DE102019126299A1 - Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung, Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung, Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung (1) nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung, umfassend die Schritte des Abstellens der Brennstoffzellenvorrichtung (1) mit dem Schließen der Ventile (8) und Vorgabe einer Wasserstoffschutzzeit (12), Erfassen der Zeitdauer (13) seit dem Abstellen, Einteilen der Zeitdauer (13) bis zum Neustart in eine von drei in Relation zu der Wasserstoffschutzzeit (12) definierten Fallgruppen, des Durchführens einer Druckmessung bei Anforderung des Neustartes, vor dessen Initiierung, für die Fallgruppe X mit einer Zeitdauer (13), die von dem 0,1-fachen und dem 10-fachen der Wasserstoffschutzzeit (12) andauert, oder des Durchführens einer Druckmessung nach Initiierung des Neustarts für die Fallgruppe Y, bei der die Zeitdauer (13) größer als das 10-fache der Wasserstoffschutzzeit (12) ist, des Bewertens der Dichtigkeit im Rahmen der Leckageprüfung, und mit Durchführung keiner Druckmessung für die Fallgruppe Z, bei der die Zeitdauer (13) kleiner als das 0,1-fache der Wasserstoffschutzzeit (12) ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzellenvorrichtung (1) sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung, umfassend die Schritte des Abstellens der Brennstoffzellenvorrichtung mit dem Schließen der Ventile und Vorgabe einer Wasserstoffschutzzeit, Erfassen der Zeitdauer seit dem Abstellen, Einteilen der Zeitdauer bis zum Neustart in eine von drei in Relation zu der Wasserstoffschutzzeit definierten Fallgruppen, des Durchführens einer Druckmessung bei Anforderung des Neustartes, vor dessen Initiierung, für die Fallgruppe X mit einer Zeitdauer, die von dem 0,1-fachen bis zu dem 10-fachen der Wasserstoffschutzzeit andauert, oder des Durchführens einer Druckmessung nach Initiierung des Neustarts für die Fallgruppe Y, bei der die Zeitdauer größer als das 10-fache der Wasserstoffschutzzeit ist, des Bewertens der Dichtigkeit im Rahmen der Leckageprüfung, und mit Durchführung keiner Druckmessung für die Fallgruppe Z, bei der die Zeitdauer kleiner als das 0,1-fache der Wasserstoffschutzzeit ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzellenvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzellenvorrichtung.
  • 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-Einheit (MEA), die ein Verbund aus einer protonenleitenden Membran und jeweils einer, beidseitig an der Membran angeordneten Elektrode (Anode und Kathode) ist. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Einheit an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl, im Stapel (englisch: stack) angeordneter MEA gebildet, deren elektrische Leistungen sich addieren. Im Betrieb der Brennstoffzelle wird der Brennstoff, insbesondere Wasserstoff H2 oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H2 zu H+ unter Abgabe von Elektronen stattfindet. Über den Elektrolyten oder die Membran, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein (wassergebundener oder wasserfreier) Transport der Protonen H+ aus dem Anodenraum in den Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung der Kathode zugeleitet. Der Kathode wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch zugeführt, so dass eine Reduktion von O2 zu O2- unter Aufnahme der Elektronen stattfindet. Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum diese Sauerstoffanionen mit den über die Membran transportierten Protonen unter Bildung von Wasser.
  • Für den Betrieb von Brennstoffzellenvorrichtungen ist es wichtig, dass keine Wasserstoffleckagen vorliegen, wobei Grenzwerte für die Abgabe von Wasserstoff an die Umgebung bestehen. Daher wird im Allgemeinen bei einem Neustart ein Überdruck aufgebaut und bei geschlossenen Ventilen die Differenz zwischen einem zu einem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt gemessenen Druck ausgewertet. Eine vergleichbare Messung ist bei möglich im Fahrtbetrieb bei Nulllast. Für diese Messungen sollte möglichst durch die Brennstoffzelle keine elektrische Leistung generiert werden. Allerdings kann es vorkommen, dass der für den Aufbau des Überdrucks genutzte Wasserstoff mit dem noch in der Brennstoffzelle vorhandenen Sauerstoff reagiert, so dass Strom produziert und Wasserstoff verbraucht wird. Auch kann der Differenzdruck über die Membran so groß sein, dass bei der Leckageprüfung auch die normale Diffusion durch die Membran mitgemessen wird. Des Weiteren ist zu beachten, dass aufgrund des hohen Druckes in dem Wasserstofftank auch eine geringe Menge Wasserstoff durch das Druckregelventil in den Anodenkreislauf strömen kann. Dies kann bei der Leckageprüfung sogar einen Anstieg des Überdrucks ergeben.
  • Nachteilig ist dabei, dass die Leckageprüfung den Systemstart verlängert.
  • Nach dem Abstellen einer Brennstoffzellenvorrichtung werden alle Ventile geschlossen und der in der Anode befindliche Wasserstoff diffundiert durch die Membran auf die Kathodenseite, so dass sich auf der Anodenseite ein Unterdruck aufbaut. Von der Kathodenseite diffundieren im Gegenzug Stickstoff und Sauerstoff durch die Membran zur Anode, so dass dort der aufgebaute Unterdruck wieder verringert wird, bis nach einer langen Zeitdauer seit dem Abstellen der Unterdruck sich dem Umgebungsdruck annähert. Der in die Anode eindringende Sauerstoff birgt auch das Risiko eines Luft-Luft-Startes, der vermieden ist, wenn innerhalb einer Wasserstoffschutzzeit der Neustart erfolgt, bei der noch ausreichend der namengebende Wasserstoff anodenseitig vorliegt.
  • Aus den Druckschriften US 7,829,233 B2 und US 7,442,452 B2 ist es bekannt, den nach dem Abstellen der Brennstoffzellenvorrichtung im Anodenkreislauf sich aufbauenden Unterdruck für die Leckageprüfung zu nutzen und dessen zeitliche Veränderung bis zum erneuten Ausgleich auf Umgebungsdruck zur Bestimmung der Dichtigkeit zu verfolgen, wobei die US 7,442,452 B2 aus dem Vergleich der Zweige rechts und links des Minimums vom zeitabhängigen Druckverlauf auch auf die Größe eines Lecks schließt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das hinsichtlich der Dauer des Neustartes verbessert ist. Aufgabe ist weiterhin, eine verbesserte Brennstoffzellenvorrichtung und ein verbessertes Kraftfahrzeug bereit zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Brennstoffzellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung zeichnet sich dadurch aus, dass die Grenzen der Anwendbarkeit einer Leckageprüfung mittels des sich nach dem Abstellen aufbauenden Unterdrucks erkannt und berücksichtigt sind, indem ausgehend von der Wasserstoffschutzzeit, Fallgruppen unterschieden werden, in denen verlässliche Aussagen auf den geeigneten Wegen zur Leckageprüfung getroffen werden können, wobei für die Fallgruppe Z aufgrund der kurzen Zeitdauer seit dem Abstellen sich beim anreichenden Unterdruck aufgebaut hat, der die Leackageprüfung wegen der Kürze der Zeitdauer auch nicht zwingend erforderlich ist.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Druckmessung nach dem Abstellen wiederholt durchgeführt und für die Leckageprüfung die zeitliche Änderung des Druckes erfasst und ausgewertet wird, wobei auch die zeitliche Änderung des Druckes mit einem Standardverlauf verglichen werden kann, der beispielsweise bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Brennstoffzellenvorrichtung mit bekannterweise gegebener Dichtigkeit erfasst wird.
  • Wegen des geringeren Energieverbrauchs ist dabei bevorzugt, dass ein Steuergerät in regelmäßigen Abständen aus einem Bereitschaftsmodus geweckt wird zur Durchführung und Speicherung der Druckmessung, und dass das Steuergerät danach wieder in den Energie sparenden Bereitschaftsmodus überführt wird.
  • Ist eine Leckageprüfung unter Nutzung des Unterdrucks nicht möglich, ist vorgesehen, dass bei der Fallgruppe Y für die Durchführung der Druckprüfung die Ventile geöffnet und ein Druckaufbau durch Wasserstoffzufuhr ermöglicht wird, und dass die Ventile anschließend geschlossen werden und mindestens zweifach die Druckmessung durchgeführt wird und die Druckmessung in die Prozedur für den Neustart einbezogen ist.
  • Die sich durch das Verfahren ergebenden Vorteile und Wirkungen gelten sinngemäß auch für eine Brennstoffzellenvorrichtung mit einem Steuergerät, das eingerichtet ist zur Durchführung des Verfahrens und für ein eine derartige Brennstoffzellenvorrichtung nutzendes erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung des anodenseitigen Teils einer Brennstoffzellenvorrichtung, und
    • 2 die zeitabhängige Darstellung des Druckverlaufs im anodenseitigen Teil einer Brennstoffzellenvorrichtung, im Vergleich zum Umgebungsdruck und der Wasserstoffschutzzeit.
  • In der 1 ist schematisch der anodenseitige Teil einer Brennstoffzellenvorrichtung 1 gezeigt, die eine Brennstoffzelle 2 beziehungsweise eine Mehrzahl zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefasster Brennstoffzellen 2 aufweist.
  • Jede der Brennstoffzellen 2 umfasst eine Anode 3, eine Kathode 4 sowie eine die Anode 3 von der Kathode 4 trennende, protonenleitfähige Membran 5. Die Membran 5 ist aus einem lonomer, vorzugsweise einem sulfonierten Polytetrafluorethylen-Polymer (PTFE) oder einem Polymer der perfluorierten Sulfonsäure (PFSA) gebildet. Alternativ kann die Membran 5 auch als eine sulfonierte Hydrocarbon-Membran gebildet sein.
  • Den Anoden 3 und/oder den Kathoden 4 kann zusätzlich ein Katalysator beigemischt sein, wobei die Membranen 5 vorzugsweise auf ihrer ersten Seite und/oder auf ihrer zweiten Seite mit einer Katalysatorschicht aus einem Edelmetall oder einem Gemisch umfassend Edelmetalle wie Platin, Palladium, Ruthenium oder dergleichen beschichtet sind, die als Reaktionsbeschleuniger bei der Reaktion der jeweiligen Brennstoffzelle 2 dienen.
  • Über einen Anodenraum kann der Anode 3 Brennstoff (zum Beispiel Wasserstoff) zugeführt werden. In einer Polymerelektrolytmembranbrennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle) werden an der Anode 3 Brennstoff oder Brennstoffmoleküle in Protonen und Elektronen aufgespaltet. Die PEM 5 lässt die Protonen hindurch, ist aber undurchlässig für die Elektronen. An der Anode 3 erfolgt beispielsweise die Reaktion: 2H2 → 4H+ + 4e- (Oxidation/Elektronenabgabe). Während die Protonen durch die PEM 5 zur Kathode 4 hindurchtreten, werden die Elektronen über einen externen Stromkreis an die Kathode 4 oder an einen Energiespeicher geleitet.
  • Über einen Kathodenraum kann der Kathode 4 das Kathodengas (zum Beispiel Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltende Luft) zugeführt werden, so dass kathodenseitig die folgende Reaktion stattfindet: O2 + 4H+ + 4e-→ 2H2O (Reduktion/Elektronenaufnahme).
  • Da in dem Brennstoffzellenstapel mehrere Brennstoffzellen 2 zusammengefasst sind, muss eine ausreichend große Menge an Kathodengas zur Verfügung gestellt werden, so dass durch einen nicht näher gezeigten Verdichter ein großer Kathodengasmassenstrom oder Frischgasstrom bereitgestellt wird, wobei infolge der Komprimierung des Kathodengases sich dessen Temperatur stark erhöht. Die Konditionierung des Kathodengases oder des Frischluftgasstroms, also dessen Einstellung hinsichtlich der im Brennstoffzellenstapel gewünschten Temperatur und Feuchte, erfolgt in einem dem Verdichter nachgelagerten nicht näher gezeigten Ladeluftkühler sowie in einem ebenfalls nicht näher gezeigten Befeuchter, der eine Feuchtesättigung der Membranen 5 der Brennstoffzellen 2 zur Steigerung von deren Effizienz bewirkt, da dies den Protonentransport begünstigt.
  • Anodenseitig ist die Brennstoffzelle 2 mit einer Anodenzufuhrleitung 6 fluidmechanisch verbunden, so dass in dem schematisch dargestellten Brennstoffspeicher 7 enthaltener Brennstoff der Brennstoffzelle 2 zugeführt werden kann. Ein Ventil 8 oder auch eine Saugstrahlpumpe 9 können dabei geeignet sein, um den gewünschten Partialdruck an frischem Brennstoff innerhalb eines Anodenkreislaufes zu realisieren, der durch die Anodenrezirkulationsleitung 10 zustande kommt. Mit einer solchen Anodenrezirkulationsleitung 10 kann der in der Brennstoffzelle 2 nicht verbrauchte Brennstoff den Anodenräumen stromauf der Brennstoffzelle 2 erneut zugeführt werden, so dass dabei die Anodenrezirkulationsleitung 10 wieder in die Anodenzufuhrleitung 6 mündet.
  • Da Grenzwerte für die Abgabe von Wasserstoff an die Umgebung existieren, auch um den sicheren Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung 1 zu gewährleisten, ist eine Kontrolle der Dichtigkeit der Gasstrecken 6, 10 insbesondere auf der Anodenseite erforderlich, die im Rahmen der Leckageprüfung durchgeführt wird. Dafür weist die Brennstoffzellenvorrichtung 1 mindestens einen Drucksensor auf, mit dem der Druck in der Anodengasstrecke gemessen werden kann. Für die Druckmessung sind die Ventile 8 in der Anodengasstrecke 6, 10 geschlossen. Ist die Brennstoffzellenvorrichtung 1 abgestellt, so sinkt zunächst der Druck in der Anodengasstrecke 6, 10, da der Wasserstoff durch die Membran 5 zur Kathode 4 hindurch tritt. Im Gegenzug tritt Stickstoff von der Kathode 4 durch die Membran 5 zu der Anode 3 über, so dass der Druck auf der Anode 3 zunächst sinkt und dann wieder ansteigt. Dieser Zusammenhang ist in der 2 dargestellt. Dieser 2 ist auch eine Definition einer Wasserstoffschutzzeit 12 zu entnehmen, nämlich die Zeitdauer seit dem Abstellen bis zu dem Minimum der Druckes auf der Anodenseite. Praktische Bedeutung hat die Wasserstoffschutzzeit 12 als Kriterium, wie lange ein Neustart ohne die Gefahr eines Luft-Luft-Startes möglich ist. Diese Wasserstoffschutzzeit 12 wird im Rahmen der Erfindung auch als Kriterium genutzt, um potentiell die Dauer des Neustartes zu verkürzen und so den Gebrauch der Brennstoffzellenvorrichtung 1 nutzerfreundlicher zu gestalten.
  • Dazu ist ein Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung 1 nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung bereit gestellt, das die Schritte des Abstellens der Brennstoffzellenvorrichtung 1 mit dem Schließen der Ventile 8 und Vorgabe einer Wasserstoffschutzzeit 12 umfasst. Weiterhin erfolgt ein Erfassen der Zeitdauer 13 seit dem Abstellen, und das Einteilen der Zeitdauer 13 bis zum Neustart in eine von drei in Relation zu der Wasserstoffschutzzeit 12 definierten Fallgruppen X, Y4, Z. Dabei erfolgt das Durchführen einer Druckmessung bei Anforderung des Neustartes, vor dessen Initiierung, für die Fallgruppe X mit einer Zeitdauer 13, die von dem 0,1-fachen und bis zu dem 10-fachen der Wasserstoffschutzzeit 12 andauert. Alternativ erfolgt das das Durchführen einer Druckmessung nach Initiierung des Neustarts für die Fallgruppe Y, bei der die Zeitdauer 13 größer als das 10-fache der Wasserstoffschutzzeit 12 ist. In beiden Fällen erfolgt ein Bewerten der Dichtigkeit im Rahmen der Leckageprüfung. Es wird keine Druckmessung durchgeführt für die Fallgruppe Z, bei der die Zeitdauer 13 kleiner als das 0,1-fache der Wasserstoffschutzzeit 12 ist. Die Grenzwerte des 0,1-fachen und des 10-fachen der Wasserstoffschutzzeit sind dabei systemspezifisch und hängen vom Brennstoffzellensystem und insbesondere dessen Dichtigkeit ab.
  • In der Fallgruppe Z ist seit dem Abstellen der Brennstoffzellenvorrichtung 1 so wenig Zeit vergangen, dass eine Leckageprüfung nicht zwingend erforderlich und verzichtbar ist, insbesondere da sich innerhalb der kurz bemessenen Zeitdauer 13 kein hinreichender Unterdruck entsprechend der 2 aufgebaut hat.
  • In der Fallgruppe X liegt zunächst ein ausreichender und wachsender Unterdruck vor, der sich nach dem Überschreiten der Wasserstoffschutzzeit 12 wieder abbaut und dem Umgebungsdruck 14 annähert. Die Leckageprüfung kann damit vor der Initiierung des Neustartes durchgeführt werden, um so die Gesamtdauer des Neustartes zu verkürzen.
  • Bezüglich der Fallgruppe Y reicht der Unterdruck nicht mehr aus, um eine Aussage für die Dichtigkeit zu treffen. Nur in dieser Fallgruppe Y als Teilmenge der Gesamtheit der Neustarts ist eine konventionelle Leckageprüfung nach dem Neustart erforderlich mit der Kontrolle des aufgebauten Überdruckes statt des herrschenden Unterdruckes für die Fallgruppe X. In diesem Fall werden bei der Fallgruppe Y für die Durchführung der Druckprüfung die Ventile 8 geöffnet und es wird ein Druckaufbau durch Wasserstoffzufuhr ermöglicht, wobei die Ventile 8 anschließend geschlossen werden und mindestens zweifach die Druckmessung durchgeführt wird. Dabei ist die mindestens zweifache Druckmessung in die Prozedur für den Neustart einbezogen.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Druckmessung nach dem Abstellen wiederholt durchgeführt und für die Leckageprüfung die zeitliche Änderung des Druckes erfasst und ausgewertet wird, also der zeitabhängige Druckverlauf aus 2 gemessen wird mit den beiden Zweigen rechts und links des Minimums. Ein weiteres Kriterium steht für die Leckageprüfung zur Verfügung, indem die zeitliche Änderung des Druckes mit einem Standardverlauf verglichen wird, der beispielsweise bei der erstmaligen Inbetriebnahme mit bekannter Dichtigkeit erfasst und hinterlegt wird für die späteren Vergleiche.
  • Dafür besteht die Option, dass ein Steuergerät in regelmäßigen Abständen aus einem Bereitschaftsmodus geweckt wird zur Durchführung und Speicherung der Druckmessung, und dass das Steuergerät danach wieder in den Energie sparenden Bereitschaftsmodus überführt wird.
  • Eine zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens geeignete Brennstoffzellenvorrichtung 1 zeigt deutliche Vorteile hinsichtlich ihrer Nutzerfreundlichkeit und verbessert damit auch die Alltagstauglichkeit eines mit einer derartigen Brennstoffzellenvorrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeuges.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Brennstoffzellenvorrichtung
    2
    Brennstoffzelle
    3
    Anode
    4
    Kathode
    5
    Membran
    6
    Anodenzufuhrleitung
    7
    Brennstoffspeicher
    8
    Ventil
    9
    Saugstrahlpumpe
    10
    Anodenrezirkulationsleitung
    11
    Wasserabscheider
    12
    Wasserstoffschutzzeit
    13
    Zeitdauer
    X
    Fallgruppe Zeitdauer 13 von 0,1 x bis 10 x Wasserstoffschutzzeit
    Y
    Fallgruppe 13 > 10 x Wasserstoffschutzzeit
    Z
    Fallgruppe 13 < 0,1 x Wasserstoffschutzzeit
    14
    Umgebungsdruck
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7829233 B2 [0006]
    • US 7442452 B2 [0006]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung (1) nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung, umfassend die Schritte des Abstellens der Brennstoffzellenvorrichtung (1) mit dem Schließen der Ventile (8) und Vorgabe einer Wasserstoffschutzzeit (12), Erfassen der Zeitdauer (13) seit dem Abstellen, Einteilen der Zeitdauer bis zum Neustart in eine von drei in Relation zu der Wasserstoffschutzzeit (12) definierten Fallgruppen, des Durchführens einer Druckmessung bei Anforderung des Neustartes, vor dessen Initiierung, für die Fallgruppe X mit einer Zeitdauer (13), die von dem 0,1-fachen bis zu dem 10-fachen der Wasserstoffschutzzeit (12) andauert, oder des Durchführens einer Druckmessung nach Initiierung des Neustarts für die Fallgruppe Y, bei der die Zeitdauer (13) größer als das 10-fache der Wasserstoffschutzzeit (12) ist, des Bewertens der Dichtigkeit im Rahmen der Leckageprüfung, und mit Durchführung keiner Druckmessung für die Fallgruppe Z, bei der die Zeitdauer (13) kleiner als das 0,1-fache der Wasserstoffschutzzeit (12) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmessung nach dem Abstellen wiederholt durchgeführt und für die Leckageprüfung die zeitliche Änderung des Druckes erfasst und ausgewertet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung des Druckes mit einem Standardverlauf verglichen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät in regelmäßigen Abständen aus einem Bereitschaftsmodus geweckt wird zur Durchführung und Speicherung der Druckmessung, und dass das Steuergerät danach wieder in den Energie sparenden Bereitschaftsmodus überführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fallgruppe Y für die Durchführung der Druckprüfung die Ventile (8) geöffnet und ein Druckaufbau durch Wasserstoffzufuhr ermöglicht wird, und dass die Ventile (8) anschließend geschlossen werden und mindestens zweifach die Druckmessung durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmessung in die Prozedur für den Neustart einbezogen ist.
  7. Brennstoffzellenvorrichtung mit einem Steuergerät, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzellenvorrichtung (1) nach Anspruch 7.
DE102019126299.2A 2019-09-30 2019-09-30 Verfahren zum Neustart einer Brennstoffzellenvorrichtung nach einem vorherigen Abstellen unter Einbeziehung einer Leckageprüfung, Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug Pending DE102019126299A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008046243A1 (de) * 2007-09-11 2009-04-23 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Implementierung eines nichtflüchtigen Speichers einer Motorcontrollereinheit zur Messung der Zeitdauer eines Brennstoffzellensystems in einem Abschalt- oder Bereitschaftzustand
US20120251911A1 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 Honda Motor Co., Ltd. Method for controlling fuel cell system
DE102018201252A1 (de) * 2018-01-29 2019-08-01 Audi Ag Verfahren zur Fehlerdiagnose in einem Brennstoffzellensystem, Diagnoseeinheit und Fahrzeug mit einer Diagnoseeinheit

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