DE102017004448A1 - Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug (1) mit einer Batterie (15), mit einem pneumatischen System (16), mit wenigstens einem Nebenaggregat (20) sowie einem Kühlsystem (11), wobei Wasserstoff für eine Brennstoffzelle (2) des Brennstoffzellensystems in einem Flüssiggastank bei niedriger Temperatur gespeichert wird, wobei im Stillstand des Fahrzeugs (1) verdampfter Wasserstoff durch einen Betrieb der Brennstoffzelle (2) verbraucht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die dabei anfallende elektrische Energie in Abhängigkeit wenigstens eines in dem Fahrzeug (1) erfassten Parameters in der Batterie (15) gespeichert, in dem pneumatischen System (16) gespeichert, zum Betrieb des wenigstens einen Nebenaggregats (20) genutzt und/oder einem elektrischen Heizwiderstand (28) in dem Kühlsystem (11) zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Neben der Verwendung von Wasserstoff in Druckgasspeichern ist bei wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen, insbesondere bei Brennstoffzellenfahrzeugen, die Speicherung von Wasserstoff in flüssiger Form bei den hierfür benötigten tiefen Temperaturen bekannt. Die Wasserstofftanks sind dann in der Lage, Wasserstoff mit einer höheren Speicherdichte zu speichern, als es beispielsweise in einem Druckgastank bei einem Nenndruck von 70 MPa möglich ist. Die flüssige Speicherung von Wasserstoff kommt deshalb insbesondere bei Nutzfahrzeugen wie Bussen und insbesondere Lastkraftwagen zum Einsatz. Problematisch ist es hier immer, dass mit einer Erwärmung des Tanks Wasserstoff verdampft und sich ein entsprechendes unter Druck stehendes Wasserstoff-Gaspolster in dem Tank ausbildet. Ab einem gewissen vorgegebenen Druck muss daher Wasserstoff aus dem Tank abgelassen werden, um einen unzulässig hohen Druck im Tank zu vermeiden. Das abgelassene Wasserstoffgas gelangt dann bei vielen Anwendungen in die Umgebung, dies kann dann jedoch zu explosiven Gemischen mit der Luft führen. Deshalb können derartige Fahrzeuge nicht in Hallen abgestellt werden, da hier das abgeblasene Wasserstoffgas, welches im Englischen auch als Boil-Off Gas bezeichnet wird, nicht abziehen kann.
  • In diesem Zusammenhang ist es aus der US 20090176135 A1 bekannt, den Wasserstoff, welcher während des Stillstands des Fahrzeugs verdampft, der Brennstoffzelle zuzuführen oder diesen in einem katalytischen Brenner zu verbrennen, um Wärme zu erzeugen. In dem Fall, dass er der Brennstoffzelle zugeführt wird, kann die elektrische Energie genutzt werden, um Nebenaggregate wie beispielsweise eine Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums anzutreiben oder für den Fall, dass die Umgebungstemperaturen sehr niedrig sind, um das Brennstoffzellensystem entsprechend warm zu halten, sodass dieses sehr schnell wieder gestartet werden kann.
  • Im gleichen Zusammenhang beschreibt außerdem die KR 2009 0108 200 A1 die Möglichkeit, die durch die Nutzung von Boil-Off Gas in der Brennstoffzelle anfallende elektrische Energie zum Laden einer Traktionsbatterie in dem Fahrzeug zu verwenden.
  • Beide Schriften haben dabei das Problem, dass sie die elektrische Energie nur nutzen können, solange ein entsprechender Bedarf vorliegt. Liegt ein solcher nicht mehr vor, weil beispielsweise keine Nebenaggregate betrieben werden müssen, keine Wärme benötigt wird oder im zweiten Fall die Batterie bereits vollgeladen ist, dann muss das Gas weiterhin abgelassen werden, sodass zwar eine bessere Nutzung der Energie erreicht wird, das Sicherheitsproblem jedoch nicht gelöst werden kann, da dies in bestimmten Situationen weiterhin auftreten wird.
  • Aus dem weiteren allgemeinen Stand der Technik in Form der US 2015/0075885 A1 ist es ferner bekannt, in einem Brennstoffzellensystem während des regulären Betriebs anfallende Überschussleistung zu nutzen, um einen Druckluftspeicher in einem pneumatischen System in dem Fahrzeug aufzuladen. Das Brennstoffzellensystem in diesem Zusammenhang erzeugt die Überschussenergie, um den Betrieb der Brennstoffzelle konstant zu halten und nutzt anders als die beiden oben genannten Schriften keinen Tank für flüssigen Wasserstoff.
  • Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug anzugeben, welches gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und insbesondere die eingangs angesprochene Sicherheitsproblematik löst.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
  • Ähnlich wie im Stand der Technik ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls so, dass verdampfter flüssiger Wasserstoff aus dem Tank während des Stillstands des Fahrzeugs in der Brennstoffzelle verbraucht wird. Um die Brennstoffzelle zu starten, kann hier beispielsweise ein in dem Tank erfasster Druckwert genutzt werden, welcher mit einem gewissen Sicherheitsabstand unter einem Schwellenwert liegt, bei dem ein Druckentlastungsventil aus Sicherheitsgründen öffnen würde. Die Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems wird dann gestartet, typischerweise ebenso die Luftversorgung beispielsweise über den Kompressor oder ein eigens hierfür vorgesehenes Gebläse. Der verdampfte Wasserstoff, also das Boil-Off Gas, wird dann in der Brennstoffzelle in elektrische Energie umgesetzt. Erfindungsgemäß ist es so, dass die dabei anfallende elektrische Energie in Abhängigkeit wenigstens eines in dem Fahrzeug erfassten Parameters in der Batterie gespeichert, in dem pneumatischen System gespeichert, zum Betrieb wenigstens eines Nebenaggregats genutzt und/oder einem elektrischen Heizwiderstand in dem Kühlsystem zugeführt wird.
  • Anders als im Stand der Technik wird hier über wenigstens einen in dem Fahrzeug gemessenen Parameter ausgewählt, wie die anfallende elektrische Energie genutzt werden soll. Dies stellt eine vollständige Nutzung der Energie sicher und erlaubt durch die Zufuhr dieser elektrischen Energie an einen elektrischen Heizwiderstand im Kühlsystem des Fahrzeugs eine Nutzung des entstandenen Boil-Off Gases in jeder denkbaren Situation. Damit können auch bei beispielsweise vollgeladener Batterie, nicht benötigten Nebenverbrauchern und vollgeladenen Druckluftspeichern in dem pneumatischen System anfallende Mengen an verdampften Wasserstoff dennoch aufgebraucht werden, indem diese dem elektrischen Heizwiderstand und dem Kühlsystem des Fahrzeugs zugeführt werden. Die entstehende Wärme wird dann mit dem Kühlsystem des Fahrzeugs abgeführt. Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenes Fahrzeug erlaubt daher eine Minimierung des Wasserstoffverlustes durch den Boil-Off, weil die bei der Nutzung des Boil-Off Gases anfallende elektrische Energie innerhalb des Systems sinnvoll genutzt werden kann. Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren jedoch in jedem Fall die Vermeidung von Wasserstoffemissionen an die Umgebung, da für den Fall, dass alle Energieabnehmer nicht in der Lage sind, die Energie abzunehmen, diese einem elektrischen Heizwiderstand in dem Kühlsystem des Fahrzeugs zugeführt wird. Dadurch, dass Wasserstoffemissionen also in jeder Betriebssituation sicher und zuverlässig vermieden werden, ist es möglich, ein derartiges Fahrzeug auch in geschlossenen Räumen zu parken, beispielsweise in Werkstätten, Parkhäusern oder Fahrzeugdepots.
  • Gemäß einer außerordentlich günstigen und vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als der wenigstens eine Parameter ein Ladezustand der Batterie und/oder ein Ladezustand eines Druckluftspeichers in dem pneumatischen System genutzt. Der Ladezustand der Batterie kann erfasst und als Parameter für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden. Vergleichbares gilt alternativ oder ergänzend für den Ladezustand eines oder mehrerer Druckluftspeicher in dem pneumatischen System. Ihr Ladezustand lässt sich beispielsweise durch den Druck der gespeicherten Druckluft einfach und effizient erfassen. Derartige Parameter erlauben es nun, beispielsweise die anfallende elektrische Energie aus der Umsetzung des Boil-Off Gases solange in der Batterie zu speichern, bis die Batterie gänzlich voll ist, ihr Ladezustand also einen oberen Grenzwert erreicht hat. Anschließend oder alternativ dazu kann die anfallende elektrische Energie genutzt werden, um in dem pneumatischen System einen elektrischen Luftpresser zu betreiben und so die Druckluftspeicher des pneumatischen Systems zu füllen. Aus diesem heraus können dann später im erneuten Betrieb des Fahrzeugs beispielsweise Türen oder Klappen angesteuert werden und, wie es insbesondere bei Nutzfahrzeugen üblich ist, das Bremssystem des Fahrzeugs. Die Verwendung dieser Parameter erlaubt also eine ideale Nutzung der anfallenden elektrischen Energie, bevor diese dem elektrischen Heizwiderstand in dem Kühlsystem des Fahrzeugs zugeführt werden muss, um Wasserstoffemissionen zu vermeiden.
  • Gemäß einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung der Idee kann es auch vorgesehen sein, dass eine Temperatur in einem Innenraum und/oder in der Umgebung des Fahrzeugs als der wenigstens eine Parameter genutzt wird. Eine solche Nutzung der Temperatur als Parameter kann insbesondere dahingehend Verwendung finden, dass über diesen Parameter entschieden werden kann, ob ein Innenraum des Fahrzeugs klimatisiert, also entsprechend erwärmt oder gekühlt werden muss, was dann mit der anfallenden elektrischen Energie erfolgen kann. Bei sehr niedrigen Temperaturen in der Umgebung des Fahrzeugs kann auch, wie im eingangs genannten Stand der Technik, ein Verfahren gestartet werden, um mit der anfallenden elektrischen Energie das Brennstoffzellensystem warm zu halten, also bei Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts zu halten. Dies kann beispielsweise durch eine Beheizung des Kühlmediums über den bereits angesprochenen und ohnehin vorhandenen elektrischen Heizwiderstand in dem Kühlsystem erfolgen. Auch in diesem Fall wird die anfallende elektrische Energie sinnvoll genutzt, da so ein sehr einfacher und schneller Wiederstart des Fahrzeugs möglich wird bzw. ein hoher Komfort für seine Insassen erreichbar ist.
  • Im Falle eines solchen Warmhaltens des Brennstoffzellensystems kann nach erfolgter Temperierung und wenn der Temperaturwert konstant oder im zeitlichen Mittel quasi konstant gehalten worden ist, mit der Restenergie wiederum die Batterie geladen, ein Druckluftspeicher des pneumatischen Systems geladen oder ein Nebenaggregat betrieben werden. Auch in diesem Fall kann die Temperatur der Temperierung entsprechend erhöht werden, falls alle anderen Abnehmer keine elektrische Energie mehr benötigen bzw. die Speicher voll sind.
  • Ungeachtet dieser Thematik des Kaltstarts kann es gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee vorgesehen sein, dass die anfallende Energie genutzt wird, um die Batterie zu laden, solange deren Ladezustand unter einem vorgegebenen Wert liegt, danach, wenn der vorgegebene Wert des Ladezustands überschritten ist, um einen elektrischen Luftpresser zu betreiben, solange der Druck in den Druckluftspeichern des pneumatischen Systems unter einem vorgegebenen Wert liegt, danach, wenn der vorgegebene Wert des Drucks überschritten ist, um Nebenaggregate zu betreiben, bis deren Nutzung abgeschaltet wird, und danach um den elektrischen Heizwiderstand im Kühlsystem des Fahrzeugs zu betreiben. Diese vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt also eine konkrete Reihenfolge der Nutzung der anfallenden elektrischen Energie vor. Zuerst wird die Batterie geladen, bis diese vollgeladen ist. Anschließend werden die Druckluftspeicher des pneumatischen Systems gefüllt, bis diese vollgeladen sind. Anschließend werden Nebenaggregate betrieben, solange dies sinnvoll und gewünscht ist. Das Abschalten der Nebenaggregate kann beispielsweise automatisch erfolgen, beispielsweise nachdem eine gewünschte Temperatur im Innenraum des Fahrzeugs erreicht worden ist, oder, beispielsweise im Falle eines Mediengeräts als Nebenverbraucher, bis der Nutzer dieses entsprechend abschaltet. Danach wird die verbleibende restliche elektrische Energie dem Heizwiderstand zugeführt, um Wasserstoffemissionen in jedem Fall zu vermeiden.
  • Das Verfahren eignet sich prinzipiell für alle Fahrzeuge mit einem Tank für flüssigen Wasserstoff. Es ist jedoch besonders effizient bei größeren Fahrzeugen, in denen derartige für Tanks für flüssigen Wasserstoff auch häufiger eingesetzt werden. Derartige größere Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge wie beispielsweise Omnibusse oder besonders bevorzugt Lastkraftwagen, verfügen außerdem über pneumatische Systeme beispielsweise zum Ansteuern der Türen und insbesondere zum Ansteuern ihres Bremssystems. Daher sind hier typischerweise mehrere, auch größere Druckluftspeicher vorhanden, welche sich zum Einspeichern von Druckluft eignen und damit eine sinnvolle Nutzung der aus dem Boil-Off Gas anfallenden elektrischen Energie ermöglichen. In derartigen Fahrzeugen sind häufig auch größere Nebenverbraucher vorhanden, beispielsweise Klimaaggregate für den Fahrzeuginnenraum oder entsprechende Mediengeräte zur Unterhaltung beispielsweise eines Fahrers, welcher in dem Fahrzeug seine Pause verbringt oder im Falle eines Omnibusses von Fahrgästen, welche eine Wartezeit in dem Omnibus überbrücken müssen. Die bevorzugte Verwendung des Verfahrens richtet sich daher auf die Nutzung in einem Nutzfahrzeug, insbesondere einem Lastkraftwagen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher dargestellt ist.
  • Die einzige beigefügte Figur zeigt einen schematisch angedeuteten Lastkraftwagen, welcher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
  • In der Darstellung der 1 ist ein schematisch angedeuteter Lastkraftwagen 1 zu erkennen. Er wird mit elektrischer Leistung von einer Brennstoffzelle 2, welche in Form von einem oder mehreren Brennstoffzellenstapeln ausgebildet ist, mit elektrischer Leistung versorgt. Die elektrische Leistung gelangt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über eine mit 3 bezeichnete Leistungselektronik zu einem beispielhaft angedeuteten Traktionsmotor 4, welcher mit einer der Achsen 5 verbunden ist. Das Brennstoffzellensystem um die Brennstoffzelle 2 ist dabei sehr stark vereinfacht dargestellt. Einer Anodenseite der Brennstoffzelle 2 wird Wasserstoff aus einem Flüssiggastank 6 zugeführt. Der Flüssiggastank 6, welcher bei entsprechenden tiefen Temperaturen gehalten wird und mit einer Isolierung 7 versehen ist, ist dazu in dem hier dargestellten sehr stark vereinfachten Ausführungsbeispiel über eine Leitung und eine Ventileinrichtung 8 mit der Brennstoffzelle 2 verbunden. Der Kathodenseite der Brennstoffzelle 2 wird Luft über eine Luftfördereinrichtung 9, beispielsweise einem Kompressor, zugeführt. Die Abgase gelangen über eine Abgasleitung 10 in die Umgebung des Lastkraftwagens 1. Der Lastkraftwagen 1 bzw. die Brennstoffzelle 2 verfügen außerdem über ein in seiner Gesamtheit mit 11 bezeichnetes Kühlsystem. Dieses umfasst zumindest einen Kühlwärmetauscher in der Brennstoffzelle 2, eine Kühlmittelfördereinrichtung 12 sowie einen Kühler 13, um die Wärme an die Umgebung abzuführen. Außerdem kann ein Lüfterrad 14 vorhanden sein, um auch im Stand des Lastkraftwagens 1 eine Kühlung zu ermöglichen. Wie bei derartigen Systemen üblich, verfügt der Lastkraftwagen 1 außerdem über eine mit 15 bezeichnete Batterie, welche auch als Traktionsbatterie bezeichnet wird. Über diese Batterie 15 wird überschüssige Leistung der Brennstoffzelle 2 ebenso wie über den Traktionsmotor 4 im generatorischen Betrieb zurückgewonnene Leistung beim Abbremsen des Lastkraftwagens 1 gespeichert. Bei Bedarf kann diese Leistung dem elektrischen System des Lastkraftwagens 1 wieder zur Verfügung gestellt werden. Neben diesem Abbremsen über den Traktionsmotor 4 verfügt der Lastkraftwagen 1 außerdem über ein herkömmliches Bremssystem, wie es bei Lastkraftwagen 1 üblich ist. Teil dieses Bremssystems ist dabei ein in seiner Gesamtheit mit 16 bezeichnetes pneumatisches System, welches zumindest einen Luftpresser 17, einen Druckluftspeicher 18 sowie pneumatische Verbraucher 19 umfasst. Der Aufbau eines solchen pneumatischen Systems, insbesondere in Nutzfahrzeugen, ist soweit bekannt, sodass hierauf nicht weiter eingegangen werden muss.
  • In dem Lastkraftwagen 1 sind außerdem mit 20 bezeichnete Nebenaggregate angedeutet. Diese Nebenaggregate 20 dienen beispielsweise zur Klimatisierung der Fahrerkabine bzw. des Innenraums des Lastkraftwagens 1, falls dieser entsprechend verderbliche Güter transportiert. Auch weitere Nebenaggregate wie beispielsweise ein Multimediasystem oder ähnliches können von dem Begriff Nebenaggregate 20 im Sinne der hier vorliegenden Erfindung umfasst sein. Allesamt ist es diesen Nebenaggregaten 20 gemeinsam, dass diese elektrische Energie zu ihrem Betrieb benötigen.
  • Im Fahrbetrieb des Fahrzeugs 1 wird diese gesamte elektrische Energie nun über die Batterie 15 und die Brennstoffzelle 2 bereitgestellt, und über die Leistungselektronik 3 entsprechend verteilt. Im Stillstand des Lastkraftwagens 1 kommt es nun typischerweise trotz der Isolierung 7 um den Flüssiggastank 6 dazu, dass ein Teil des Wasserstoffs verdampft. Dieser verdampfte Wasserstoff wird auch als Boil-Off Gas bezeichnet. Dieses Boil-Off Gas muss abgelassen werden, wenn in dem Flüssiggastank 6 ein bestimmter für dessen Betrieb kritischer Druck erreicht wird. In dem hier dargestellten Lastkraftwagen 1 ist es so, dass ein Drucksensor 21 in dem Flüssiggastank 6 vorgesehen ist, welcher den von ihm erfassten Druckwert an eine Steuerung 22 weiterleitet. Die Steuerung 22 ist dafür ausgebildet, zumindest die Ventileinrichtung 8 zu öffnen, wenn der Druck sich einem kritischen Druckwert nähert. Der verdampfte Wasserstoff gelangt dann in die Brennstoffzelle 2.
  • Die Steuerung 22 ist außerdem dazu ausgerichtet, die Luftfördereinrichtung 9 in Betrieb zu nehmen, wenn Bedarf besteht. Gelangt nun der Wasserstoff in die Brennstoffzelle 2, dann wird die Steuerung 22 auch die Luftfördereinrichtung 9 in Betrieb nehmen, um so die Brennstoffzelle 2 trotz des Stillstands des Fahrzeugs 1 zu betreiben und den verdampften Wasserstoff aus dem Flüssiggastank 6 zu verbrauchen, sodass Wasserstoffemissionen an die Umgebung in jedem Fall vermieden werden können. Die dabei anfallende elektrische Energie wird an sich in dieser Situation für Antrieb des Lastkraftwagens 1 nicht benötigt. Die Steuerung 22 kann anhand verschiedener Parameter jedoch feststellen, wie diese Energie sinnvoll genutzt werden kann. Hierfür sind verschiedene Sensoren in dem Lastkraftwagen 1 vorhanden. Beispielsweise kann ein Sensor 23 für den Ladezustand der Batterie 15 vorgesehen sein. Ebenso ein Drucksensor 24 im Bereich des Druckluftspeichers 18 sowie ein Sensor 25, welcher die Steuerung 22 über den Betrieb oder Nichtbetrieb der Nebenaggregate 20 informiert. Ferner können ein Temperatursensor 26 im Inneren des Lastkraftwagens 1 sowie ein Temperatursensor 27 in der Umgebung des Lastkraftwagens 1, also in dessen Außenbereich, vorgesehen sein.
  • Die Steuerung 22 steuert nun die Leistungselektronik 3 in der Art, dass die in der Brennstoffzelle 2 aus dem Boil-Off Gas anfallende elektrische Energie in der gewünschten Art und Weise verteilt wird. Ist die Umgebungstemperatur in einem Bereich oberhalb des Gefrierpunkts, dann kann typischerweise zuerst die Batterie 15 solange geladen werden, bis deren Ladezustand einen vollgeladenen Zustand der Batterie 15 signalisiert. Anschließend kann dann der Luftpresser 17 betrieben werden, bis auch der Druckluftspeicher 18 aufgrund der erfassten Daten des Drucksensors 24 einen vollen Speicher- bzw. Ladezustand aufweist. Anschließend können, sofern Bedarf besteht, Nebenaggregate 20 des Lastkraftwagens 1 mit der anfallenden Energie betrieben werden, um diese so aufzubrauchen und dabei noch für Systeme innerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise Multimediasysteme, eine Innenraumklimatisierung oder ähnliches zu nutzen. Ergänzend zum Sensor 25 kann über den Temperatursensor 26 im Inneren des Fahrzeugs entschieden werden, ob die gewünschten Ergebnisse durch den Betrieb einer Klimaanlage als Nebenaggregat 20 vorliegt oder nicht. Ist dies der Fall, können die Nebenaggregate 20 automatisch abgeschaltet werden. Alternativ dazu kann auch ein manuelles Abschalten der Nebenaggregate 20 erfolgt sein.
  • In dieser Situation wird also innerhalb des Lastkraftwagens 1 keine elektrische Energie mehr benötigt. Die von der Brennstoffzelle 2 aus dem Boil-Off Gas erzeugte elektrische Energie kann also nicht mehr nutzbringend eingesetzt werden. Für diesen speziellen Fall ist nun eine elektrische Heizpatrone 28 in dem Kühlsystem 11 des Lastkraftwagens 1 vorgesehen. Die anfallende elektrische Energie wird dann in Wärmeenergie in dem Kühlsystem 11 umgewandelt und wird bei Bedarf durch einen Betrieb des Lüfters 14 „weggekühlt“. Dies ist zwar keine sinnvolle und gewinnbringende Nutzung der Energie in dem Boil-Off Gas, verhindert jedoch, dass Wasserstoff in die Umgebung gelangt, und dass sich explosionsfähige Gemische bilden.
  • Ist über den Temperatursensor 27 eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts um den abgestellten Lastkraftwagen 1 gemessen worden, dann kann ergänzend oder alternativ der Heizwiderstand 28 sofort betrieben werden, ebenso wie die Kühlmedienfördereinrichtung 12. Hierdurch kann das Brennstoffzellensystem warm gehalten werden, um beim Wiederstarten des Lastkraftwagens 1 unmittelbar zur Verfügung zu stehen. Hierdurch lassen sich Wartezeiten bis zum Auftauen beispielsweise der Brennstoffzelle 2 und der Leitungen reduzieren, was ein entscheidender Vorteil ist. Über die Steuerung 22 kann in einer solchen Situation des sogenannten „keep warm“ abgeschätzt werden, ob die gesamte Energie in die Temperierung des Brennstoffzellensystems über dessen Kühlsystem 11 gesteckt wird, oder ob ein Teil auch der Batterie 15, dem Druckluftspeicher 18 und/oder den Nebenaggregaten 20 zufließt. Dies kann entsprechend der Parameter, wie beispielsweise des Ladezustands des Drucks und des Bedarfs einer Innenraumklimatisierung oder des Bedarfs des Betriebs eines Multimediasystems entsprechend angepasst werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20090176135 A1 [0003]
    • KR 20090108200 A1 [0004]
    • US 2015/0075885 A1 [0006]

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug (1) mit einer Batterie (15), mit einem pneumatischen System (16), mit wenigstens einem Nebenaggregat (20) sowie einem Kühlsystem (11), wobei Wasserstoff für eine Brennstoffzelle (2) des Brennstoffzellensystems in einem Flüssiggastank bei niedriger Temperatur gespeichert wird, wobei im Stillstand des Fahrzeugs (1) verdampfter Wasserstoff durch einen Betrieb der Brennstoffzelle (2) verbraucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass, die dabei anfallende elektrische Energie in Abhängigkeit wenigstens eines in dem Fahrzeug (1) erfassten Parameters in der Batterie (15) gespeichert, in dem pneumatischen System (16) gespeichert, zum Betrieb des wenigstens einen Nebenaggregats (20) genutzt und/oder einem elektrischen Heizwiderstand (28) in dem Kühlsystem (11) zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Parameter ein Ladezustand der Batterie (15) und/oder ein Ladezustand eines Druckluftspeichers (18) des pneumatischen Systems (16) genutzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als der wenigstens eine Parameter eine Temperatur in einem Innenraum und/oder in der Umgebung des Fahrzeugs (1) genutzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts in der Umgebung des Fahrzeugs(1) die anfallende elektrische Energie zuerst zum Warmhalten des Brennstoffzellensystems genutzt wird, wobei anfallende elektrische Energie nach einer erfolgten und während einer aufrechterhaltenen Temperierung des Brennstoffzellensystems genutzt wird, indem diese in der Batterie (15) gespeichert, in dem pneumatischen System (16) gespeichert und/oder zum Betrieb wenigstens eines der Nebenaggregate (20) genutzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die anfallende elektrische Energie genutzt wird, um die Batterie (15) zu laden, solange deren Ladezustand unter einem vorgegebenen Wert liegt, danach, wenn der vorgegebene Wert des Ladezustands überschritten ist, um einen elektrischen Luftpresser (17) des pneumatischen Systems (16) zu betreiben, solange der Druck in einem Druckluftspeicher (18) des pneumatischen Systems unter einem vorgegebenen Wert liegt, danach, wenn der vorgegebene Wert des Drucks überschritten ist, um wenigstens eines der Nebenaggregate (20) zu betreiben, bis dessen Nutzung abgeschaltet wird, und danach um den elektrischen Heizwiderstand (28) im Kühlsystem (11) zu erwärmen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug (1), insbesondere als Lastkraftwagen (1), ausgebildet ist.
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