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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, insbesondere für eine Brennstoffzelle, aufweisend eine Kühlmittelleitung zum Leiten von Kühlmittel durch eine Kühleinheit der Kühlvorrichtung und eine Betriebsmittelleitung zum Leiten eines Betriebsmittels durch eine Betriebseinheit der Kühlvorrichtung, wobei die Kühleinheit zum Kühlen der Betriebseinheit ausgestaltet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Brennstoffzellensystem mit der Kühlvorrichtung.
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Stand der Technik
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Von emissionsfreier Mobilität durch Brennstoffzellensysteme profitieren mittlerweile nicht nur Kraftfahrzeuge wie PKWs und LKWs, sondern auch sogenannte OFF-Highway-Fahrzeuge wie beispielsweise Baumaschinen, Kommunal- und Flughafenfahrzeuge. Zur Reduzierung von Emissionen und Lärm setzen beispielsweise Flughafenbetreiber zunehmend auf alternative Antriebe und künftig mit Brennstoffzellensystemen auf eine neue umweltfreundliche Zukunftstechnologie für mobilen Arbeitsmaschinen, Fahrzeuge auf dem Vorfeld und Fuhrparks. Die Vorteile von Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb gegenüber beispielsweise der klassischen Akkumulatortechnologie sind ihre große Reichweite und ihre schnelle Betankung innerhalb von nur wenigen Minuten.
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Für eine sichere Funktion von Brennstoffzellensystemen sind FCCUs (Fuel Cell Control Units) bekannt, die alle Komponenten eines Brennstoffzellensystems für ein effizientes Zusammenspiel steuern. Eine FCCU steuert das Brennstoffzellensystem mit einer integrierten Wasserstoff-, Luft- und Kühlmittelregelung. Ein Brennstoffzellensystem mit der FCCU weist eine Kühlvorrichtung auf, durch welche ein Brennstoffzellenstapel durch ein Kühlmittel gekühlt werden kann. Genauer gesagt kann bei einer solchen Kühlvorrichtung die Kathode des Brennstoffzellenstapels durch eine Kühleinheit, durch welche Kühlmittel geleitet wird, gekühlt werden.
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Da Wasserstoff aus dem Brennstoffzellenstapel in das Kühlmittel diffundieren kann, muss die Kühlmittelleitung zur Umgebung offen sein. Dies wird beispielsweise durch eine Entlastungsöffnung in einem Kühlmittel-Ausgleichsbehälter erreicht. Der Raum, in den das Kühlsystem entgast, muss vor einer Wasserstoffansammlung geschützt sein. Dies kann durch eine Entlastungsöffnung entgegen der Gravitationsrichtung oder eine mechanische Belüftung realisiert werden. Die Entlastungsöffnung bewirkt als Nebeneffekt, dass das Kühlmittel vor einer Kühlmittelpumpe auf Umgebungs-Druckniveau ist.
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Während der Betriebsführung eines Brennstoffzellenstapels werden gezielt bestimmte Gasdruckniveaus in der Anode (Wasserstoff) und der Kathode (Luft) eingestellt. Der Druck des den Brennstoffzellenstapel durchströmenden Kühlmittels darf zum Druckniveau des Wasserstoffs und zum Druckniveau der Luft nur eine gewisse maximale Abweichung haben, beispielsweise maximal ±1 bar. Die Abweichung ist konstruktionsbedingt unter anderem durch die verwendeten Dichtungen vorgegeben und stellt die Dichtheit in Bereichen an der Anode, der Kathode und einer Kühlvorrichtung im Brennstoffzellenstapel sicher.
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Um das gewünschte Druckniveau zu erreichen, obwohl im Ausgleichsbehälter Umgebungsdruck herrscht, müssen eine ausreichend groß dimensionierte Kühlmittelpumpe, oder mehrere Kühlmittelpumpen, sowie eine Drossel stromabwärts des Brennstoffzellenstapels, die das Druckniveau am Brennstoffzellenstapelausgang über dem des Ausgleichsbehälters (Umgebungsdruck) hält, eingesetzt werden. Die Kühlmittelpumpe ist hierbei auf Ausfall oder zu geringe Leistung zu überwachen, um eine übermäßige Druckabweichung zur Anode rechtzeitig zu erkennen und dieser entsprechend entgegen wirken zu können.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorliegend werden eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Brennstoffzellensystems sowie ein Brennstoffzellensystem mit dieser Kühlvorrichtung gemäß den Patentansprüchen zur Verfügung gestellt. Hierdurch werden eine verbesserte Kühlvorrichtung sowie ein Brennstoffzellensystem mit der Kühlvorrichtung bereitgestellt, mittels welcher eine Brennstoffzelle mit geringem Kostenaufwand gekühlt werden kann. Außerdem wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, durch welches eine Brennstoffzelle mit geringem Energieaufwand gekühlt werden kann. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Kühlvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird, bzw. werden kann.
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Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Kühlvorrichtung, insbesondere eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Brennstoffzelle, bereitgestellt. Die Kühlvorrichtung weist eine Kühlmittelleitung zum Leiten von Kühlmittel durch eine Kühleinheit der Kühlvorrichtung auf. Außerdem weist die Kühlvorrichtung eine erste Betriebsmittelleitung zum Leiten eines ersten Betriebsmittels durch eine erste Betriebseinheit der Kühlvorrichtung auf. Die Kühleinheit ist hierbei zum Kühlen der ersten Betriebseinheit ausgestaltet. Die Kühlmittelleitung steht dabei stromabwärts der Kühleinheit in Fluidverbindung mit der ersten Betriebsmittelleitung. D.h., eine Kühlmittel-Entgasungsöffnung der Kühlmittelleitung wird nicht direkt in die Umgebung geführt, sondern in die unter Druck stehende erste Betriebsmittelleitung.
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Dadurch, dass die Kühlmittelleitung stromabwärts der Kühleinheit in Fluidverbindung mit der ersten Betriebsmittelleitung steht, ist das Niveau des Kühlmitteldrucks zumindest abschnittsweise, insbesondere stromabwärts einer Kühlmittelpumpe der Kühlvorrichtung, stets gleich zu einem Druck in der ersten Betriebsmittelleitung, d.h., zum ersten Betriebsmitteldruck. Der Kühlmitteldruck stromabwärts der Kühleinheit, insbesondere an einem Ausgang der Kühlvorrichtung, kann somit ohne Verwendung einer Drossel oder dergleichen auf einem gewünschten Wert, beispielsweise 1,5 bar, gehalten werden. Darüber hinaus kann bei der vorliegenden Kühlvorrichtung auf die Verwendung einer großen Kühlmittelpumpe oder mehrerer Kühlmittelpumpen verzichtet werden. Dadurch können sowohl Kosten für die Pumpe(n) als auch Kosten für den Energieverbrauch einer großen Kühlmittelpumpe oder mehrerer Kühlmittelpumpen eingespart werden.
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Die vorliegende Kühlvorrichtung ist insbesondere für die Kühlung eines Brennstoffzellenstapels bzw. einer Brennstoffzelle eines Brennstoffzellensystems ausgestaltet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So kann die Kühlvorrichtung auch zur Kühlung von anderen Anwendungen mit kühlmittelbasierter Kühlung ausgestaltet sein.
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Unter dem Kühlmittel ist insbesondere ein Kühlmittelfluid zu verstehen. Die Kühlmittelleitung ist zum Leiten des Kühlmittels entsprechend bevorzugt als Schlauch- oder Rohrleitung bzw. Schlauch- oder Rohrleitungssystem ausgestaltet. Die Kühlmittelleitung ist bevorzugt Bestandteil eines geschlossenen Kühlmittelkreislaufes der Kühlvorrichtung. Die Kühleinheit kann auch als Abschnitt der Kühlmittelleitung ausgestaltet sein, der bevorzugt in der Nähe oder an der ersten Betriebseinheit angeordnet ist. Die erste Betriebseinheit ist bevorzugt als Betriebseinheit für den Betrieb der Brennstoffzelle ausgestaltet. Die erste Betriebseinheit ist beispielsweise als Kathode ausgestaltet oder weist eine Kathode auf.
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Unter dem ersten Betriebsmittel ist insbesondere ein Betriebsmittelfluid zu verstehen, das bevorzugt Luft ist oder zumindest aufweist. Die erste Betriebsmittelleitung ist zum Leiten des ersten Betriebsmittels entsprechend vorzugsweise als Schlauch- oder Rohrleitung bzw. Schlauch- oder Rohrleitungssystem ausgestaltet.
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Die Fluidverbindung zwischen der Kühlmittelleitung stromabwärts der Kühleinheit und der ersten Betriebsmittelleitung ist beispielsweise durch eine Schlauch- oder Rohrleitung hergestellt. D.h., ein Schlauch- oder Rohrabschnitt der Kühlmittelleitung stromabwärts der Kühleinheit ist direkt mit einem Schlauch- oder Rohrabschnitt der ersten Betriebsmittelleitung verbunden.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einer Kühlvorrichtung die erste Betriebseinheit eine Kathode aufweist und die Betriebsmittelleitung als Kathodengasleitung ausgestaltet ist. Die Kathode ist hierbei insbesondere eine Kathode einer Brennstoffzelle, wobei die Brennstoffzelle ferner eine Anode aufweist, die als zweite Betriebseinheit bezeichnet werden kann. In der Kathodengasleitung wird meist Umgebungsluft eingesaugt, wobei im Sinne der vorliegenden Erfindung dieses Sauerstoff enthaltene Gasgemisch bzw. die Umgebungsluft als Kathodengas bezeichnet werden kann. Bei bekannten Kühlvorrichtungen für Brennstoffzellen ist es möglich, dass Wasserstoff aus der Brennstoffzelle in die Kühleinheit bzw. die Kühlmittelleitung eindringt.
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So ist es gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung beispielsweise möglich, dass die Kühlmittelleitung stromabwärts der Kühleinheit in Fluidverbindung mit der ersten Betriebsmittelleitung stromaufwärts der ersten Betriebseinheit steht. Dadurch ist es möglich, dass durch die Betriebseinheit Partikel des Kühlmittels gefiltert werden können. Im konkreten Fall einer Kühlvorrichtung, die zum Kühlen einer Brennstoffzelle verwendet wird, muss hierdurch Wasserstoff nicht in die Umgebung geleitet werden, sondern kann in die als erste Betriebseinheit ausgestaltete Kathode geführt und über diese in die Umgebung geleitet werden. An der Kathode kann der Wasserstoff unschädlich oxidieren bzw. oxidiert werden. Um zu vermeiden, dass Kühlmittel in die erste Betriebseinheit bzw. eine Brennstoffzelle eindringt, kann stromabwärts der Kühleinheit zwischen dieser und der ersten Betriebseinheit, beispielsweise in einer entsprechenden Verbindungsleitung, eine Membran der Kühlvorrichtung angeordnet sein, die beispielsweise Wasserstoff- und Luftdurchlässig ist, jedoch undurchlässig für größere Moleküle wie beispielsweise Glykol oder Moleküle einer Flüssigkeit.
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Von weiterem Vorteil kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung sein, wenn bei einer Kühlvorrichtung die Kühlmittelleitung stromabwärts der Kühleinheit in Fluidverbindung mit der ersten Betriebsmittelleitung stromabwärts der ersten Betriebseinheit steht. Dadurch kann zuverlässig verhindert werden, dass Kühlmittel in die erste Betriebseinheit, oder bei der Kühlung einer Brennstoffzelle, in diese eindringt. Dies könnte aufgrund der im Kühlmittel möglicherweise enthaltenden Feuchtigkeit oder durch chemische Bestandteile des Kühlmittels wie beispielsweise Glykol, zu einer Beschädigung der Brennstoffzelle führen. In diesem Fall könnten ferner die Kosten für eine wie vorstehend beschriebene Membran eingespart werden.
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Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei einer Kühlvorrichtung ein Kühlmittel-Ausgleichsbehälter mit der Kühlmittelleitung verbunden ist und der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter räumlich in Gravitationsrichtung niedriger als eine Verbindungsstelle der Fluidverbindung zwischen der Kühlmittelleitung und der ersten Betriebsmittelleitung stromabwärts der ersten Betriebseinheit angeordnet ist. Da im Falle einer Kühlvorrichtung, die zum Kühlen einer Brennstoffelle in Verwendung ist, das Kathodengas für gewöhnlich entgegen der Gravitationsrichtung nach oben abgeführt wird, ist dies konstruktiv einfach und kostengünstig realisierbar. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Kühlvorrichtung ist es ferner möglich, dass Wasserstoff durch die erste Betriebsmittelleitung bzw. eine Kathodengasleitung zuverlässig an die Umgebung abgegeben werden kann.
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Von weiterem Vorteil kann es gemäß der vorliegenden Erfindung sein, wenn bei einer Kühlvorrichtung ein Kühlmittel-Ausgleichsbehälter mit der Kühlmittelleitung verbunden ist und der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter räumlich in Gravitationsrichtung höher als die erste Betriebseinheit angeordnet ist. Im Falle einer Kühlvorrichtung, die zum Kühlen einer Brennstoffzelle in Verwendung ist, kann hierdurch ein Überströmen von Wasserstoff in die erste Betriebseinheit bzw. eine Kathode sichergestellt werden. Genauer gesagt kann bei jedem fallenden Druckwechsel, beispielsweise beim Abschalten der Kathode, von beispielsweise 1,5 bar auf 1 bar, im Zuge eines Druckausgleichs zum Beispiel ein Drittel eines Luftraums im Kühlmittel-Ausgleichsbehälter, insbesondere das oberste Drittel, in welchem sich der Wasserstoff ansammelt, zurück in die Kathode gesaugt werden. Bei einem steigenden Druckwechsel kann anschließend wieder Frischluft in den Kühlmittel-Ausgleichsbehälter gedrückt werden. Von weiterem Vorteil ist es, wenn der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter räumlich in Gravitationsrichtung auch höher als die Kühleinheit angeordnet ist. Dadurch können Vorrichtungen oder Mechanismen vermieden werden, die ein Auslaufen des Kühlmittel-Ausgleichsbehälters verhindern müssten.
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Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß möglich, dass in oder an der ersten Betriebsmittelleitung ein Sensor zum Erkennen eines sich von dem Betriebsmittel unterscheidenden Stoffes positioniert ist. Der Sensor ist bevorzugt als Wasserstoffsensor ausgestaltet. Dadurch ist es möglich, Wasserstoff, der ggf. nicht durch die erste Betriebseinheit gefiltert werden kann, zu identifizieren und erforderliche Gegenmaßnahmen einzuleiten. Der Sensor ist bevorzugt stromabwärts der ersten Betriebseinheit positioniert.
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Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kühleinheit an der ersten Betriebseinheit, insbesondere direkt an der ersten Betriebseinheit, angeordnet ist. Dadurch kann die Betriebseinheit besonders effizient gekühlt werden. Die Kühlvorrichtung kann dadurch außerdem besonders platzsparend in einem Brennstoffzellensystem angeordnet sein. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann die Kühleinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung auch als Abschnitt der Kühlmittelleitung ausgestaltet sein, der an, insbesondere direkt an der ersten Betriebseinheit anliegt bzw. angeordnet ist.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Brennstoffzellensystem mit einer wie vorstehend erläuterten Kühlvorrichtung bereitgestellt, wobei die erste Betriebseinheit eine Betriebseinheit des Brennstoffzellensystems ist. Genauer gesagt ist die erste Betriebseinheit in diesem Fall eine Kathode, die wiederum eine Kathode einer Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems ist. Damit bringt das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung beschrieben worden sind.
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Gemäß eines noch weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kühlen einer Brennstoffzelle mit einer wie vorstehend beschriebenen Kühlvorrichtung zur Verfügung gestellt. Gemäß dieses Verfahrens wird ein erstes Betriebsmittel der ersten Betriebsmittelleitung zu der Kühlmittelleitung geführt bzw. geleitet. Damit bringt auch das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung beschrieben worden sind.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen jeweils schematisch:
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1 ein Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems mit einer Kühlvorrichtung gemäß des Standes der Technik,
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2 ein Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems mit einer Kühlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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3 ein weiteres Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems mit der Kühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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4 ein Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems mit einer Kühlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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5 ein weiteres Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems mit der Kühlvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
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6 ein Funktionsschaltbild eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen.
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Zur kurzen Erläuterung des Standes der Technik ist in 1 ein Brennstoffzellensystem 100 mit einer Kühlvorrichtung 1 dargestellt, bei welcher eine Kühlmittelleitung 10 als Bestandteil eines Kühlkreislaufes ausgestaltet ist. Der Kühlkreislauf weist ferner eine Kühlmittelpumpe 120 sowie einen Kühler 140 auf.
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In 2 ist ein Brennstoffzellensystem 100a mit einer Kühlvorrichtung 1a gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Wie anhand von 2 zu erkennen, ist die dargestellte Kühlvorrichtung 1a zum Kühlen einer Brennstoffzelle 110 ausgestaltet. Die Kühlvorrichtung 1a weist eine Kühlmittelleitung 10 zum Leiten von Kühlmittel durch eine Kühleinheit 40 der Kühlvorrichtung 1a auf. Das Kühlmittel wird gemäß der dargestellten Ausführungsform in einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf zirkuliert. Außerdem weist die Kühlvorrichtung 1a eine als Kathodengasleitung ausgestaltete erste Betriebsmittelleitung 20 zum Leiten eines ersten Betriebsmittels (Kathodengas) durch eine als Kathode ausgestaltete erste Betriebseinheit 50 der Kühlvorrichtung 1a auf. Die Kühleinheit 40 ist hierbei zum Kühlen der ersten Betriebseinheit 50 und hierdurch zum Kühlen der Brennstoffzelle 110 ausgestaltet. Wie ferner aus 2 hervorgeht, steht die Kühlmittelleitung 10 stromabwärts der Kühleinheit 40 mit der ersten Betriebsmittelleitung 20 stromaufwärts der ersten Betriebseinheit 50 in Fluidverbindung.
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Das in 2 dargestellte Brennstoffzellensystem 100a weist außerdem eine als Anodengasleitung ausgestaltete zweite Betriebsmittelleitung 30 zum Leiten eines zweiten Betriebsmittels (Anodengas) durch eine als Anode ausgestaltete zweite Betriebseinheit 60 auf. Die erste Betriebseinheit 50 und die zweite Betriebseinheit 60 bilden gemäß der dargestellten Ausführungsform die wesentlichen Bestandteile einer Brennstoffzelle 110. Gemäß der in 2 dargestellten Kühlvorrichtung 1a kann ein Niveau des Kühlmitteldrucks vor einer Kühlmittelpumpe 120 im Wesentlichen automatisch immer gleich zu einem Kathodendruck und hierbei in einem definierten Verhältnis zu einem Anodendruck gehalten werden.
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Darüber hinaus ist in der Kühlvorrichtung 1a gemäß 2 in der ersten Betriebsmittelleitung 20 ein Sensor 70 zum Erkennen eines sich von dem Betriebsmittel unterscheidenden Stoffes positioniert. Genauer gesagt ist der Sensor 70 als Wasserstoffsensor zum Erkennen von Wasserstoff ausgestaltet. Obwohl der Sensor 70 sowohl in 2 als auch in 3 stromabwärts der ersten Betriebseinheit 50 angeordnet ist, kann der Sensor 70 auch stromaufwärts der ersten Betriebseinheit 50 angeordnet sein.
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3 zeigt ein Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems 1a mit einer wie in 2 dargestellten Kühlvorrichtung 1a aus einer anderen Perspektive. Die in 3 dargestellte Kühlvorrichtung 1a weist einen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 auf. Anhand der Darstellung von 3 ist zu erkennen, dass der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 mit der Kühlmittelleitung 10 verbunden ist und der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 in einem verbauten Zustand der Kühlvorrichtung 1a räumlich in Gravitationsrichtung höher als die erste Betriebseinheit 50 angeordnet ist.
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4 zeigt ein Brennstoffzellensystem 100b mit einer Kühlvorrichtung 1b gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Kühlvorrichtung 1b gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der Kühlvorrichtung 1a gemäß der ersten Ausführungsform, dass die Kühlmittelleitung 10 stromabwärts der Kühleinheit 40 in Fluidverbindung mit der ersten Betriebsmittelleitung 20 stromabwärts der ersten Betriebseinheit 50 steht.
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5 zeigt ein Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems 1b mit einer wie in 4 dargestellten Kühlvorrichtung 1b aus einer anderen Perspektive. Der in 5 dargestellte Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 ist mit der Kühlmittelleitung 10 verbunden. Außerdem ist der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 in einem verbauten Zustand der Kühlvorrichtung 1b räumlich in Gravitationsrichtung niedriger als eine Verbindungsstelle 80 der Fluidverbindung angeordnet. Der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 ist hierbei zwischen der Kühlmittelleitung 10 und der ersten Betriebsmittelleitung 20, die stromabwärts der ersten Betriebseinheit 50 verläuft, angeordnet. Außerdem ist der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 räumlich in Gravitationsrichtung höher als die erste Betriebseinheit 50 sowie die Kühleinheit 40 angeordnet.
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Anhand der 1 bis 5 kann ferner ein Verfahren zum Kühlen einer Brennstoffzelle 110 mit einer wie vorstehend beschriebenen Kühlvorrichtung 1a, 1b verstanden werden, bei welchem das erste Betriebsmittel der ersten Betriebsmittelleitung 20 in Richtung der bzw. zu der Kühlmittelleitung 10 geführt wird. Da das Kühlmittel in einem geschlossenen bzw. gasdichten Kühlmittelkreislauf geführt bzw. zirkuliert wird, kann dadurch das Niveau des Kühlmitteldrucks stets bzw. automatisch auf dem Niveau des Kathodendrucks gehalten werden. Hierfür kann ein Controller bereitgestellt werden, der das Verfahren steuert und anhand von Sensoren überwacht.
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6 zeigt ein Brennstoffzellensystem 100a mit der Kühlvorrichtung 1a. Ferner ist in 6 der Kühlmittel-Ausgleichsbehälter 90 im Brennstoffzellensystem 100a integriert dargestellt. Das dargestellte Brennstoffzellensystem 100a weist ferner eine Brennstoffzelle 110, eine Kühlmittelpumpe 120 zum Pumpen des Kühlmittels sowie einen Motor 130 zum Betreiben der Kühlvorrichtung 1a auf.
