DE102017214966A1 - Method for operating a humidification system for a fuel cell system and motor vehicle with such - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Befeuchtungssystems für ein Brennstoffzellensystem (100), das Befeuchtungssystem aufweisend einen Befeuchter (40), der eingerichtet ist zum Übertragen von Feuchtigkeit von einem durch einen zweiten Strömungspfad (32) strömenden Fluidstrom auf einen durch einen ersten Strömungspfad (31) strömenden Fluidstrom, wobei ein Gehalt an flüssigem Wasser im Befeuchter (40) durch die Messung eines Leckagestroms bestimmt wird, sowie ein für ein solches Verfahren ausgelegtes Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a humidification system for a fuel cell system (100), the humidification system comprising a humidifier (40) which is adapted to transfer moisture from a fluid flow passing through a second flow path (32) through a first flow path (FIG. 31) flowing fluid flow, wherein a content of liquid water in the humidifier (40) is determined by the measurement of a leakage current, and a motor vehicle designed for such a method.

Description

Brennstoffzellen nutzen die chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hierfür enthalten Brennstoffzellen als Kernkomponente die sogenannte Membran-Elektroden-Anordnung (MEA für membrane electrode assembly), die ein Gefüge aus einer ionenleitenden (meist protonenleitenden) Membran und jeweils einer beidseitig an der Membran angeordneten katalytischen Elektrode (Anode und Kathode) ist. Letztere umfassen zumeist geträgerte Edelmetalle, insbesondere Platin. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Anordnung an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein.Fuel cells use the chemical transformation of a fuel with oxygen to water to generate electrical energy. For this purpose, fuel cells contain as a core component the so-called membrane electrode assembly (MEA for membrane electrode assembly), which is a microstructure of an ion-conducting (usually proton-conducting) membrane and in each case on both sides of the membrane arranged catalytic electrode (anode and cathode). The latter mostly comprise supported noble metals, in particular platinum. In addition, gas diffusion layers (GDL) can be arranged on both sides of the membrane-electrode arrangement on the sides of the electrodes facing away from the membrane.

In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl im Stapel (stack) angeordneter MEA gebildet, deren elektrische Leistungen sich addieren. Zwischen den einzelnen Membran-Elektroden-Anordnungen sind in der Regel Bipolarplatten (auch Flussfeld- oder Separatorplatten genannt) angeordnet, welche eine Versorgung der Einzelzellen mit den Betriebsmedien, also den Reaktanten, sicherstellen und üblicherweise auch der Kühlung dienen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für einen elektrisch leitfähigen Kontakt zu den Membran-Elektroden-Anordnungen.As a rule, the fuel cell is formed by a multiplicity of stacked MEAs whose electrical powers add up. As a rule, bipolar plates (also called flow field plates or separator plates) are arranged between the individual membrane electrode assemblies, which ensure that the individual cells are supplied with the operating media, ie the reactants, and are usually also used for cooling. In addition, the bipolar plates provide an electrically conductive contact to the membrane-electrode assemblies.

Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff (Anodenbetriebsmedium), insbesondere Wasserstoff, über ein Flussfeld der Bipolarplatte der Anode zugeführt und unter Abgabe von Elektronen elektrochemisch zu Protonen oxidiert (H2 → 2 H+ + 2 e-). Über den Elektrolyten oder die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht und elektrisch voneinander isoliert, erfolgt ein Transport der Protonen aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet.During operation of the fuel cell, the fuel (anode operating medium), in particular hydrogen, is supplied to the anode via a flux field of the bipolar plate and electrochemically oxidized to protons with release of electrons (H 2 → 2 H + + 2 e - ). About the electrolyte or the membrane, which gas-tight and electrically isolated from each other, the reaction chambers, a transport of protons from the anode compartment into the cathode compartment. The electrons provided at the anode are supplied to the cathode via an electrical line.

Der Kathode wird im Betrieb der Brennstoffzelle Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch (zum Beispiel Luft) als Kathodenbetriebsmedium zugeführt, sodass eine Reduktion von O2 zu O2- unter Aufnahme der Elektronen stattfindet (½ O2 + 2 e- → O2-). Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum die Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser (O2- + 2 H+ → H2O).The cathode is supplied during operation of the fuel cell, oxygen or an oxygen-containing gas mixture (for example air) as a cathode operating medium, so that a reduction of O 2 to O 2- with absorption of the electrons takes place (½ O 2 + 2 e - → O 2-). At the same time, the oxygen anions in the cathode compartment react with the protons transported via the membrane to form water (O 2- + 2 H + → H 2 O).

Um den Brennstoffzellenstapel mit den Betriebsmedien zu versorgen, weist dieser eine Anodenversorgung und eine Kathodenversorgung auf. Die Anodenversorgung weist einen Anodenversorgungspfad für ein Zuführen des Anodenbetriebsmediums zu und einen Anodenabgaspfad für ein Abführen eines Anodenabgases aus dem Brennstoffzellenstapel auf. Analog weist die Kathodenversorgung einen Kathodenversorgungspfad für ein Zuführen des Kathodenbetriebsmediums zu und einen Kathodenabgaspfad für ein Abführen eines Kathodenabgases aus dem Brennstoffzellenstapel auf.In order to supply the fuel cell stack with the operating media, this has an anode supply and a cathode supply. The anode supply has an anode supply path for supplying the anode operating medium and an anode exhaust path for discharging an anode off-gas from the fuel cell stack. Similarly, the cathode supply includes a cathode supply path for supplying the cathode operating medium and a cathode exhaust path for discharging a cathode exhaust gas from the fuel cell stack.

Die Maximalleistung „P“ des Brennstoffzellensystems ist durch eine definierte elektrische Spannung Upmax und einen definierten elektrischen Strom Ipmax des Brennstoffzellenstapels festgelegt. Besonders der Wirkungsgrad npmax des Brennstoffzellenstapels definiert diese Strom-Spannungs-Korrelation. Eine bedeutende Einflussgröße auf npmax des Brennstoffzellensystems hat die Befeuchtung der Brennstoffzellenmembran. Eine zu geringe Membranfeuchte führt zu einer reduzierten Protonenleitfähigkeit der Membran und daraus resultierend zu einem niedrigeren Wirkungsgrad der Brennstoffzelle. Für eine definierte Einstellung der Membranfeuchte wird die der Brennstoffzelle zugeführten Luft mit Wasser befeuchtet. Die Befeuchtung der Luft wird innerhalb des Brennstoffzellensystems mit einem Luftbefeuchter umgesetzt. Die aus der Brennstoffzelle abströmende Luft (Abluft) wird durch das im Betrieb entstehende Produktwasser im Inneren des Stapels befeuchtet und anschließend dem Luftbefeuchter zugeführt. Ebenfalls wird dem Luftbefeuchter ein trockener Luftmassenstrom zugeführt (Zuluft), welcher innerhalb des Befeuchters durch die feuchte Abluft der Brennstoffzelle befeuchtet wird. Die befeuchtete Zuluft wird der Brennstoffzelle zugeführt.The maximum power "P" of the fuel cell system is defined by a defined electrical voltage U pmax and a defined electric current I pmax of the fuel cell stack. In particular, the efficiency n pmax of the fuel cell stack defines this current-voltage correlation. An important factor influencing n pmax of the fuel cell system is the moistening of the fuel cell membrane. Too low a membrane moisture leads to a reduced proton conductivity of the membrane and, as a result, to a lower efficiency of the fuel cell. For a defined adjustment of the membrane moisture, the air supplied to the fuel cell is moistened with water. The humidification of the air is implemented within the fuel cell system with a humidifier. The air flowing out of the fuel cell (exhaust air) is moistened by the product water produced during operation inside the stack and then fed to the humidifier. Also, the humidifier is supplied with a dry air mass flow (supply air), which is humidified within the humidifier by the moist exhaust air of the fuel cell. The humidified supply air is supplied to the fuel cell.

Die in Brennstoffzellensystemen eingesetzten Befeuchter, wie z.B. Membran- oder Hohlfaserbefeuchter, entziehen der feuchten Abluft des Brennstoffzellenstapels gasförmiges Wasser und übertragen dies auf die Zuluft des Brennstoffzellenstapels. Um eine variable Eintrittsfeuchte der Zuluft der Brennstoffzelle einstellen zu können, kann darüber hinaus eine Bypassleitung um den Befeuchter sowie eine Bypassklappe als Regeleinrichtung zum Einsatz kommen. Die in Brennstoffzellensystemen eingesetzten Befeuchtereinrichtungen unterliegen einer signifikant absinkenden Feuchte- Übertragungsfähigkeit ηFeuchteübertragung über der Lebensdauer t der Komponente. Die Alterung des Befeuchters ist abhängig von der im Betrieb erfahrenen Schädigung der Membranmaterialien. Hohe Temperaturen in Verbindung mit niedrigen Gasfeuchten stellen ein erhöhtes Schädigungspotential dar. Darüber hinaus führt auch das Gefrieren flüssigen Wassers innerhalb des Befeuchters zu dessen Schädigung. Bezogen auf ein Befeuchtungssystem, das in einem Kraftfahrzeug für die Befeuchtung eines Brennstoffzellensystems eingesetzt ist, wird dies im Folgenden erläutert.The humidifiers used in fuel cell systems, such as membrane or hollow fiber humidifiers, extract gaseous water from the moist exhaust air of the fuel cell stack and transmit this to the supply air of the fuel cell stack. In order to set a variable inlet humidity of the supply air of the fuel cell, a bypass line to the humidifier and a bypass valve can also be used as a control device. The Befeuchtereinrichtungen used in fuel cell systems are subject to a significantly sinking humidity transfer capability η moisture transmission over the lifetime t of the component. The aging of the humidifier depends on the damage to the membrane materials experienced during operation. High temperatures in combination with low gas humidities represent an increased potential for damage. In addition, the freezing of liquid water within the humidifier also leads to its damage. With respect to a humidification system used in a motor vehicle for humidifying a fuel cell system, this will be explained below.

Während des Abschalten des Brennstoffzellensystems eines Fahrzeugs wird je nach Betriebsstrategie immer oder bei absehbarem Frostbetrieb das Gesamtsystem an kritischen Stellen von Flüssigwasser befreit. Ziel ist die Sicherstellung des erfolgreichen Wiederstarts des Systems nach dem Einfrieren. Blockierte Ventile, Klappen oder in diesem Fall ein blockiertes Befeuchterströmungsfeld beziehungsweise Befeuchterhohlfasern sind dabei zu vermeiden oder unbedingt zu verhindern. Für den Befeuchter führt ein Einfrieren neben dem Nachteil eines erhöhten Strömungswiderstands, einer reduzierten Wasserübertragungsfähigkeit durch mit Eis blockierten Strömungsfeld auch die Schädigung durch den Einfriervorgang selbst. Die Dichteänderung beim Phasenwechsel führt zu einer mechanischen Beanspruchung des Membranmaterials des Befeuchters, bis hin zur Rissbildung. Dies wirkt sich negativ auf die Übertragungsfähigkeit und Effizienz der Komponente aus und führt damit zu einer beschleunigten Befeuchteralterung.When the fuel cell system of a vehicle is switched off, depending on the operating strategy, the entire system is always freed from liquid water at critical points in the case of foreseeable frost operation. The goal is to ensure the successful restart of the system after freezing. Blocked valves, flaps or in this case a blocked humidifier flow field or humidifier hollow fibers are to be avoided or necessarily prevented. For the humidifier, freezing in addition to the disadvantage of increased flow resistance, reduced water transfer capability due to ice blocked flow field also damages the freezing process itself. The change in density during the phase change results in mechanical stress on the membrane material of the humidifier, up to cracking. This has a negative effect on the transferability and efficiency of the component and thus leads to accelerated humidification.

Ein Freiblasen des Befeuchters beim Abstellen oder in anderen Zuständen der Betriebsstrategie kann das kritische Flüssigwasser austragen und damit eine Schädigung verhindern. Dies erfordert jedoch eine nicht unerhebliche Menge an Energie zum Betrieb der Nebenaggregate und verlängert beispielsweise den Abstellvorgang des Brennstoffzellensystems erheblich.Blowing the humidifier off or in other states of the operating strategy may drain the critical liquid water and thus prevent damage. However, this requires a significant amount of energy to operate the ancillaries and extends, for example, the shutdown of the fuel cell system considerably.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren bereitzustellen, dass es ermöglicht, das Freiblasen gezielt auszulösen. Insbesondere soll das Verfahren eine Methode zur Minimierung der benötigten Energie und Zeit liefern sowie eine Möglichkeit zur Bestimmung des Zustands der Komponente hinsichtlich der Einfrierbarkeit liefern.The object of the invention is therefore to provide a method that makes it possible to initiate the blowing out targeted. In particular, the method is intended to provide a method of minimizing the energy and time required, as well as providing a means for determining the state of the component with respect to ease of freezability.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Somit betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Befeuchtungssystems für ein Brennstoffzellensystem. Das Befeuchtungssystem weist einen Befeuchter auf, der eingerichtet ist, Feuchtigkeit von einem durch einen zweiten Strömungspfad strömenden Fluidstrom auf einen durch einen ersten Strömungspfad strömenden Fluidstrom zu übertragen. Dabei wird ein Gehalt an flüssigem Wasser, also ein Flüssigwassergehalt, im Befeuchter durch die Messung eines Leckagestroms bestimmt, wobei der Leckagestrom ein vom durch den ersten Strömungspfad strömenden Fluidstrom auf einen durch den zweiten Strömungspfad geströmter Fluidstrom ist. Der Leckagestrom ist also dem bezweckten Befeuchtungsstrom entgegengerichtet.This object is achieved by a method having the features of the independent claim. Thus, a first aspect of the invention relates to a method of operating a humidification system for a fuel cell system. The humidification system includes a humidifier configured to transfer moisture from a fluid flow passing through a second flow path to a fluid flow passing through a first flow path. In this case, a content of liquid water, ie a liquid water content, in the humidifier is determined by the measurement of a leakage flow, the leakage flow being from a fluid flow flowing through the first flow path to a fluid flow that has flowed through the second flow path. The leakage current is thus directed in the opposite direction to the intended humidifying flow.

Vor diesem Hintergrund bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung des Flüssigwassergehalts eines Befeuchters über eine Leckageratemessung von Hochdruck- zu Niederdruckseite der Komponenente. Dadurch kann ein Flüssigwassergehalt gezielt eingestellt werden, der eine Beschädigung des Befeuchters beim Einfrieren bei niedrigen Umgebungstemperaturen verhindert. Die Alterung des Befeuchters kann dadurch effektiv reduziert bzw. verlangsamt werden.Against this background, the present invention provides a method for determining the liquid water content of a humidifier via a leakage rate measurement from high pressure to low pressure side of the component. As a result, a liquid water content can be set specifically, which prevents damage to the humidifier when freezing at low ambient temperatures. The aging of the humidifier can be effectively reduced or slowed down.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht demnach die Bestimmung des Flüssigwassergehaltes innerhalb eines Befeuchters eines Brennstoffzellensystems durch Korrelation gegen den Leckagestrom zwischen Hoch- und Niedrigdruckseite. Dies ermöglicht die Minimierung der Nachlauf- beziehungsweise Trocknungszeit des Befeuchters zum Austrag von Flüssigwasser sowie die damit verbundene Einsparung parasitärer Leistungen der Nebenverbraucher. Dies ist begründet durch den durch das erfindungsgemäße Verfahren messbaren Flüssigwassergehalt des Befeuchters, der gezielt reduziert werden kann. Beispielsweise wird der Flüssigwassergehalt nur soweit reduziert, bis eine Schädigung beim Einfriervorgang verhindert wird. Die Alterung des Befeuchters kann somit durch das erfindungsgemäße Verfahren verlangsamt werden, ohne dass häufige Zeit- und kostenintensive Wartungsprozesse des Befeuchters nötig sind.The inventive method thus enables the determination of the liquid water content within a humidifier of a fuel cell system by correlation against the leakage flow between high and low pressure side. This makes it possible to minimize the overrun or drying time of the humidifier for discharging liquid water and the associated savings in parasitic services of the secondary consumers. This is due to the measurable by the inventive method liquid water content of the humidifier, which can be selectively reduced. For example, the liquid water content is reduced only until damage during the freezing process is prevented. The aging of the humidifier can thus be slowed down by the method according to the invention without the need for frequent time-consuming and costly maintenance processes of the humidifier.

Bei dem Leckagestrom handelt es sich um einen von dem ersten Strömungspfad durch den Befeuchter in den zweiten Strömungspfad strömenden Leckagefluidstrom, der ebenfalls bevorzugt als Volumen- oder Massestrom ermittelt wird.The leakage flow is a leakage fluid flow which flows from the first flow path through the humidifier into the second flow path and which is likewise preferably determined as volume or mass flow.

Bei dem Befeuchter handelt es sich bevorzugt um einen für die Anordnung in Brennstoffzellensystemen üblicherweise verwendeten Befeuchter. Bevorzugt weist der Befeuchter zumindest einen ersten Strömungskanal für einen zu befeuchtenden Fluidstrom mit einer ersten Fluidzuleitung und einer ersten Fluidableitung und zumindest einen zweiten Strömungskanal für einen feuchten Fluidstrom mit einer zweiten Fluidzuleitung und einer zweiten Fluidableitung auf. Dabei ist der erste Strömungskanal Teil des oben genannten ersten Strömungspfads und der zweite Strömungskanal Teil des oben genannten zweiten Strömungspfads. Der Befeuchter weist ferner zumindest eine wasserdurchlässige Membran zum Übertragen von Feuchtigkeit von dem feuchten Fluidstrom auf den zu befeuchtenden Fluidstrom auf.The humidifier is preferably a humidifier commonly used for placement in fuel cell systems. The humidifier preferably has at least one first flow channel for a fluid flow to be humidified with a first fluid supply line and a first fluid discharge and at least one second flow channel for a moist fluid flow with a second fluid supply line and a second fluid discharge line. In this case, the first flow channel is part of the above-mentioned first flow path and the second flow channel is part of the above-mentioned second flow path. The humidifier further comprises at least one water-permeable membrane for transferring moisture from the wet fluid stream to the fluid stream to be humidified.

Bevorzugt erfolgt ein Verbinden des ersten Strömungspfads und des zweiten Strömungspfads über den Befeuchter, indem der erste Strömungspfad in dem ersten Strömungskanal endet und der zweite Strömungspfad in dem zweiten Strömungskanal endet. Mit anderen Worten wird jeweils eine von der ersten Fluidzu- und -ableitung und der zweiten Fluidzu- und -ableitung zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens geschlossen. Eine Verbindung zwischen dem ersten Strömungspfad und dem zweiten Strömungspfad besteht somit über die zumindest eine wasserdurchlässige Membran des Befeuchters und über den zumindest einen dritten Strömungspfad.Preferably, the first flow path and the second flow path are connected via the humidifier, in that the first flow path ends in the first flow channel and the second flow path ends in the second flow channel. In other words, in each case one of the first fluid supply and discharge and the second fluid supply and discharge at the beginning of the inventive method is closed. A connection between the first flow path and the second flow path thus exists over the at least one water-permeable membrane of the humidifier and over the at least one third flow path.

In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens ist der Befeuchter in einem Brennstoffzellensystem angeordnet und handelt es sich bei dem ersten Strömungspfad um einen Kathodenversorgungspfad des Brennstoffzellensystems, bei dem zweiten Strömungspfad um einen Kathodenabgaspfad des Brennstoffzellensystems und bei dem zumindest einen dritten Strömungspfad um ein den Kathodenversorgungspfad stromaufwärts des Befeuchters mit der Kathodenabgasleitung stromabwärts des Befeuchters verbindende Wastegateleitung. Gemäß dieser Durchführungsform ist zudem stromaufwärts des Befeuchters ein Verdichter zum Einstellen des ersten Fluidstroms und des bestimmten Überdrucks in dem Kathodenversorgungspfad angeordnet. Ferner ist ein erstes Absperrmittel zum Sperren des ersten Strömungspfads stromabwärts des Befeuchters in dem Kathodenversorgungspfad angeordnet und ein zweites Absperrmittel zum Sperren des zweiten Strömungspfads stromaufwärts des Befeuchters in dem Kathodenabgaspfad angeordnet. Mit anderen Worten wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Leckagestrom eines Befeuchter bestimmt, der in einem Brennstoffzellensystem angeordnet ist. In another preferred embodiment of the method, the humidifier is disposed in a fuel cell system and the first flow path is a cathode supply path of the fuel cell system, the second flow path is a cathode exhaust path of the fuel cell system, and the at least one third flow path is a cathode supply path upstream of the fuel cell system Humidifier with Wastegate with the cathode exhaust gas downstream of the humidifier connecting. According to this embodiment, moreover, a compressor for adjusting the first fluid flow and the specific overpressure is arranged in the cathode supply path upstream of the humidifier. Further, a first shut-off means for blocking the first flow path is arranged downstream of the humidifier in the cathode supply path and a second shut-off means for blocking the second flow path upstream of the humidifier in the cathode exhaust path. In other words, the leakage current of a humidifier, which is arranged in a fuel cell system, is determined with the method according to the invention.

Das Brennstoffzellensystem weist dabei bevorzugt einen Brennstoffzellenstapel mit einer Vielzahl von Brennstoffzellen und einer Kathodenversorgung mit einem Kathodenversorgungspfad und mit einem Kathodenabgaspfad auf. Der Befeuchter ist bevorzugt in dem Kathodenversorgungspfad und in dem Kathodenabgaspfad angeordnet. Ferner sind zwischen dem Befeuchter und dem Brennstoffzellenstapel ein erstes Absperrmittel in dem Kathodenversorgungspfad und ein zweites Absperrmittel in dem Kathodenabgaspfad angeordnet. Stromaufwärts des Befeuchters ist ein Verdichter in dem Kathodenversorgungspfad angeordnet. Ferner verbindet eine Wastegateleitung den Kathodenversorgungspfad stromaufwärts des Verdichters und stromaufwärts des Befeuchters mit dem Kathodenabgaspfad.The fuel cell system preferably has a fuel cell stack with a multiplicity of fuel cells and a cathode supply with a cathode supply path and with a cathode exhaust gas path. The humidifier is preferably disposed in the cathode supply path and in the cathode exhaust path. Further, a first shut-off means in the cathode supply path and a second shut-off means in the cathode exhaust path are arranged between the humidifier and the fuel cell stack. Upstream of the humidifier, a compressor is disposed in the cathode supply path. Further, a wastegate line connects the cathode supply path upstream of the compressor and upstream of the humidifier to the cathode exhaust path.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Befeuchtungssystem zusätzlich Drucksensoren aufweist, die stromauf- und stromab im ersten und/oder zweiten Strömungspfad angeordnet sind. Dabei wird der Leckagestrom über eine Differenz aus stromauf und stromab des Befeuchters gemessenen Drücken bestimmt. Wird der Leckagestrom direkt als Differenzdruck über die Befeuchtungströmungspfade des zu befeuchtenden und/oder des feuchten Gasstroms gemessen, ermöglicht das direkt die Korrelation auf den Flüssigwassergehalt innerhalb des Befeuchters. Die derartige Bestimmung des Leckagestroms stellt eine direkte und zudem eine einfache und schnell zugängliche Messung des Leckagestroms dar. Dies erfordert jedoch zusätzliche Sensorik in Form von Differenzdrucksensoren.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the moistening system additionally comprises pressure sensors, which are arranged upstream and downstream in the first and / or second flow path. The leakage current is determined by a difference between pressures measured upstream and downstream of the humidifier. If the leakage flow is measured directly as the differential pressure across the humidification flow paths of the humidified and / or wet gas stream, this directly allows correlation to the liquid water content within the humidifier. Such a determination of the leakage current represents a direct and also a simple and quickly accessible measurement of the leakage current. However, this requires additional sensors in the form of differential pressure sensors.

Alternativ wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Leckagestroms verwendet, das vorteilhafterweise ohne diese zusätzlichen Sensoren auskommt und im Wesentlichen die folgenden Schritte aufweist. Ein erster Schritt besteht darin, den ersten Strömungspfad und den zweiten Strömungspfad über den Befeuchter und zumindest einen dritten Strömungspfad miteinander zu verbinden, insbesondere fluidführend miteinander zu verbinden. Die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Strömungspfad besteht dabei insbesondere ausschließlich über den Befeuchter und den zumindest einen dritten Strömungspfad. In einem dritten Strömungspfad erfolgt per definitionem im Wesentlichen keine chemische Umsetzung eines darin strömenden Fluides, insbesondere Betriebsmittels. Somit wird zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens jede Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Strömungspfad, in der eine chemische Umsetzung eines darin strömenden Fluides erfolgen könnte, gesperrt.Alternatively, a method is used for determining a leakage current, which advantageously manages without these additional sensors and essentially comprises the following steps. A first step consists of connecting the first flow path and the second flow path via the humidifier and at least one third flow path to one another, in particular to connect them to one another in a fluid-conducting manner. The connection between the first and second flow paths consists in particular exclusively of the humidifier and the at least one third flow path. By definition, in a third flow path, there is essentially no chemical conversion of a fluid, in particular operating medium, flowing therein. Thus, at the beginning of the process according to the invention, any connection between the first and second flow paths, in which a chemical reaction of a fluid flowing therethrough, would be blocked.

Anschließend wird ein erster Fluidstrom in dem ersten Strömungspfad eingestellt beziehungsweise in diesem oder in diesen gefördert. Der erste Fluidstrom wird so eingestellt, dass ein bestimmter Überdruck vom ersten Strömungspfad zum zweiten Strömungspfad eingestellt wird. Anschließend werden der in dem ersten Strömungspfad stromaufwärts des Befeuchters tatsächlich strömende erste Fluidstrom und zumindest ein durch den zumindest einen dritten Strömungspfad tatsächlich strömender zweiter Fluidstrom ermittelt oder erfasst. Bei den ermittelten oder erfassten Fluidströmen handelt es sich bevorzugt um Fluidvolumenströme oder Fluidmasseströme. Schließlich wird der Leckagestrom durch den Befeuchter als Differenz des ersten Fluidstroms und des zumindest einen zweiten Fluidstroms ermittelt. Bei dem Leckagestrom handelt es sich dabei um einen von dem ersten Strömungspfad durch den Befeuchter in den zweiten Strömungspfad strömenden Leckagefluidstrom, der ebenfalls bevorzugt als Volumen- oder Massestrom ermittelt wird. Mit dem Leckagestrom steht vorteilhaft ein bislang unbekannter beziehungsweise bislang nicht ermittelter Kennwert eines Befeuchters zur Verfügung.Subsequently, a first fluid flow is adjusted in the first flow path or conveyed in this or in this. The first fluid flow is adjusted to set a certain overpressure from the first flow path to the second flow path. Subsequently, the first fluid flow actually flowing in the first flow path upstream of the humidifier and at least one second fluid flow actually flowing through the at least one third flow path are determined or detected. The determined or detected fluid flows are preferably fluid volume flows or fluid mass flows. Finally, the leakage flow through the humidifier is determined as the difference between the first fluid flow and the at least one second fluid flow. The leakage flow is a leakage fluid flow which flows from the first flow path through the humidifier into the second flow path and which is likewise preferably determined as volume or mass flow. With the leakage current is advantageously a previously unknown or previously unidentified characteristic value of a humidifier available.

Unabhängig von der Bestimmung des Leckagestroms ist bevorzugt, dass das Befeuchtungssystem ferner ein Steuersystem aufweist, welches eingerichtet ist, Signale aus dem Befeuchtungssystem und/oder aus einem mit diesem verbunden Brennstoffzellensystem zu empfangen und in deren Abhängigkeit die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auszulösen. Vorteilhafterweise bilden Komponentenversuche eine Datengrundlage darüber, welche exakte Menge an Flüssigwasser zu einer Schädigung der Komponenten beispielsweise beim Einfriervorgang führen. Anhand dieser Datengrundlage wird vorzugsweise eine Korrelation zum Leckagestrom des Befeuchters erstellt, die dann bevorzugt im Steuersystem hinterlegt wird. Im Betrieb des Brennstoffzellensystems beziehungsweise des Befeuchters wird innerhalb des Steuersystems der jeweils gemessene Leckagestrom mit der vorgenannten Korrelationsfunktion verglichen. Sofern dieser Abgleich einen potentiell zu hohen Flüssigwassergehalt innerhalb des Befeuchters ergibt, wird der Austrag von Flüssigwasser aus dem Befeuchter auf die dafür vorgesehene Art und Weise der Betriebsstrategie ausgelöst, fortgesetzt oder verlängert.Regardless of the determination of the leakage current, it is preferred that the humidification system also has a control system which is set up to receive signals from the humidifying system and / or from a fuel cell system connected thereto and to trigger the implementation of the method according to the invention. Advantageously, component tests form a data base on which exact amount of liquid water lead to damage of the components, for example during the freezing process. Based on this data basis, a correlation to the leakage current of the humidifier is preferably created, which then preferably deposited in the tax system. During operation of the fuel cell system or of the humidifier, the respectively measured leakage current is compared with the aforementioned correlation function within the control system. If this balancing results in potentially high liquid water content within the humidifier, the discharge of liquid water from the humidifier will be initiated, continued or extended in the manner and manner of the operating strategy intended therefor.

Ein derartiges Steuersystem hat ferner den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren automatisch, insbesondere in Abhängigkeit von definierten Variablen, durchgeführt wird. Eine derartige Variable ist beispielsweise die Betriebsdauer des Befeuchtungssystems.Such a control system also has the advantage that the method according to the invention is carried out automatically, in particular as a function of defined variables. One such variable is, for example, the operating time of the humidification system.

Somit ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass das Verfahren nach einer definierten Anzahl von Betriebsstunden ausgeführt wird. Dies bringt den Vorteil, dass in regelmäßigen Abständen der Feuchtigkeitsgehalt des Befeuchters bestimmt wird.Thus, in a further preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the method is executed after a defined number of operating hours. This has the advantage that the moisture content of the humidifier is determined at regular intervals.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Verfahren als Teil eines Abstellvorgangs und/oder in einer speziellen Konditionierung des Brennstoffzellensystems kurz vor dem tatsächlichen Einfriervorgang des Brennstoffzellensystems durchgeführt wird. Der tatsächliche Einfriervorgang wird dabei beispielsweise durch einen autonomen Zustand im abgestellten Fahrzeug dargestellt. Sofern der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmte Flüssigwassergehalt im Befeuchter einen kritischen Wert nicht überschreitet, erfolgt keine zusätzliche Konditionierung, also kein zusätzlicher Austrag von Flüssigwasser aus dem Befeuchter. Ein bereits laufender Wasseraustrag kann beendet werden. Dadurch ergibt sich gegenüber einer lediglich zeitabhängigen Applikation dieser Einfrier-Vorkonditionierung der Vorteil eines reduzierten Zeitbedarfs sowie eine Minimierung der parasitären Leistungen. Dies ist insbesondere bei der Anwendung des Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug von Vorteil, da der Flüssigwassergehalt des Befeuchters beim Abstellen des Fahrzeugs stets verschieden ist und unter anderem von dem zuvor abgefahrenen Lastprofil, den Umgebungsbedingungen, der Neigungen und Beschleunigungen im Fahrzeug und auch durch Alterungseffekte, wie Ablagerungen in Schläuchen und Komponenten beeinflusst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere in den vorgenannten Ausführungsformen gegen derartige Einflussfaktoren auf den Flüssigwassergehalt des Befeuchters robust, da eine Messung im jeweils vorliegenden Fahrzeugzustand erfolgt und der Abgleich zur Einfrierfähigkeit des Befeuchters darauf basiert.Alternatively or additionally, it is provided that the method is carried out as part of a shutdown process and / or in a special conditioning of the fuel cell system shortly before the actual freezing process of the fuel cell system. The actual freezing process is represented, for example, by an autonomous state in the parked vehicle. If the liquid water content in the humidifier determined by the method according to the invention does not exceed a critical value, there is no additional conditioning, ie no additional discharge of liquid water from the humidifier. An already running water discharge can be stopped. This results in comparison to a merely time-dependent application of this freezing preconditioning the advantage of a reduced time requirement and minimizing the parasitic power. This is particularly advantageous in the application of the fuel cell system in a vehicle, since the liquid water content of the humidifier when parking the vehicle is always different and among other things from the previously worn load profile, the environmental conditions, inclinations and accelerations in the vehicle and also by aging effects such Deposits in hoses and components is affected. The inventive method is particularly robust in the aforementioned embodiments against such factors influencing the liquid water content of the humidifier, since a measurement in the respective present vehicle state takes place and the comparison to the freezing capability of the humidifier is based thereon.

Somit betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug aufweisend ein Befeuchtungssystem, das eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.Thus, another aspect of the invention relates to a motor vehicle having a humidification system that is configured to perform the method according to the invention.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines zum Durchführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung eingerichteten Brennstoffzellensystems;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Befeuchters und
  • 3 ein Entscheidungsdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausgestaltung.
The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a set up for carrying out a method according to the invention fuel cell system;
  • 2 a schematic representation of a humidifier and
  • 3 a decision diagram of the method according to the invention in a preferred embodiment.

1 zeigt ein insgesamt mit 100 bezeichnetes Brennstoffzellensystem gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Das Brennstoffzellensystem 100 ist Teil eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, das einen Elektrotraktionsmotor aufweist, der durch das Brennstoffzellensystem 100 mit elektrischer Energie versorgt wird. 1 shows a fuel cell system generally designated 100 according to a preferred embodiment of the present invention. The fuel cell system 100 is part of a not further illustrated vehicle, in particular an electric vehicle having an electric traction motor, by the fuel cell system 100 is supplied with electrical energy.

Das Brennstoffzellensystem 100 umfasst als Kernkomponente einen Brennstoffzellenstapel 10, der eine Vielzahl von in Stapelform angeordneten Einzelzellen 11 aufweist, die durch abwechselnd gestapelte Membran-Elektroden-Anordnungen (MEA) 14 und Bipolarplatten 15 ausgebildet werden (siehe Detailausschnitt). Jede Einzelzelle 11 umfasst somit jeweils eine MEA 14, die eine hier nicht näher dargestellte ionenleitfähige Polymerelektrolytmembran aufweist sowie beidseits daran angeordnete katalytische Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode, welche die jeweilige Teilreaktion der Brennstoffzellenumsetzung katalysieren und insbesondere als Beschichtungen auf der Membran ausgebildet sein können.The fuel cell system 100 comprises as a core component a fuel cell stack 10 containing a plurality of stacked single cells 11 having alternately stacked membrane-electrode assemblies (MEAs) 14 and bipolar plates 15 be formed (see detail). Every single cell 11 thus includes one MEA each 14 , which has an ion-conducting polymer electrolyte membrane (not shown in more detail here) and catalytic electrodes arranged on both sides, namely an anode and a cathode, which catalyze the respective partial reaction of the fuel cell conversion and in particular can be formed as coatings on the membrane.

Die Anoden- und Kathodenelektrode weisen ein katalytisches Material auf, das geträgert auf einem elektrisch leitfähigen Trägermaterial großer spezifischer Oberfläche, beispielsweise einem kohlenstoffbasierten Material, vorliegt. Zwischen einer Bipolarplatte 15 und der Anode ist ein Anodenraum 12 ausgebildet und zwischen der Kathode und der nächsten Bipolarplatte 15 ein Kathodenraum 13. Die Bipolarplatten 15 dienen der Zuführung der Betriebsmedien in die Anoden- und Kathodenräume 12, 13 und stellen ferner die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Brennstoffzellen 11 her. Optional können Gasdiffusionslagen zwischen den Membran-Elektroden-Anordnungen 14 und den Bipolarplatten 15 angeordnet sein.The anode and cathode electrodes comprise a catalytic material supported on an electrically conductive high surface area support material, such as a carbon based material. Between a bipolar plate 15 and the anode is an anode compartment 12 formed and between the cathode and the next bipolar plate 15 a cathode compartment 13 , The bipolar plates 15 serve the supply of Operating media in the anode and cathode rooms 12 . 13 and further provide the electrical connection between the individual fuel cells 11 ago. Optionally, gas diffusion layers may be interposed between the membrane-electrode assemblies 14 and the bipolar plates 15 be arranged.

Um den Brennstoffzellenstapel 10 mit den Betriebsmedien zu versorgen, weist das Brennstoffzellensystem 100 einerseits eine Anodenversorgung 20 und andererseits eine Kathodenversorgung 30 auf.To the fuel cell stack 10 to supply with the operating media, the fuel cell system 100 on the one hand, an anode supply 20 and on the other hand, a cathode supply 30 on.

Die Anodenversorgung 20 umfasst einen Anodenversorgungspfad 21, welcher der Zuführung eines Anodenbetriebsmediums (dem Brennstoff), beispielsweise Wasserstoff, in die Anodenräume 12 des Brennstoffzellenstapels 10 dient. Zu diesem Zweck verbindet der Anodenversorgungspfad 21 einen Brennstoffspeicher 23 mit einem Anodeneinlass des Brennstoffzellenstapels 10. Die Anodenversorgung 20 umfasst ferner einen Anodenabgaspfad 22, der das Anodenabgas aus den Anodenräumen 12 über einen Anodenauslass des Brennstoffzellenstapels 10 abführt. Der Anodenbetriebsdruck auf den Anodenseiten 12 des Brennstoffzellenstapels 10 ist über ein Stellmittel 24 im Anodenversorgungspfad 21 einstellbar.The anode supply 20 includes an anode supply path 21 which feeds an anode operating medium (the fuel), for example hydrogen, into the anode spaces 12 of the fuel cell stack 10 serves. For this purpose, the anode supply path connects 21 a fuel storage 23 with an anode inlet of the fuel cell stack 10 , The anode supply 20 further includes an anode exhaust path 22 containing the anode exhaust gas from the anode chambers 12 via an anode outlet of the fuel cell stack 10 dissipates. The anode operating pressure on the anode sides 12 of the fuel cell stack 10 is about an actuating means 24 in the anode supply path 21 adjustable.

Darüber hinaus weist die Anodenversorgung 20 eine Brennstoffrezirkulationsleitung 25 auf, welche den Anodenabgaspfad 22 mit dem Anodenversorgungspfad 21 verbindet. Die Rezirkulation von Brennstoff ist üblich, um den zumeist überstöchiometrisch eingesetzten Brennstoff dem Brennstoffzellenstapel 10 zurückzuführen und zu nutzen. In der Brennstoffrezirkulationsleitung 25 ist eine Rezirkulationsfördereinrichtung 26 angeordnet, um aus dem Brennstoffzellenstapel 10 ausgetragenen Brennstoff zurück in den Anodenversorgungspfad 21 zu leiten.In addition, the anode supply points 20 a fuel recirculation line 25 on which the anode exhaust path 22 with the anode supply path 21 combines. The recirculation of fuel is common to the fuel usually used more than stoichiometrically fuel cell stack 10 to be returned and used. In the fuel recirculation line 25 is a recirculation conveyor 26 arranged to get out of the fuel cell stack 10 discharged fuel back into the anode supply path 21 to lead.

Die Kathodenversorgung 30 umfasst ferner einen Kathodenversorgungspfad 31 zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Kathodenbetriebsmediums in die Kathodenräume 13 des Brennstoffzellenstapels 10. Dabei handelt es sich beispielsweise um aus der Umgebung angesaugte Luft. Die Kathodenversorgung 30 umfasst ferner einen Kathodenabgaspfad 32, welcher das Kathodenabgas (insbesondere die Abluft) aus den Kathodenräumen 13 des Brennstoffzellenstapels 10 abführt und dieses gegebenenfalls einer Abgasanlage zuführt.The cathode supply 30 further includes a cathode supply path 31 for supplying an oxygen-containing cathode operating medium into the cathode compartments 13 of the fuel cell stack 10 , These are, for example, sucked from the environment air. The cathode supply 30 further includes a cathode exhaust path 32 , which the cathode exhaust gas (in particular the exhaust air) from the cathode compartments 13 of the fuel cell stack 10 dissipates and this optionally an exhaust system supplies.

Zur Förderung und Verdichtung des Kathodenbetriebsmediums ist ein Verdichter 33 in dem Kathodenversorgungspfad 31 angeordnet. Dieser ist beispielsweise als ein hauptsächlich elektromotorisch angetriebener Verdichter 33 ausgestaltet, dessen Antrieb über einen mit einer entsprechenden Leistungselektronik 35 ausgestatteten Elektromotor 34 erfolgt. Der Verdichter 33 kann ferner durch eine im Kathodenabgaspfad 32 angeordnete Turbine 36 unterstützend über eine gemeinsame Welle (nicht dargestellt) angetrieben werden.For promoting and compressing the cathode operating medium is a compressor 33 in the cathode supply path 31 arranged. This is for example as a mainly electric motor driven compressor 33 designed, the drive via a with a corresponding power electronics 35 equipped electric motor 34 he follows. The compressor 33 may also be through a in the cathode exhaust path 32 arranged turbine 36 supportively driven by a common shaft (not shown).

Die Kathodenversorgung 30 weist ferner eine Wastegate-Leitung 37 auf, welche den Kathodenversorgungspfad 31 mit dem Kathodenabgaspfad 32 verbindet, also einen Bypass des Brennstoffzellenstapels 10 darstellt. Die Wastegate-Leitung 37 erlaubt, überschüssigen Luftmassenstrom an dem Brennstoffzellenstapel 10 vorbeizuführen, ohne den Verdichter 33 herunterzufahren. Ein in der Wastegate-Leitung 37 angeordnetes Stellmittel 38 dient der Steuerung der Menge des den Brennstoffzellenstapel 10 umgehenden Betriebsmediums.The cathode supply 30 also has a wastegate line 37 on which the cathode supply path 31 with the cathode exhaust path 32 connects, so a bypass of the fuel cell stack 10 represents. The wastegate pipe 37 allows excess air mass flow at the fuel cell stack 10 to pass without the compressor 33 shut down. One in the wastegate pipe 37 arranged adjusting means 38 serves to control the amount of the fuel cell stack 10 immediate operating medium.

Das Brennstoffzellensystem 100 weist ferner einen Befeuchter 40 auf. Der Befeuchter 40 ist so in dem Kathodenversorgungspfad 31 angeordnet, dass er von dem Kathodenbetriebsgas durchströmbar ist. Andererseits ist er so in dem Kathodenabgaspfad 32 angeordnet, dass er von dem Kathodenabgas durchströmbar ist. Der Befeuchter 40 weist typischerweise eine Mehrzahl von wasserdampfpermeablen Membranen auf, die entweder flächig oder in Form von Hohlfasern ausgebildet sind. Dabei wird eine Seite der Membranen von dem vergleichsweise trockenen Kathodenbetriebsgas (Luft) überströmt und die andere Seite von dem vergleichsweise feuchten Kathodenabgas (Abgas). Getrieben durch den höheren Partialdruck an Wasserdampf in dem Kathodenabgas, kommt es zu einem Übertritt von Wasserdampf über die Membran in das Kathodenbetriebsgas, das auf diese Weise befeuchtet wird.The fuel cell system 100 also has a humidifier 40 on. The humidifier 40 is so in the cathode supply path 31 arranged to be flowed through by the cathode operating gas. On the other hand, it is so in the cathode exhaust path 32 arranged so that it can be flowed through by the cathode exhaust gas. The humidifier 40 typically has a plurality of water vapor permeable membranes formed either flat or in the form of hollow fibers. In this case, one side of the membranes is overflowed by the comparatively dry cathode operating gas (air) and the other side by the comparatively moist cathode exhaust gas (exhaust gas). Driven by the higher partial pressure of water vapor in the cathode exhaust gas, there is a transfer of water vapor across the membrane into the cathode working gas, which is moistened in this way.

Das Brennstoffzellensystem 100 weist ferner eine Bypassleitung 41 auf, welche den Kathodenversorgungspfad 31 stromaufwärts und stromabwärts des Befeuchters 40 miteinander verbindet. In der Bypassleitung 41 ist ein Bypassventil 42 angeordnet. Über den Öffnungsgrad des Bypassventils 42 ist einstellbar, wieviel des Kathodenbetriebsmediums durch den Befeuchter 40 strömt und darin befeuchtet wird, währenddessen das restliche Kathodenbetriebsmedium den Befeuchter 40 umgeht. Somit ist die Befeuchtung des Kathodenbetriebsmediums mittels des Bypassventils 42 steuerbar.The fuel cell system 100 also has a bypass line 41 on which the cathode supply path 31 upstream and downstream of the humidifier 40 connects with each other. In the bypass line 41 is a bypass valve 42 arranged. About the opening degree of the bypass valve 42 is adjustable how much of the cathode operating medium through the humidifier 40 while the remaining cathode operating medium humidifies and humidifies it 40 bypasses. Thus, the humidification of the cathode operating medium by means of the bypass valve 42 controllable.

Das Brennstoffzellensystem 100 ist zum Durchführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung eingerichtet, indem es neben der Wastegateleitung 37, dem Wastegateventil 38, dem Verdichter 33 und dem Befeuchter 40 ferner ein erstes Absperrmittel 61 und ein zweites Absperrmittel 62 aufweist. Zudem weist das dargestellte Brennstoffzellensystem 100 einen ersten Luftmassenmesser 51 und einen zweiten Luftmassenmesser 52 auf. Der erste Luftmassenmesser 51 ist unmittelbar stromabwärts des Verdichters 33 in dem Kathodenversorgungspfad 31 angeordnet. Der zweite Luftmassenmesser 52 ist stromaufwärts des Wastegateventils 38 in der Wastegateleitung 37 angeordnet. Das erste Absperrmittel 61 ist zwischen Befeuchter 40 und Brennstoffzellenstapel 10 in dem Kathodenversorgungspfad 31 angeordnet und das zweite Absperrmittel 62 ist zwischen Befeuchter 40 und Brennstoffzellenstapel 10 in dem Kathodenabgaspfad 32 angeordnet.The fuel cell system 100 is adapted to carry out a method according to the invention by placing it next to the wastegate line 37 , the wastegate valve 38 , the compressor 33 and the humidifier 40 Furthermore, a first shut-off 61 and a second shut-off means 62 having. In addition, the illustrated fuel cell system 100 a first air mass meter 51 and a second air mass meter 52 on. The first air mass meter 51 is immediately downstream of the compressor 33 in the cathode supply path 31 arranged. The second air mass meter 52 is upstream of the wastegate valve 38 in the wastegate line 37 arranged. The first barrier 61 is between humidifiers 40 and fuel cell stacks 10 in the cathode supply path 31 arranged and the second shut-off 62 is between humidifiers 40 and fuel cell stacks 10 in the cathode exhaust path 32 arranged.

Die Absperrmittel 61, 62 dienen zum einen dem Abtrennen des abgeschalteten Brennstoffzellenstapels 10 von der Umgebung. Somit soll insbesondere das Eindringen von Luft zunächst in die Kathodenräume 13 und von dort in die Anodenräume 12 des abgeschalteten Stapels 10 verhindert werden. Zudem ermöglichen die Absperrmittel 61, 62 gemeinsam mit dem Bypassstellmittel 38 das Einstellen eines definierten Druckgefälles über den Befeuchter 40 mittels des Verdichters 33. Die Luftmassenmesser 51, 52 ermöglichen das Erfassen aller aufgrund dieses Druckgefälles in der Kathodenversorgung 30, insbesondere in dem Kathodenversorgungspfad 31 und der Wastegateleitung 37, erzeugten Fluidströme.The shut-off means 61 . 62 serve for a separation of the disconnected fuel cell stack 10 from the surroundings. Thus, in particular, the penetration of air in the first place in the cathode chambers 13 and from there to the anode rooms 12 of the shutdown stack 10 be prevented. In addition, the shut-off allow 61 . 62 together with the bypass actuator 38 setting a defined pressure gradient across the humidifier 40 by means of the compressor 33 , The air mass meter 51 . 52 allow the detection of all due to this pressure drop in the cathode supply 30 in particular in the cathode supply path 31 and the wastegate line 37 , generated fluid flows.

Der in 2 dargestellte Befeuchter weist einen ersten Strömungskanal 43 mit einer ersten Fluidzuleitung 44 und einer ersten Fluidableitung 45 auf, der in dem Kathodenversorgungspfad (= erster Strömungspfad) 31 des in 1 gezeigten Brennstoffzellensystems 100 angeordnet ist. Der Befeuchter weist ferner eine wasserdurchlässige Membran 46 auf, die den ersten Strömungskanal 43 von einem zweiten Strömungskanal 47 trennt, der eine zweite Fluidzuleitung 48 und eine zweite Fluidableitung 49 aufweist und der in dem Kathodenabgaspfad (= zweiter Strömungspfad) 32 des in 1 gezeigten Brennstoffzellensystems 100 angeordnet ist.The in 2 shown humidifier has a first flow channel 43 with a first fluid supply line 44 and a first fluid discharge 45 in the cathode supply path (= first flow path) 31 of in 1 shown fuel cell system 100 is arranged. The humidifier also has a water-permeable membrane 46 on that the first flow channel 43 from a second flow channel 47 separates, a second fluid supply line 48 and a second fluid drain 49 and in the cathode exhaust path (= second flow path) 32 of in 1 shown fuel cell system 100 is arranged.

Im Folgenden wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 kurz erläutert.The course of the method according to the invention is described below with reference to FIGS 1 . 2 and 3 briefly explained.

3 stellt das erfindungsgemäße Verfahren in einer bevorzugten Ausgestaltung als Entscheidungsdiagramm dar. In dieser Ausgestaltungsform ist das Verfahren im Abstellvorgang des Brennstoffzellensystems implementiert. Es wird gemäß Verfahrensschritt I geprüft, ob eine Frostvorkonditionierung erforderlich ist. Dies kann im Abstellvorgang routinemäßig der Fall sein oder beispielsweise erst nach Ablauf einer vordefinierten Zahl von Betriebsstunden. Im Verfahrensschritt II erfolgt die Messung des aktuellen Leckagestroms im Befeuchter 40. Der gemessene Wert wird im Verfahrensschritt III durch eine Korrelation mit Referenzdaten einem Flüssigwassergehalt φ im Befeuchter 40 zugeordnet. Der gemessene tatsächliche Flüssigwassergehalt φ also der Gehalt flüssigen Wassers im Befeuchter, wird dann mit einem zulässigen Gehalt flüssigen Wassers φMax im Befeuchter verglichen, was dem Verfahrensschritt IV entspricht. Es wird entschieden (V) ob der tatsächliche Flüssigwassergehalt φ höher ist als der zulässige maximale Flüssigwassergehalt φMax. Ist dies der Fall, erfolgt die Durchführung einer Trocknungsprozedur, beispielsweise durch ausblasen der Feuchtigkeit im Verfahrensschritt VI. Ist der Flüssigwassergehalt φ kleiner als der definierte maximale Flüssigwassergehalt φMax, wird der Abestellvorgang beendet und das Brennstoffzellensystem deaktiviert (VII). Alternativ oder zusätzlich werden die Verfahrensschritte II-VI nicht im Abstellvorgang sondern in einem vordefinierten Intervall, also nach einer bestimmten Betriebsdauer des Befeuchter und/oder des Brennstoffzellensystems und/oder in Abhängigkeit anderer Konditionierungsprozesse, wie beispielsweise kurz vor einem erwarteten Einfriervorgang, durchgeführt. 3 illustrates the inventive method in a preferred embodiment as a decision chart. In this embodiment, the method is implemented in the shutdown of the fuel cell system. It is checked according to method step I, whether a frost preconditioning is required. This can routinely be the case in the shutdown process or, for example, only after the expiration of a predefined number of operating hours. In method step II, the measurement of the current leakage current in the humidifier takes place 40 , The measured value is in step III by a correlation with reference data a liquid water content φ in the humidifier 40 assigned. The measured actual liquid water content φ that is the content of liquid water in the humidifier is then compared with a permissible content of liquid water φ Max in the humidifier, which corresponds to method step IV. It is decided (V) whether the actual liquid water content φ is higher than the maximum permissible liquid water content φ Max . If this is the case, a drying procedure is carried out, for example by blowing out the moisture in method step VI. If the liquid water content φ is smaller than the defined maximum liquid water content φ Max , the placement process is ended and the fuel cell system deactivated (VII). Alternatively or additionally, the method steps II-VI are not carried out in the shutdown process but in a predefined interval, ie after a certain operating time of the humidifier and / or the fuel cell system and / or depending on other conditioning processes, such as shortly before an expected freezing process.

Der Leckagestrom wird beispielsweise als Differenzdruck über die Befeuchtungströmungspfade des zu befeuchtenden und/oder des feuchten Gasstroms gemessen oder aber durch das anhand der 1 und 2 nachfolgend beschriebene Verfahren.The leakage current is measured, for example, as a differential pressure via the humidification flow paths of the humidified and / or the moist gas stream or by the reference to 1 and 2 method described below.

Während des Betriebs des Brennstoffzellensystems 100 wird der in 2 dargestellte Befeuchter von zu befeuchtendem Kathodenbetriebsmittel mit dem Massestrom 1 durchströmt, das stromaufwärts des Befeuchters 40 einen Druck p'1 , eine Temperatur T'1 und einen Feuchtigkeitsgehalt ϕ'1 aufweist und stromabwärts des Befeuchters einen Druck p"1 , eine Temperatur T"1 und einen Feuchtigkeitsgehalt ϕ“1 aufweist. Zudem wird der Befeuchter 40 im Gegenstrom von feuchtem Kathodenbetriebsmittel mit dem Massestrom 2 durchströmt, das stromaufwärts des Befeuchters 40 einen Druck p'2 , eine Temperatur T'2 und einen Feuchtigkeitsgehalt ϕ'2 aufweist und stromabwärts des Befeuchters einen Druck p"2 , eine Temperatur T"2 und einen Feuchtigkeitsgehalt ϕ"2 aufweist. In dem Befeuchter erfolgt ein Übergang von Wasser mit einem Massestrom ̇H2O von dem feuchten auf das zu befeuchtende Betriebsmittel.During operation of the fuel cell system 100 will the in 2 shown humidifier to be humidified cathode operating medium with the mass flow 1 flows through, the upstream of the humidifier 40 a pressure p ' 1 , a temperature T ' 1 and a moisture content φ ' 1 has and downstream of the humidifier pressure p " 1 , a temperature T " 1 and a moisture content φ " 1 having. In addition, the humidifier 40 in countercurrent of wet cathode resource with the mass flow 2 flows through, the upstream of the humidifier 40 a pressure p ' 2 , a temperature T ' 2 and a moisture content φ ' 2 has and downstream of the humidifier pressure p " 2 , a temperature T " 2 and a moisture content φ " 2 having. In the humidifier there is a transition from water to a mass flow ̇H2O from the wet to the to be humidified resources.

Zudem strömt in Abhängigkeit der Betriebsdauer beziehungsweise des Alterungszustandes des Befeuchters 40 und in Abhängigkeit eines Überdrucks in dem ersten Strömungskanal 43 zu dem zweiten Strömungskanal 47 trockenes Kathodenbetriebsmittel mit dem Leckagestrom ṁLEAK über die wasserdurchlässige Membran in den zweiten Strömungskanal 47. Das Verfahren dient dem Bestimmen von ṁLEAK für zumindest einen bestimmten Überdruck zwischen erstem und zweitem Strömungskanal 43, 47.In addition, depending on the operating time or the aging state of the humidifier flows 40 and in response to an overpressure in the first flow channel 43 to the second flow channel 47 dry cathode operating medium with the leakage currentLEAK via the water-permeable membrane into the second flow channel 47 , The method is used to determine ṁ LEAK for at least one specific overpressure between the first and second flow channels 43 . 47 ,

In einem ersten Schritt des bevorzugten Verfahrens zur Bestimmung des Leckagestroms werden das erste Absperrmittel 61 und das zweite Absperrmittel 62 geschlossen. Die Absperrmittel 61, 62 sind bevorzugt als regelbare Klappen ausgebildet. Anschließend wird mittels des Verdichters 33 ein erster Kathodenbetriebsmittelstrom in dem Kathodenversorgungspfad 31 eingestellt. Um genaue Kenntnis über den tatsächlich in dem Kathodenversorgungspfad strömenden ersten Kathodenbetriebsmittelstrom zu erhalten, wird dieser mittels des ersten Luftmassenmessers 51 erfasst. Aufgrund des vom Verdichter 33 geförderten ersten Kathodenbetriebsmittelstroms stellt sich ein bestimmter Überdruck von dem Kathodenbetriebsmittelpfad 31 zu dem Kathodenabgaspfad 32 und somit von dem ersten Strömungskanal 43 zu dem zweiten Strömungskanal 47 des Befeuchters 40 ein.In a first step of the preferred method for determining the leakage flow, the first shut-off means 61 and the second shut-off means 62 closed. The shut-off means 61 . 62 are preferably designed as controllable flaps. Subsequently, by means of the compressor 33 a first cathode resource stream in the cathode supply path 31 set. In order to obtain accurate knowledge of the first cathode resource stream actually flowing in the cathode supply path, this is detected by means of the first air mass meter 51 detected. Because of the compressor 33 promoted first cathode resource flow, a certain overpressure from the Kathodenbetriebsmittelpfad 31 to the cathode exhaust path 32 and thus from the first flow channel 43 to the second flow channel 47 of the humidifier 40 one.

Aufgrund des bestimmten Überdrucks strömt ein zweiter Kathodenbetriebsmittelstrom durch die Wastegateleitung 37 und das geöffnete Wastegateventil 38 von dem Kathodenversorgungspfad 31 zu dem Kathodenabgaspfad 32. Dieser zweite Kathodenbetriebsmittelstrom wird mittels des zweiten Luftmassenmessers 52 erfasst. Zudem strömt ein Leckagestrom ṁLEAK wie oben beschrieben in den Befeuchter 40. Da die Absperrmittel 61, 62 geschlossen sind und die Wastegateleitung 37 und der Befeuchter 40 die einzigen fluidführenden Verbindungen zwischen dem Kathodenversorgungspfad und dem Kathodenabgaspfad darstellen, entspricht der Leckagestrom ṁLEAK der Differenz aus dem ersten und zweiten Kathodenbetriebsmittelstrom und kann als diese bestimmt werden. Der bestimmte Leckagestrom kann genutzt werden, um eine aktuelle Übertragungseffizienz des Befeuchters 40 anhand einer Referenzalterungsfunktion zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann der Leckagestrom ṁLEAK dafür genutzt werden, das in [1] veröffentlichte Stofftransportmodell anzupassen.Due to the particular overpressure, a second cathode resource stream flows through the wastegate conduit 37 and the opened wastegate valve 38 from the cathode supply path 31 to the cathode exhaust path 32 , This second cathode resource flow is by means of the second air mass meter 52 detected. In addition, a leakage currentLEAK flows into the humidifier as described above 40 , Because the shut-off 61 . 62 are closed and the Wastegateleitung 37 and the humidifier 40 represent the only fluid carrying connections between the cathode supply path and the cathode exhaust path , the leakage currentLEAK corresponds to the difference between the first and second cathode resource streams and may be determined as these. The particular leakage current can be used to provide a current transfer efficiency of the humidifier 40 using a reference aging function. Alternatively or additionally, the leakage flowLEAK can be used to adapt the mass transport model published in [1].

Der Flüssigwassergehalt im Befeuchter beeinflusst das Strömungsverhalten der durchtretenden Gase. Ein hoher Anteil an Flüssigwasser bildet eine Zweiphasenströmung mit erhöhten Druckverlusten aus beispielsweise aufgrund der gestiegenen Strömungswiderstände im Vergleich zu einem „trockenen“ Befeuchterströmungsfeld. Dieser Zusammenhang wirkt sich auch auf den Leckagemassenstrom des Befeuchters aus, der bei zunehmender Flüssigwassermenge innerhalb des Befeuchters reduziert wird. Eine Messung des Leckagemassenstroms von Hoch- zu Niederdruckseite ermöglicht damit eine indirekte Messung des Flüssigwassergehalts im Befeuchterströmungsfeld.The liquid water content in the humidifier influences the flow behavior of the gases passing through. A high proportion of liquid water forms a two-phase flow with increased pressure losses due to, for example, increased flow resistance compared to a "dry" humidifier flow field. This relationship also affects the leakage mass flow of the humidifier, which is reduced as the amount of liquid in the humidifier increases. A measurement of the leakage mass flow from high to low pressure side thus allows an indirect measurement of the liquid water content in the humidifier flow field.

Komponentenversuche können die Datengrundlage bieten, welche exakte Menge an Flüssigwasser zu einer Schädigung der Komponente beim Einfriervorgang führt. Anhand dieser Messungen kann die notwendige Korrelation zum Leckagemassenstrom des Befeuchters (III) erstellt werden und diese im Betrieb des Brennstoffzellensystems auf dem Steuersystem mit dem aktuell gemessenen Leckagemassenstrom verglichen werden (IV). Sofern dieser Abgleich einen potentiell zu hohen Flüssigwassergehalt innerhalb des Befeuchters ergibt, wird der Austrag von Flüssigwasser aus der Komponente innerhalb der dafür vorgesehenen Art und Weise der Betriebsstrategie fortgesetzt beziehungsweise verlängert (VI). Dadurch ist auch die Anwendung der Erfindung innerhalb des Fahrzeugbetriebs ersichtlich, z.B. innerhalb des Abstellvorgangs oder u.U. in einer speziellen Konditionierung des Brennstoffzellensystems kurz vor dem tatsächlichen Einfriervorgang (beispielsweise durch einen autonomen Zustand im abgestellten Fahrzeug). Sofern der Flüssigwassergehalt φ, gemessen anhand der vorgestellten Methode, den kritischen Wert φmax nicht überschreitet, muss keine zusätzliche Konditionierung erfolgen, beziehungsweise letztere kann beendet werden. Dadurch ergibt sich gegenüber einer lediglich zeitabhängigen Applikation dieser Einfrier-vorkonditionierung der Vorteil eines reduzierten Zeitbedarfs sowie einer Minimierung der parasitären Leistung.Component tests can provide the data basis, which exact amount of liquid water leads to damage of the component during the freezing process. Based on these measurements, the necessary correlation to the leakage mass flow of the humidifier (III) can be established and compared to the currently measured leakage mass flow during operation of the fuel cell system on the control system (IV). If this balancing results in a potential excessively high liquid water content within the humidifier, the discharge of liquid water from the component is continued or extended within the intended manner of the operating strategy (VI). As a result, the application of the invention within the vehicle operation is apparent, for example, within the shutdown process or possibly in a special conditioning of the fuel cell system shortly before the actual freezing process (for example, by an autonomous state in the parked vehicle). If the liquid water content φ, measured by the method presented, does not exceed the critical value φ max , no additional conditioning must take place, or the latter can be terminated. This results in comparison with a merely time-dependent application of this freezing preconditioning the advantage of a reduced time requirement and minimizing the parasitic power.

Dies wird vor allem dadurch deutlich, dass der Flüssigwassergehalt des Befeuchters beim Abstellen des Fahrzeugs stets verschieden ist und von dem zuvor abgefahrenen Lastprofil, den Umgebungsbedingungen, der Neigungen und Beschleunigungen im Fahrzeug und auch durch Alterungseffekte, wie Ablagerungen in Schläuchen und Komponenten, beeinflusst wird. Gegen diese und alle weiteren denkbaren Einflussfaktoren auf den Flüssigwassergehalt innerhalb des Befeuchters ist der vorgestellte Ansatz robust, da eine Messung im jeweils vorliegenden Fahrzeugzustand erfolgt und der Abgleich zur Einfrierfähigkeit des Befeuchters darauf basiert. Das garantiert auch den Komponentenschutz des Befeuchters.This is particularly clear from the fact that the liquid water content of the humidifier is always different when parking the vehicle and is influenced by the previously worn load profile, the environmental conditions, inclinations and accelerations in the vehicle and also by aging effects, such as deposits in hoses and components. Against this and all other possible influencing factors on the liquid water content within the humidifier, the presented approach is robust, since a measurement is carried out in each case present vehicle state and the comparison to the freezing capability of the humidifier based on it. This also guarantees the component protection of the humidifier.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Brennstoffzellensystem The fuel cell system
1010
Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
1111
Einzelzellesingle cell
1212
Anodenraumanode chamber
1313
Kathodenraumcathode space
1414
Membran-Elektroden-Anordnung (MEA)Membrane electrode assembly (MEA)
1515
Bipolarplatte (Separatorplatte, Flussfeldplatte) Bipolar plate (separator plate, flow field plate)
2020
Anodenversorgunganode supply
2121
AnodenversorgungspfadAnode supply path
2222
AnodenabgaspfadAnode exhaust gas path
2323
Brennstofftankfuel tank
2424
Stellmittelactuating means
2525
BrennstoffrezirkulationsleitungBrennstoffrezirkulationsleitung
2626
Rezirkulationsfördereinrichtung recirculation conveyor
3030
Kathodenversorgungcathode supply
3131
Kathodenversorgungspfad (erster Strömungspfad)Cathode supply path (first flow path)
3232
Kathodenabgaspfad (zweiter Strömungspfad)Cathode exhaust path (second flow path)
3333
Verdichtercompressor
3434
Elektromotorelectric motor
3535
Leistungselektronikpower electronics
3636
Turbineturbine
3737
Wastegate-LeitungWaste gate line
3838
Wastegateventil Wastegate valve
4040
Befeuchterhumidifier
4141
Bypassleitungbypass line
4242
Bypassventilbypass valve
4343
erster Strömungskanalfirst flow channel
4444
erste Fluidzuleitung first fluid supply line
4545
erste Fluidableitungfirst fluid discharge
4646
wasserdurchlässige Membranwater-permeable membrane
4747
zweiter Strömungskanalsecond flow channel
4848
zweite Fluidzuleitungsecond fluid supply line
4949
zweite Fluidableitung second fluid discharge
5151
erster Luftmassenmesserfirst air mass meter
5252
zweiter Luftmassenmesser second air mass meter
6161
erstes Absperrmittelfirst shut-off device
6262
zweites Absperrmittelsecond shut-off device

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben eines Befeuchtungssystems für ein Brennstoffzellensystem (100), wobei das Befeuchtungssystem einen Befeuchter (40) aufweist, der zum Übertragen von Feuchtigkeit von einem durch einen zweiten Strömungspfad (32) strömenden Fluidstrom auf einen durch einen ersten Strömungspfad (31) strömenden Fluidstrom eingerichtet ist, wobei ein Gehalt an flüssigem Wasser im Befeuchter (40) durch die Messung eines Leckagestroms bestimmt wird und der Leckagestrom ein vom durch den ersten Strömungspfad (31) strömenden Fluidstrom auf einen durch den zweiten Strömungspfad (32) geströmter Fluidstrom ist.A method of operating a humidification system for a fuel cell system (100), the humidification system including a humidifier (40) configured to transfer moisture from a fluid flow passing through a second flow path (32) to a fluid flow passing through a first flow path (31) wherein a liquid water content in the humidifier (40) is determined by the measurement of a leakage flow and the leakage flow is a fluid flow passing through the first flow path (31) to a fluid flow through the second flow path (32). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befeuchtungssystem zusätzlich Drucksensoren aufweist, die stromauf- und stromab im ersten und/oder zweiten Strömungspfad (31, 32) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagestrom über eine Differenz zwischen stromauf- und stromab des Befeuchters (40) gemessenen Drücken bestimmt wird.Method according to Claim 1 wherein the humidification system additionally comprises pressure sensors located upstream and downstream of the first and / or second flow paths (31, 32), characterized in that the leakage flow is determined by a difference between pressures measured upstream and downstream of the humidifier (40) becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagestrom mit einem Verfahren bestimmt wird, das die Schritte aufweist: Verbinden des ersten Strömungspfads (31) und des zweiten Strömungspfads (32) über den Befeuchter (40) und zumindest einen dritten Strömungspfad (37); Einstellen eines ersten Fluidstroms und eines bestimmten Überdrucks zu dem zweiten Strömungspfad (32) in dem ersten Strömungspfad (31); Erfassen oder Ermitteln des ersten Fluidstroms in dem ersten Strömungspfad (31); Erfassen oder Ermitteln zumindest eines zweiten Fluidstroms durch den zumindest einen dritten Strömungspfad (37) und Ermitteln des Leckagestroms als Differenz des ersten Fluidstroms und des zumindest einen zweiten Fluidstroms.Method according to Claim 1 characterized in that the leakage flow is determined by a method comprising the steps of: connecting the first flow path (31) and the second flow path (32) via the humidifier (40) and at least one third flow path (37); Adjusting a first fluid flow and pressure to the second flow path (32) in the first flow path (31); Detecting or determining the first fluid flow in the first flow path (31); Detecting or determining at least one second fluid flow through the at least one third flow path (37) and determining the leakage flow as the difference between the first fluid flow and the at least one second fluid flow. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befeuchtungssystem ferner ein Steuersystem aufweist, welches eingerichtet ist, Messsignale aus dem Befeuchtungssystem und/oder einem mit diesem verbundenen Brennstoffzellensystem (100) zu empfangen und in deren Abhängigkeit die Durchführung des Verfahrens auszulösen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the moistening system further comprises a control system which is adapted to receive measurement signals from the moistening system and / or a fuel cell system (100) connected thereto and to trigger the implementation of the method as a function thereof. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach einer definierten Anzahl von Betriebsstunden ausgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out after a defined number of operating hours. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren als Teil eines Abstellvorgangs des Brennstoffzellensystems durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out as part of a shutdown of the fuel cell system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren, insbesondere innerhalb eines definierten Zeitabstands, vor einem Einfriervorgang des Brennstoffzellensystems durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method, in particular within a defined time interval, is carried out before a freezing process of the fuel cell system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei Überschreiten eines definierten maximalen Gehalts von Wasser im Befeuchter (40) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out when a defined maximum content of water in the humidifier (40) is exceeded. Kraftfahrzeug aufweisend ein Befeuchtungssystem, das eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.A motor vehicle comprising a humidification system configured to carry out a method according to any one of the preceding claims.
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