 5) um den Befeuchter 39 herumgeleitet werden kann (Stellmittel 51 offen, Stellmittel 52 teilweise offen (Teilbefeuchtung) oder vollständig geschlossen). Dadurch kann eine relative Feuchte am Kathodeneingang der Brennstoffzelle 10 im Wesentlichen direkt variiert werden. Eine Auslegung des Befeuchters 39 erfolgt vorzugsweise derart, dass an einem Ende seiner Lebenszeit in einem Auslegungspunkt des Befeuchters 39 ein gesamter Luftmassenstrom 5 durch den Befeuchter 39 hindurchströmen kann (Befeuchter-Bypass 50 geschlossen). Somit besteht für seine Lebenszeit sowie für andere Lastpunkte als dem des Auslegungspunkts die Möglichkeit, eine Befeuchtung des Luftmassenstroms 5 mit demselben Befeuchter 39 zu erhöhen. As in 2 is shown, is a control or regulation of the humidifier 39 by means of a humidifier bypass 50 possible, by which comparatively dry cathode operating medium 5 (Mass air flow 5 ) around the humidifier 39 can be passed (adjusting means 51 open, adjusting means 52 partly open (partial humidification) or completely closed). As a result, a relative humidity at the cathode input of the fuel cell 10 essentially be varied directly. A design of the humidifier 39 is preferably such that at one end of its lifetime in a design point of the humidifier 39 a total air mass flow 5 through the humidifier 39 can flow through (humidifier bypass 50 closed). Thus, for its lifetime as well as for load points other than the design point, it is possible to humidify the air mass flow 5 with the same humidifier 39 to increase.

Die Bezeichnungen A bis L für die 3 bis 5 lauten folgendermaßen: A: Fahrt beginnt, B: Fahrziel mit Fahrzeit größer als Trocknungszeit des Brennstoffzellenstapels 17 unter anderem zur Sicherstellung der Froststartfähigkeit, C: Ja (+), D: Außentemperatur < Tkritisch für Kühlung, E: Ja (+), F: Feuchterer Betrieb (Feucht-Betriebsbedingungen) der Brennstoffzelle 10 zur Effizienzsteigerung bis die voraussichtlich verbleibende Fahrzeit gleich der Trocknungszeit des Brennstoffzellenstapels 17 ist, G: Einstellung trockener Betriebsbedingungen (Trocken-Betriebsbedingungen) zur Trocknung des Brennstoffzellenstapels 17, H: Fahrt endet, J: Nein (–), K: Trockener Betrieb (Trocken-Betriebsbedingungen) der Brennstoffzelle 10, L: Nein (–). The designations A to L for the 3 to 5 are as follows: A: Ride begins, B: Ride destination with travel time greater than the drying time of the fuel cell stack 17 inter alia, to ensure frost start capability, C: Yes (+), D: outside temperature <T critical for cooling, E: Yes (+), F: Moist operation (wet operating conditions) of the fuel cell 10 to increase efficiency until the expected remaining travel time equal to the drying time of the fuel cell stack 17 G, setting of dry operating conditions (dry operating conditions) for drying the fuel cell stack 17 , H: Ride ends, J: No (-), K: Dry operation (dry operating conditions) of the fuel cell 10 , L: No (-).

Gemäß der Erfindung, siehe die 3, sowie zusätzlich die 4 und 5, erfolgt ein Einstellen von vergleichsweise feuchten Betriebsbedingungen (Feucht-Betriebsbedingungen) des Brennstoffzellenaggregats 1, wenn zum Beispiel gemäß des Navigationsgeräts bei einem Beginn der Fahrt (Kasten A) von einer vergleichsweise langen Fahrt (Route: Fahrzeit beziehungsweise Fahrstrecke) auszugehen ist (Kasten B: Fahrziel mit Fahrzeit größer als Trocknungszeit des Brennstoffzellenstapels 17, C: +) und betreffende Außentemperaturen (während der Fahrt und/oder am Fahrziel (Kasten D, E: +) (siehe auch unten) es erlauben. Es erfolgt ein feuchterer Betrieb (Feucht-Betriebsbedingungen) der Brennstoffzelle 10 zur Effizienzsteigerung bis eine voraussichtlich verbleibende Fahrzeit im Wesentlichen gleich einer Trocknungszeit des Brennstoffzellenstapels 17 ist (Kasten F). According to the invention, see the 3 , as well as the 4 and 5 , setting of comparatively humid operating conditions (humid operating conditions) of the fuel cell assembly takes place 1 if, for example, according to the navigation device at a start of the journey (box A) from a comparatively long journey (route: driving time or distance) is assumed (box B: destination with driving time greater than the drying time of the fuel cell stack 17 , C: +) and related outdoor temperatures (during travel and / or at the destination (Box D, E: +) (see also below).) A humid operation (humid operating conditions) of the fuel cell will take place 10 to increase efficiency until a presumed remaining travel time substantially equal to a drying time of the fuel cell stack 17 is (box F).

Entspricht (nur 3) die voraussichtlich verbleibende Fahrzeit im Wesentlichen der Trocknungszeit des Brennstoffzellenstapels 17, erfolgt ein Umschalten auf vergleichsweise trockene Betriebsbedingungen (Trocken-Betriebsbedingungen, Kasten G) zeitlich vor einem Erreichen eines Fahrziels (Kasten H) zum Sicherstellen eines froststartfähigen Brennstoffzellenaggregats 1. – Ist dies (C: + und/oder E: +) nicht möglich (J: – und/oder L: –), erfolgt (3 bis 5) ein Einstellen von vergleichsweise trockenen Betriebsbedingungen (Trocken-Betriebsbedingungen) des Brennstoffzellenaggregats 1 (Kasten K). Corresponds (only 3 ) the expected remaining travel time substantially the drying time of the fuel cell stack 17 , switching to comparatively dry operating conditions (dry operating conditions, box G) takes place before reaching a travel destination (box H) to ensure a frost-startable fuel cell assembly 1 , - If this (C: + and / or E: +) is not possible (J: - and / or L: -), ( 3 to 5 ) adjusting comparatively dry operating conditions (dry operating conditions) of the fuel cell assembly 1 (Box K).

Die Bezeichnungen M und N für die 4, ohne die Bezeichnungen G und H, lauten zusätzlich zu oben: M: Vorzeitiges Ende der Fahrt, N: Zur Trocknung des Brennstoffzellenstapels 17, Verlängerung des Angeschaltetseins, Verlängerung/Verfrühung des Anschaltens oder Anschalten während Stilllegung. Die Bezeichnungen O bis S für die 5, ohne die Bezeichnungen G, H und N, lauten zusätzlich zu oben: O: Wetterdaten/Wettervorhersage, Frost in den nächsten Stunden zu erwarten? P: Ja (+), Q: Zur Trocknung des Brennstoffzellenstapels 17, Verlängerung des Abschaltens, R: Nein (–), S: Zur Trocknung des Brennstoffzellenstapels 17, Verlängerung/Verfrühung des Anschaltens oder Anschalten während Stilllegung. The designations M and N for the 4 , without the designations G and H, are in addition to the above: M: premature end of travel, N: to dry the fuel cell stack 17 , Extension of the connection, extension / premature start-up or switch-on during decommissioning. The designations O to S for the 5 without the terms G, H and N, are in addition to above: O: weather data / weather forecast to expect frost in the next few hours? P: Yes (+), Q: To dry the fuel cell stack 17 , Extension of shutdown, R: No (-), S: For drying the fuel cell stack 17 , Extension / early activation or switch-on during decommissioning.

Bei einem vorzeitigen Ende oder einem Stopp des Brennstoffzellenfahrzeugs, siehe die 4 und 5 (Kasten M), kann eine Verlängerung des Angeschaltetseins beziehungsweise des Abschaltens des Brennstoffzellenaggregats 1 (Shut-down, Wake-up, Kasten N, Kasten Q), eine Verlängerung oder Verfrühung einer Abfahrstrategie (Wake-up, Shut-down, Kasten N, Kasten S) oder eines Anschaltens während der Stilllegung (Wake-up, Kasten N, Kasten S) erfolgen, um den feuchten Brennstoffzellenstapel 17 wieder zu trocknen (bevorzugt in Verbindung mit einer aktuellen Außentemperatur). Hierbei wird das Brennstoffzellenaggregat 1 natürlich bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben oder das Brennstoffzellenaggregat 1 ohne Stapelbetrieb getrocknet. If the fuel cell vehicle prematurely ends or stops, see 4 and 5 (Box M), may be an extension of the switched on or the switching off of the fuel cell assembly 1 (Shut-down, wake-up, box N, box Q), an extension or early departure strategy (wake-up, shut-down, box N, box S) or power-on during shutdown (wake-up, box N) , Box S) to the wet fuel cell stack 17 to dry again (preferably in conjunction with a current outside temperature). This is the fuel cell unit 1 operated naturally in dry operating conditions or the fuel cell aggregate 1 dried without batch operation.

Wenn zum Beispiel, siehe 3 bis 5, in das Navigationsgerät ein Fahrziel eingegeben wird, ergibt sich eine bestimmte Fahrzeit (Kasten A). Ist diese Fahrzeit größer ist als diejenige Zeit, welche das Brennstoffzellensystem braucht, den Brennstoffzellenstapel 17 wieder zu trocknen (Kasten B), kann der Brennstoffzellenstapel 17 für eine zeitlich vorangehende Teilfahrzeit feuchter und somit bei einem höheren Wirkungsgrad betrieben werden (C: +, Kasten D, E: +, Kasten F). Vor dem Fahrziel werden die Betriebsbedingungen des Brennstoffzellenaggregats 1 derart geändert (Kasten G, (Kästen M, N oder Kästen M, O, S, Q)), dass der Brennstoffzellenstapel 17 beziehungsweise ein Gesamtsystem (Brennstoffzellensystem) vor einem Erreichen des Fahrziels wieder eine spezifizierte (Membran-)Feuchte erreicht, welche eine Froststartfähigkeit des Gesamtsystems garantiert. If, for example, see 3 to 5 , in the navigation device, a destination is entered, resulting in a certain time (box A). If this travel time is greater than the time that the fuel cell system takes, the fuel cell stack 17 again to dry (box B), the fuel cell stack can 17 for a part driving time which is preceding in time, they are operated wetter and thus at a higher efficiency (C: +, box D, E: +, box F). Before the destination, the operating conditions of the fuel cell unit 1 changed (box G, (boxes M, N or boxes M, O, S, Q)) that the fuel cell stack 17 or an entire system (fuel cell system) reaches a specified (membrane) humidity again before reaching the destination, which guarantees a frost-start capability of the entire system.

Sollte während des Betriebs mit erhöhter relativer Kathodeneintrittsfeuchte (Luftmassenstrom 5) die Fahrt vorzeitig unterbrochen werden (Kasten M), kann der Brennstoffzellenstapel 17 über die Abfahrstrategie ebenfalls in einen froststartfähigen Zustand versetzt werden, was allerdings einen Nachlauf des Brennstoffzellensystems oder ein verfrühtes Anschalten zur Folge hat (Kasten N, Kasten S/Q). Hierbei kann auch ein Anschalten während der Stilllegung des Brennstoffzellensystems angewendet werden (Wake-up; zeitversetztes, automatisiertes Starten des Brennstoffzellensystems zum Beispiel zeitlich kurz vor einem Einfrieren zum Konditionieren von Bauteilen bezüglich Froststart, zum Beispiel Flüssigwasseraustrag beziehungsweise Trocknung; Kasten N; Kasten S), um den Brennstoffzellenstapel 17 in einen froststartfähigen Zustand zu bringen (ebenfalls Nachlauf des Brennstoffzellensystems), was bevorzugt ist. Should during operation with increased relative cathode inlet humidity (air mass flow 5 ) the journey is interrupted prematurely (box M), the fuel cell stack can 17 via the departure strategy are also placed in a frost start capable state, but this has a wake of the fuel cell system or a premature startup result (box N, box S / Q). Switching on during the decommissioning of the fuel cell system can also be used here (wake-up, time-delayed, automated start of the fuel cell system, for example, shortly before freezing for conditioning components with respect to frost start, for example liquid water discharge or drying, box N, box S), around the fuel cell stack 17 bring into a frost start capable state (also caster of the fuel cell system), which is preferred.

Eine Entscheidung, welche Prozedur verlängert werden soll, kann von Wetterdaten beziehungsweise einer Wettervorhersage abhängig gemacht werden (siehe 5, Kasten O). Zu den Wetterdaten zählen insbesondere die Außentemperatur(en) entlang der Route. Sollte eine lokale Außentemperatur während der Fahrt entlang der geplanten Route nicht unter Null Grad Celsius liegen, kann es sinnvoll sein, bei einem vorzeitigen Ende der Fahrt nur eine Verlängerung/Verfrühung des Anschaltens (Wake-up, R: –, Kasten S) oder ein Anschalten während der Stilllegung (Wake-up, R: –, Kasten S) durchzuführen, um ein froststartsicheres Brennstoffzellensystem zu erhalten. Vermutung hierbei: das Abstellen des Brennstoffzellenfahrzeugs ist nur eine kurze Rast, die Fahrt wird fortgesetzt und in naher Zukunft wird kein Frost vermutet. Wenn die Temperaturen in der Nähe von oder unter Null Grad Celsius liegen, ist ein Einfrieren des Brennstoffzellensystems innerhalb der näheren Zukunft möglich. In diesem Fall kann eine Verlängerung des Abschaltens sinnvoll ein (Shut-down, P: +, Kasten Q). A decision as to which procedure should be extended can be made dependent on weather data or a weather forecast (see 5 , Box O). The weather data include in particular the outside temperature (s) along the route. If a local outside temperature during the trip along the planned route is not below zero degrees Celsius, it may make sense to only extend / prematurely end the journey (Wake-up, R: -, box S) or on Turn on during the Decommissioning (Wake-up, R: -, Box S) in order to obtain a frost-resistant fuel cell system. Presumption here: the shutdown of the fuel cell vehicle is only a short rest, the journey continues and in the near future, no frost is suspected. If the temperatures are near or below zero degrees Celsius, freezing of the fuel cell system is possible within the near future. In this case, an extension of the shutdown can make sense (shut-down, P: +, box Q).

Darüber hinaus sollte(n) die Außentemperatur(en) für eine Kühlung der Brennstoffzelle 10 beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels 17 berücksichtigt werden (jeweils Kasten B). Bei hohen Außentemperaturen würde eine höhere Feuchte in der Brennstoffzelle 10 zu einem Erhöhen eines flüssigen Wassers im/am Brennstoffzellenstapel 17 führen, sodass eine notwendige Kühlleistung durch die Kühlmediumversorgung 40 ansteigen würde. Diese zusätzliche Kühlleistung kann ein Kühlsystem gegebenenfalls nicht aufbringen, sodass bei höheren Außentemperaturen der Brennstoffzellenstapel 17 trockener beziehungsweise unter Trocken-Betriebsbedingungen betrieben werden muss (L: –, Kasten K). In addition, the outside temperature (s) should be for cooling the fuel cell 10 or the fuel cell stack 17 be considered (each box B). At high outside temperatures, a higher humidity in the fuel cell 10 for increasing liquid water in / on the fuel cell stack 17 lead, so that a necessary cooling capacity through the cooling medium supply 40 would rise. If necessary, this additional cooling capacity can not be applied by a cooling system, so that the fuel cell stack can be used at higher outside temperatures 17 dry or under dry operating conditions must be operated (L: -, box K).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Brennstoffzellenaggregat des Brennstoffzellensystems Fuel cell aggregate of the fuel cell system
2 2
Umgebung, Luft Environment, air
3 3
Fluid, Betriebsmedium, Reaktant, insbesondere Anoden-Betriebsmedium, eigentlicher Brennstoff, bevorzugt Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges Gasgemisch, hinströmend Fluid, operating medium, reactant, in particular anode operating medium, actual fuel, preferably hydrogen or hydrogen-containing gas mixture, inflowing
4 4
Fluid, Abgas gegebenenfalls inklusive flüssiges Wasser, insbesondere Anoden-Abgas, abströmend Fluid, exhaust possibly including liquid water, in particular anode exhaust, outflowing
5 5
Fluid, Betriebsmedium, Reaktant, insbesondere Kathoden-Betriebsmedium, bevorzugt (Umgebungs-)Luft, hinströmend Fluid, operating medium, reactant, in particular cathode operating medium, preferably (ambient) air, flowing
6 6
Fluid, Abgas gegebenenfalls inklusive flüssiges Wasser, insbesondere Kathoden-Abgas, bevorzugt Abluft, abströmend Fluid, exhaust gas optionally including liquid water, in particular cathode exhaust gas, preferably exhaust air, outflowing
7 7
Fluid, Kühlmedium, Kühlwasser (Wasser, Wasser-Alkohol-Gemisch, Wasser-Ethylenglykol-Gemisch), hinströmend Fluid, cooling medium, cooling water (water, water-alcohol mixture, water-ethylene glycol mixture), inflowing
8 8th
Fluid, Kühlmedium, Kühlwasser, abströmend Fluid, cooling medium, cooling water, outflowing
10 10
Brennstoffzelle des Brennstoffzellenaggregats 1 beziehungsweise des BrennstoffzellensystemsFuel cell of the fuel cell unit 1 or the fuel cell system
11 11
Einzelzelle mit einer Anodenelektrode der Anode der Brennstoffzelle 10 und einer Kathodenelektrode der Kathode der Brennstoffzelle 10, Einzel-Brennstoffzelle Single cell with an anode electrode of the anode of the fuel cell 10 and a cathode electrode of the cathode of the fuel cell 10 , Single fuel cell
12 12
Anodenraum einer Einzelzelle 11 Anode compartment of a single cell 11
13 13
Kathodenraum einer Einzelzelle 11 Cathode space of a single cell 11
14 14
Membran-Elektroden-Einheit mit bevorzugt einer Polymerelektrolyt-Membran sowie einer Anodenelektrode und einer Kathodenelektrode und gegebenenfalls jeweils einem Träger dafür Membrane electrode unit with preferably a polymer electrolyte membrane and an anode electrode and a cathode electrode and optionally in each case a carrier therefor
15 15
Bipolarplatte, Flussfeldplatte, Separatorplatte Bipolar plate, flow field plate, separator plate
16 16
Stapelgehäuse der Brennstoffzelle 10 Stack housing of the fuel cell 10
17 17
Brennstoffzellenstapel der Brennstoffzelle 10, Zellstapel Fuel cell stack of the fuel cell 10 , Cell stack
20 20
Brennstoffzellen-Versorgung, Anodenversorgung, Anodenkreislauf der Brennstoffzelle Fuel cell supply, anode supply, anode circuit of the fuel cell
1010
beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels 10 or the fuel cell stack 10
21 21
Pfad, Versorgungspfad, Strömungspfad, Anoden-Versorgungspfad Path, supply path, flow path, anode supply path
22 22
Pfad, Abgaspfad, Strömungspfad, Anoden-Abgaspfad Path, exhaust path, flow path, anode exhaust path
23 23
Brennstoffspeicher, Brennstofftank mit Anoden-Betriebsmedium 3 Fuel storage, fuel tank with anode operating medium 3
24 24
Stellmittel, (ein)regelbar, (an)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel, Blende et ceteraAdjusting means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera
25 25
Brennstoff-Rezirkulationsleitung Fuel recirculation line
30 30
Brennstoffzellen-Versorgung, Kathodenversorgung, Kathodenkreislauf der Brennstoffzelle 10 beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels 10 Fuel cell supply, cathode supply, cathode circuit of the fuel cell 10 or the fuel cell stack 10
31 31
Pfad, Versorgungspfad, Strömungspfad, Kathoden-Versorgungspfad Path, supply path, flow path, cathode supply path
32 32
Pfad, Abgaspfad, Strömungspfad, Kathoden-Abgaspfad Path, exhaust path, flow path, cathode exhaust path
33 33
(zweite) Fluid-/Luft-Fördereinrichtung, Verdichter, Kathodenverdichter, Kompressor, Pumpe mit dem Motor 34 (second) fluid / air conveyor, compressor, cathode compressor, compressor, pump with the motor 34
34 34
Motor, Elektromotor, Antrieb mit Elektromotor, gegebenenfalls inklusive Getriebe Motor, electric motor, drive with electric motor, possibly including gearbox
35 35
Elektronik, insbesondere Leistungselektronik für den Motor 34 Electronics, in particular power electronics for the motor 34
36 36
Turbine mit gegebenenfalls variabler Turbinengeometrie, Kathodenturbine, Expander, gegebenenfalls eines Abgasturboladers Turbine with optionally variable turbine geometry, cathode turbine, expander, possibly an exhaust gas turbocharger
37 37
Wastegate, Wasteleitung Wastegate, Waste Management
38 38
Stellmittel, (ein)regelbar, (an)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel, Blende et cetera, gegebenenfalls Wastegate Adjustment means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera, optionally wastegate
39 39
Befeuchter, Feuchteübertrager mit Feuchteüberträger Humidifier, humidity transmitter with humidity transmitter
40 40
Brennstoffzellen-Versorgung, Kühlmediumversorgung, Kühlkreislauf der Brennstoffzelle Fuel cell supply, cooling medium supply, cooling circuit of the fuel cell
1010
beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels 10 or the fuel cell stack 10
41 41
Pfad, Zulaufpfad, Strömungspfad, Kühlmedium-Zulaufpfad Path, inlet path, flow path, cooling medium inlet path
42 42
Pfad, Ablaufpfad, Strömungspfad, Kühlmedium-Ablaufpfad Path, drain path, flow path, cooling medium drain path
50 50
Befeuchter-Bypass Humidifier bypass
51 51
Stellmittel, (ein)regelbar, (an)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel, Blende et cetera Adjusting means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera
52 52
Stellmittel, (ein)regelbar, (an)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel, Blende et cetera Adjusting means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 112007002603 T5 [0010] DE 112007002603 T5 [0010]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben und Sicherstellen einer Froststartfähigkeit eines Brennstoffzellenaggregats (1) eines Brennstoffzellenfahrzeugs, wobei das Brennstoffzellenaggregat (1) in einem Zeitraum unter vergleichsweise trockenen Betriebsbedingungen und in einem Zeitraum unter vergleichsweise feuchten Betriebsbedingungen betreibbar ist, wobei das Brennstoffzellenaggregat (1) bei Feucht-Betriebsbedingungen einen effizienteren Betrieb ermöglicht, als bei Trocken-Betriebsbedingungen, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn von einer vergleichsweise langen Fahrt des Brennstoffzellenfahrzeugs auszugehen ist, das Brennstoffzellenaggregat (1) in einem Zeitraum während der Fahrt unter Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird, und das Brennstoffzellenaggregat (1) für das Sicherstellen seiner Froststartfähigkeit in einem Zeitraum während und/oder zeitlich nach der Fahrt unter Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird. Method for operating and ensuring a frost-start capability of a fuel cell assembly ( 1 ) of a fuel cell vehicle, wherein the fuel cell assembly ( 1 ) is operable in a period of time under relatively dry operating conditions and in a period of time under relatively humid operating conditions, the fuel cell assembly ( 1 ) allows a more efficient operation in wet operating conditions than in dry operating conditions, characterized in that, if it can be assumed that the fuel cell vehicle has been running for a relatively long time, the fuel cell assembly ( 1 ) is operated in a period during the journey under wet operating conditions, and the fuel cell assembly ( 1 ) is operated for ensuring its frost-start capability in a period during and / or after the trip under dry operating conditions. Betriebsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats (1), das Brennstoffzellenaggregat (1): zeitlich vor oder zeitlich direkt vor einem Beendigen der Fahrt; zeitlich nach dem Beendigen der Fahrt und zeitlich vor einem auf die Fahrt folgenden Kaltstart; und/oder zeitlich vor oder zeitlich direkt vor dem folgenden Kaltstart des Brennstoffzellenaggregats (1) in einem Zeitraum unter Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird. Operating method according to claim 1, characterized in that for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly ( 1 ), the fuel cell aggregate ( 1 ): before or just before the end of the journey; in time after the end of the journey and in time before a cold start following the journey; and / or temporally before or in time directly before the following cold start of the fuel cell assembly ( 1 ) is operated in a period under dry operating conditions. Betriebsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats (1) eine Frostinformation herangezogen wird, durch welche sich eine Aussage darüber treffen lässt, ob zeitlich bei und/oder nach dem Abstellen des Brennstoffzellenaggregats (1) eine Temperatur zu erwarten ist, bei welcher das Brennstoffzellenaggregat (1) wenigstens teilweise einfrieren kann. Operating method according to claim 1 or 2, characterized in that for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly ( 1 ) a frost information is used, by which a statement can be made about whether time at and / or after switching off the fuel cell assembly ( 1 ) a temperature at which the fuel cell aggregate ( 1 ) can at least partially freeze. Betriebsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats (1) auf die Temperatur, insbesondere eine Außentemperatur, als eine Frostinformation: aus einer aktuellen Jahreszeit, einem aktuellen Klima, einem aktuellen Wetter, einem aktuellen Datum, einer aktuellen Uhrzeit, einem aktuellen Ort, einer aktuellen Temperatur, einer prädizierten Temperatur, einem prädizierten Ort, einer prädizierten Uhrzeit, einem prädizierten Datum, einem prädizierten Wetter, einem prädizierten Klima und/oder einer kommenden Jahreszeit des Brennstoffzellenfahrzeugs geschlossen wird. Operating method according to one of claims 1 to 3, characterized in that for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly ( 1 ) to the temperature, in particular an outside temperature, as frost information: from a current season, a current climate, a current weather, a current date, a current time, a current location, a current temperature, a predicted temperature, a predicted location, a predicted time, a predicated date, a predicted weather, a predicted climate, and / or a coming season of the fuel cell vehicle. Betriebsverfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frostinformation und/oder Temperatur für das Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats (1) ein Maß für denjenigen Zeitpunkt/diejenige Zeitdauer ist: ab welchem/mit welcher das Brennstoffzellenaggregat (1) während der Fahrt bei Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird; ab welchem/ab welcher das Brennstoffzellenaggregat (1) während der Fahrt nicht mehr bei Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird; ab welchem/mit welcher das Brennstoffzellenaggregat (1) während der Fahrt bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird; ab welchem/ab welcher das Brennstoffzellenaggregat (1) während der Fahrt nicht mehr bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird; in welcher/mit welcher das Brennstoffzellenaggregat (1) zeitlich nach der Fahrt bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird; und/oder in welchem/ab welcher das Brennstoffzellenaggregat (1) selbständig startet und bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird. Operating method according to claim 3 or 4, characterized in that the frost information and / or temperature for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly ( 1 ) is a measure of the time / duration: from which / with which the fuel cell aggregate ( 1 ) is operated while driving at wet operating conditions; from which / on which the fuel cell aggregate ( 1 ) is no longer operated at wet operating conditions while driving; from which / with which the fuel cell aggregate ( 1 ) is operated while driving in dry operating conditions; from which / on which the fuel cell aggregate ( 1 ) is no longer operated under dry operating conditions while driving; in which / with which the fuel cell aggregate ( 1 ) is operated after the trip in dry operating conditions; and / or in which / from which the fuel cell aggregate ( 1 ) starts automatically and is operated under dry operating conditions. Betriebsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ermitteln der vergleichsweise langen Fahrt des Brennstoffzellenfahrzeugs: durch eine Eingabe in ein dafür eingerichtetes Gerät oder eine dafür eingerichtete Einrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs erfolgt; durch eine Eingabe in ein Navigationsgerät erfolgt; und/oder aufgrund durch das Brennstoffzellenfahrzeug gelernter Parameter erfolgt. Operating method according to one of claims 1 to 5, characterized in that determining the comparatively long travel of the fuel cell vehicle is carried out: by an input to a device designed for this purpose or a device of the fuel cell vehicle set up for this purpose; is done by an input to a navigation device; and / or due to parameters learned by the fuel cell vehicle. Betriebsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellenaggregat (1) zeitlich vor einem Erreichen seines Fahrziels zum Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats (1) bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird; oder das Brennstoffzellenaggregat (1) zeitlich bis zum Erreichen seines Fahrziels bei Feucht-Betriebsbedingungen betrieben wird, falls es eine Temperatur und/oder die Frostinformation ermöglicht. Operating method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fuel cell assembly ( 1 ) before reaching its destination for ensuring the frost-start capability of the fuel cell assembly ( 1 ) is operated under dry operating conditions; or the fuel cell aggregate ( 1 ) is operated in time to reach its destination in humid operating conditions, if it allows a temperature and / or frost information. Betriebsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorzeitigen Ende oder einer Unterbrechung der Fahrt zum Sicherstellen der Froststartfähigkeit des Brennstoffzellenaggregats (1): ein Abschalten des Brennstoffzellenaggregats (1) zeitlich verlängert wird; ein Anschalten des Brennstoffzellenaggregats (1) zeitlich verlängert oder verfrüht erfolgt; oder das Brennstoffzellenaggregat (1) während einer Stilllegungsphase angeschaltet wird; wobei das Brennstoffzellenaggregat (1) bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird. Operating method according to one of claims 1 to 7, characterized in that at a premature end or an interruption of the drive to ensure the frost-start capability of the fuel cell assembly ( 1 ): a shutdown of the fuel cell assembly ( 1 ) is extended in time; turning on the fuel cell assembly ( 1 ) is prolonged or premature; or the fuel cell aggregate ( 1 ) is turned on during a decommissioning phase; wherein the fuel cell aggregate ( 1 ) is operated under dry operating conditions. Betriebsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem vorzeitigen Ende oder einer Unterbrechung der Fahrt: bei Frost oder einem kurzfristig zu erwartendem Frost, ein Abschalten des Brennstoffzellenaggregats (1) zeitlich verlängert wird; oder bei keinem zu erwartendem Frost, ein Anschalten des Brennstoffzellenaggregats (1) zeitlich verlängert oder verfrüht erfolgt, oder das Brennstoffzellenaggregat (1) während einer Stilllegungsphase angeschaltet wird; wobei das Brennstoffzellenaggregat (1) bei Trocken-Betriebsbedingungen betrieben wird. Operating method according to one of claims 1 to 8, characterized in that in case of premature termination or interruption of the journey: in case of frost or a short-term to expected frost, a shutdown of the fuel cell assembly ( 1 ) is extended in time; or in the case of no expected frost, switching on the fuel cell assembly ( 1 ) is prolonged or premature, or the fuel cell aggregate ( 1 ) is turned on during a decommissioning phase; wherein the fuel cell aggregate ( 1 ) is operated under dry operating conditions. Steuereinheit, insbesondere Motorsteuergerät, und/oder Brennstoffzellenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit und/oder das Brennstoffzellenfahrzeug ein Betriebsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführbar ist oder durchgeführt wird. Control unit, in particular engine control unit, and / or fuel cell vehicle, characterized in that by the control unit and / or the fuel cell vehicle, an operating method according to one of claims 1 to 9 is feasible or carried out.
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