DE102018210194A1 - Method for starting a fuel cell system, fuel cell system for carrying out the method and fuel cell vehicle - Google Patents

Method for starting a fuel cell system, fuel cell system for carrying out the method and fuel cell vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems (1), mit einem Brennstoffzellenstapel (2), der Anodenräume zur Zufuhr eines Anodengases an Anoden der Brennstoffzellen und Kathodenräume zur Zufuhr eines Kathodengases an Kathoden der Brennstoffzellen umfasst, mit einer Anodenzufuhrleitung (3), die an einem Stapeleintritt (6) mit den Anodenräumen des Brennstoffzellenstapels (2) strömungsverbunden ist, um den Anoden das Anodengas zuzuleiten, mit einem Anodenkreislauf (8), der wenigstens einen Teil der Anodenzufuhrleitung (3) und eine Anodenrezirkulationsleitung (4) umfasst, welche mit einem Stapelaustritt (7) einenends mit den Anodenräumen und anderenends mit der Anodenzufuhrleitung (3) strömungsverbunden ist, um den Anodenräumen nicht abreagiertes Anodenabgas erneut zuzuführen, und mit einem in dem Anodenkreislauf (8) angeordneten oder fluidmechanisch in diesen eingekoppelten Rezirkulationsgebläse (5), das Verfahren umfassend: Rezirkulation von sich im Anodenkreislauf (8) befindlichem Restgas oder Restgasgemisch mittels des Rezirkulationsgebläses (5) zumindest so lange, bis ein vorgegebener oder einstellbarer Volumenstrom innerhalb des Anodenkreislaufs (8) vorliegt, bevor den Anoden über die Anodenzufuhrleitung (3) neues Anodengas zugeführt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Brennstoffzellensystem (1) und ein Brennstoffzellenfahrzeug.The invention relates to a method for starting a fuel cell system (1), comprising a fuel cell stack (2), which comprises anode spaces for supplying an anode gas to anodes of the fuel cells and cathode spaces for supplying a cathode gas to cathodes of the fuel cells, with an anode supply line (3) is connected at the stack inlet (6) to the anode compartments of the fuel cell stack (2) in order to supply the anodes with the anode gas, with an anode circuit (8) which comprises at least a part of the anode supply line (3) and an anode recirculation line (4), which includes a stack outlet (7) is connected at one end to the anode compartments and at the other end to the anode feed line (3) in order to re-feed unreacted anode exhaust gas to the anode compartments, and with a recirculation blower (5) arranged in the anode circuit (8) or fluid mechanically coupled into it Process comprehensive: recirculation by itself Residual gas or residual gas mixture in the anode circuit (8) by means of the recirculation blower (5) at least until a predetermined or adjustable volume flow is present within the anode circuit (8) before new anode gas is supplied to the anodes via the anode supply line (3). The invention also relates to a fuel cell system (1) and a fuel cell vehicle.

Description

Die Erfindung ist gebildet durch ein Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems, mit einem Brennstoffzellenstapel, der Anodenräume zur Zufuhr eines Anodengases an Anoden der Brennstoffzellen und Kathodenräume zur Zufuhr eines Kathodengases an Kathoden der Brennstoffzellen umfasst, mit einer Anodenzufuhrleitung, die an einem Stapeleintritt mit den Anodenräumen des Brennstoffzellenstapels strömungsverbunden ist, um den Anoden das Anodengas zuzuleiten, mit einem Anodenkreislauf, der wenigstens einen Teil der Anodenzufuhrleitung und eine Anodenrezirkulationsleitung umfasst, welche mit einem Stapelaustritt auf der einen Seite mit den Anodenräumen und auf der anderen Seite mit der Anodenzufuhrleitung strömungsverbunden ist, um den Anodenräumen nicht abreagiertes Anodenabgas erneut zuzuführen, und mit einem in dem Anodenkreislauf angeordneten oder fluidmechanisch in diesen eingekoppelten Rezirkulationsgebläse. Das Verfahren umfassend: Rezirkulation von sich im Anodenkreislauf befindlichem Restgas oder Restgasgemisch mittels des Rezirkulationsgebläses, bis ein vorgegebener oder einstellbarer Volumenstrom innerhalb des (geschlossenen) Anodenkreislaufs vorliegt, bevor den Anoden über die Anodenzufuhrleitung neues oder frisches Anodengas zugeführt wird.The invention is formed by a method for starting a fuel cell system, comprising a fuel cell stack which comprises anode spaces for supplying an anode gas to anodes of the fuel cells and cathode spaces for supplying a cathode gas to cathodes of the fuel cells, with an anode supply line which is connected to a stack entry with the anode spaces of the The fuel cell stack is fluidly connected to supply the anode gas to the anodes, with an anode circuit comprising at least part of the anode supply line and an anode recirculation line, which is connected to the anode compartments on one side and to the anode supply line on the other side by means of a stack outlet Anode off-gas which has not reacted to be supplied to anode spaces again, and with a recirculation blower arranged in the anode circuit or coupled mechanically therein. The method comprising: recirculation of residual gas or residual gas mixture in the anode circuit by means of the recirculation fan until a predetermined or adjustable volume flow is present within the (closed) anode circuit before new or fresh anode gas is supplied to the anodes via the anode supply line.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Brennstoffzellensystem zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Brennstoffzellenfahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellensystem .The invention further relates to a fuel cell system for performing the method and a fuel cell vehicle with such a fuel cell system.

Bei Brennstoffzellensystemen kommt es durch sogenannte Luft-Luft-Starts zu Schäden am Brennstoffzellenstapel, wobei ein Luft-Luft-Start dann vorliegt, wenn beim Start sowohl in den Anodenräumen als auch in den Kathodenräumen des Brennstoffzellenstapels Luft bzw. Sauerstoff vorhanden ist. Bei einer Zuführung von Wasserstoff im Zuge des Starts kommt es zu einer Wasserstoff/Luft-Front, welche über die elektrochemisch aktive Fläche der Anoden streicht. Somit liegen unmittelbar vor der Front und unmittelbar nach der Front unterschiedlich hohe Potentiale vor, da die Brennstoffzelle in einem Bereich bereits die Elektrolyse betreibt und in einem anderen Bereich noch nicht. Dies führt zu einer Schädigung oder Degradation der Brennstoffzelle, insbesondere zu einer Korrosion des Katalysators bzw. seines Trägermaterials. Um eine Schädigung des Brennstoffzellenstapels zu reduzieren und um eine lange Lebensdauer des Brennstoffzellensystems mit dem Brennstoffzellenstapel zu ermöglichen, ist es daher notwendig, Luft-Luft-Starts zu verhindern oder ihre Anzahl zu reduzieren.In fuel cell systems, so-called air-air starts result in damage to the fuel cell stack, with an air-air start occurring when air or oxygen is present both in the anode compartments and in the cathode compartments of the fuel cell stack. When hydrogen is supplied during the start, there is a hydrogen / air front which sweeps over the electrochemically active surface of the anodes. Thus there are potentials of different magnitudes immediately in front of and immediately after the front, since the fuel cell already operates electrolysis in one area and not yet in another. This leads to damage or degradation of the fuel cell, in particular to corrosion of the catalyst or its support material. In order to reduce damage to the fuel cell stack and to enable the fuel cell system with the fuel cell stack to have a long service life, it is therefore necessary to prevent air-to-air starts or to reduce their number.

Die Zeit, in der der Wasserstoff im Anodenbereich gehalten werden kann, also die Dauer bis nach dem Abstellen des Brennstoffzellensystems sowohl in den Anodenräumen als auch in den Kathodenräumen Luft vorliegt, wird im allgemeinen auch Wasserstoffschutzzeit (Hydrogen-Protection-Time) bezeichnet. Ist diese Wasserstoffschutzzeit überschritten, also Luft in die Anodenräume diffundiert, sind wiederum die Bedingungen für einen Luft-Luft-Start gegeben und es sind Verfahren bekannt, um die Luft möglichst schnell aus dem Brennstoffzellenstapel zu entfernen, wobei dies konstruktiv bedingt häufig ungleichmäßig geschieht.The time in which the hydrogen can be kept in the anode area, that is to say the time until air is present both in the anode spaces and in the cathode spaces after the fuel cell system has been switched off, is generally also referred to as the hydrogen protection time. If this hydrogen protection time is exceeded, i.e. air diffuses into the anode compartments, the conditions for an air-air start are again given and methods are known for removing the air from the fuel cell stack as quickly as possible, this often occurring unevenly due to the design.

In der US 2016/0372766 A1 wird zunächst überprüft, ob die Wasserstoffschutzzeit vorüber ist. Wenn diese Wasserstoffschutzzeit verstrichen ist, so wird ein Rezirkulationsgebläse mit maximaler Leistung betrieben und es erfolgt zugleich eine dosierte Beigabe von Wasserstoff, um das Verhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff einzustellen, bevor der Verdichter zur Zufuhr von Sauerstoff gestartet wird und das Brennstoffzellensystem in den Normalbetrieb übergeht.In the US 2016/0372766 A1 it is first checked whether the hydrogen protection time is over. When this hydrogen protection time has elapsed, a recirculation blower is operated at maximum power and hydrogen is metered in at the same time in order to adjust the ratio of hydrogen to oxygen before the compressor is started to supply oxygen and the fuel cell system goes into normal operation.

In der US 8,211,579 B2 ist ein Verfahren zum Starten des Brennstoffzellensystems beschrieben, bei dem das Rezirkulationsgebläse betrieben wird, bevor der Brennstoff in die Anodenräume einströmt, um ebenfalls die Zusammensetzung des Gasgemisches regulieren zu können.In the US 8,211,579 B2 describes a method for starting the fuel cell system in which the recirculation fan is operated before the fuel flows into the anode compartments in order to be able to regulate the composition of the gas mixture as well.

In der DE 10 2008 005 503 A1 ist ein Brennstoffzellensystem mit zwei Anodenrezirkulationsleitungen gezeigt, wobei in jeder der Rezirkulationsleitungen ein Abscheider angeordnet ist, um Wasser aus der jeweiligen Rezirkulationsleitung entfernen zu können.In the DE 10 2008 005 503 A1 A fuel cell system with two anode recirculation lines is shown, a separator being arranged in each of the recirculation lines in order to be able to remove water from the respective recirculation line.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems bereitzustellen, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Degradation bei Luft-Luft-Starts über den Brennstoffzellenstapel hinweg zu erzielen. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Brennstoffzellensystem zur Durchführung des Verfahrens und ein Brennstoffzellenfahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellensystem anzugeben.The object of the invention is to provide a method for starting a fuel cell system in order to achieve a distribution of the degradation in air-air starts that is as uniform as possible across the fuel cell stack. Another object of the invention is to provide a fuel cell system for carrying out the method and a fuel cell vehicle with such a fuel cell system.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die das Brennstoffzellensystem betreffende Aufgabe wird durch das Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Die das Brennstoffzellenfahrzeug betreffende Aufgabe wird durch das Brennstoffzellenfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object relating to the method is achieved by the method having the features of claim 1. The object relating to the fuel cell system is achieved by the fuel cell system with the features of claim 9. The object relating to the fuel cell vehicle is achieved by the fuel cell vehicle according to claim 10. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Das Verfahren zeichnet sich dabei insbesondere durch die Schritte aus: Rezirkulation von sich im Anodenkreislauf befindlichem Restgas oder Restgasgemisch mittels des Rezirkulationsgebläses, bis ein vorgegebener oder einstellbarer Volumenstrom innerhalb des Anodenkreislaufs vorliegt, bevor den Anoden über die Anodenzufuhrleitung neues oder frisches Anodengas zugeführt wird. Das Verfahren bietet den Vorteil, dass eine dem Startdruck angepasste, gleichbleibende Rezirkulation eingestellt werden kann, die bis zum Übergang in den Normalbetrieb aufrechterhalten wird. Der ohnehin auf lange Sicht stärker geschädigte Stapelaustritt kann somit aktiv geschützt und die Degradationswirkung gleichmäßig zwischen dem Stapeleintritt und dem Stapelaustritt des Brennstoffzellenstapels verteilt werden, was als „Degradation Balancing“ bekannt ist.The method is characterized in particular by the steps: recirculation of residual gas or in the anode circuit Residual gas mixture by means of the recirculation fan until a predetermined or adjustable volume flow is present within the anode circuit before new or fresh anode gas is supplied to the anodes via the anode supply line. The method offers the advantage that a constant recirculation adapted to the starting pressure can be set, which is maintained until the transition to normal operation. The stack exit, which is more severely damaged in the long run, can thus be actively protected and the degradation effect can be distributed evenly between the stack entry and the stack exit of the fuel cell stack, which is known as “degradation balancing”.

Um den Volumenstrom nur mittels des in den Anodenräumen befindlichem Restgases oder Restgasgemisches einzustellen, hat es sich als sinnvoll erwiesen, wenn zunächst ein in der Anodenrezirkulationsleitung befindliches Ablassventil geschlossen wird, bevor mit der Rezirkulation begonnen wird. Dadurch liegt also ein geschlossener Anodenkreislauf vor, wenn das Ablassventil aus einer Offenstellung in eine Schließstellung verstellt wurde.In order to adjust the volume flow only by means of the residual gas or residual gas mixture located in the anode compartments, it has proven to be useful if a drain valve located in the anode recirculation line is first closed before the recirculation is started. This results in a closed anode circuit when the drain valve has been moved from an open position to a closed position.

Vorzugsweise entspricht der vorgegebene oder einstellbare Volumenstrom des rezirkulierten Restgasgemisches oder des Restgases im Wesentlichen dem in den Anodenräumen vorliegenden Volumenstrom in einem Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems. Auch hierdurch lässt sich eine dem Startdruck angepasste, gleichbleibende Rezirkulation einstellen.Preferably, the predetermined or adjustable volume flow of the recirculated residual gas mixture or of the residual gas essentially corresponds to the volume flow present in the anode compartments in normal operation of the fuel cell system. This also makes it possible to set a constant recirculation adapted to the starting pressure.

Um das Brennstoffzellensystem in den Normalbetrieb überführen zu können, hat es sich also als sinnvoll erwiesen, wenn den Anoden neues oder frisches Anodengas zugeführt wird, wenn der vorgegebene oder einstellbare Volumenstrom erreicht wird. Alternativ oder ergänzend wird ein das Kathodengas fördernder Verdichter ebenfalls eingeschaltet und Kathodengas in den Kathodenräumen bereitgestellt, wenn der vorgegebene oder einstellbare Volumenstrom im Anodenkreislauf vorliegt.In order to be able to convert the fuel cell system into normal operation, it has proven to be useful if new or fresh anode gas is supplied to the anodes when the predetermined or adjustable volume flow is reached. As an alternative or in addition, a compressor which conveys the cathode gas is likewise switched on and cathode gas is made available in the cathode spaces if the predetermined or adjustable volume flow is present in the anode circuit.

Alternativ oder ergänzend ist das Rezirkulationsgebläse mit einer Steuerungseinrichtung kommunikationsverbunden und wird eingeschaltet, wenn von der Steuerungseinrichtung ein Triggersignal empfangen wird. Mithilfe des Triggersignals kann die Rezirkulation antizipiert werden, um den Startvorgang zu beschleunigen. Wenn dabei das Rezirkulationsgebläse als ein Hochvolt-Rezirkulationsgebläse gebildet ist, so ist zusätzlich ein Hochfahren des HV-Systems nötig, so dass auch das von der Steuerungseinrichtung empfangene Triggersignal dazu genutzt werden kann, um das Hochvolt-System zu starten, um sogleich das Hochvolt-Rezirkulationsgebläse ebenfalls in Betrieb zu setzen. As an alternative or in addition, the recirculation blower is connected to a control device and is switched on when a trigger signal is received by the control device. The recirculation can be anticipated with the aid of the trigger signal in order to accelerate the starting process. If the recirculation blower is designed as a high-voltage recirculation blower, the HV system must also be started up, so that the trigger signal received by the control device can also be used to start the high-voltage system in order to immediately start the high-voltage system. Recirculation blower should also be started.

Da das Hochfahren eines Rezirkulationsgebläses wenige Sekunden andauert, lässt sich der Prozess beispielsweise dadurch beschleunigen, dass das Triggersignal durch das Öffnen einer Fahrzeugtür eines das Brennstoffzellensystem umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst wird. Insbesondere kann dieses Triggersignal beim Öffnen der Fahrertüre ausgelöst werden, um anschließend an die Steuerungseinrichtung weitergegeben zu werden, die den Start des Rezirkulationsgebläses veranlasst.Since the start-up of a recirculation blower takes a few seconds, the process can be accelerated, for example, by triggering the trigger signal by opening a vehicle door of a fuel cell system comprising the fuel cell system. In particular, this trigger signal can be triggered when the driver's door is opened in order to then be passed on to the control device which initiates the start of the recirculation fan.

Alternativ oder ergänzend kann das Triggersignal auch durch das Schließen eines Gurtschlosses eines das Brennstoffzellensystem umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst werden. Auch dies beschleunigt den Startvorgang.As an alternative or in addition, the trigger signal can also be triggered by closing a belt buckle of a fuel cell vehicle comprising the fuel cell system. This also speeds up the starting process.

Alternativ oder ergänzend kann das Triggersignal durch das Betätigen eines Schalters, insbesondere eines Schlüsselschalters, eines das Brennstoffzellensystem umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst werden, so dass bei einem Status „Key-On“ bereits der Startvorgang initiiert wird.Alternatively or additionally, the trigger signal can be triggered by actuating a switch, in particular a key switch, of a fuel cell vehicle comprising the fuel cell system, so that the starting process is already initiated when the status is “key-on”.

Alternativ oder ergänzend kann das Triggersignal auch durch ein Starten oder ein Losfahren eines das Brennstoffzellensystem umfassenden hybriden Elektrofahrzeugs ausgelöst werden, so dass die Rezirkulation beim batterieelektrischen Losfahren erfolgt, während der Brennstoffzellenstapel noch keinen Strom liefert.As an alternative or in addition, the trigger signal can also be triggered by starting or starting a hybrid electric vehicle comprising the fuel cell system, so that the recirculation takes place during battery-electric starting while the fuel cell stack is still not supplying current.

Das Brennstoffzellensystem zeichnet sich insbesondere durch einen Brennstoffzellenstapel aus, der Anodenräume zur Zufuhr eines Anodengases an Anoden der Brennstoffzellen und Kathodenräume zur Zufuhr eines Kathodengases an Kathoden der Brennstoffzellen umfasst. Zudem weist das Brennstoffzellensystem eine Anodenzufuhrleitung auf, die an einem Stapeleintritt mit den Anodenräumen des Brennstoffzellenstapels strömungsverbunden ist, um den Anoden das Anodengas zuzuleiten. Das Brennstoffzellensystem umfasst weiterhin einen Anodenkreislauf, der wenigstens einen Teil der Anodenzufuhrleitung und eine Anodenrezirkulationsleitung umfasst, welche mit einem Stapelaustritt auf der einen Seite mit den Anodenräumen und auf der anderen Seite mit der Anodenzufuhrleitung strömungsverbunden ist, wodurch den Anodenräumen nicht abreagiertes Anodenabgas erneut zugeführt werden kann. In dem Anodenkreislauf ist ein Rezirkulationsgebläse angeordnet oder fluidmechanisch in diesen eingekoppelt. Zudem ist eine Steuerungseinrichtung vorhanden, die ausgestaltet ist, beim Starten des Brennstoffzellensystems das Rezirkulationsgebläse derart zu betreiben, dass eine Rezirkulation von sich im Anodenkreislauf befindlichem Restgas oder Restgasgemisch erfolgt, bis ein vorgegebener oder einstellbarer Volumenstrom innerhalb des Anodenkreislaufs vorliegt, bevor den Anoden über die Anodenzufuhrleitung neues Anodengas zugeführt wird.The fuel cell system is characterized in particular by a fuel cell stack which comprises anode spaces for supplying an anode gas to anodes of the fuel cells and cathode spaces for supplying a cathode gas to cathodes of the fuel cells. In addition, the fuel cell system has an anode supply line which is flow-connected to the anode compartments of the fuel cell stack at a stack inlet in order to supply the anode gas to the anodes. The fuel cell system further comprises an anode circuit, which comprises at least a part of the anode supply line and an anode recirculation line, which is flow-connected to the anode compartments on one side and to the anode supply line on the other side by means of a stack outlet, as a result of which unreacted anode exhaust gas can be supplied again to the anode spaces , A recirculation blower is arranged in the anode circuit or is coupled into it in a fluid-mechanical manner. In addition, a control device is provided which is designed to operate the recirculation blower when the fuel cell system is started in such a way that residual gas or residual gas mixture present in the anode circuit is recirculated until a predetermined or adjustable volume flow within the Anode circuit is present before new anode gas is supplied to the anodes via the anode supply line.

Sofern sich anodenseitig Auslassventile befinden, die „normally-open“, d.h. normalerweise geöffnet, sind, sollten diese zuvor geschlossen werden, um einen geschlossenen Anodenkreislauf herzustellen. Dabei ist die Steuerungseinrichtung dann ebenfalls ausgestaltet, das oder die mehreren Ablassventile des Anodenkreislaufs zu schließen.If there are outlet valves on the anode side that are "normally open", i.e. normally open, they should be closed beforehand to create a closed anode circuit. The control device is then also designed to close the one or more drain valves of the anode circuit.

Das Brennstoffzellensystem weist den Vorteil auf, dass die Rezirkulation des Gasgemisches im Anodenkreislauf in Abhängigkeit des geförderten Volumenstroms eine Verschiebung der für einen Luft-Luft-Start üblichen stapelaustrittsseitigen Schädigung hin zum Stapeleintritt bewirkt. Der Stapelaustritt wird mit steigender aktiver Rezirkulation dabei deutlich geringeren Halbzellpotentialen als ohne Rezirkulation ausgesetzt, wobei hingegen der Stapeleintritt eine kurzzeitige Halbzellspannungsspitze erfährt. Somit lässt sich also eine Gleichverteilung der Degradation über den Brennstoffzellenstapel hinweg erzielen, womit die Lebensdauer des Brennstoffzellensystems erhöht wird.The fuel cell system has the advantage that the recirculation of the gas mixture in the anode circuit, depending on the volume flow being conveyed, causes a shift in the damage which is usual for an air-air start to the stack entrance, toward the stack entrance. With increasing active recirculation, the stack exit is exposed to significantly lower half-cell potentials than without recirculation, whereas the stack entry experiences a brief half-cell voltage peak. Thus, a uniform distribution of the degradation across the fuel cell stack can be achieved, which increases the service life of the fuel cell system.

Ein Brennstoffzellenfahrzeug zeichnet sich insbesondere durch ein vorstehend erörtertes Brennstoffzellensystem aus und umfasst einen Sensor zur Emission eines Triggersignals, dass von der Steuerungseinrichtung des Brennstoffzellensystems empfangbar ist. Der Sensor ist dabei in eine Fahrzeugtür und/oder in ein Gurtschloss und/oder in einen Schlüsselschalter integriert. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Sensor erfasst, wenn ein batterieelektrisches Anfahren eines als Hybridkraftfahrzeug gebildetes Brennstoffzellenfahrzeug detektiert wird.A fuel cell vehicle is characterized in particular by a fuel cell system discussed above and comprises a sensor for emitting a trigger signal that can be received by the control device of the fuel cell system. The sensor is integrated in a vehicle door and / or in a belt lock and / or in a key switch. There is also the possibility that the sensor detects when a battery-electric start of a fuel cell vehicle formed as a hybrid motor vehicle is detected.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

  • 1 ein Brennstoffzellensystem mit einem Anodenkreislauf (schematisch gezeigt) und
  • 2 Schritte des Verfahrens zum Starten des Brennstoffzellensystems.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the claims, the following description of preferred embodiments and with reference to the drawing. Show:
  • 1 a fuel cell system with an anode circuit (shown schematically) and
  • 2 Steps in the procedure for starting the fuel cell system.

In 1 ist ein Brennstoffzellensystem 1 gezeigt, welches einen Brennstoffzellenstapel 2 umfasst, der eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Brennstoffzellen aufweist.In 1 is a fuel cell system 1 shown which is a fuel cell stack 2 comprises a plurality of fuel cells connected in series.

Jede der Brennstoffzellen umfasst eine Anode und eine Kathode sowie eine die Anode von der Kathode trennende protonenleitfähige Membran. Die Membran ist aus einem lonomer, vorzugsweise einem sulfonierten Tetrafluorethylen-Polymer (PTFE) oder einem Polymer der perfluorierten Sulfonsäure (PFSA) gebildet. Alternativ kann die Membran als eine Hydrocarbon-Membran gebildet sein.Each of the fuel cells comprises an anode and a cathode and a proton-conductive membrane separating the anode from the cathode. The membrane is formed from an ionomer, preferably a sulfonated tetrafluoroethylene polymer (PTFE) or a polymer of perfluorinated sulfonic acid (PFSA). Alternatively, the membrane can be formed as a hydrocarbon membrane.

Den Anoden und/oder den Kathoden kann zusätzlich ein Katalysator beigemischt sein, wobei die Membranen vorzugsweise auf ihrer ersten Seite und/oder auf ihrer zweiten Seite mit einer Katalysatorschicht aus einem Edelmetall oder aus Gemischen umfassend Edelmetalle wie Platin, Palladium, Ruthenium oder dergleichen beschichtet sind, die als Reaktionsbeschleuniger bei der Reaktion der jeweiligen Brennstoffzelle dienen.A catalyst can additionally be admixed to the anodes and / or the cathodes, the membranes preferably being coated on their first side and / or on their second side with a catalyst layer composed of a noble metal or of mixtures comprising noble metals such as platinum, palladium, ruthenium or the like , which serve as reaction accelerators in the reaction of the respective fuel cell.

Über Anodenräume innerhalb des Brennstoffzellenstapels 2 wird den Anoden Brennstoff (z.B. Wasserstoff) zugeführt werden. In einer Polymerelektrolytmembranbrennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle) werden an der Anode Brennstoff oder Brennstoffmoleküle in Protonen und Elektronen aufgespaltet. Die Membran lässt die Protonen (z.B. H+) hindurch, ist aber undurchlässig für die Elektronen (e-). An der Anode erfolgt dabei die folgende Reaktion: 2H2 → 4H+ + 4e- (Oxidation/Elektronenabgabe). Während die Protonen durch die Membran zur Kathode hindurchtreten, werden die Elektronen über einen externen Stromkreis an die Kathode oder an einen Energiespeicher geleitet.Via anode spaces within the fuel cell stack 2 fuel (eg hydrogen) will be added to the anodes. In a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM fuel cell), fuel or fuel molecules are split into protons and electrons at the anode. The membrane lets the protons (eg H + ) through, but is impermeable to the electrons (e - ). The following reaction takes place at the anode: 2H 2 → 4H + + 4e - (oxidation / electron donation). As the protons pass through the membrane to the cathode, the electrons are conducted to the cathode or to an energy store via an external circuit.

Über Kathodenräume innerhalb des Brennstoffzellenstapels 2 kann den Kathoden Kathodengas (z.B. Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltende Luft) zugeführt werden, so dass kathodenseitig die folgende Reaktion stattfindet: O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (Reduktion/Elektronenaufnahme).Via cathode spaces within the fuel cell stack 2 can be supplied to the cathode (eg oxygen or air containing oxygen) so that the following reaction takes place on the cathode side: O 2 + 4H + + 4e - → 2H 2 O (reduction / electron absorption).

Luft- oder kathodenseitig ist ein Verdichter 10 vorhanden, der vorliegend Umgebungsluft ansaugt und verdichtet. Aufgrund dieser Verdichtung erhöht sich die Temperatur des angesaugten Kathodengases, so dass es über eine Verdichterleitung zunächst an einen Ladeluftkühler 11 geleitet wird, um es wieder auf eine gewünschte Temperatur herunter zu kühlen. Ausgehend vom Ladeluftkühler 11 wird das angesaugte, komprimierte Kathodengas einem Befeuchter 12 zugeleitet. Im Befeuchter 12 wird das trockene Kathodengas mit der Feuchtigkeit des Kathodenabgases, welches über eine Kathodenabgasleitung 13 dem Befeuchter 12 zugeführt wird, vermischt und damit ebenfalls befeuchtet, bevor es über die Kathodenzufuhrleitung 14 den Kathodenräumen des Brennstoffzellenstapels 2 zugeführt wird. Außerdem ist der Befeuchter 12 mit einer Abgasleitung 15 verbunden, über welche das verbleibende Kathodenabgas aus dem Brennstoffzellensystem 1 ausgeleitet wird.A compressor is on the air or cathode side 10 present, which in the present case sucks in and compresses ambient air. As a result of this compression, the temperature of the drawn-in cathode gas rises, so that it is initially sent to a charge air cooler via a compressor line 11 is directed to cool it back down to a desired temperature. Starting from the charge air cooler 11 the sucked, compressed cathode gas becomes a humidifier 12 fed. In the humidifier 12 the dry cathode gas with the moisture of the cathode exhaust gas, which via a cathode exhaust line 13 the humidifier 12 is fed, mixed and thus also moistened before it via the cathode supply line 14 the cathode compartments of the fuel cell stack 2 is fed. In addition, the humidifier 12 with an exhaust pipe 15 connected via which the remaining cathode exhaust gas from the fuel cell system 1 is diverted.

Die Anodenräume sind vorliegend an einem Stapeleintritt 6 über eine Anodenzufuhrleitung 3 mit einem das Anodengas, mithin den Brennstoff, bereitstellenden Brennstoffspeicher 16 verbunden. Das Brennstoffzellensystem 1 weist einen Anodenkreislauf 8 auf, wobei über eine Anodenrezirkulationsleitung 4 am Stapelaustritt 7 an den Anoden nicht abreagierter Brennstoff, mithin das Anodenabgas, den Anodenräumen erneut zugeführt werden kann. Hierzu ist die Anodenrezirkulationsleitung 4 mit der Anodenzufuhrleitung 3 verbunden. Der Anodenrezirkulationsleitung 4 ist hierzu ein Rezirkulationsgebläse 5 zugeordnet bzw. fluidmechanisch in die Anodenrezirkulationsleitung 4 eingekoppelt. Um Fluid aus dem Anodenkreislauf 8 abzulassen, ist mit der Anodenrezirkulationsleitung 4 vorliegend ein Ablassventil 9 verbunden, welches zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist, aber auch Zwischenstellungen zur Regelung des abzulassenden Fluidstroms ermöglichen kann.In the present case, the anode spaces are at a stack entrance 6 via an anode feed line 3 with a fuel store providing the anode gas, and hence the fuel 16 connected. The The fuel cell system 1 has an anode circuit 8th on, via an anode recirculation line 4 at the stack exit 7 fuel that has not reacted at the anodes, and consequently the anode exhaust gas, can be fed back into the anode compartments. This is the anode recirculation line 4 with the anode feed line 3 connected. The anode recirculation line 4 is a recirculation blower 5 assigned or fluid mechanically in the anode recirculation line 4 coupled. To get fluid from the anode circuit 8th is to be drained off with the anode recirculation line 4 in the present case a drain valve 9 connected, which is adjustable between an open position and a closed position, but can also enable intermediate positions for regulating the fluid flow to be drained.

Zur Regelung der Zufuhr von neuem oder frischem Anodengas ist der Anodenzufuhrleitung 3 - einer Mündung der Anodenrezirkulationsleitung 4 in die Anodenzufuhrleitung 3 vorgelagert - ein Brennstoffstellglied 17 zugeordnet bzw. in der Anodenzufuhrleitung 3 angeordnet. Dieses Brennstoffstellglied 17 ist vorzugsweise als ein Druckregelventil gebildet. Stromaufwärts des Druckregelventils ist ein Wärmetauscher 18 in Form eines Rekuperators zur (Vor-)Erwärmung oder Konditionierung des Anodengases angeordnet. Vorliegend ist eine Strahlpumpe 19 in die Anodenzufuhrleitung 3 integriert oder fluidmechanisch in diese eingekoppelt, welche die Mündung der Anodenrezirkulationsleitung 4 umfasst, um frisches Anodengas mit dem Anodenabgas zu vermengen, bevor das Gemisch den Anodenräumen zugeführt wird.The anode supply line is used to regulate the supply of new or fresh anode gas 3 - a mouth of the anode recirculation line 4 into the anode feed line 3 upstream - a fuel actuator 17 assigned or in the anode supply line 3 arranged. This fuel actuator 17 is preferably formed as a pressure control valve. A heat exchanger is located upstream of the pressure control valve 18 arranged in the form of a recuperator for (pre) heating or conditioning of the anode gas. There is a jet pump 19 into the anode feed line 3 integrated or fluid mechanically coupled into this, which the mouth of the anode recirculation line 4 comprises to mix fresh anode gas with the anode exhaust gas before the mixture is supplied to the anode compartments.

Das Verfahren zum Starten des Brennstoffzellensystems 1 ist nachstehend anhand von 2 erläutert. Beim Start des Brennstoffzellensystems 1 ist zunächst das Brennstoffstellglied 17 geschlossen. Sollte allerdings das Ablassventil 9 ebenfalls noch geöffnet sein, beispielsweise weil dieses ein Ablassventil 9 mit einem Status „normally-open“ ist, so wird das Ablassventil 9 zunächst geschlossen, um einen geschlossenen Anodenkreislauf 8 zu bilden (Schritt S1). Als nächstes wird von einer Steuerungseinrichtung ein Triggersignal empfangen (Schritt S2), wobei aber auch erst nach dem Empfang des Triggersignals, das Ablassventil 9 zur Herstellung eines geschlossenen Anodenkreislaufs 8 geschlossen werden kann. Beispielsweise wird das Triggersignal durch das Öffnen einer Fahrzeugtür des Brennstoffzellensystems 1 eines Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst. Alternativ wird das Triggersignal durch das Schließen eines Gurtschlosses eines das Brennstoffzellensystem 1 umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst. Weiterhin alternativ wird das Triggersignal durch das Betätigen eines Schalters, insbesondere eines Schlüsselschalters („Key-On“) eines das Brennstoffzellensystem 1 umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst. Ferner kann alternativ das Triggersignal auch durch ein Starten oder durch ein Losfahren eines das Brennstoffzellensystem 1 umfassenden hybriden Elektrofahrzeugs ausgelöst werden.The procedure for starting the fuel cell system 1 is shown below using 2 explained. At the start of the fuel cell system 1 is the fuel actuator 17 closed. However, the drain valve should 9 also be still open, for example because this is a drain valve 9 with a status of "normally-open", so the drain valve 9 initially closed to a closed anode circuit 8th to form (step S1 ). Next, a trigger signal is received from a control device (step S2 ), but the drain valve only after receipt of the trigger signal 9 for the production of a closed anode circuit 8th can be closed. For example, the trigger signal is generated by opening a vehicle door of the fuel cell system 1 triggered a fuel cell vehicle. Alternatively, the trigger signal is activated by closing a belt buckle of the fuel cell system 1 comprehensive fuel cell vehicle triggered. Another alternative is the trigger signal by actuating a switch, in particular a key switch (“key-on”) of the fuel cell system 1 comprehensive fuel cell vehicle triggered. Furthermore, the trigger signal can alternatively also be started or started by moving the fuel cell system 1 comprehensive hybrid electric vehicle.

Beim Empfang des Triggersignals (oder auch kurzzeitig danach) veranlasst die Steuerungseinrichtung, dass das Rezirkulationsgebläse 5 eingeschaltet wird (Schritt S3). Dabei wird entweder die Drehzahl des Rezirkulationsgebläses 5 oder auch die Leistungsabnahme, mithin auch der Stromfluss des Rezirkulationsgebläses 5 erfasst. Im Betrieb des Rezirkulationsgebläses 5 wird dann das sich im Anodenkreislauf 8 befindliche Restgas oder Restgasgemisch rezirkuliert, bis ein vorgegebener oder einstellbarer Volumenstrom innerhalb des Anodenkreislaufs 8 vorliegt (Schritt S4). Wie hoch der Volumenstrom im Anodenkreislauf 8 ist, lässt sich dann beispielsweise anhand der Drehzahl des Rezirkulationsgebläses 5 und/oder anhand dessen Leistungsabnahme erkennen. Vorzugsweise wird der Volumenstrom so hoch eingestellt, dass er im Wesentlichen dem in den Anodenräumen vorliegenden Volumenstrom in einem Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems 1 entspricht.When the trigger signal is received (or briefly thereafter), the control device causes the recirculation blower 5 is switched on (step S3 ). Either the speed of the recirculation fan 5 or also the decrease in performance, and consequently also the current flow of the recirculation fan 5 detected. In the operation of the recirculation fan 5 then that will be in the anode circuit 8th Residual gas or residual gas mixture is recirculated until a predetermined or adjustable volume flow within the anode circuit 8th is present (step S4 ). What is the volume flow in the anode circuit 8th is then, for example, based on the speed of the recirculation fan 5 and / or recognize on the basis of the decrease in performance. The volume flow is preferably set so high that it essentially corresponds to the volume flow present in the anode compartments during normal operation of the fuel cell system 1 equivalent.

Anschließend wird dann die Brennstoffzufuhr von frischem Brennstoff gestartet (Schritt S5). Dies erfolgt durch das Öffnen des Brennstoffstellglieds 17 und durch den Betrieb der Strahlpumpe 19. Gleichzeitig oder anschließend wird auch der Verdichter 10 angetrieben, um die Kathodenversorgung zu gewährleisten.The fuel supply of fresh fuel is then started (step S5 ). This is done by opening the fuel actuator 17 and by operating the jet pump 19 , At the same time or afterwards, the compressor also 10 driven to ensure cathode supply.

Die Rezirkulation des Gasgemisches im Anodenkreislauf 8 bewirkt in Abhängigkeit des geförderten Volumenstroms nun eine Verschiebung der für einen Luft-Luft-Start üblichen Schädigung vom Stapelaustritt 7 in Richtung des Stapeleintritts 6. Der Stapelaustritt 7 wird mit steigender aktiver Rezirkulation deutlich geringeren Halbzellpotentialen ausgesetzt, wobei hingegen der Stapeleintritt 6 eine kurzzeitige Halbzellspannungsspitze erfährt. Insgesamt wird aber die Degradation über den Brennstoffzellenstapel 2 gleichmäßig verteilt und führt somit insgesamt zu einer längeren Lebensdauer des Brennstoffzellenstapels 2 und damit des Brennstoffzellensystems 1.The recirculation of the gas mixture in the anode circuit 8th Depending on the volume flow conveyed, this causes a shift in the damage which is usual for an air-air start from the stack outlet 7 towards the stack entrance 6 , The stack exit 7 is exposed to significantly lower half-cell potentials with increasing active recirculation, whereas the stack entry occurs 6 experiences a brief half-cell voltage spike. Overall, however, the degradation across the fuel cell stack 2 evenly distributed and thus leads to a longer lifespan of the fuel cell stack 2 and thus the fuel cell system 1 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system
22
Brennstoffzellenstapelfuel cell stack
33
AnodenzufuhrleitungAnode supply line
44
AnodenrezirkulationsleitungAnodenrezirkulationsleitung
55
Rezirkulationsgebläserecirculation
66
Stapeleintrittstack entry
77
Stapelaustrittstack outlet
88th
AnodenkreislaufAnode circuit
9 9
Ablassventildrain valve
1010
Verdichtercompressor
1111
LadeluftkühlerIntercooler
1212
Befeuchterhumidifier
1313
KathodenabgasleitungCathode exhaust gas line
1414
KathodenzufuhrleitungCathode supply line
1515
Abgasleitungexhaust pipe
1616
Brennstoffspeicherfuel storage
1717
BrennstoffstellgliedFuel actuator
1818
Wärmetauscherheat exchangers
1919
Strahlpumpejet pump

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2016/0372766 A1 [0005]US 2016/0372766 A1 [0005]
  • US 8211579 B2 [0006]US 8211579 B2 [0006]
  • DE 102008005503 A1 [0007]DE 102008005503 A1 [0007]

Claims (10)

Verfahren zum Starten eines Brennstoffzellensystems (1), mit einem Brennstoffzellenstapel (2), der Anodenräume zur Zufuhr eines Anodengases an Anoden der Brennstoffzellen und Kathodenräume zur Zufuhr eines Kathodengases an Kathoden der Brennstoffzellen umfasst, mit einer Anodenzufuhrleitung (3), die an einem Stapeleintritt (6) mit den Anodenräumen des Brennstoffzellenstapels (2) strömungsverbunden ist, um den Anoden das Anodengas zuzuleiten, mit einem Anodenkreislauf (8), der wenigstens einen Teil der Anodenzufuhrleitung (3) und eine Anodenrezirkulationsleitung (4) umfasst, welche mit einem Stapelaustritt (7) einenends mit den Anodenräumen und anderenends mit der Anodenzufuhrleitung (3) strömungsverbunden ist, um den Anodenräumen nicht abreagiertes Anodenabgas erneut zuzuführen, und mit einem in dem Anodenkreislauf (8) angeordneten oder fluidmechanisch in diesen eingekoppelten Rezirkulationsgebläse (5), das Verfahren umfassend: Rezirkulation von sich im Anodenkreislauf (8) befindlichem Restgas oder Restgasgemisch mittels des Rezirkulationsgebläses (5) zumindest so lange, bis ein vorgegebener oder einstellbarer Volumenstrom innerhalb des Anodenkreislaufs (8) vorliegt, bevor den Anoden über die Anodenzufuhrleitung (3) neues Anodengas zugeführt wird.Method for starting a fuel cell system (1), comprising a fuel cell stack (2), which comprises anode spaces for supplying an anode gas to anodes of the fuel cells and cathode spaces for supplying a cathode gas to cathodes of the fuel cells, with an anode supply line (3) which enters at a stack ( 6) is in flow communication with the anode compartments of the fuel cell stack (2) in order to supply the anode gas to the anodes, with an anode circuit (8) which comprises at least a part of the anode supply line (3) and an anode recirculation line (4) which has a stack outlet (7 ) is connected at one end to the anode compartments and at the other end to the anode feed line (3) in order to feed unreacted anode exhaust gas again to the anode compartments, and with a recirculation blower (5) arranged in the anode circuit (8) or fluid-mechanically coupled therein, the method comprising: recirculation of itself in the anode circuit (8) Indian residual gas or residual gas mixture by means of the recirculation blower (5) at least until a predetermined or adjustable volume flow is present within the anode circuit (8) before new anode gas is supplied to the anodes via the anode feed line (3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene oder einstellbare Volumenstrom im Wesentlichen dem in den Anodenräumen vorliegenden Volumenstrom in einem Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems (1) entspricht.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the predetermined or adjustable volume flow essentially corresponds to the volume flow present in the anode compartments in normal operation of the fuel cell system (1). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Anoden neues Anodengas zugeführt wird, wenn der vorgegebene oder einstellbare Volumenstrom erreicht wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that new anode gas is supplied to the anodes when the predetermined or adjustable volume flow is reached. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rezirkulationsgebläse (5) mit einer Steuerungseinrichtung kommunikationsverbunden ist und eingeschaltet wird, wenn von der Steuerungseinrichtung ein Triggersignal empfangen wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the recirculation blower (5) is communicatively connected to a control device and is switched on when a trigger signal is received by the control device. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Triggersignal durch das Öffnen einer Fahrzeugtür eines das Brennstoffzellensystem (1) umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the trigger signal is triggered by opening a vehicle door of a fuel cell system comprising the fuel cell system (1). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Triggersignal durch das Schließen eines Gurtschlosses eines das Brennstoffzellensystem (1) umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the trigger signal is triggered by the closing of a belt buckle of a fuel cell system comprising the fuel cell system (1). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Triggersignal durch das Betätigen eines Schalters, eines das Brennstoffzellensystem (1) umfassenden Brennstoffzellenfahrzeugs ausgelöst wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the trigger signal is triggered by actuating a switch, a fuel cell system comprising the fuel cell system (1). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Triggersignal durch ein Starten oder ein Losfahren eines das Brennstoffzellensystem (1) umfassenden hybriden Elektrofahrzeugs ausgelöst wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the trigger signal is triggered by starting or starting a hybrid electric vehicle comprising the fuel cell system (1). Brennstoffzellensystems (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Brennstoffzellenstapel (2), der Anodenräume zur Zufuhr eines Anodengases an Anoden der Brennstoffzellen und Kathodenräume zur Zufuhr eines Kathodengases an Kathoden der Brennstoffzellen umfasst, mit einer Anodenzufuhrleitung (3), die an einem Stapeleintritt (6) mit den Anodenräumen des Brennstoffzellenstapels (2) strömungsverbunden ist, um den Anoden das Anodengas zuzuleiten, mit einem Anodenkreislauf (8), der wenigstens einen Teil der Anodenzufuhrleitung (3) und eine Anodenrezirkulationsleitung (4) umfasst, welche mit einem Stapelaustritt (7) einenends mit den Anodenräumen und anderenends mit der Anodenzufuhrleitung (3) strömungsverbunden ist, um den Anodenräumen nicht abreagiertes Anodenabgas erneut zuzuführen, mit einem in dem Anodenkreislauf (8) angeordneten oder fluidmechanisch in diesen eingekoppelten Rezirkulationsgebläse (5), sowie mit einer Steuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ausgestaltet ist, beim Starten des Brennstoffzellensystems (1) das Rezirkulationsgebläse (5) derart zu betreiben, dass zumindest so lange eine Rezirkulation von sich im Anodenkreislauf (8) befindlichem Restgas oder Restgasgemisch erfolgt, bis ein vorgegebener oder einstellbarer Volumenstrom innerhalb des Anodenkreislaufs (8) vorliegt, bevor den Anoden über die Anodenzufuhrleitung (3) neues Anodengas zugeführt wird.Fuel cell system (1) for performing the method according to one of the Claims 1 to 8th with a fuel cell stack (2), which comprises anode spaces for supplying an anode gas to anodes of the fuel cells and cathode spaces for supplying a cathode gas to cathodes of the fuel cells, with an anode supply line (3) which is connected to the anode spaces of the fuel cell stack at a stack inlet (6). 2) is connected to the flow in order to supply the anode gas to the anodes, with an anode circuit (8) which comprises at least part of the anode supply line (3) and an anode recirculation line (4) which has a stack outlet (7) at one end with the anode compartments and at the other ends the anode supply line (3) is connected to the flow in order to re-supply unreacted anode exhaust gas to the anode compartments, with a recirculation blower (5) arranged in the anode circuit (8) or fluid mechanically coupled therein, and with a control device, characterized in that the control device is designed, when starting the bre to operate the recirculation blower (5) in such a way that residual gas or residual gas mixture located in the anode circuit (8) is recirculated at least until a predetermined or adjustable volume flow within the anode circuit (8) is present before the anodes pass the anode supply line (3) is supplied with new anode gas. Brennstoffzellenfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 9, umfassend einen Sensor zur Emission eines Triggersignals, der in eine Fahrzeugtür und/oder in ein Gurtschloss und/oder in einen Schlüsselschalter integriert ist.Fuel cell vehicle with a fuel cell system (1) Claim 9 , comprising a sensor for emitting a trigger signal, which is integrated in a vehicle door and / or in a belt buckle and / or in a key switch.
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