DE102016118202A1 - Method for detecting a fluid outlet - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren eines unerwünschten Austritts eines Fluids aus einem Fluidsystem, insbesondere eines Austritts eines Anoden-Betriebsmediums (3) und/oder eines Anoden-Abgases (4) aus einem Brennstoffzellenaggregat, wobei ein Vergleich eines Öffnungsgrad-Sollwerts mit einem Öffnungsgrad-Istwert eines ersten Stellmittels (24), insbesondere eines Druckregelventils (24), vorgenommen wird, und in einer Abhängigkeit des Vergleichs darauf geschlossen wird, ob ein Gas, insbesondere das Anoden-Betriebsmedium (3), beginnt, ein zweites Stellmittel (130) zu durchströmen, darauf geschlossen wird, ob ein/das zweite Stellmittel (130, 230) funktionstüchtig ist, oder darauf geschlossen wird, ob eine Leckage im Fluidsystem vorliegt. In einem Betrieb des Fluidsystems kann von einer Steuereinrichtung zu einem Zeitpunkt das zweite Stellmittel (130) geöffnet werden, wobei durch das zweite Stellmittel (130) zunächst im Wesentlichen eine Flüssigkeit hindurchströmt, und durch den Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) ein beginnendes Hindurchströmen des Gases durch das zweite Stellmittel (130) detektiert wird. In einem Betrieb des Fluidsystems kann von der Steuereinrichtung zu einem Zeitpunkt das zweite Stellmittel (130, 230) geöffnet werden, wobei durch den Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) eine Funktionstüchtigkeit des zweiten Stellmittels (130, 230) überprüft wird.The invention relates to a method for detecting an undesirable leakage of a fluid from a fluid system, in particular an outlet of an anode operating medium (3) and / or an anode exhaust gas (4) from a fuel cell assembly, wherein a comparison of an opening degree setpoint with an opening degree Actual value of a first actuating means (24), in particular a pressure regulating valve (24), is carried out, and it is concluded in dependence of the comparison on whether a gas, in particular the anode operating medium (3), starts, a second actuating means (130) to flow through, it is concluded whether a / the second actuating means (130, 230) is functional, or it is concluded whether there is a leak in the fluid system. In one operation of the fluid system, the second actuating means (130) can be opened by a control device at one time, a liquid initially flowing through the second actuating means (130), and by comparing the opening degree setpoint with the opening degree actual value first actuating means (24) an incipient passage of the gas through the second actuating means (130) is detected. In one operation of the fluid system, the second actuating means (130, 230) can be opened by the control unit at one time, whereby the functionality of the second actuating means (130, 130) can be checked by comparing the opening degree setpoint with the opening degree actual value of the first actuating means (24). 230) is checked.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren eines Austritts eines Fluids aus einem Fluidsystem, insbesondere eines Austritts eines Anoden-Betriebsmediums aus einem Brennstoffzellenaggregat. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuereinheit, insbesondere ein Motorsteuergerät, ein Brennstoffzellensystem und/oder ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei durch die Steuereinheit und/oder das Brennstoffzellenfahrzeug ein erfindungsgemäßes Detektierverfahren durchführbar ist oder durchgeführt wird. The invention relates to a method for detecting a leakage of a fluid from a fluid system, in particular an outlet of an anode operating medium from a fuel cell assembly. Furthermore, the invention relates to a control unit, in particular an engine control unit, a fuel cell system and / or a fuel cell vehicle, wherein a detection 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 (Einzelzelle: Membran-Elektroden-Einheit sowie ein zugehöriger Anodenraum begrenzt von einer Bipolarplatte und ein zugehöriger Kathodenraum begrenzt von einer zweiten Bipolarplatte) der Brennstoffzelle 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 (single cell: membrane electrode unit and an associated anode space bounded by a bipolar plate and an associated cathode space bounded by a second bipolar plate) of the fuel cell, 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. Ferner ist es möglich, dass die Brennstoffzelle die Batterie beim Antrieb des Brennstoffzellenfahrzeugs unterstützt. 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. Further, it is possible for the fuel cell to assist the battery in driving the fuel cell vehicle.

In einem Betrieb des Brennstoffzellenaggregats entsteht flüssiges Wasser, welches an/in einer Anodenversorgung des Brennstoffzellenaggregats mittels eines Wasserabscheiders bevorzugt eines Wasserabscheidemoduls in einem Wassersammler bevorzugt des Wasserabscheidemoduls auffangbar ist (siehe auch 2). Der Wassersammler muss durch Öffnen eines Abscheideventils bevorzugt des Wasserabscheidemoduls entleert werden. Bei einer zu langen Öffnungsdauer kann, nachdem das flüssige Wasser vollständig abgeschieden beziehungsweise abgelaufen ist, das Anoden-Betriebsmedium über das Ventil austreten, was natürlich unerwünscht ist. Ein Bestimmen einer genauen Öffnungsdauer des Abscheideventils ist von verschiedenen Parametern abhängig und kann daher nicht für alle Betriebsfälle des Brennstoffzellenaggregats vorgegeben werden. In one operation of the fuel cell unit, liquid water is produced which can be trapped on / in an anode supply of the fuel cell assembly by means of a water separator, preferably a water separation module in a water collector, preferably of the water separation module (see also FIG 2 ). The water collector must be emptied by opening a separation valve, preferably the Wasserabscheidemoduls. If the opening time is too long, after the liquid water has completely separated or drained off, the anode operating medium can escape via the valve, which of course is undesirable. Determining an exact opening duration of the separation valve is dependent on various parameters and therefore can not be predetermined for all operating cases of the fuel cell assembly.

Um sicherzustellen, dass im Wesentlichen das gesamte flüssige Wasser aus dem Wassersammler austritt, muss daher das Abscheideventil eher länger als kürzer geöffnet sein. Für einen guten Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems beziehungsweise geringe Verluste des Anoden-Betriebsmediums ist es jedoch wichtig, möglichst ausschließlich flüssiges Wasser und kein Anoden-Betriebsmedium aus dem Wassersammler austreten zu lassen. – Ferner weist die Anodenversorgung ein Purgeventil an/in der Anodenversorgung zum Ablassen eines Purgegases (Ablassgas, Abgas) auf (siehe wiederum 2). To ensure that substantially all of the liquid water exits the water collector, therefore, the separation valve must be open rather longer than shorter. For a good efficiency of the fuel cell system or low losses of the anode operating medium, however, it is important to leave as possible only liquid water and no anode operating medium from the water collector. Furthermore, the anode supply has a purge valve on / in the anode supply for discharging a purge gas (exhaust gas, exhaust gas) (see again 2 ).

Im Stand der Technik erfolgt dies zum Beispiel derart, dass eine sensorgetriggerte Ansteuerung des Abscheideventils mittels eines Wasserstandsensors am/im Wassersammler erfolgt, wobei ein Ansteuern mittels des Wasserstandsensors fehleranfällig ist und ferner ein extra Sensor notwendig ist. Ferner kann ein Entleeren des Wassersammlers durch eine zeitgesteuerte Ansteuerung des Abscheideventils und einer gegebenenfalls kennfeldbasierten Berechnung einer anfallenden Menge an Wasser erfolgen, wobei eine genau anfallende Menge an flüssigem Wasser nur schwer vorherzusagen ist. Des Weiteren kann ein vollständiges Entleeren des Wassersammlers über das Abscheideventil durch Beobachten eines Druckabfalls beziehungsweise einer erhöhten Dosierung des Anoden-Betriebsmediums ab einem Zeitpunkt eines Austritts des Anoden-Betriebsmediums erfolgen, was jedoch bei einer hohen Dynamik, bei welcher sich ein Druck des Anoden-Betriebsmediums schnell ändert, nur schwierig zu realisieren ist. In the prior art, this is done, for example, such that a sensor-triggered control of the separation valve by means of a water level sensor on / in the water collector takes place, a driving by means of the water level sensor is error-prone and also an extra sensor is necessary. Furthermore, an emptying of the water collector by a timed control of the Abscheideventils and an optionally map-based calculation of an accumulating amount of water done, with a precise amount of liquid water is difficult to predict. Furthermore, a complete emptying of the water collector via the separation valve by observing a pressure drop or an increased dosage of the anode operating medium from a time of exit of the anode operating medium take place, but at a high dynamics, in which a pressure of the anode operating medium changes quickly, is difficult to realize.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Detektieren eines Fluidaustritts, insbesondere eines Austritts eines Anoden-Betriebsmediums aus einem Brennstoffzellenaggregat, anzugeben. Das Verfahren soll zuverlässig arbeiten, wobei möglichst auf einen zusätzlichen Sensor verzichtet werden soll, um Kosten und Fehlerquellen einzusparen. Des Weiteren soll eine entsprechende Steuereinheit, insbesondere ein Motorsteuergerät, ein entsprechendes Brennstoffzellensystem und/oder ein entsprechendes Brennstoffzellenfahrzeug angegeben werden. It is an object of the invention to specify a method for detecting a fluid outlet, in particular an outlet of an anode operating medium from a fuel cell assembly. The method should work reliably, if possible to dispense with an additional sensor to save costs and sources of error. Furthermore, a corresponding control unit, in particular an engine control unit, a corresponding fuel cell system and / or a corresponding fuel cell vehicle should be specified.

Die Aufgabe der Erfindung ist durch ein Verfahren zum Detektieren eines bevorzugt unerwünschten Austritts eines Fluids aus einem Fluidsystem, insbesondere eines Austritts eines Anoden-Betriebsmediums aus einem Brennstoffzellenaggregat; und mittels einer Steuereinheit, insbesondere eines Motorsteuergeräts, eines Brennstoffzellensystems 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 detecting a preferably unwanted leakage of a fluid from a fluid system, in particular an outlet of an anode operating medium from a fuel cell assembly; and by means of a control unit, in particular an engine control unit, a fuel cell system 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 wird ein Vergleich eines Öffnungsgrad-Sollwerts mit einem Öffnungsgrad-Istwert eines ersten Stellmittels, insbesondere eines Druckregelventils, vorgenommen, wobei in einer Abhängigkeit des Vergleichs darauf geschlossen wird, ob ein Gas, insbesondere das Anoden-Betriebsmedium, beginnt, ein zweites Stellmittel, insbesondere ein Abscheideventil, zu durchströmen, darauf geschlossen wird, ob ein/das zweite Stellmittel, insbesondere ein Purgeventil, funktionstüchtig ist, und/oder darauf geschlossen wird, ob eine Leckage im Fluidsystem vorliegt. Unter einem Fluidsystem ist eine Gesamtheit von Elementen zu verstehen, die derart aufeinander bezogen und/oder miteinander verbunden sind und in einer Weise interagieren können, dass sie als eine aufgabengebundene, sinngebundene und/oder zweckgebundene Einheit angesehen werden können. Ein Analogon zu einem System ist zum Beispiel eine Einrichtung, eine Vorrichtung, ein Gerät, ein Aggregat, eine Anlage et cetera. In the method according to the invention, a comparison of an opening degree setpoint with an opening degree actual value of a first actuating means, in particular a pressure regulating valve, is made, it being concluded in a dependence of the comparison on whether a gas, in particular the anode operating medium starts, a second Adjusting means, in particular a separation valve, to flow, it is concluded whether a / the second actuating means, in particular a purge valve, is functional, and / or it is concluded whether there is a leak in the fluid system. By fluid system is meant a set of elements that are so interrelated and / or interconnected and capable of interacting in a manner that they can be considered as a task-bound, sense-bound and / or dedicated entity. An analog to a system is for example a device, a device, a device, an aggregate, a plant et cetera.

Der Öffnungsgrad des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, ist ein Maß dafür, welcher Fluid-Massenstrom durch das erste Stellmittel und gegebenenfalls das zweite Stellmittel, insbesondere das Abscheideventil oder das Purgeventil, hindurchströmen kann beziehungsweise hindurchströmt. Der Öffnungsgrad hängt im Wesentlichen von einer Öffnungszeit oder Öffnungsfrequenz und einem effektiven Durchflussquerschnitt des ersten Stellmittels ab, wobei zum Beispiel ein Öffnungsvorgang und Schließvorgang des ersten Stellmittels unberücksichtigt bleiben können (digital stellendes, erstes Stellmittel, das entweder auf oder zu ist). The degree of opening of the first actuating means, in particular of the pressure regulating valve, is a measure of which mass flow of fluid can flow or flow through the first actuating means and optionally the second actuating means, in particular the separating valve or the purge valve. The degree of opening depends essentially on an opening time or opening frequency and an effective flow cross-section of the first actuating means, wherein, for example, an opening operation and closing operation of the first actuating means can be disregarded (digitally setting, first actuating means, which is either open or closed).

Unter dem (bekannten) Öffnungsgrad-Sollwert ist derjenige Öffnungsgrad des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, zu verstehen, welchen das erste Stellmittel aufgrund einer (nicht genau bekannten) Istansteuerung (Iststeuersignal) durch ein Steuergerät besitzt, welche selbst wiederum auf eine (bekannte und gewünschte) Sollansteuerung (Sollsteuersignal) durch das Steuergerät zurückgeht. Das heißt, der Öffnungsgrad-Sollwert ist ein Maß für denjenigen Öffnungsgrad des ersten Stellmittels, den es aufgrund der Istansteuerung einnehmen soll und von dem man ausgeht, dass das erste Stellmittel diesen Öffnungsgrad besitzt, ihn aber nicht genau aufweist. Under the (known) opening degree setpoint that opening degree of the first actuating means, in particular the pressure control valve to understand, which has the first actuating means due to a (not exactly known) Istansteuerung (actual control signal) by a control unit, which in turn to a (known and desired) Sollansteuerung (reference control signal) goes back through the control unit. That is, the opening degree set value is a measure of that opening degree of the first actuating means, which it should assume on the basis of the Istansteuerung and is assumed by the fact that the first actuating means has this opening degree, but it does not have exactly.

Unter dem (nicht genau bekannten) Öffnungsgrad-Istwert ist derjenige genaue Öffnungsgrad des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, zu verstehen, welchen das erste Stellmittel aufgrund der (bekannten und gewünschten) Sollansteuerung (Sollsteuersignal) durch das Steuergerät im Betrieb auch tatsächlich besitzt. Dieser Öffnungsgrad-Istwert ist jedoch zum Beispiel aufgrund von Hysterese (auf die Sollansteuerung durch das Steuergerät variabel verzögertes Verhalten des Öffnungsgrad-Istwerts des ersten Stellmittels), einer Wirkung des Fluids auf ein Ventilglied des ersten Stellmittels et cetera nur näherungsweise bekannt beziehungsweise sogar unbekannt. Under the (not exactly known) opening degree actual value is that exact opening degree of the first actuating means, in particular the pressure control valve to understand, which actually has the first actuating means due to the (known and desired) target control (command control signal) by the control unit during operation. This Opening degree actual value is, however, only approximately known or even unknown, for example due to hysteresis (on the target control by the control unit variably delayed behavior of the opening degree actual value of the first actuating means), an effect of the fluid on a valve member of the first actuating means et cetera.

Die Istansteuerung korreliert mit demjenigen Wert, den man aufgrund eines Systembetriebs berechnet (zum Beispiel in einem Fluidsystem eines Brennstoffzellenaggregats: einem Vordruck vor einem Druckregler, einer Leistung einer Brennstoffzelle beziehungsweise eines Brennstoffzellenstapels, einem Gegendruck, der beteiligten Bauteilgeometrien, den Status anderer Ventile (offen / teilweise offen / zu)). Die Sollansteuerung korreliert mit demjenigen Wert, den ein Regler an das Ventil sendet, um seine Stellgröße einzustellen (wiederum zum Beispiel im Fluidsystem des Brennstoffzellenaggregats: einen Druck in einer Anodenversorgung). The actual control correlates with the value calculated on the basis of a system operation (for example in a fluid system of a fuel cell assembly: a pre-pressure before a pressure regulator, a power of a fuel cell or a fuel cell stack, a back pressure, the component geometries involved, the status of other valves (open / partially open / closed). The setpoint control correlates with the value which a controller sends to the valve in order to set its manipulated variable (again, for example, in the fuel cell assembly fluid system: a pressure in an anode supply).

In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens wird in einem Betrieb des Fluidsystems, insbesondere des Brennstoffzellenaggregats, von einer Steuereinrichtung, insbesondere einem Motorsteuergerät, zu einem Zeitpunkt das zweite Stellmittel, insbesondere das Abscheideventil, geöffnet, wobei durch das zweite Stellmittel zunächst im Wesentlichen eine Flüssigkeit, insbesondere flüssiges Wasser, hindurchströmt, und durch den Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels ein beginnendes Hindurchströmen des Gases, insbesondere des Anoden-Betriebsmediums, durch das zweite Stellmittel detektiert wird. In one embodiment of the detection method, in an operation of the fluid system, in particular of the fuel cell assembly, by a control device, in particular an engine control unit, the second actuating means, in particular the separation valve, opened at a time, wherein by the second actuating means initially substantially a liquid, in particular liquid Water, flows through it, and by the comparison of the opening degree setpoint with the opening degree of actual value of the first actuating means an incipient passage of the gas, in particular of the anode operating medium, is detected by the second actuating means.

In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens wird bei einer signifikanten Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, davon ausgegangen, dass das Gas, insbesondere das Anoden-Betriebsmedium, durch das zweite Stellmittel, insbesondere das Abscheideventil, hindurchströmt, wobei daraufhin das zweite Stellmittel geschlossen wird. Bei einer tolerierbaren Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels wird davon ausgegangen, dass lediglich im Wesentlichen die Flüssigkeit, insbesondere flüssiges Wasser, durch das zweite Stellmittel hindurchströmt, beziehungsweise die Abweichung durch eine Ventilhysterese bedingt ist. In one embodiment of the detection method, in the case of a significant deviation of the opening degree setpoint from the opening degree actual value of the first actuating means, in particular the pressure regulating valve, it is assumed that the gas, in particular the anode operating medium, flows through the second actuating means, in particular the separating valve. wherein then the second actuating means is closed. With a tolerable deviation of the opening degree desired value from the opening degree actual value of the first actuating means, it is assumed that only substantially the liquid, in particular liquid water, flows through the second actuating means, or the deviation is due to a valve hysteresis.

Dass dies möglich ist, liegt daran, dass das zweite Stellmittel, insbesondere das Abscheideventil, bei den aktuell im Fluidsystem beziehungsweise Brennstoffzellenaggregat herrschenden Bedingungen entsprechend angesteuert wird, wobei davon ausgegangen wird, dass lediglich im Wesentlichen die Flüssigkeit beziehungsweise flüssiges Wasser durch das zweite Stellmittel hindurchströmt. Ist der Flüssigkeit das Gas beziehungsweise dem flüssigen Wasser das Anoden-Betriebsmedium beigemischt (meist Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiger, gasförmiger Brennstoff), oder beginnt lediglich im Wesentlichen das Gas beziehungsweise das Anoden-Betriebsmedium (gegebenenfalls mit Anteilen von flüssigem Wasser) durch das zweite Stellmittel hindurchzuströmen, so hat dies eine signifikante Auswirkung auf einen Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, da das erste Stellmittel mit einer Soll-Ansteuerung (Öffnungsgrad-Sollwert) angesteuert wird, welche zu einer Ansteuerung korreliert, die davon ausgeht, dass im Wesentlichen lediglich die Flüssigkeit beziehungsweise flüssiges Wasser durch das zweite Stellmittel hindurchströmt. That this is possible is due to the fact that the second actuating means, in particular the separation valve, is actuated correspondingly in the conditions currently prevailing in the fluid system or fuel cell unit, it being assumed that only substantially the liquid or liquid water flows through the second actuating means. If the liquid, the gas or the liquid water, the anode operating medium admixed (usually hydrogen or a hydrogen-containing, gaseous fuel), or only essentially the gas or the anode operating medium (optionally with portions of liquid water) to flow through the second actuating means , this has a significant effect on an opening degree actual value of the first actuating means, in particular of the pressure control valve, since the first actuating means is controlled with a desired control (opening degree setpoint), which correlates to a control, which assumes that substantially only the liquid or liquid water flows through the second adjusting means.

In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens wird in einem Betrieb des Fluidsystems, insbesondere des Brennstoffzellenaggregats, von einer Steuereinrichtung, insbesondere einem Motorsteuergerät, zu einem bevorzugt bestimmten Zeitpunkt das zweite Stellmittel, insbesondere das Purgeventil, geöffnet, wobei durch den Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, eine Funktionstüchtigkeit des zweiten Stellmittels überprüft wird. Bei einem intakten zweiten Stellmittel strömt ein Fluid, insbesondere die Flüssigkeit, das Gas, ein Gemisch davon oder ein Anoden-Abgas, des Fluidsystems beziehungsweise Brennstoffzellenaggregats durch das zweite Stellmittel hindurch. Es ist möglich, dieses Überprüfungsverfahren auf ein anderes zweites Stellmittel, insbesondere das Abscheideventil, zu übertragen, wobei das Verfahren sowohl ausschließlich mit flüssigem Wasser als auch ausschließlich mit dem Anoden-Betriebsmedium erfolgen kann. In one embodiment of the detection method, in an operation of the fluid system, in particular of the fuel cell assembly, the second actuating means, in particular the purge valve, is opened by a control device, in particular an engine control unit, whereby the comparison of the opening degree setpoint with the opening degree -Istwert the first actuating means, in particular the pressure control valve, a functionality of the second actuating means is checked. In the case of an intact second actuating means, a fluid, in particular the liquid, the gas, a mixture thereof or an anode waste gas, of the fluid system or fuel cell aggregate flows through the second actuating means. It is possible to transfer this checking method to another second adjusting means, in particular the separating valve, wherein the method can be carried out both exclusively with liquid water and exclusively with the anode operating medium.

In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens wird bei einer signifikanten Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, davon ausgegangen, dass das zweite Stellmittel, insbesondere das Purgeventil, nicht geschaltet hat. Bei einer tolerierbaren Abweichung des Öffnungsgrad-Istwerts vom Öffnungsgrad-Sollwert des ersten Stellmittels wird davon ausgegangen, dass das zweite Stellmittel korrekt geschaltet hat. In ersterem Fall ist es bevorzugt, einen Fehlereintrag in ein entsprechendes Register vorzunehmen und den Vorgang zu wiederholen. Erfolgt bevorzugt wiederholt das Ergebnis, dass das zweite Stellmittel, insbesondere das Purgeventil, nicht schaltet, erfolgt eine Meldung beziehungsweise ein Alarm dahingehend, dass das zweite Stellmittel beziehungsweise eine damit zusammenhängende Schaltung fehlerhaft beziehungsweise defekt ist. In one embodiment of the detection method, a significant deviation of the opening degree setpoint from the opening degree actual value of the first actuating means, in particular the pressure regulating valve, assumes that the second actuating means, in particular the purge valve, has not switched. With a tolerable deviation of the opening degree actual value from the opening degree set value of the first actuating means, it is assumed that the second actuating means has switched correctly. In the former case, it is preferable to make an error entry in a corresponding register and to repeat the process. If the result that the second actuating means, in particular the purge valve does not switch, is preferably repeated, a message or an alarm occurs in that the second actuating means or a circuit connected thereto is faulty or defective.

In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens wird bei einer signifikanten, dauerhaften und bevorzugt im Wesentlichen konstanten (hierbei sollte ein Lastfall mitberücksichtigt sein) Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, davon ausgegangen, dass die Leckage im Fluidsystem, insbesondere im Brennstoffzellenaggregat, vorliegt. In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens erfolgt der Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich (digital in kleinen Zeitschritten). Der Vergleich kann permanent in einem Betrieb des Fluidsystems, insbesondere des Brennstoffzellenaggregats, erfolgen oder zeitweise, wenn das zweite Stellmittel, insbesondere das Abscheideventil oder das Purgeventil, geöffnet werden soll, geöffnet ist, geschlossen werden soll und/oder geschlossen wird. In one embodiment of the detection method, if the deviation of the opening degree desired value from the opening degree actual value of the first actuating means, in particular the pressure regulating valve, is significant, permanent and preferably substantially constant (assuming a load case), it is assumed that the leakage in the fluid system, especially in the fuel cell unit, is present. In one embodiment of the detection method, the opening degree setpoint is compared with the opening degree actual value of the first adjusting means continuously or quasi-continuously (digitally in small time steps). The comparison can be made permanently in one operation of the fluid system, in particular of the fuel cell assembly, or temporarily, when the second actuating means, in particular the separation valve or the purge valve is to be opened, is opened, closed and / or closed.

In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens wird der Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils: aus einem Lastfall oder Betriebszustand des Fluidsystems, insbesondere des Brennstoffzellenaggregats; aus einem durch das Brennstoffzellenaggregat produzierten elektrischen Strom; aus einem Massenstrom eines Fluids in einer Anodenversorgung des Brennstoffzellenaggregats; aus einem Sensorsignal des ersten Stellmittels selbst, insbesondere des Druckregelventils; und/oder anhand einer Information über wenigstens eines anderes Stellglied im Fluidsystem, insbesondere des Brennstoffzellenaggregats, berechnet. Der Öffnungsgrad-Sollwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, ist, wie oben schon erläutert bekannt, sodass zum Beispiel durch eine Differenzbildung mit dem Öffnungsgrad-Istwert der Vergleich durchgeführt werden kann. In one embodiment of the detection method, the opening degree actual value of the first actuating means, in particular of the pressure regulating valve, becomes: from a load case or operating state of the fluid system, in particular of the fuel cell assembly; from an electric current produced by the fuel cell assembly; from a mass flow of a fluid in an anode supply of the fuel cell assembly; from a sensor signal of the first actuating means itself, in particular the pressure control valve; and / or based on information about at least one other actuator in the fluid system, in particular the fuel cell aggregate calculated. The opening degree set value of the first actuating means, in particular of the pressure regulating valve, is known, as already explained above, so that the comparison can be carried out, for example, by forming a difference with the opening degree actual value.

In einer Ausführungsform des Detektierverfahrens: ist das erste Stellmittel als ein Druckregelventil ausgebildet; wird das Detektierverfahren lediglich in vorbestimmten Lastfällen oder Betriebszuständen des Fluidsystems, insbesondere des Brennstoffzellenaggregats, durchgeführt; beruht der Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, auf einer Differenzbildung; und/oder wird beim Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels eine Hysterese des Stellmittels, insbesondere des Druckregelventils, berücksichtigt. – In Ausführungsformen des Detektierverfahrens sind durch eine Aufzählung ein Aufzählungspunkt, eine beliebige Mehrzahl von Aufzählungspunkten oder alle Aufzählungspunkte realisierbar. In one embodiment of the detection method: the first actuating means is designed as a pressure regulating valve; if the detection method is carried out only in predetermined load cases or operating states of the fluid system, in particular of the fuel cell assembly; the comparison of the opening degree setpoint with the opening degree actual value of the first actuating means, in particular of the pressure regulating valve, is based on a subtraction; and / or a hysteresis of the actuating means, in particular the pressure control valve, is taken into account when comparing the opening degree setpoint with the opening degree actual value of the first actuating means. In embodiments of the detection method, an enumeration point, an arbitrary plurality of enumeration points or all enumeration points can be realized by an enumeration.

Gemäß der Erfindung erfolgt eine Berechnung des Öffnungsgrad-Istwerts des bevorzugt als Druckregelventil ausgebildeten ersten Stellmittels. In einer Ausführungsform erfolgt ein Bestimmen einer Abweichung des Öffnungsgrad-Istwerts vom Öffnungsgrad-Sollwert des ersten Stellmittels zum Überprüfen, ob über das Abscheideventil (ein zweites Stellmittel) flüssiges Wasser oder Anoden-Betriebsmedium abgeschieden wird. Ferner erfolgt in einer Ausführungsform ein Bestimmen einer Abweichung des Öffnungsgrad-Istwerts vom Öffnungsgrad-Sollwert ersten Stellmittels beim Schalten des Purgeventils (ein weiteres zweites Stellmittel), um die Funktion des Purgeventils zu überprüfen. Darüber hinaus kann eine Leckage des Fluidsystems beziehungsweise des Brennstoffzellenaggregats detektiert werden. Dies ist auf beliebige Stellmittel eines beliebigen Fluidsystems übertragbar. According to the invention, a calculation of the opening degree actual value of the first actuating means, which is preferably designed as a pressure regulating valve, takes place. In one embodiment, a determination of a deviation of the opening degree actual value from the opening degree setpoint of the first actuating means for checking whether via the separation valve (a second adjusting means) liquid water or anode operating medium is deposited. Further, in one embodiment, determining a deviation of the opening degree actual value from the opening degree set value of the first actuating means when switching the purge valve (another second actuating means) in order to check the function of the purge valve. In addition, a leakage of the fluid system or the fuel cell assembly can be detected. This can be transferred to any adjusting means of any fluid system.

Bei einen NO-Stellmittel (NO: englisch normally open) (zweites Stellmittel), welches sich ohne eine aktive Ansteuerung automatisch öffnet beziehungsweise geöffnet ist, sollte immer überprüft werden, ob es eine entsprechend starke Abweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert eines Druckreglers gibt. Bei einem NC-Stellmittel (NC: englisch normally closed) (zweites Stellmittel), welches ohne eine aktive Ansteuerung geschlossen wird beziehungsweise geschlossen ist, sollte eine Überprüfung des Steuersignals eines Druckreglers nur bei einer aktiven Ansteuerung des NC-Stellmittels notwendig sein. In the case of an NO-actuating agent (NO: English normally open), which automatically opens or is open without an active control, it should always be checked whether there is a correspondingly large deviation between a nominal value and an actual value of a pressure regulator. In the case of an NC actuating means (NC: English normally closed), which is closed or closed without an active control, a check of the control signal of a pressure regulator should only be necessary if the NC actuating means is actively activated.

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 (siehe unten)) 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, not described in the description (description of the invention (see above), figure description (see below)), not shown in the drawing and / or not final alternative, a static and / or kinematic inversion, 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, can also be taken from the list of reference numerals.

Bei der Erfindung kann ein Merkmal (Abschnitt, Element, Bauteil, Einheit, Komponente, Funktion, Größe 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 (Beschreibung, Bezugszeichenliste, Patentansprüche, Zeichnung) 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 (section, element, component, unit, component, function, size, et cetera) may be positively, that is, present, or negative, that is, absent, with a negative feature not explicitly explained as a feature. if it is not important that it is absent. A feature of this Specification (description, list of references, claims, drawing) 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 Anodenversorgung des Brennstoffzellenaggregats mit einem Wasserabscheidemodul und einem Purgeventil; 2 a simplified block diagram of an embodiment of an anode supply of the fuel cell assembly with a Wasserabscheidemodul and a purge valve;

3 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Detektieren eines Austritts eines Anoden-Betriebsmediums aus einem Abscheideventil des Brennstoffzellenaggregats; und 3 a flow diagram of a first embodiment of a method according to the invention for detecting an exit of an anode operating medium from a separation valve of the fuel cell assembly; and

4 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Detektieren einer Funktionstüchtigkeit eines Purgeventils des Brennstoffzellenaggregats. 4 a flowchart of a second embodiment of the method according to the invention for detecting a functionality of a purge valve of the fuel cell assembly.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen von Verfahren zum Detektieren eines Austritts eines Anoden-Betriebsmediums 3 aus einem Brennstoffzellenaggregat 1 eines Brennstoffzellensystems eines Brennstoffzellenfahrzeugs (Personenkraftwagen, Personentransportwagen, Bus, ATV (englisch All Terrain Vehicle), Kraftrad, Nutzfahrzeug, (Schwerst-)Lastkraftwagen, Baufahrzeug, Baumaschine, Sonderfahrzeug, Schienenfahrzeug) näher erläutert. Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zum Detektieren eines Austritts eines Fluids aus einem Fluidsystem übertragbar, wobei das Anoden-Betriebsmedium mit einem beliebigen Fluid (Gas und/oder Flüssigkeit) und das Brennstoffzellenaggregat 1 mit einem beliebigen Fluidsystem identifiziert werden kann. The invention is based on embodiments of methods for detecting an exit of an anode operating medium 3 from a fuel cell aggregate 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. The invention is further applicable to a method for detecting leakage of a fluid from a fluid system, wherein the anode operating medium is mixed with any fluid (gas and / or liquid) and the fuel cell aggregate 1 can be identified with any fluid system.

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). 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 ).

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 über eine Strahlpumpe 29 beziehungsweise eine Gasstrahlpumpe 29 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, auch als erstes Stellmittel 24 bezeichnet, 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 via a jet pump 29 or a gas jet pump 29 with an 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 , also as first adjusting agent 24 referred to, 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. Hierfür ist in/an der Brennstoff-Rezirkulationsleitung 25 ein Rezirkulationsverdichter 26 bevorzugt angeordnet, mittels welchem eine Rezirkulation realisierbar und/oder eine Rezirkulationsrate einstellbar ist. Ein Antrieb des Rezirkulationsverdichters 26 erfolgt bevorzugt mittels eines Elektromotors 27 oder eines Antriebs 27, welcher insbesondere mit einer entsprechenden Leistungselektronik 28 ausgestattet 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. This is in / at the fuel recirculation line 25 a recirculation compressor 26 preferably arranged, by means of which a recirculation can be realized and / or a recirculation rate is adjustable. A drive of the recirculation compressor 26 is preferably done by means of an electric motor 27 or a drive 27 , which in particular with a corresponding power electronics 28 Is provided.

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 beziehungsweise Abgasanlage 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 through dissipates and this or this optionally supplied exhaust device or exhaust system supplies.

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 is 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 eine Vergrößerung eines Volumenstroms des Kathodenverdichters 33 bei im Wesentlichen konstanten Volumenstrom in den Brennstoffzellenstapel der Brennstoffzelle 10 hinein. Ein im Wastegate 37 angeordnetes 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 increase in a volume flow of the cathode compressor 33 at substantially constant volume flow into the fuel cell stack of the fuel cell 10 into it. One in the wastegate 37 arranged adjusting means 38 allows adjustment of a volume flow of the fuel cell 10 optionally immediate cathode operating medium 5 ,

Sämtliche Stellmittel 24, 38, (130, 230; 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 , ( 130 . 230 ; see below) of the fuel cell unit 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 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 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 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. 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 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 , one 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.

Die 2 zeigt die Anodenversorgung 20 mit einem Wasserabscheidemodul 100 zum Abscheiden, Sammeln und Ablassen von flüssigem Wasser. Hierfür weist das Wasserabscheidemodul 100 bevorzugt einen Wasserabscheider 110, einen Wassersammler 120 und ein Stellmittel 130, insbesondere ein Abscheideventil 130, auch als ein zweites Stellmittel 130 bezeichnet (siehe oben), auf. Hierbei kann das Stellmittel 130 separat vom Wasserabscheidemodul 100 vorgesehen sein. Ferner weist die Anodenversorgung 20 ein Stellmittel 230, insbesondere ein Purgeventil 230, ebenfalls auch als ein zweites Stellmittel 230 bezeichnet (siehe oben), auf. Sowohl das Wasserabscheidemodul 100 als auch das Purgeventil 230 stehen stromabwärts mit der Umgebung 2 in Fluidkommunikation. Das heißt mittels des Abscheideventils 130 und/oder Purgeventils 230 ist die Anodenversorgung 20 mit der Umgebung 2 in Fluidkommunikation bringbar. The 2 shows the anode supply 20 with a water separation module 100 for separating, collecting and draining liquid water. For this purpose, the Wasserabscheidemodul 100 preferably a water separator 110 , a water collector 120 and an adjusting agent 130 , in particular a separation valve 130 , also as a second actuating means 130 designated (see above), on. Here, the actuating means 130 separate from the water separation module 100 be provided. Furthermore, the anode supply 20 an actuating agent 230 , in particular a purge valve 230 , also as a second adjusting agent 230 designated (see above), on. Both the water separation module 100 as well as the purge valve 230 are downstream with the environment 2 in fluid communication. That is by means of the separation valve 130 and / or purge valves 230 is the anode supply 20 with the environment 2 be brought into fluid communication.

Die Erfindung umfasst eine Berechnung einer notwendigen Öffnung (Öffnungsgrad) des Druckregelventils 24 der Anodenversorgung 20 für einen jeweiligen dynamischen Lastfall des Brennstoffzellenaggregats 1. Für einen bestimmten Lastfall stellt sich dabei ein bestimmter Öffnungsgrad des Druckregelventils 24 ein. Wenn über das Abscheideventil 130 lediglich Wasser abgeschieden wird, hat dies einen vernachlässigbaren Einfluss auf den Öffnungsgrad des Druckregelventils 24. Tritt jedoch Anoden-Betriebsmedium 3 beim Wasserabscheiden aus, stellt sich eine Abweichung von berechnetem (Öffnungsgrad-Istwert) und durch eine Steuerung eingestellten (Öffnungsgrad-Sollwert) Öffnungsgrad des Druckregelventils 24 ein (3). Dabei ist bevorzugt eine Hysterese des Druckregelventils 24 zu beachten. The invention includes a calculation of a necessary opening (opening degree) of the pressure regulating valve 24 the anode supply 20 for a respective dynamic load case of the fuel cell assembly 1 , For a specific load case, this results in a certain degree of opening of the pressure control valve 24 one. If over the separation valve 130 Only water is deposited, this has a negligible influence on the degree of opening of the pressure control valve 24 , Occurs, however, anode operating medium 3 When removing water, a deviation of calculated (opening degree actual value) and set by a control (opening degree setpoint) opening degree of the pressure regulating valve 24 one ( 3 ). In this case, a hysteresis of the pressure regulating valve is preferred 24 to be observed.

Die Kästen A bis M in der 3 lauten folgendermaßen: A: Öffnen des Abscheideventils 130 durch Steuerung (zum Beispiel zeitgesteuert), B: Berechnen Öffnungsgrad-Istwert des Druckregelventils 24, C: Vergleich Öffnungsgrad-Sollwert des Druckregelventils 24 mit Öffnungsgrad-Istwert, D: Abweichung: Ja (weiter bei Kasten E), E: Austritt Anoden-Betriebsmedium 3 über das Abscheideventil 130, F: Vorzeitiges Schließen des Abscheideventils 130 (gegenüber der Steuerung) zum Vermeiden von Verlusten, G: Abweichung: Nein, H: Austritt von Wasser über Abscheideventil 130, J: Steuerung will Abscheideventil 130 schließen, K: Nein (weiter bei Kasten B), L: Ja (weiter bei Kasten M), M: Abscheideventil 130 wird geschlossen. The boxes A to M in the 3 are as follows: A: Open the separation valve 130 by control (for example time-controlled), B: calculation of the opening-degree-actual value of the pressure regulating valve 24 , C: Comparison opening degree setpoint of the pressure control valve 24 with opening degree actual value, D: Deviation: Yes (continue with box E), E: Outlet operating medium outlet 3 via the separation valve 130 , F: Premature closing of the separation valve 130 (opposite to the control) to avoid losses, G: Deviation: No, H: Exiting of water via separation valve 130 , J: Control wants separation valve 130 close, K: No (continue with box B), L: Yes (continue with box M), M: Separator valve 130 will be closed.

Das Detektierverfahren kann zum Beispiel folgendermaßen umgesetzt sein (3). Das Abscheideventil 130 wird durch eine elektronische Steuerung (zum Beispiel zeitgesteuert durch das Motorsteuergerät) geöffnet (Kasten A). In der zeitlichen Folge wird gemäß der Erfindung der Öffnungsgrad-Istwert des Druckregelventils 24 berechnet (Kasten B), welcher mit seinem Öffnungsgrad-Sollwert verglichen wird (zum Beispiel Differenzbildung, Kasten C). Ergibt sich eine signifikante Abweichung (Ja-Pfad, D), so wird daraus geschlossen, dass Anoden-Betriebsmedium 3 über das Abscheideventil 130 austritt (Kasten E), wobei das Abscheideventils 130 (gegenüber der Steuerung) zum Vermeiden von Verlusten des Anoden-Betriebsmediums 3 vorzeitig geschlossen wird (Kasten F). The detection method may be implemented, for example, as follows ( 3 ). The separation valve 130 is opened by an electronic control (for example timed by the engine control unit) (box A). In the temporal sequence according to the invention, the opening degree-actual value of the pressure regulating valve 24 calculated (box B), which is compared with its opening degree setpoint (for example, difference, box C). If there is a significant deviation (yes path, D), it is concluded that the anode operating medium 3 via the separation valve 130 outlet (box E), wherein the separating valve 130 (versus the controller) to avoid losses of the anode operating medium 3 closed early (box F).

Ergibt sich keine signifikante Abweichung (Nei-Pfad, G, weiter Kasten H) so wird daraus geschlossen, dass Wasser über das Abscheideventil 130 austritt (Kasten H), uns es wird der Steuerung überlassen, wie weiter zu verfahren ist. Will die Steuerung das Abscheideventil 130 schließen (Kasten J, Ja-Pfad, L, weiter bei Kasten M), so wird das Abscheideventil 130 geschlossen (Kasten M). Fährt die Steuerung fort, Wasser abzulassen (Nein-Pfad, K, weiter bei Kasten B), so fährt das Detektierverfahren im Kasten Berechnen des Öffnungsgrad-Istwert des Druckregelventils 24 (Kasten B) fort. If there is no significant deviation (Nei-path, G, continue box H) it is concluded that water is via the separation valve 130 exit (box H), it is up to the controller how to proceed. Will the controller the separation valve 130 close (box J, yes path, L, continue at box M), then the Abscheideventil 130 closed (box M). If the controller continues to drain water (no-path, K, go to box B), the detection procedure in the box will calculate the opening degree feedback value of the pressure regulator 24 (Box B).

Die Bezeichnungen A bis H in der 4 lauten folgendermaßen: A: Öffnen des Purgeventils 230 durch Steuerung (zum Beispiel zeitgesteuert), B: Berechnen des Öffnungsgrad-Istwerts des Druckregelventils 24, C: Vergleich Öffnungsgrad-Sollwert des Druckregelventils 24 mit Öffnungsgrad-Istwert, D: Abweichung: Nein, E: Purgeventil 230 hat geschaltet, F: Abweichung: Ja, G: Purgeventil 230 ist trotz Steuersignal nicht offen, H: Fehler. Dies setzt voraus, dass ein Einfluss des Purgeventils 230 auf einen Druckregler bei der Berechnung berücksichtigt wird. The designations A to H in the 4 are as follows: A: opening the purge valve 230 by control (for example timed), B: calculating the opening degree actual value of the pressure regulating valve 24 , C: Comparison opening degree setpoint of the pressure control valve 24 with opening degree actual value, D: Deviation: No, E: purge valve 230 has switched, F: deviation: Yes, G: purge valve 230 is not open despite control signal, H: error. This assumes that an influence of the purge valve 230 on a pressure regulator is taken into account in the calculation.

Ferner kann über die Abweichung des Öffnungsgrad-Istwerts vom Öffnungsgrad-Sollwerts des Druckregelventils 24 erkannt werden, ob ein betreffendes Ventil, zum Beispiel das Purgeventil 230, tatsächlich schaltet. Dies ist auf andere Stellmittel anwendbar. – Das Detektierverfahren kann zum Beispiel folgendermaßen umgesetzt sein (siehe die 4). Das Purgeventil 230 wird durch die elektronische Steuerung (zum Beispiel zeitgesteuert durch das Motorsteuergerät) geöffnet (Kasten A). In der zeitlichen Folge wird gemäß der Erfindung der Öffnungsgrad-Istwert des Druckregelventils 24 berechnet (Kasten B), welcher mit einem Öffnungsgrad-Sollwert des Druckregelventils 24 verglichen wird (zum Beispiel Differenzbildung, Kasten C). Ergibt sich keine signifikante Abweichung (Nein-Pfad, D, weiter bei Kasten E), so wird daraus geschlossen, dass das Purgeventil 230 geschaltet hat, geöffnet ist und korrekt funktioniert (Kasten E). Further, on the deviation of the opening degree actual value from the opening degree set value of the pressure regulating valve 24 be recognized, whether a relevant valve, for example, the purge valve 230 actually turns. This is applicable to other actuating means. The detection method can be implemented, for example, as follows (see 4 ). The purge valve 230 is opened by the electronic control (eg timed by the engine control unit) (box A). In the temporal sequence according to the invention, the opening degree-actual value of the pressure regulating valve 24 calculated (box B), which with an opening degree setpoint of the pressure control valve 24 (for example, difference, box C). If there is no significant deviation (no path, D, continue with box E), then it is concluded that the purge valve 230 has switched, is open and works correctly (box E).

Ergibt sich beim Vergleich des Öffnungsgrad-Istwerts mit dem Öffnungsgrad-Sollwert des Druckregelventils 24 (Kasten C) eine signifikante Abweichung, so wird daraus geschlossen, dass das Purgeventil 230 trotz Steuersignal durch die Steuerung nicht offen ist (Nein-Pfad, F, weiter bei Kasten G). Es wird ein Fehler diagnostiziert (Kasten H). – Ferner ist es möglich, falls eine signifikante Abweichung dauerhaft und bevorzugt im Wesentlichen konstant ist, darauf zu schließen, dass eine Leckage im Brennstoffzellenaggregat 1 aufgetreten ist. Wenn diese Abweichung eine Größe gleich einer eines NO-Ventils hat, kann man davon ausgehen, dass das NO-Ventil nicht angesteuert wird. Results from the comparison of the opening degree actual value with the opening degree set value of the pressure regulating valve 24 (Box C) a significant deviation, it is concluded that the purge valve 230 despite control signal is not open by the controller (no path, F, continue at box G). An error is diagnosed (box H). Furthermore, if a significant deviation is permanent and preferably substantially constant, it is possible to conclude that there is a leak in the fuel cell assembly 1 occured. If this deviation has a size equal to that of a NO valve, one can assume that the NO valve is not activated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennstoffzellenaggregat des Brennstoffzellensystems  Fuel cell aggregate of the fuel cell system
22
Umgebung, Luft  Environment, air
33
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
44
Fluid, Abgas gegebenenfalls inklusive flüssiges Wasser, insbesondere Anoden-Abgas, abströmend  Fluid, exhaust possibly including liquid water, in particular anode exhaust, outflowing
55
Fluid, Betriebsmedium, Reaktant, insbesondere Kathoden-Betriebsmedium, bevorzugt (Umgebungs-)Luft, hinströmend  Fluid, operating medium, reactant, in particular cathode operating medium, preferably (ambient) air, flowing
66
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
77
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
88th
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 Fuel cell stack of the fuel cell 10
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
(erstes) Stellmittel, (ein)regelbar, (an)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel, Blende et cetera, Druckregelventil(first) adjusting means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera, pressure regulating valve
25 25
Brennstoff-Rezirkulationsleitung Fuel recirculation line
26 26
Fluid-Fördereinrichtung, (Strömungs-)Verdichter, Rezirkulationsverdichter, Kompressor, Pumpe mit dem Motor 27, Rootsgebläse et ceteraFluid conveyor, (flow) compressor, recirculation compressor, compressor, pump with the motor 27 , Roots blower et cetera
27 27
(Elektro-)Motor, Antrieb mit Elektromotor, gegebenenfalls inklusive Getriebe (Electric) engine, drive with electric motor, if necessary including gearbox
28 28
Elektronik, insbesondere Leistungselektronik für den Motor 27 Electronics, in particular power electronics for the motor 27
29 29
(Gas-)Strahlpumpe, Ejektor (Gas) jet pump, ejector
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 AbgasturboladersTurbine 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 Adjusting means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera
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
43 43
Kühlmediumpumpe Coolant pump
100 100
Wasserabscheidemodul Wasserabscheidemodul
110 110
Wasserabscheider water
120 120
Wassersammler water collector
130 130
(zweites) Stellmittel, (ein)regelbar, (an)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel, Blende et cetera, Abscheideventil (second) actuating means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera, separating valve
230 230
(zweites) Stellmittel, (ein)regelbar, (an)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel, Blende et cetera, Purgeventil(second) adjusting means, (on) controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, flap, throttle, aperture et cetera, purge valve

Claims (10)

Verfahren zum Detektieren eines unerwünschten Austritts eines Fluids aus einem Fluidsystem, insbesondere eines Austritts eines Anoden-Betriebsmediums (3) und/oder eines Anoden-Abgases (4) aus einem Brennstoffzellenaggregat (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich eines Öffnungsgrad-Sollwerts mit einem Öffnungsgrad-Istwert eines ersten Stellmittels (24), insbesondere eines Druckregelventils (24), vorgenommen wird, und in einer Abhängigkeit des Vergleichs darauf geschlossen wird, ob ein Gas, insbesondere das Anoden-Betriebsmedium (3), beginnt, ein zweites Stellmittel (130) zu durchströmen, darauf geschlossen wird, ob ein/das zweite Stellmittel (130, 230) funktionstüchtig ist, oder darauf geschlossen wird, ob eine Leckage im Fluidsystem vorliegt. Method for detecting an undesired escape of a fluid from a fluid system, in particular an outlet of an anode operating medium ( 3 ) and / or an anode exhaust gas ( 4 ) from a fuel cell aggregate ( 1 ), characterized in that a comparison of an opening degree setpoint with an opening degree actual value of a first actuating means ( 24 ), in particular a pressure regulating valve ( 24 ), and it is concluded in dependence of the comparison on whether a gas, in particular the anode operating medium ( 3 ), a second actuating means ( 130 ), it is concluded whether a / the second actuating means ( 130 . 230 ) is functional, or it is concluded whether there is a leak in the fluid system. Detektierverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betrieb des Fluidsystems von einer Steuereinrichtung zu einem Zeitpunkt das zweite Stellmittel (130) geöffnet wird, wobei durch das zweite Stellmittel (130) zunächst im Wesentlichen eine Flüssigkeit hindurchströmt, und durch den Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) ein beginnendes Hindurchströmen des Gases durch das zweite Stellmittel (130) detektiert wird. Detecting method according to claim 1, characterized in that in an operation of the fluid system by a control device at a time the second actuating means ( 130 ) is opened, wherein by the second actuating means ( 130 ) substantially first flows through a liquid, and by comparing the opening degree setpoint with the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) an incipient passage of the gas through the second actuating means ( 130 ) is detected. Detektierverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer signifikanten Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) davon ausgegangen wird, dass das Gas durch das zweite Stellmittel (130) hindurchströmt und daraufhin das zweite Stellmittel (130) geschlossen wird; und/oder bei einer tolerierbaren Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) davon ausgegangen wird, dass lediglich im Wesentlichen die Flüssigkeit durch das zweite Stellmittel (130) hindurchströmt. Detection method according to claim 1 or 2, characterized in that, in the case of a significant deviation of the opening degree set value from the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) is assumed that the gas through the second actuating means ( 130 ) and then the second actuating means ( 130 ) is closed; and / or at a tolerable deviation of the opening degree setpoint from the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) is assumed that only substantially the liquid through the second actuating means ( 130 ) flows through. Detektierverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betrieb des Fluidsystems von einer Steuereinrichtung zu einem Zeitpunkt das zweite Stellmittel (130, 230) geöffnet wird, wobei durch den Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) eine Funktionstüchtigkeit des zweiten Stellmittels (130, 230) überprüft wird. Detecting method according to claim 1, characterized in that in an operation of the fluid system by a control device at a time the second actuating means ( 130 . 230 ) is opened, wherein by comparing the opening degree setpoint with the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) a functionality of the second actuating means ( 130 . 230 ) is checked. Detektierverfahren gemäß Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer signifikanten Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) davon ausgegangen wird, dass das zweite Stellmittel (130, 230) nicht geschaltet hat; und/oder bei einer tolerierbaren Abweichung des Öffnungsgrad-Istwerts vom Öffnungsgrad-Sollwert des ersten Stellmittels (24) davon ausgegangen wird, dass das zweite Stellmittel (130, 230) korrekt geschaltet hat. Detection method according to claim 1 or 4, characterized in that, in the case of a significant deviation of the opening degree set value from the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) it is assumed that the second actuating means ( 130 . 230 ) has not switched; and / or at a tolerable deviation of the opening degree actual value from the opening degree set value of the first actuating means ( 24 ) it is assumed that the second actuating means ( 130 . 230 ) has switched correctly. Detektierverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer signifikanten, dauerhaften und bevorzugt im Wesentlichen konstanten Abweichung des Öffnungsgrad-Sollwerts vom Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) davon ausgegangen wird, dass die Leckage im Fluidsystem vorliegt. Detection method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the case of a significant, permanent and preferably substantially constant deviation of the opening degree setpoint from the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) it is assumed that the leakage is present in the fluid system. Detektierverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich erfolgt; und/oder der Vergleich permanent in einem Betrieb des Fluidsystems erfolgt oder zeitweise, wenn das zweite Stellmittel (130, 230) geöffnet ist. Detection method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the comparison of the opening degree setpoint with the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) takes place continuously or quasi-continuously; and / or the comparison is made permanently in an operation of the fluid system or temporarily when the second actuating means ( 130 . 230 ) is open. Detektierverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24): aus einem Lastfall oder Betriebszustand des Fluidsystems; aus einem durch das Brennstoffzellenaggregat (1) produzierten elektrischen Strom; aus einem Massenstrom eines Fluids (3, 4) in einer Anodenversorgung (20) des Brennstoffzellenaggregats (1); aus einem Sensorsignal des ersten Stellmittels (24) selbst; und/oder anhand einer Information über wenigstens eines anderes Stellglied im Fluidsystem, berechnet wird. Detection method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ): from a load case or operating condition of the fluid system; from one through the fuel cell aggregate ( 1 ) produced electricity; from a mass flow of a fluid ( 3 . 4 ) in an anode supply ( 20 ) of the fuel cell aggregate ( 1 ); from a sensor signal of the first actuating means ( 24 ) even; and / or based on information about at least one other actuator in the fluid system. Detektierverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass: das erste Stellmittel (24) als das Druckregelventil (24) ausgebildet ist; das Detektierverfahren lediglich in vorbestimmten Lastfällen oder Betriebszuständen des Fluidsystems durchgeführt wird; der Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) auf einer Differenzbildung beruht; und/oder beim Vergleich des Öffnungsgrad-Sollwerts mit dem Öffnungsgrad-Istwert des ersten Stellmittels (24) eine Hysterese des ersten Stellmittels (24) berücksichtigt wird. Detection method according to one of claims 1 to 8, characterized in that: the first actuating means ( 24 ) as the pressure regulating valve ( 24 ) is trained; the detecting method is performed only in predetermined load cases or operating conditions of the fluid system; the comparison of the opening degree setpoint with the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) is based on a difference; and / or when comparing the opening degree set value with the opening degree actual value of the first actuating means ( 24 ) a hysteresis of the first actuating means ( 24 ) is taken into account. Steuereinheit, insbesondere Motorsteuergerät, Brennstoffzellensystem und/oder Brennstoffzellenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit, das Brennstoffzellensystem und/oder das Brennstoffzellenfahrzeug ein Detektierverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführbar ist oder durchgeführt wird. Control unit, in particular engine control unit, fuel cell system and / or Fuel cell vehicle, characterized in that by the control unit, the fuel cell system and / or the fuel cell vehicle, a detection method according to any one of claims 1 to 9 is feasible or carried out.
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