DE102017217880A1 - Method for parking a fuel cell system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Abstellen eines Brennstoffzellensystems (1), wobei das Brennstoffzellensystem (1) eine Brennstoffzelle (2), eine Luftzuführungsleitung (3) zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die Brennstoffzelle (2) und eine Abgasleitung (4) zum Abführen des Oxidationsmittels aus der Brennstoffzelle (2) aufweist. Ein Verdichter (11) ist in der Luftzuführungsleitung (3) angeordnet, und eine Abgasturbine (13) ist in der Abgasleitung (4) angeordnet.
Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
a) Ermitteln (130) einer Temperatur (T) im Bereich des Brennstoffzellensystems (1)
b) Überprüfung (140) durch ein Steuergerät, ob die Temperatur (T) unterhalb einer zulässigen Grenztemperatur (TL) liegt,
c) Einleiten zumindest einer Maßnahme (150) zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine (13), wenn die Temperatur (T) unterhalb der zulässigen Grenztemperatur (TL) liegt.

Figure DE102017217880A1_0000
A fuel cell system stopping method (1) wherein the fuel cell system (1) comprises a fuel cell (2), an air supply pipe (3) for supplying an oxidant into the fuel cell (2), and an exhaust pipe (4) for discharging the oxidizer from the fuel cell (3). 2). A compressor (11) is arranged in the air supply line (3), and an exhaust gas turbine (13) is arranged in the exhaust line (4).
The method comprises the following steps:
a) determining (130) a temperature (T) in the region of the fuel cell system (1)
b) checking (140) by a control device as to whether the temperature (T) is below a permissible limit temperature (T L ),
c) introducing at least one measure (150) to prevent the freezing of the exhaust gas turbine (13) when the temperature (T) is below the permissible limit temperature (T L ).
Figure DE102017217880A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen eines Brennstoffzellensystems, wobei das Brennstoffzellensystem insbesondere in einem Fahrzeug verwendet wird.The invention relates to a method for parking a fuel cell system, wherein the fuel cell system is used in particular in a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Brennstoffzellensysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 224 052 A1 . Das bekannte Brennstoffzellensystem weist eine Zuführungsleitung zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die Brennstoffzelle und eine Abgasleitung zum Abführen des Oxidationsmittels bzw. des Abgases aus der Brennstoffzelle auf. Weiterhin weist das Brennstoffzellensystem eine Turbomaschine mit einer von einer Antriebsvorrichtung antreibbaren Welle auf. Auf der Welle sind ein Verdichter und eine Abgasturbine angeordnet. Der Verdichter verdichtet das Oxidationsmittel in der Zuführungsleitung. Die Abgasturbine entspannt das Abgas in der Abgasleitung.Fuel cell systems are known from the prior art, for example from the published patent application DE 10 2012 224 052 A1 , The known fuel cell system has a supply line for supplying an oxidant into the fuel cell and an exhaust pipe for discharging the oxidant and the exhaust gas from the fuel cell, respectively. Furthermore, the fuel cell system has a turbomachine with a shaft that can be driven by a drive device. On the shaft, a compressor and an exhaust gas turbine are arranged. The compressor compresses the oxidant in the feed line. The exhaust gas turbine relaxes the exhaust gas in the exhaust pipe.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das Abgas weist naturgemäß eine hohe Feuchtigkeit auf, so dass die Komponenten in der Abgasleitung bei niedrigen Umgebungstemperaturen dem Risiko des Festfrierens ausgesetzt sind. Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren bereitgestellt, welches ein Festfrieren der Abgasturbine des Brennstoffzellensystems verhindert.Naturally, the exhaust gas has a high level of moisture, so that the components in the exhaust pipe are exposed to the risk of freezing at low ambient temperatures. According to the invention, a method is now provided which prevents the exhaust gas turbine of the fuel cell system from freezing.

Dazu umfasst das Brennstoffzellensystem eine Brennstoffzelle, eine Luftzuführungsleitung zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die Brennstoffzelle und eine Abgasleitung zum Abführen des Oxidationsmittels aus der Brennstoffzelle. Ein Verdichter ist in der Luftzuführungsleitung angeordnet, und eine Abgasturbine ist in der Abgasleitung angeordnet. Vorteilhafterweise sind Verdichter und Abgasturbine auf einer Welle angeordnet, so dass die Abgasturbine den Verdichter antreibt.
Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

  1. a) Ermitteln einer Temperatur (T) im Bereich des Brennstoffzellensystems
  2. b) Überprüfung durch ein Steuergerät, ob die Temperatur (T) unterhalb einer zulässigen Grenztemperatur (TL ) liegt,
  3. c) Einleiten zumindest einer Maßnahme zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine, wenn die Temperatur (T) unterhalb der zulässigen Grenztemperatur (TL ) liegt.
For this purpose, the fuel cell system comprises a fuel cell, an air supply line for supplying an oxidizing agent into the fuel cell and an exhaust pipe for discharging the oxidizing agent from the fuel cell. A compressor is arranged in the air supply line, and an exhaust gas turbine is arranged in the exhaust pipe. Advantageously, compressor and exhaust gas turbine are arranged on a shaft, so that the exhaust gas turbine drives the compressor.
The method comprises the following steps:
  1. a) Determining a temperature ( T ) in the area of the fuel cell system
  2. b) Check by a control unit whether the temperature ( T ) below a permissible limit temperature ( T L ) lies,
  3. c) introducing at least one measure to avoid the freezing of the exhaust gas turbine when the temperature ( T ) below the permissible limit temperature ( T L ) lies.

Vorzugsweise liegt die Grenztemperatur (TL ) dabei im Bereich von 2°C bis 5°C. Die ermittelte Temperatur (T) kann in weiterbildenden Verfahren auch eine prognostizierte Temperatur sein, wie sie beispielsweise durch einen Wetterdienst prognostiziert wird.Preferably, the limit temperature ( T L ) in the range of 2 ° C to 5 ° C. The determined temperature ( T ) can also be a predicted temperature in further processing methods, as forecast by a weather service, for example.

Dadurch wird ein Festfrieren der Abgasturbine bei niedrigen Temperaturen vermieden. Somit werden Frostschäden an der Abgasturbine vermieden und dadurch die Lebensdauer der Abgasturbine erhöht. Weiterhin kann das Brennstoffzellensystem bei einem Neustart schneller wieder hochgefahren werden, weil die Abgasturbine nicht erst enteist werden muss.As a result, a freezing of the exhaust gas turbine at low temperatures is avoided. Thus, frost damage to the exhaust turbine can be avoided and thereby increases the life of the exhaust gas turbine. Furthermore, the fuel cell system can be restarted faster when restarting, because the exhaust gas turbine does not have to be de-iced first.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das Steuergerät ausgeschaltet und nach einer Zeitspanne (Δt) wieder eingeschaltet, wenn die Temperatur (T) nicht unterhalb der zulässigen Grenztemperatur (TL ) liegt. So können die Schritte a) und b) beliebig oft wiederholt werden, je nach Dauer der Abstellphase des Brennstoffzellensystems. Beispielsweise kann so die prognostizierte Tagestiefsttemperatur als Temperatur (T) im 24-Stunden-Rythmus ermittelt werden. Selbst bei langen Abstellphasen kann so ein Festfrieren der Abgasturbine verhindert werden ohne unnötige Maßnahmen einzuleiten.In an advantageous development of the method, the control unit is switched off and switched on again after a period of time (Δt) when the temperature ( T ) not below the permissible limit temperature ( T L ) lies. Thus, steps a) and b) can be repeated as often as desired, depending on the duration of the shutdown phase of the fuel cell system. For example, the predicted daily minimum temperature can be used as the temperature ( T ) in a 24-hour rhythm. Even with long shutdown periods such a freezing of the exhaust gas turbine can be prevented without introducing unnecessary measures.

Vorzugsweise wird die Temperatur (T) nach der Zeitspanne (Δt) also erneut ermittelt und nach einer weiteren Überprüfung gegebenenfalls eine oder mehrere Maßnahmen zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine eingeleitet. Bevorzugt sind die Maßnahmen dabei ein Trockenblasen oder ein Rütteln der Abgasturbine, so dass sie nur maximal einmal pro Abstellphase durchgeführt werden müssen.Preferably, the temperature ( T ) after the period (.DELTA.t) so again determined and initiated after further review if necessary, one or more measures to prevent the freezing of the exhaust gas turbine. The measures are preferably a dry blowing or shaking of the exhaust gas turbine, so that they only have to be carried out a maximum of once per parking phase.

Insbesondere beim Trockenblasen wird bevorzugt auch die Abgasleitung in die Maßnahme einbezogen, so dass von dort keine weitere Feuchtigkeit in die Abgasturbine gelangen kann.In particular, during dry blowing, the exhaust pipe is preferably also included in the measure, so that no further moisture can get into the exhaust gas turbine from there.

Die Ermittlung der Temperatur (T) kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen. Beispielsweise mittels GPS (Global Positioning System) und darauf aufbauend einem Wetterdienst, oder mittels eines Temperatursensors in der Nähe des Brennstoffzellensystems.The determination of the temperature ( T ) can be done in different ways. For example, by means of GPS (Global Positioning System) and thereupon a weather service, or by means of a temperature sensor in the vicinity of the fuel cell system.

In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird vor dem Schritt a) eine GPS-Position des Brennstoffzellensystems an eine Cloud-Funktion übertragen. Der Schritt a) wird danach mittels der Cloud-Funktion durchgeführt. Die Cloud-Funktion kann dazu beispielsweise auf einen Wetterdienst zugreifen, der für die Position des Fahrzeugs die Temperatur (T) bestimmt und gegebenenfalls diese auch für die Zukunft prognostiziert. Vorzugsweise arbeitet die Cloud-Funktion dazu mit einem fahrzeugexternen Datenspeicher. In vorteilhaften Weiterbildungen wird die Cloud-Funktion während einer langen Abstellphase mehrmals ausgeführt, solange bis die Grenztemperatur (TL ) unterschritten und demzufolge die Maßnahme eingeleitet wird bzw. solange bis die Abstellphase beendet wird.In an advantageous embodiment of the method, a GPS position of the fuel cell system is transmitted to a cloud function before step a). The step a) is then carried out by means of the cloud function. For example, the cloud function can access a weather service that monitors the temperature of the vehicle's position ( T ) and, if appropriate, these are also forecast for the future. The cloud function preferably works with a vehicle-external data memory for this purpose. In advantageous developments, the cloud function is executed several times during a long shutdown phase until the limit temperature ( T L ) falls below and therefore the Measure is initiated or until the shutdown is terminated.

In einer alternativen vorteilhaften Ausführung ist das Brennstoffzellensystem in einem Fahrzeug angeordnet und der Schritt a) wird mittels eines Temperatursensors des Fahrzeugs durchgeführt. Vorzugsweise ist der Temperatursensor ohnehin in dem Fahrzeug angeordnet, beispielsweise zur Messung der Umgebungstemperatur. Somit kann auf die aufwändigere Temperaturmessung per GPS verzichtet werden.In an alternative advantageous embodiment, the fuel cell system is arranged in a vehicle and the step a) is performed by means of a temperature sensor of the vehicle. The temperature sensor is preferably arranged in the vehicle anyway, for example for measuring the ambient temperature. Thus, the more expensive temperature measurement via GPS can be dispensed with.

Das Brennstoffzellensystem kann in allen Ausführungen vorzugsweise dazu eingerichtet sein, eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzutreiben.The fuel cell system may in all embodiments preferably be adapted to drive a drive device of a motor vehicle.

Figurenlistelist of figures

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie Verfahren, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.Further optional details and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and methods which are shown schematically in the figures.

Es zeigen:

  • 1 schematisch ein Brennstoffzellensystem mit einer Turbomaschine aus dem Stand der Technik,
  • 2 schematisch ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine,
  • 3 schematisch ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine.
Show it:
  • 1 1 schematically shows a fuel cell system with a turbomachine from the prior art,
  • 2 1 is a schematic diagram of a method according to the invention for preventing the freezing of the exhaust gas turbine,
  • 3 schematically a flowchart of another method for preventing the freezing of the exhaust gas turbine.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

1 zeigt ein aus der DE 10 2012 224 052 A1 bekanntes Brennstoffzellensystem 1. Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst eine Brennstoffzelle 2, eine Zuführungsleitung 3, eine Abgasleitung 4, einen Verdichter 11, eine Abgasturbine 13, ein Bypassventil 5 zur Druckabsenkung. Das Bypassventil 5 kann beispielsweise eine Regelklappe sein. Als Bypassventil 5 kann beispielsweise auch ein Wastegate-Ventil eingesetzt werden. 1 shows one from the DE 10 2012 224 052 A1 known fuel cell system 1 , The fuel cell system 1 includes a fuel cell 2 , a supply line 3 , an exhaust pipe 4 , a compressor 11 , an exhaust gas turbine 13 , a bypass valve 5 for pressure reduction. The bypass valve 5 For example, it can be a control flap. As a bypass valve 5 For example, a wastegate valve can also be used.

Die Brennstoffzelle 2 ist eine galvanische Zelle, die chemische Reaktionsenergie eines über die nicht gezeigte Brennstoffzuführungsleitung zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt, das bei der hier gezeigten Ausführungsform Ansaugluft ist, die über die Zuführungsleitung 3 der Brennstoffzelle 2 zugeführt wird. Der Brennstoff kann vorzugsweise Wasserstoff oder Methan oder Methanol sein. Entsprechend entsteht als Abgas Wasserdampf oder Wasserdampf und Kohlendioxid, welches über die Abgasleitung 4 aus der Brennstoffzelle 2 zurückströmt. Die Brennstoffzelle 2 ist beispielsweise eingerichtet, eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzutreiben. Beispielsweise treibt die durch die Brennstoffzelle 2 erzeugte elektrische Energie dabei einen Elektromotor des Kraftfahrzeugs an. Vorzugsweise wird das Brennstoffzellensystem 1 von einem nicht dargestellten Steuergerät gesteuert.The fuel cell 2 is a galvanic cell that converts chemical reaction energy of a fuel supplied via the fuel supply line (not shown) and an oxidant into electrical energy, which in the embodiment shown here is intake air via the supply line 3 the fuel cell 2 is supplied. The fuel may preferably be hydrogen or methane or methanol. Accordingly, the exhaust gas is water vapor or water vapor and carbon dioxide, which via the exhaust pipe 4 from the fuel cell 2 flowing back. The fuel cell 2 is configured, for example, to drive a drive device of a motor vehicle. For example, it drives through the fuel cell 2 generated electrical energy while an electric motor of the motor vehicle. Preferably, the fuel cell system 1 controlled by a control unit, not shown.

Der Verdichter 11 ist in der Zuführungsleitung 3 angeordnet. Die Abgasturbine 13 ist in der Abgasleitung 4 angeordnet. Der Verdichter 11 und die Abgasturbine 13 sind über eine Welle 14 mechanisch verbunden. Die Welle 14 ist von einer Antriebsvorrichtung 20 elektrisch antreibbar. Die Abgasturbine 13 dient der Unterstützung der Antriebsvorrichtung 20 zum Antreiben der Welle 14 bzw. des Verdichters 11. Der Verdichter 11, die Welle 14 und die Abgasturbine 13 bilden zusammen eine Turbomaschine 10.The compressor 11 is in the supply line 3 arranged. The exhaust gas turbine 13 is in the exhaust pipe 4 arranged. The compressor 11 and the exhaust gas turbine 13 are about a wave 14 mechanically connected. The wave 14 is from a drive device 20 electrically driven. The exhaust gas turbine 13 serves to support the drive device 20 to power the shaft 14 or of the compressor 11 , The compressor 11 , the wave 14 and the exhaust gas turbine 13 Together they form a turbomachine 10 ,

Die Abgasturbine 13 wird mit dem Abgas angetrieben, welches sehr feucht ist. Dementsprechend besteht für die Abgasturbine 13 eine Gefahr des Festfrierens bei kalter Umgebung in der Abstellphase des Brennstoffzellensystems 1. Das feuchte Abgas in der Leitung kondensiert und friert in den geringen Luftspalten der Abgasturbine 13 fest. Dies kann zum einen zu Frostschäden während der Bildung von Eis führen. Zum anderen muss die Abgasturbine 13 vor dem nächsten Start aufgetaut werden, falls die Umgebungstemperatur immer noch unter 0°C liegt, was zu erheblichen Startverzögerungen führt. Dazu muss eine zusätzliche Komponente (beispielsweise ein elektrischer Heizer) eingebaut und angesteuert werden. Der Energiebedarf dazu muss auch bereitgestellt werden, beispielsweise durch eine Batterie, welche oftmals in der Kälte nicht so viel Energie bzw. Leistung bereitstellen kann.The exhaust gas turbine 13 is driven by the exhaust gas, which is very humid. Accordingly, there is the exhaust gas turbine 13 a risk of freezing in cold environment in the shutdown phase of the fuel cell system 1 , The moist exhaust gas in the line condenses and freezes in the small air gaps of the exhaust gas turbine 13 firmly. This can lead to frost damage during the formation of ice. On the other hand, the exhaust gas turbine 13 thawed before the next start, if the ambient temperature is still below 0 ° C, resulting in significant start delays. For this purpose, an additional component (for example, an electric heater) must be installed and controlled. The energy requirement for this must also be provided, for example by a battery, which often can not provide so much energy or power in the cold.

Die im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren verhindern ein Festfrieren der Abgasturbine 13 während der Abstellphase durch eine Überwachung der Lokaltemperatur im oder in der Nähe des Brennstoffzellensystems 1. Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:

  • • Verkürzung der Startzeiten des Brennstoffzellensystems 1.
  • • Weniger Energiebedarf in der Kälte.
  • • Vereinfachung des Brennstoffzellensystems 1, da kein elektrischer Heizer für die Abgasturbine 13 benötigt wird.
  • • Verhinderung von unnötigen Trockenblasen der Abgasturbine 13, beispielsweise bei warmer Umgebung.
The inventive method described below prevent freezing of the exhaust gas turbine 13 during the shutdown phase by monitoring the local temperature in or near the fuel cell system 1 , This results in the following advantages:
  • • Shortening the start times of the fuel cell system 1 ,
  • • Less energy needed in the cold.
  • • Simplification of the fuel cell system 1 , as no electric heater for the exhaust gas turbine 13 is needed.
  • • Prevention of unnecessary dry bubbles of the exhaust gas turbine 13 For example, in a warm environment.

Fig.2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine 13. In einem ersten Schritt 110 wird die Abstellphase des Brennstoffzellensystems 1 bzw. des Fahrzeugs mit dem Brennstoffzellensystem 1 eingeleitet. In einem zweiten Schritt 120 wird die letzte GPS-Position des Brennstoffzellensystem 1 bzw. des Fahrzeugs an eine Cloud-Funktion übertragen. In einem dritten Schritt 130 ermittelt die Funktion eine Temperatur T in der Nähe des Fahrzeugs. Beispielsweise lokalisiert die Funktion dazu Temperaturdaten in der Nähe des Fahrzeuges, überwacht vorzugsweise deren Temperaturverlauf und ermittelt die Temperatur T; gegebenenfalls wird ein Durchschnittswert oder der geringste Wert als ermittelte Temperatur T herangezogen. In erweiterten Ausführungen kann auch eine prognostizierte niedrigste Temperatur für ein zukünftiges Zeitintervall als ermittelte Temperatur T verwendet werden.Fig. 2 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention for Prevention of freezing of the exhaust gas turbine 13 , In a first step 110 becomes the shutdown phase of the fuel cell system 1 or the vehicle with the fuel cell system 1 initiated. In a second step 120 becomes the last GPS position of the fuel cell system 1 or the vehicle to a cloud function. In a third step 130 the function determines a temperature T near the vehicle. For example, the function locates temperature data in the vicinity of the vehicle, preferably monitors its temperature profile and determines the temperature T ; if necessary, an average value or the lowest value is determined as the temperature T used. In advanced versions, a predicted lowest temperature for a future time interval may also be used as the determined temperature T be used.

Im nächsten Verfahrensschritt 140 wird die ermittelte Temperatur T mit einer Grenztemperatur TL verglichen. Unterschreitet die ermittelte Temperatur T die Grenztemperatur TL , so weckt die Cloud-Funktion das Steuergerät auf und initiiert die Maßnahme 150 zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine 13. Eine mögliche Maßnahme ist das Trockenblasen der Abgasleitung 4 und/oder der Abgasturbine 13 durch Betrieb des Verdichters 11. Danach wird in einem weiteren Schritt 160 das Steuergerät wieder abgeschaltet und das Brennstoffzellensystem 1 abgestellt.In the next process step 140 becomes the determined temperature T with a limit temperature T L compared. Below the determined temperature T the limit temperature T L , the cloud function wakes up the controller and initiates the action 150 to prevent the freezing of the exhaust gas turbine 13 , One possible measure is the dry blowing of the exhaust pipe 4 and / or the exhaust gas turbine 13 by operation of the compressor 11 , After that, in a further step 160 the control unit switched off again and the fuel cell system 1 switched off.

Als alternative Maßnahme 150 kann die Abgasturbine 13 für einige Sekunden gerüttelt werden, beispielsweise durch schnelle Änderungen der Rotationsrichtungen der Welle 14. Dadurch lösen sich die in den Luftspalten der Abgasturbine 13 entstandenen Wassertropfen. Eine Kombination der beiden Vorgänge Trockenblasen und Rütteln ist besonders vorteilhaft.As an alternative measure 150 can the exhaust gas turbine 13 be shaken for a few seconds, for example, by rapid changes in the rotational directions of the shaft 14 , This dissolves in the air gaps of the exhaust gas turbine 13 resulting drops of water. A combination of the two processes dry blowing and shaking is particularly advantageous.

Ein wiederkehrender Trocknungs- oder Rüttelvorgang ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich. Somit kann beispielsweise bei einer Temperatur T von 5°C - mit zusätzlicher Prognose auf eine weitere Temperaturabsenkung - der erste Trocknungs- und/oder Rüttelvorgang initiiert werden, ein zweiter Trocknungs- und/oder Rüttelvorgang bei 3°C und ein dritter bei 1°C. So wird die nach und nach kondensierte Wassermenge ausgetragen und ein Festfrieren in der Abgasturbine 13 vermieden.A recurring drying or shaking process is also possible with the method according to the invention. Thus, for example, at a temperature T from 5 ° C - with additional prognosis for a further temperature reduction - the first drying and / or shaking process is initiated, a second drying and / or shaking process at 3 ° C and a third at 1 ° C. Thus, the gradually condensed amount of water is discharged and freezing in the exhaust gas turbine 13 avoided.

In alternativen Ausführungen kann der zweite Schritt 120 übersprungen werden, indem beispielsweise die Temperatur T in unmittelbarer Nähe des Brennstoffzellensystems 1 gemessen wird, vorteilhafterweise mittels eines ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Temperatursensors.In alternative embodiments, the second step 120 be skipped by, for example, the temperature T in the immediate vicinity of the fuel cell system 1 is measured, advantageously by means of an existing anyway in the vehicle temperature sensor.

Dazu zeigt 3 ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine 13 in einem schematischen Ablaufdiagramm. In dem ersten Schritt 110 wird die Abstellphase des Brennstoffzellensystems 1 bzw. des Fahrzeugs mit dem Brennstoffzellensystem 1 eingeleitet. In einem nächsten Schritt 125 wird das Steuergerät aktiviert bzw. geweckt. In dem dritten Schritt 130 wird die Temperatur T in unmittelbarer Nähe des Brennstoffzellensystems gemessen, beispielsweise durch einen Temperatursensor des Fahrzeugs zur Messung der Außentemperatur.In addition shows 3 Another inventive method for preventing the freezing of the exhaust gas turbine 13 in a schematic flow diagram. In the first step 110 becomes the shutdown phase of the fuel cell system 1 or the vehicle with the fuel cell system 1 initiated. In a next step 125 the control unit is activated or awakened. In the third step 130 becomes the temperature T measured in the immediate vicinity of the fuel cell system, for example, by a temperature sensor of the vehicle for measuring the outside temperature.

Im nächsten Verfahrensschritt 140 wird die ermittelte Temperatur T mit der Grenztemperatur TL verglichen. Unterschreitet die ermittelte Temperatur T die Grenztemperatur TL , so wird die Maßnahme 150 bzw. werden die Maßnahmen 150 zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine 13 eingeleitet. Danach wird in einem weiteren Schritt 160 das Steuergerät wieder abgeschaltet und das Brennstoffzellensystem 1 abgestellt.In the next process step 140 becomes the determined temperature T with the limit temperature T L compared. Below the determined temperature T the limit temperature T L That's the measure 150 or are the measures 150 to prevent the freezing of the exhaust gas turbine 13 initiated. After that, in a further step 160 the control unit switched off again and the fuel cell system 1 switched off.

Unterschreitet die Temperatur T die Grenztemperatur TL in dem Verfahrensschritt 140 nicht, so wird das Steuergerät in einem alternativen Verfahrensschritt 145 wieder abgeschaltet und anschließend nach einer gewissen Zeitspanne (Δt) in dem Verfahrensschritt 125 wieder erweckt, um so erneut die Temperatur T im Verfahrensschritt 130 zu ermitteln.
Je nach Dauer der Abstellphase muss für die Ermittlung der Temperatur T im Fahrzeug bzw. in der Nähe der Abgasturbine 13 das Steuergerät während der Abstellphase mehrmals geweckt und abgeschaltet werden.Below the temperature T the limit temperature T L in the process step 140 not, then the controller is in an alternative process step 145 switched off again and then after a certain period of time (.DELTA.t) in the process step 125 awakened again, so again the temperature T in the process step 130 to investigate.
Depending on the duration of the shutdown must be for the determination of the temperature T in the vehicle or in the vicinity of the exhaust gas turbine 13 the control unit is woken up several times during the parking phase and switched off.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (7)

Verfahren zum Abstellen eines Brennstoffzellensystems (1), wobei das Brennstoffzellensystem (1) eine Brennstoffzelle (2), eine Luftzuführungsleitung (3) zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die Brennstoffzelle (2) und eine Abgasleitung (4) zum Abführen des Oxidationsmittels aus der Brennstoffzelle (2) aufweist, wobei ein Verdichter (11) in der Luftzuführungsleitung (3) angeordnet ist und wobei eine Abgasturbine (13) in der Abgasleitung (4) angeordnet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Ermitteln (130) einer Temperatur (T) im Bereich des Brennstoffzellensystems (1) b) Überprüfung (140) durch ein Steuergerät, ob die Temperatur (T) unterhalb einer zulässigen Grenztemperatur (TL) liegt, c) Einleiten zumindest einer Maßnahme (150) zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine (13), wenn die Temperatur (T) unterhalb der zulässigen Grenztemperatur (TL) liegt.A fuel cell system stopping method (1), wherein the fuel cell system (1) includes a fuel cell (2), an air supply pipe (3) for supplying an oxidant into the fuel cell (2), and an exhaust pipe (4) for discharging the oxidizer from the fuel cell (3). 2), wherein a compressor (11) in the air supply line (3) is arranged and wherein an exhaust gas turbine (13) in the exhaust pipe (4) is arranged, wherein the method comprises the steps of: a) determining (130) a temperature ( T) in the area of the fuel cell system (1) b) checking (140) by a control unit, if the temperature (T) is below a permissible limit temperature (T L ), c) initiating at least one measure (150) to avoid the freezing of the exhaust gas turbine (13) when the temperature (T) is below the allowable limit temperature (T L ). Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät ausgeschaltet und nach einer Zeitspanne (Δt) wieder eingeschaltet wird, wenn die Temperatur (T) nicht unterhalb der zulässigen Grenztemperatur (TL) liegt.Method according to Claim 1 characterized in that the controller is turned off and after a period of time (.DELTA.t) is turned on again when the temperature (T) is not below the allowable limit temperature (T L ). Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T) nach der Zeitspanne (Δt) erneut ermittelt wird und nach einer weiteren Überprüfung (140) gegebenenfalls zumindest eine Maßnahme (150) zur Vermeidung des Festfrierens der Abgasturbine (13) eingeleitet wird.Method according to Claim 2 characterized in that the temperature (T) after the time period (At) is determined again and after a further check (140) optionally at least one measure (150) to prevent the freezing of the exhaust gas turbine (13) is initiated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahme (150) ein Trockenblasen der Abgasleitung (4) und/oder der Abgasturbine (13) umfasst.Method according to one of Claims 1 to 3 characterized in that the measure (150) comprises a dry blowing of the exhaust pipe (4) and / or the exhaust gas turbine (13). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahme (150) ein Rütteln der Abgasturbine (13) umfasst.Method according to one of Claims 1 to 4 characterized in that the measure (150) comprises a shaking of the exhaust gas turbine (13). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt a) eine GPS-Position des Brennstoffzellensystems (1) an eine Cloud-Funktion übertragen wird und der Schritt a) mittels der Cloud-Funktion durchgeführt wird.Method according to one of Claims 1 to 5 characterized in that before the step a) a GPS position of the fuel cell system (1) is transmitted to a cloud function and the step a) is performed by means of the cloud function. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Brennstoffzellensystem (1) in einem Fahrzeug angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) mittels eines Temperatursensors des Fahrzeugs durchgeführt wird.Method according to one of Claims 1 to 5 wherein the fuel cell system (1) is arranged in a vehicle, characterized in that the step a) is carried out by means of a temperature sensor of the vehicle.
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