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Stand der Technik
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Wasserstoffbasierte Brennstoffzellen gelten als Mobilitätskonzept der Zukunft, da sie nur Wasser als Abgas emittieren, und schnelle Betankungszeiten ermöglichen. Brennstoffzellen werden meistens zu einem Brennstoffzellenstack zusammengebaut. Die Brennstoffzellenstacks brauchen Sauerstoff, zumeist gewonnen aus der einfachen Luft aus der Umgebung, und Brennstoff, zumeist Wasserstoff, für die chemische Reaktion. Die Abwärme des Brennstoffzellenstacks wird mittels eines Kühlkreises abgeführt und an dem Hauptfahrzeugkühler an die Umgebung abgegeben. Die verdichtete Luft erreicht Temperaturen von ca. 200°C. Um die nachgeschalteten Komponenten, wie einen Befeuchter und den Brennstoffzellenstack selbst zu schützen, muss die Luft durch einen Ladeluftkühler auf unter 120°C abgekühlt werden. Hierzu dient zumeist ein Ladeluftkühler. Die Versorgungssysteme für den Brennstoffzellenstack mit Medien, Sauerstoff, Brennstoff und Kühlmittel bilden eine Medienversorgung, einen sog. Balance of Plant (BoP).
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Für Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf, wie z.B. in Bussen und in LKW's, werden i.d.R. mehrere Brennstoffzellenstacks eingesetzt. Durch den Einsatz von mehreren Brennstoffzellenstacks werden alle Komponenten der Brennstoffzellenstacks und der Versorgungssysteme mehrfach eingebaut, was mit Nachteilen bei den Kosten und Packaging einhergeht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung sieht gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems mit mehreren Brennstoffzellenstacks mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches vor. Ferner sieht die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ein Brennstoffzellensystem mit mehreren Brennstoffzellenstacks mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches vor. Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems mit mehreren ersten Brennstoffzellenstacks mit jeweils einer Medienversorgung und mindestens einem zusätzlichen Brennstoffzellenstack ohne eigene Medienversorgung vor, wobei das Verfahren mindestens einen Schritt aufweist:
- - Verwenden der Medienversorgung mindestens eines von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks mit Medien.
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Die erfindungsgemäßen Brennstoffzellenstacks, so. Brennstoffzellenstapel, können jeweils aus mehreren gestapelten Brennstoffzellen ausgebildet sein.
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Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass mindestens ein zusätzlicher Brennstoffzellenstack die Medienversorgung von anderen Brennstoffzellenstacks innerhalb eines Brennstoffzellensystems nutzt. Dadurch können etliche Komponenten entfallen, die für die eigene Medienversorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks erforderlich wären. Somit können Kosten und Packaging bei dem Herstellen und der Montage des Brennstoffzellensystems erheblich reduziert werden. Insbesondere vorteilhaft ist die Erfindung bei Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf, bspw. in PKW's.
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Ferner kann die Erfindung bei einem Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems mit mehreren Brennstoffzellenstacks vorsehen, dass die verwendete Medienversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks jeweils eine Sauerstoffversorgung aufweist, wobei die Sauerstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks mit Sauerstoff benutzt wird. Auf diese Weise können sämtliche Komponenten für eine zusätzliche Sauerstoffversorgung bei dem mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack entfallen, wie z. B. ein eigener Luftfilter, Verdichter, Wärmetauscher und Befeuchter in einer Zuluftleitung sowie eine optionale Turbine und ein eigener Druckregler in einer Abluftleitung der zusätzlichen Sauerstoffversorgung.
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Weiterhin kann die Erfindung bei einem Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems mit mehreren Brennstoffzellenstacks vorsehen, dass die verwendete Medienversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks jeweils eine Brennstoffversorgung aufweist, wobei die Brennstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks mit Brennstoff benutzt wird. Somit können sämtliche Komponenten für eine zusätzliche Brennstoffversorgung bei dem mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack entfallen, wie z. B. ein eigener Brennstofftank, mehrere Druckreduktionsventile, eine eigene Rezirkulationspumpe sowie eigene Purge- und/oder Drain-Leitungen.
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Des Weiteren kann die Erfindung bei einem Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems mit mehreren Brennstoffzellenstacks vorsehen, dass die verwendete Medienversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks jeweils eine Kühlmittelversorgung aufweist, wobei die Kühlmittelversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks mit Kühlmittel benutzt wird. Somit können sämtliche Komponenten für eine zusätzliche Kühlmittelversorgung bei dem mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack entfallen, wie insbesondere eine eigene Kühlmittelpumpe.
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Zudem kann ein Verfahren im Sinne der Erfindung zum Zuschalten des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks an das Brennstoffzellensystem folgende Schritte vorsehen, die vorzugsweise nacheinander ausgeführt werden können:
- - Anschließen der Kühlmittelversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks an den mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack,
- - Anschließen der Brennstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks an den mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack,
- - Anschließen der Sauerstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks an den mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack.
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Auf diese Weise kann der mindestens eine zusätzliche Brennstoffzellenstack, auch ohne eigene Medienversorgung, schonend für den Stack selbst und sicher für die Umgebung des Stacks an das Zuschalten zum restlichen Brennstoffzellensystem vorbereitet werden.
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Außerdem kann ein Verfahren im Sinne der Erfindung zum Abschalten des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks von dem Brennstoffzellensystem folgende Schritte vorsehen, die bevorzugt nacheinander ausgeführt werden können:
- - Abschalten der Sauerstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks von dem mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack,
- - Betreiben des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks für ca. 30 s ohne die Sauerstoffversorgung, um Sauerstoff in einer Kathode des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks zu verbrauchen,
- - Abschalten der Kühlmittelversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks von dem mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack,
- - Abschalten der Brennstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks von dem mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack.
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Somit kann der mindestens eine zusätzliche Brennstoffzellenstack, auch ohne eigene Medienversorgung, schonend für den Stack selbst und sicher für die Umgebung des Stacks an das Abschalten von dem restlichen Brennstoffzellensystem vorbereitet werden.
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Weiterhin sieht die Erfindung ein Brennstoffzellensystem vor, aufweisend mehrere erste Brennstoffzellenstacks mit jeweils einer Medienversorgung und mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack ohne eigene Medienversorgung, wobei die Medienversorgung wenigstens eines von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks zur Durchführung eines oben beschriebenes Verfahrens im Rahmen der Erfindung mit dem wenigstens einem zusätzlichen Brennstoffzellenstack medienkommunizierend verbunden ist. Mithilfe des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
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Des Weiteren kann die Erfindung bei einem Brennstoffzellensystem vorsehen, dass der mindestens eine zusätzliche Brennstoffzellenstack und/oder mindestens ein erster von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks mithilfe eines DC/DC-Wandlers elektrisch miteinander und/oder an ein elektrisches Bordnetz eines Verbrauchers angeschlossen sind/ist. Somit kann die Zwischenkreisspannung innerhalb des Brennstoffzellensystems stabil gehalten werden.
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Zudem kann die Erfindung bei einem Brennstoffzellensystem vorsehen, dass die verwendete Medienversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks jeweils eine Sauerstoffversorgung aufweist, wobei die Sauerstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks mithilfe eines Luftdruckreglers an den mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack angeschlossen ist. Ein Luftdruckregler ist ein einfaches und kostengünstiges Bauteil, welches für die Sauerstoffversorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks, ohne eines kompletten zusätzlichen Sauerstoffversorgungssystems, erforderlich ist.
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Außerdem kann die Erfindung bei einem Brennstoffzellensystem vorsehen, dass die verwendete Medienversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks jeweils eine Brennstoffversorgung aufweist, wobei die Brennstoffversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks mithilfe eines Absperrventils an den mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack angeschlossen ist. Ein Absperrventil ist ebenfalls ein einfaches und kostengünstiges Bauteil, welches für die Brennstoffversorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks, ohne eines kompletten zusätzlichen Brennstoffversorgungssystems, erforderlich ist.
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Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Brennstoffzellensystem vorsehen, dass die verwendete Medienversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks jeweils eine Kühlmittelversorgung aufweist, wobei die Kühlmittelversorgung des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks mithilfe eines Kühlmitteldruckreglers an den mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstack angeschlossen ist. Auch ein Kühlmitteldruckregler ist ein einfaches und kostengünstiges Bauteil, welches für die Kühlmittelversorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks, ohne eines kompletten zusätzlichen Kühlmittelversorgungssystems, erforderlich ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele:
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Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem und deren Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 eine typische Systemtopologie eines ersten von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks im Sinne der Erfindung,
- 2 eine erfindungsgemäße Topologie einer Sauerstoffversorgung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,
- 3 eine erfindungsgemäße Topologie einer Brennstoffversorgung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,
- 4 eine erfindungsgemäße Topologie einer Kühlmittelversorgung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,
- 5 eine erfindungsgemäße Topologie einer elektrischen Verschaltung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems,
- 5 eine erfindungsgemäße Topologie eines erfindungsgemäßen Gesamtsystems,
- 6 eine Betriebsstrategie zum Zuschalten mindestens eines zusätzlichen Brennstoffzellenstacks an das Brennstoffzellensystem, und
- 7 eine Betriebsstrategie zum Abschalten mindestens eines zusätzlichen Brennstoffzellenstacks von dem Brennstoffzellensystem.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile der Erfindung stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.
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In den 1 bis 6 sind ein oder mehrere, bspw. zwei, erste Brennstoffzellenstacks 101 gezeigt, welches/welche aus mehreren Brennstoffzellen aufgebaut sein kann/können. Der erste Brennstoffzellenstack 101 sowie jeder von mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101101 weist jeweils eine eigene Medienversorgung BoP auf. Die eigene Medienversorgung BoP weist wiederum eine Sauerstoffversorgung 10, eine Brennstoffversorgung 20 und eine Kühlmittelversorgung 30 auf. Der erste Brennstoffzellenstack 101 oder mehrere erste Brennstoffzellenstacks 101101 kann/können für mobile Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf, bspw. in LKW's, oder für stationäre Anwendungen, bspw. in Generatoren, eingesetzt werden.
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Am Eingang der Sauerstoffversorgung 10 ist eine Zuluftleitung 10.1 zum ersten Brennstoffzellenstack 101 vorgesehen. In der Zuluftleitung 10.1 ist ein Luftfilter 11 angeordnet, um die Umgebungsluft entsprechend den Erfordernissen des Brennstoffzellenstacks 101 zu filtern.
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Nach dem Luftfilter 11 ist in der Zuluftleitung 10.1 ein Kompressor bzw. ein Luftverdichter 12 vorgesehen. Der Luftverdichter 12 dient im Normalbetrieb des Brennstoffzellenstacks 101 dazu, die Sauerstoff L haltige Umgebungsluft anzusaugen und im verdichteten Zustand dem Brennstoffzellenstack 101 bereitzustellen.
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Ein Wärmetauscher 13 kühlt die verdichtete Zuluft in der Zuluftleitung 10.1 wieder ab. Ein Befeuchter 14 in der Zuluftleitung 10.1 versorgt die verdichtete Zuluft mit ausreichend Feuchtigkeit. Die Feuchtigkeit kann dabei aus einer Abwasser-führenden Abluft aus einer Abluftleitung 10.2 der Sauerstoffversorgung 10 nach dem Durchgang des Brennstoffzellenstacks 101 entnommen werden
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Vor und nach dem Durchgang des Brennstoffzellenstacks 101 können Rückschlagventile 18, 19 vorgesehen sein.
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Zwischen der Zuluftleitung 10.1 und der Abluftleitung 10.2 kann ferner eine Bypassleitung mit einem Bypassventil 15 vorgesehen sein, welches bei Druckregulierung der Sauerstoffversorgung 10 helfen kann.
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In der Abluftleitung 10.2 der Sauerstoffversorgung 10 kann eine Turbine 16 vorgesehen sein, um die innere Energie der strömenden sauerstoffarmen Abluft in eine mechanische Leistung umzuwandeln. Die mechanische Leistung kann dabei dem Luftverdichter 12 zugefügt werden, um energetische Verluste beim Betreiben des Luftverdichters 12 zu reduzieren.
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Schließlich ist am Ausgang der Abluftleitung 10.2 ein Abluftventil 19 vorgesehen, welches ebenfalls bei Druckregulierung der Sauerstoffversorgung 10 helfen kann.
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Am Eingang der Brennstoffversorgung 20 befinden sich ein Hochdrucktank 21, ein Absperrventil 22 und mindestens ein weiteres Ventil 23 als eine weitere Druckregulierungsstufe. Zudem befindet sich in der Brennstoffversorgung 20 eine Rezirkulationspumpe 25, um den unverbrauchten Brennstoff B nach dem Durchgang des Brennstoffzellenstacks 101 zurück in den Brennstoffzellenstack 101 einzuführen. Die Rezirkulation des unverbrauchten Brennstoffs B kann durch einen Jetpumpantrieb 24 unterstützt werden.
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In einer Purgeleitung, die in die Abluftleitung 10.2 der Sauerstoffversorgung 10, bspw. in einem Knotenpunkt mit einer Bypassleitung, münden kann, ist ein Purgeventil 26 vorgesehen. Die Purgeleitung kann zum Spülen der Leitungen der Brennstoffversorgung 20 dienen.
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Neben der Purgeleitung kann bei der Brennstoffversorgung 20 eine Drainleitung vorgesehen sein, die mit einem Wasserabscheider 27 und einem Wasserspeicher 28 für das abgeschiedene Wasser ausgeführt sein kann.
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Die Kühlmittelversorgung 30 sorgt dafür, dass der Brennstoffzellenstack 101 während des Betriebes auf eine vorteilhafte Betriebstemperatur temperiert wird. Die Kühlmittelversorgung 30 umfasst eine Kühlmittelpumpe 31, die ein Kühlmittel KM nach dem Durchgang des Brennstoffzellenstacks 101 an einen Fahrzeugkühler 32 befördert.
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Der Brennstoffzellenstack 101 kann an einer Anode A und an einer Kathode K mithilfe eines DC/DC-Wandlers 41 an ein elektrisches Bordnetz 40 eines Fahrzeuges 1 angeschlossen werden. Das elektrische Bordnetz 40 des Fahrzeuges 1 kann weiterhin einen Traktionsakku 43 mit einem DC/DC-Wandler 43a, eine LV-Batterie 44 mit einem DC/DC-Wandler 44a und einen Elektromotor 45 mit einem DC/AC-Wandler aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht mindestens einen Schritt vor:
- - Verwenden der Medienversorgung BoP mindestens eines von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 mit Medien L, B, KM.
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Der Erfindungsgedanke kann Schritt für Schritt mithilfe der 2 bis 6 erklärt werden.
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Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem 100 mit bspw. zwei ersten Brennstoffzellenstacks 101, die wie oben beschrieben mit jeweils einer eigenen Medienversorgung BoP ausgeführt sind, und (mindestens) einem zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 ohne eigene Medienversorgung BoP. In der 2 wird verdeutlich, dass die verwendete Medienversorgung BoP der beiden ersten Brennstoffzellenstacks 101 jeweils eine Sauerstoffversorgung 10 aufweist, wobei die Sauerstoffversorgung 10 des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 mit Sauerstoff L benutzt werden kann.
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Dabei kann die verdichtete, abgekühlte und befeuchtete Zuluft von dem mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 abgegriffen und über Luftdruckregler L3 zu dem zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 hingeführt werden. Die Abluft des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 wird mit der Abluft von dem mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 gemischt. Die Rückschlagventile 18, 19 vor dem zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 können vorteilhafterweise beibehalten werden, damit der zusätzliche Brennstoffzellenstack 102 sauerstofffrei abgestellt werden kann. Als Alternative kann das Rückschlagventil 18 vor dem zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 eingespart werden. In diesem Fall kann der Luftdruckregler L3 die Absperrfunktion am Eintritt in den zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 übernehmen.
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Die 3 zeigt den Erfindungsgedanken für die Brennstoffversorgung 20 des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 ohne eigene Medienversorgung BoP. Dabei kann die verwendete Medienversorgung BoP der beiden ersten Brennstoffzellenstacks 101 jeweils eine Brennstoffversorgung 20 aufweisen, wobei die Brennstoffversorgung 20 des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 mit Brennstoff B benutzt werden kann.
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Dabei wird das Brennstoff B haltige Gemisch des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101, vorzugsweise nach der Rezirkulation, abgegriffen, und über ein Absperrventil B3 zur Anode A des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 geführt. Das Brennstoff B haltige Gemisch hinter dem zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 wird zur Austrittsseite der Brennstoffversorgung 20 des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 hingeführt. Ggf. kann ein zweites Absperrventil im Austrittsbereich aus dem zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 eingesetzt werden, um ungewollte Rückführungen des das Brennstoff B haltigen Gemischs zu verhindern.
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Die 4 zeigt den Erfindungsgedanken für die Kühlmittelversorgung 30 des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 ohne eigene Medienversorgung BoP. Dabei kann die verwendete Medienversorgung BoP des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 jeweils eine Kühlmittelversorgung 30 aufweisen, wobei die Kühlmittelversorgung 30 des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 für die Versorgung des mindestens einen zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 mit dem Kühlmittel KM benutzt werden kann.
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Dabei wird hinter der jeweiligen Kühlmittelpumpe 31 des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 das Kühlmittel KM abgegriffen und mithilfe des Kühlmitteldruckreglers KM3 zum zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 geführt. Nach Verlassen des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 wird das Kühlmittel KM in die Austrittstelle der Kühlmittelversorgung 30 des mindestens einen von den mehreren ersten Brennstoffzellenstacks 101 eingeführt. Für eine gute Temperaturregelung können weiterhin jeweils in Eintritts- bzw. Austrittsbereich des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 Temperatursensoren vorgesehen sein, nach deren Werten der Kühlmitteldruckregler KM3 geregelt werden kann.
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Die elektrische Verschaltung innerhalb des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems 100 ist in der 5 gezeigt. Hinter jedem Stack 101, 102 wird jeweils ein DC/DC-Wandler 41, 42 eingesetzt, um die Zwischenkreisspannung innerhalb des Brennstoffzellensystems 100 stabil zu halten.
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In der 6 ist eine Kombination aus den 2, 3, 4 und 5 gezeigt.
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Die Betriebsstrategie für die Zuschaltung 201 des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 wird in der 7 dargestellt. Zunächst wird im Schritt 202 der zusätzliche Brennstoffzellenstack 102 mit dem Kühlmittel KM durch die Zuschaltung des Kühlmitteldruckreglers KM3 versorgt. Im Schritt 203 kann eine Temperaturschwelle T* zwischen einer Temperatur Taus vor dem Zuschalten 201 und nach dem Zuschalten 201 überprüft werden. Danach wird im Schritt 204 die Brennstoffversorgung 20 über das Absperrventil B3 zugeschaltet. Im Schritt 205 wird die Sauerstoffversorgung 10 durch Aktivierung des Luftdruckreglers L3 gestartet. Unmittelbar danach wird im Schritt 206 über den DC/DC-Wandler 42 Strom aus dem zusätzlichen Brennstoffzellenstack 102 gezogen. Mit dem Schritt 207 ist die Zuschaltung 201 abgeschlossen.
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Die Betriebsstrategie für die Abschaltung des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 ist in der 8 dargestellt. Zunächst wird im Schritt 300 die Sauerstoffversorgung 10 durch Abschaltung des Luftdruckreglers L3 abgestellt. Mithilfe des DC/DC-Wandlers 42 wird im Schritt 301 weiterhin Strom für ca. 30 s gezogen, um den Sauerstoff L in der Kathode K des zusätzlichen Brennstoffzellenstacks 102 zu verbrauchen. Die Strömung des Kühlmittels KM wird im Schritt 302 durch die Abschaltung des Kühlmitteldruckreglers KM3 abgestellt. Damit ist der zusätzliche Brennstoffzellenstack 102 abgeschaltet. Die Brennstoffversorgung 20 kann im Schritt 303, vorteilhafterweise erst bei einem vollständigen Abstellen des Fahrzeuges 1, abgestellt werden.
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Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
