DE102019215895A1 - Method for commissioning a fuel cell stack - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren (200) zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stacks (514) vorgeschlagen, der eine Mehrzahl von schichtartig nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist, die jeweils eine Anoden-Elektrode und eine Kathoden-Elektrode aufweisen, mit den Schritten:Schließen einer elektrischen Verbindung (S21) der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks;Einleiten eines Brennstoffs (S31) in einen Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen;Einleiten eines Oxidationsmittels (S22) in einen Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen, wobei das Einleiten in den jeweiligen Kathodenraum beginnt, bevor eine Befüllung des jeweiligen Anodenraumes abgeschlossen ist, zum Inbetriebsetzen des Brennstoffzellen-Stacks (514).A method (200) is proposed for putting a fuel cell stack (514) into operation, which has a plurality of fuel cells arranged next to one another in layers, each having an anode electrode and a cathode electrode, with the steps of: closing an electrical connection ( S21) the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack; introduction of a fuel (S31) into an anode compartment of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells; introduction of an oxidizing agent S22) into a cathode compartment of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells, the introduction into the respective cathode compartment beginning before filling of the respective anode compartment is completed, in order to start up the fuel cell stack (514).

Description

Stand der TechnikState of the art

Wasserstoffbasierte Brennstoffzellen gelten als Basis für ein Mobilitätskonzept der Zukunft, da sie nur Wasser emittieren und schnelle Betankungszeiten ermöglichen. Solche Brennstoffzellen sind elektrochemische Energiewandler, die mit einer Mehrzahl von solchen elektrochemischen Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellen-Stack zusammengeschaltet werden, um eine entsprechend hohe Gesamtspannung bereitstellen zu können.Hydrogen-based fuel cells are considered the basis for a mobility concept of the future, as they only emit water and enable fast refueling times. Such fuel cells are electrochemical energy converters which are interconnected with a plurality of such electrochemical fuel cells to form a fuel cell stack in order to be able to provide a correspondingly high total voltage.

Die Edukte Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) werden in elektrische Energie, Wasser (H2O) und Wärme gewandelt. Beispielsweise PEM-Brennstoffzellen (PEM engl.: „proton-exchange-membran“; Protonen-Austausch-Membran) können mit der Kathode der Brennstoffzelle zugeführten Luft, mit Sauerstoff als Oxidationsmittel, und der Anode der Brennstoffzelle zugeführtem Wasserstoff als Brennstoff in einem elektrokatalytischen Elektrodenprozess betrieben werden, um elektrische Energie mit einem hohen Wirkungsgrad bereitzustellen.The reactants hydrogen (H2) and oxygen (O2) are converted into electrical energy, water (H2O) and heat. For example, PEM fuel cells (PEM: "proton exchange membrane"; proton exchange membrane) can use air supplied to the cathode of the fuel cell, with oxygen as the oxidizing agent, and hydrogen supplied to the anode of the fuel cell as fuel in an electrocatalytic electrode process operated to provide electrical energy with a high degree of efficiency.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die elektrochemischen Reaktionen solcher Brennstoffzellen werden typischerweise durch Platin katalysiert. Dazu können kleine Platinpartikel auf einem porösen Kohlenstoffträger aufgetragen werden.The electrochemical reactions of such fuel cells are typically catalyzed by platinum. For this purpose, small platinum particles can be applied to a porous carbon support.

Unter lokaler Wasserstoffarmut in den Brennstoffzellen kann es im Betrieb der Brennstoffzellen zu unerwünschten Nebenreaktionen kommen. In der 1a ist ein „reverse current decay“ (RCD)-Mechanismus skizziert, der eine solche unerwünschte Nebenreaktion darstellt. Das Bild 1a skizziert einen beispielhaften Zustand einer Brennstoffzelle 100 mit Anodenraum 110, Kathodenraum 130 und der Membran 120 während des Inbetriebsetzens der Brennstoffzelle 100.If the fuel cells are locally poor in hydrogen, undesirable side reactions can occur during operation of the fuel cells. In the 1a a reverse current decay (RCD) mechanism is outlined, which represents such an undesirable side reaction. The picture 1a outlines an exemplary state of a fuel cell 100 with anode compartment 110 , Cathode compartment 130 and the membrane 120 during the start-up of the fuel cell 100 .

In einem Ausgangszustand sind sowohl der Anodenraum 110 als auch der Kathodenraum 120 mit Luft befüllt (Luft/Luft-Startup). Zum Starten der Brennstoffzelle 100 wird Wasserstoff (H2) in den luftgefüllten Anodenraum 110 geleitet. Wie in der 1a skizziert ist, ist kurzzeitig ein in Flussrichtung des Brennstoffs stromaufwärtiger Teil 110a einer Anode 110 einer Brennstoffzelle 100 mit Wasserstoff befüllt, während ein stromabwärtiger Teil 110b weiterhin mit Luft befüllt ist.Both the anode compartment are in an initial state 110 as well as the cathode compartment 120 filled with air (air / air startup). To start the fuel cell 100 is hydrogen (H 2 ) in the air-filled anode compartment 110 directed. Like in the 1a is sketched, is briefly an upstream part in the direction of flow of the fuel 110a an anode 110 a fuel cell 100 filled with hydrogen, while a downstream part 110b is still filled with air.

Die 1b skizziert in einem ortsabhängigen Potentialdiagramm 150 einen daraus resultierenden Verlauf 180 eines Elektrolytpotentials. Eingezeichnet sind auch das Kathodenpotential 160 und das Anodenpotential 170. Aufgrund der beschriebenen Wasserstoff- und Luftverteilung kommt es zu hohen elektrischen Potentialdifferenzen Ux zwischen der Kathode 110 und einem Elektrolyten der Brennstoffzelle 100. Dies kann zu einer Kohlenstoffkorrosion in der Kathoden-Katalysatorschicht führen. Dieser Degradationsvorgang dauert so lange an, wie sich die H2/O2-Gasfront durch die Anode bewegt.The 1b sketched in a location-dependent potential diagram 150 a resulting course 180 an electrolyte potential. The cathode potential is also shown 160 and the anode potential 170 . Because of the described hydrogen and air distribution, there are high electrical potential differences U x between the cathode 110 and an electrolyte of the fuel cell 100 . This can lead to carbon corrosion in the cathode catalyst layer. This degradation process lasts as long as the H2 / O2 gas front moves through the anode.

Der beschriebene RCD-Mechanismus tritt immer dann auf, wenn der Kathodenraum mit Luft gefüllt ist, während Teile der Anodenraums mit Wasserstoff gefüllt sind und andere Teile des Anodenraums mit Sauerstoff gefüllt sind.The RCD mechanism described always occurs when the cathode compartment is filled with air, while parts of the anode compartment are filled with hydrogen and other parts of the anode compartment are filled with oxygen.

Eine entsprechende Situation ergibt sich auch während des „Shut-down‟-Vorgangs, d. h. beim Beenden des Betriebs der Brennstoffzelle.A corresponding situation also arises during the “shutdown” process, i. H. when stopping the operation of the fuel cell.

Wird die H2-Versorgung der Brennstoffzelle beendet, reagiert der restliche Wasserstoff bei Kontakt mit Sauerstoff, und weiterer Sauerstoff aus der Umgebungsluft dringt in den Anodenraum ein. Daher ist zu erwarten, dass der Wasserstoff nicht gleichmäßig abreagiert. Bereiche nahe dem Ein- und Ausgang werden zuerst an Wasserstoff verarmen, während der mittlere Bereich noch mit Wasserstoff gefüllt ist.If the H2 supply to the fuel cell is terminated, the remaining hydrogen reacts on contact with oxygen, and further oxygen from the ambient air penetrates into the anode compartment. It is therefore to be expected that the hydrogen will not react evenly. Areas near the entrance and exit will first be depleted of hydrogen, while the middle area is still filled with hydrogen.

Ein weiterer Degradationsmechanismus ist das sogenannte „cell reversal‟. Dies tritt auf, wenn eine Zelle nicht ausreichend mit Wasserstoff versorgt wird um den Strombedarf zu decken. Wird ein Strom, z.B. durch andere Zellen im Stack oder durch eine externe Spannungsquelle, durch die an Wasserstoff verarmte Zelle getrieben, treten unerwünschte Nebenreaktionen (Kohlenstoffkorrosion oder Wasserelektrolyte) in der Anodenkatalysatorschicht auf, um die geforderten Elektronen bereit zu stellen. Diese Nebenreaktionen führen zu irreversibler Schädigung der Zelle.Another degradation mechanism is the so-called “cell reversal”. This occurs when a cell is not supplied with sufficient hydrogen to meet the electricity demand. If a current is driven through the hydrogen-depleted cell, e.g. through other cells in the stack or through an external voltage source, undesired side reactions (carbon corrosion or water electrolytes) occur in the anode catalyst layer in order to provide the required electrons. These side reactions lead to irreversible damage to the cell.

Ein Kurzschluss des Brennstoffzellen-Stacks ist eine Methode, um die Degradation während des Start- und Shutdown-Vorganges zu reduzieren. Der Kurzschluss sorgt dafür, dass das in eingezeichnete Kathodenpotential 160 und das Anodenpotential 170 aufeinander fallen. Dadurch wird die schädliche Potentialüberhöhung Ux reduziert. Falls der Kurzschluss allerdings mehreren Brennstoffzellen aufgeprägt wird, ist die einzelne Brennstoffzellen-Spannung nicht unbedingt Null. Es entstehen unterschiedliche Brennstoffzellen-Spannungen, die sich zwar in der Summe zu Null summieren, aber die individuelle Spannung einzelner Brennstoffzellen kann zu einer Schädigung führen. Aufgrund des Kurzschlusses des Brennstoffzellen-Stacks fließt ein Strom durch alle Zellen. Sind nun einige Zellen unzureichend mit Wasserstoff (H2) versorgt, kommt es zum „cell reversal‟. Somit verhindert der Kurzschluss den „reverse-current-decay-Mechanismus“, allerdings tritt das ebenfalls schädliche cell reversal auf.A short circuit of the fuel cell stack is a method to reduce the degradation during the start and shutdown process. The short circuit ensures that the in drawn cathode potential 160 and the anode potential 170 fall on each other. This reduces the harmful potential increase U x . However, if the short circuit is impressed on several fuel cells, the individual fuel cell voltage is not necessarily zero. Different fuel cell voltages arise, which add up to zero in total, but the individual voltage of individual fuel cells can lead to damage. Due to the short circuit of the fuel cell stack, a current flows through all cells. If some cells are insufficiently supplied with hydrogen (H 2 ), a “cell reversal” occurs. Thus, the short circuit prevents the "reverse current decay mechanism", however, the cell reversal, which is also harmful, occurs.

Entsprechend einem Aspekt wird ein Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stacks, ein Verfahren zum Beenden eines Betriebs eines Brennstoffzellen-Stacks, eine mobile Plattform, und ein Computerprogramm vorgeschlagen, die zumindest zum Teil die beschriebenen Aufgaben lösen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to one aspect, a method for putting a fuel cell stack into operation, a method for stopping operation of a fuel cell stack, a mobile platform, and a computer program are proposed, which at least in part achieve the tasks described. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims and the following description.

In dieser gesamten Beschreibung der Erfindung ist die Abfolge von Verfahrensschritten so dargestellt, dass das Verfahren leicht nachvollziehbar ist. Der Fachmann wird aber erkennen, dass viele der Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge durchlaufen werden können und zu dem gleichen oder einem entsprechenden Ergebnis führen. In diesem Sinne kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte entsprechend geändert werden. Einige Merkmale sind mit Zählwörtern versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern oder die Zuordnung eindeutiger zu machen, dies impliziert aber nicht ein Vorhandensein bestimmter Merkmale.In this entire description of the invention, the sequence of method steps is shown in such a way that the method is easy to understand. However, the person skilled in the art will recognize that many of the method steps can also be carried out in a different order and lead to the same or a corresponding result. In this sense, the sequence of the process steps can be changed accordingly. Some features are provided with counting words to improve readability or to make the assignment clearer, but this does not imply the presence of certain features.

Es wird ein Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stacks, der eine Mehrzahl von schichtartig nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist, die jeweils eine Anoden-Elektrode und eine Kathoden-Elektrode aufweisen, vorgeschlagen. In einem Schritt des Verfahrens wird eine elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks geschlossen. In einem weiteren Schritt wird ein Brennstoff in einen Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen eingeleitet. In einem weiteren Schritt wird ein Oxidationsmittel in einen Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen eingeleitet, wobei das Einleiten in den jeweiligen Kathodenraum beginnt, bevor eine Befüllung des jeweiligen Anodenraumes abgeschlossen ist, um den Brennstoffzellen-Stack in Betrieb zu setzen.A method is proposed for putting a fuel cell stack into operation, which has a plurality of fuel cells arranged next to one another in layers, each having an anode electrode and a cathode electrode. In one step of the method, an electrical connection between the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell is made for at least part of the plurality of fuel cells in the fuel cell stack. In a further step, a fuel is introduced into an anode compartment of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells. In a further step, an oxidizing agent is introduced into a cathode compartment of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells, the introduction into the respective cathode compartment beginning before filling of the respective anode compartment is completed in order to put the fuel cell stack into operation.

Dabei ist eine geschlossene elektrische Verbindung, insbesondere eine geschlossene elektrische Verbindung zwischen der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode, eine elektrische Verbindung, durch die ein elektrischer Strom fließen kann. Und entsprechend eine offene elektrische Verbindung eine Verbindung, durch die praktisch kein elektrischer Strom fließen kann.A closed electrical connection, in particular a closed electrical connection between the anode electrode and the cathode electrode, is an electrical connection through which an electrical current can flow. And correspondingly an open electrical connection is a connection through which practically no electrical current can flow.

Ohne das beschriebene Verfahren müssen zur Inbetriebsetzung eines Brennstoffzellen-Stacks sequenziell erst die Anode mit Wasserstoff (H2) und dann die Kathode mit Luft befüllt werden, bevor eine Startprozedur initiiert werden kann. Durch einen solchen sequenziellen Prozess und die Anwesenheit von z.B. Luft in der Anode, entsteht bei geringen Umgebungstemperaturen ein Wasserfilm, der vereisen kann. Dadurch kann der Start eines Brennstoffzellen-Stack, insbesondere bei tiefen Temperaturen, misslingen. Die Eisabdeckung gewisser Bereiche kann auch zur lokalen Wasserstoffarmut mit einhergehender Degradation führen.Without the method described, to start up a fuel cell stack, the anode must first be filled with hydrogen (H2) and then the cathode with air, before a start procedure can be initiated. With such a sequential process and the presence of e.g. air in the anode, a film of water is created at low ambient temperatures that can freeze. As a result, the start of a fuel cell stack can fail, especially at low temperatures. The ice cover of certain areas can also lead to local hydrogen poverty with associated degradation.

Mit dem beschriebenen Verfahren kann dagegen vorteilhafterweise ein schneller, degradationsfreier und zuverlässiger Start im ganzen Temperaturbereich eines Brennstoffzellen-Stacks, durch die Anwendung eines zellenindividuellen Kurzschlusses sowie einer geeigneten, nicht sequentiellen Startstrategie gewährleistet werden.With the method described, on the other hand, a faster, degradation-free and reliable start can advantageously be ensured in the entire temperature range of a fuel cell stack by using a cell-specific short circuit and a suitable, non-sequential start strategy.

Ferner sorgt die Parallelisierung der Anodenbefüllung und der Startprozedur bzw. der Kathodenbefüllung dafür, dass die Wärmeentstehung sofort eintritt.Furthermore, the parallelization of the anode filling and the starting procedure or the cathode filling ensures that the heat is generated immediately.

Somit ist das Risiko deutlich geringer, dass die während der Anodenbefüllung und bei sonstigen Zwischenschritten produzierte Wassermenge eine Eisschicht in den Katalysatorschichten bildet, was zu unzuverlässigem Start und/oder Degradation des Katalysators auf Grund von Wasserstoffarmut führen kann.This significantly reduces the risk that the amount of water produced during the filling of the anode and during other intermediate steps forms a layer of ice in the catalyst layers, which can lead to an unreliable start and / or degradation of the catalyst due to a lack of hydrogen.

Da in diesem Verfahren das Oxidationsmittel in einen jeweiligen Kathodenraum der Brennstoffzellen eingeleitet wird, bevor die Befüllung des Anodenraums mit dem Brennstoff abgeschlossen ist, d. h. durch eine mit diesem Verfahren mögliche Parallelisierung der beiden Verfahrensschritte, entfällt auch die sonst notwendige Luft-Verdünnung von, an die Umgebung ausgeleitetem, Wasserstoff, da die Verdünnung durch die Parallelisierung der beiden Verfahrensschritte sichergestellt wird.Since in this method the oxidizing agent is introduced into a respective cathode compartment of the fuel cells before the filling of the anode compartment with the fuel is completed, i. H. The parallelization of the two process steps, which is possible with this process, also eliminates the otherwise necessary air dilution of hydrogen discharged to the environment, since the dilution is ensured by the parallelization of the two process steps.

Die Anodenbefüllung erfolgt parallel zur Startprozedur. Der zellenindividuelle Kurzschluss sorgt dafür, dass bei einer gleichzeitig stattfindenden Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff im Anodenraum, sowie zwischen Anode und Kathode, die beschriebene Degradation der Brennstoffzelle zumindest reduziert ist, da das Brennstoffzellenpotential aller Brennstoffzellen Null ist.The anode is filled in parallel to the start-up procedure. The cell-specific short circuit ensures that if there is a simultaneous reaction between hydrogen and oxygen in the anode space and between anode and cathode, the degradation of the fuel cell described is at least reduced, since the fuel cell potential of all fuel cells is zero.

ndere wird ein weiteres Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stacks vorgeschlagen, bei dem der Brennstoffzellen-Stack eine Mehrzahl von schichtartig nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist, die jeweils eine Anoden-Elektrode und eine Kathoden-Elektrode aufweisen. In einem ersten Schritt des Verfahrens wird eine elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks geschlossen. In einem zweiten Schritt wird ein Brennstoff in einen Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen eingeleitet. In einem dritten Schritt wird ein Oxidationsmittel in einen Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen eingeleitet, wobei das Einleiten in den jeweiligen Kathodenraum beginnt, bevor eine Befüllung des jeweiligen Anodenraumes abgeschlossen ist, um den Brennstoffzellen-Stack in Betrieb zu setzen.
Bei dieser Reihenfolge der Verfahrensschritte kann eine besonders geringe Degradation der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks beim Inbetriebsetzen erreicht werdenAnother method is proposed for putting a fuel cell stack into operation, in which the fuel cell stack has a plurality of fuel cells arranged next to one another in layers, each of which has an anode electrode and a cathode electrode. The first step in the process is an electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack is closed. In a second step, a fuel is introduced into an anode compartment of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells. In a third step, an oxidizing agent is introduced into a cathode compartment of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells, the introduction into the respective cathode compartment beginning before filling of the respective anode compartment is completed in order to put the fuel cell stack into operation.
With this sequence of the method steps, a particularly low degradation of the fuel cells of the fuel cell stack can be achieved during start-up

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode, der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks, eine Kurzschluss-Verbindung ist.According to one aspect, it is proposed that the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack is a short-circuit connection.

Damit wird sichergestellt, dass das elektrische Potential der beiden Elektroden Null ist.This ensures that the electrical potential of the two electrodes is zero.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode, der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks, eingerichtet wird, bevor der Brennstoff in einen Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl der Brennstoffzellen mit einem Brennstoff eingeleitet wird.According to one aspect, it is proposed that the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack is established before the fuel enters an anode compartment of the respective fuel cell of the plurality of Fuel cells with a fuel is introduced.

Dadurch, dass die elektrische Verbindung eingerichtet wird, bevor der Brennstoff in den Anodenraum eingeleitet wird, kann die Degradation der Brennstoffzelle verhindert werden.Because the electrical connection is established before the fuel is introduced into the anode compartment, degradation of the fuel cell can be prevented.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass, während des Einleitens des Oxidationsmittels in den Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl der Brennstoffzellen, die elektrische Verbindung der Brennstoffzellen-Elektroden der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl von Brennstoffzellen eingerichtet wird.According to one aspect, it is proposed that the electrical connection of the fuel cell electrodes of the respective fuel cell of the plurality of fuel cells is established during the introduction of the oxidizing agent into the cathode compartment of the respective fuel cell of the plurality of fuel cells.

Dabei bedeutet eine eingerichtete elektrische Verbindung eine geschlossene elektrische Verbindung, die einen elektrischen Stromfluss zwischen den jeweiligen Elektroden, d. h. der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode einer jeweiligen Brennstoffzelle des Brennstoffzellen-Stack ermöglicht.Here, an established electrical connection means a closed electrical connection, which allows an electrical current to flow between the respective electrodes, i. H. allows the anode electrode and the cathode electrode of a respective fuel cell of the fuel cell stack.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass ein Wert eines Kurzschluss-Stromes, durch die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode, der jeweiligen Brennstoffzellen durch eine zumindest gesteuerte Menge eines Flusses des Oxidationsmittels, durch den Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen bei dem Einleiten in den jeweiligen Kathodenraum begrenzt wird.According to one aspect, it is proposed that a value of a short-circuit current, through the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode, of the respective fuel cells by an at least controlled amount of a flow of the oxidizing agent, through the cathode compartment of the respective fuel cell of the part of The majority of the fuel cells are limited when they are introduced into the respective cathode compartment.

Vorteilhafterweise ermöglicht diese Begrenzung des Kurzschluss-Stroms über eine Steuerung bzw. Regelung eines Luftstroms, in dem das Oxidationsmittel Sauerstoff enthalten ist, eine kontrollierte Erwärmung des Brennstoffzellen-Stacks.This limitation of the short-circuit current advantageously enables controlled heating of the fuel cell stack by controlling or regulating an air flow in which the oxidizing agent oxygen is contained.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen die oben beschriebenen Verfahren mit den folgenden Schritten zu ergänzen. In einem Schritt wird eine Temperatur des Brennstoffzellen-Stacks bestimmt.According to one aspect, it is proposed to supplement the methods described above with the following steps. In one step, a temperature of the fuel cell stack is determined.

In einem weiteren Schritt wird die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks geöffnet, sofern die gemessene Temperatur des Brennstoffzellen-Stacks einen Temperatursollwert überschritten hat, um einen Normalbetrieb des Brennstoffzellen-Stacks einzuleiten.In a further step, the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack is opened, provided that the measured temperature of the fuel cell stack has exceeded a temperature setpoint, in order to ensure normal operation of the fuel cell -Initiate stacks.

Eine solche Bestimmung der Temperatur des Brennstoffzellen-Stacks ermöglicht die Zeit für das Inbetriebsetzen des Brennstoffzellen-Stacks zu optimieren.Such a determination of the temperature of the fuel cell stack makes it possible to optimize the time for putting the fuel cell stack into operation.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass das Einleiten eines Brennstoffs in den Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl der Brennstoffzellen die folgenden Schritte aufweist: In einem Schritt des Verfahrens wird ein Absperrventil zum Einleiten des Brennstoffs in den Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen geöffnet. In einem weiteren Schritt wird ein Ausgangsventil zum Spülen des Anodenraums der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen mit dem Brennstoff geöffnet. In einem weiteren Schritt wird das Ausgangsventil geschlossen, sobald eine Konzentration des Brennstoffs in dem Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen einem festgelegten Wert entspricht.According to one aspect, it is proposed that the introduction of a fuel into the anode compartment of the respective fuel cell of the plurality of fuel cells has the following steps: In one step of the method, a shut-off valve for introducing the fuel into the anode compartment of the respective fuel cell from at least the part of the plurality the fuel cells open. In a further step, an outlet valve for flushing the anode space of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells with the fuel is opened. In a further step, the outlet valve is closed as soon as a concentration of the fuel in the anode compartment of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells corresponds to a specified value.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Beenden eines Betriebs eines Brennstoffzellen-Stacks vorgeschlagen, wobei der Brennstoffzellen-Stack eine Mehrzahl von schichtartig nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist, die jeweils eine Anoden-Elektrode und eine Kathoden-Elektrode aufweisen.According to one aspect, a method for ending an operation of a fuel cell stack is proposed, the fuel cell stack having a plurality of fuel cells arranged next to one another in layers, each having an anode electrode and a cathode electrode.

In einem Schritt des Verfahrens wird für einen Kathodenraum, der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen, eine Bereitstellung von Oxidationsmittel, zum Beenden des Betriebs des Brennstoffzellen-Stacks, unterbrochen.In one step of the method, a supply of oxidizing agent is interrupted for a cathode compartment of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells in order to end the operation of the fuel cell stack.

In einem weiteren Schritt wird eine Bereitstellung von Brennstoff für einen Anodenraum, der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen, unterbrochen.In a further step, the provision of fuel for an anode compartment, the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells, is interrupted.

In einem weiteren Schritt werden die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode von zumindest einem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks, zum Herstellen einer elektrischen Verbindung verbunden.In a further step, the anode electrode and the cathode electrode of at least some of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack are connected to produce an electrical connection.

Insbesondere kann die Bereitstellung des Oxidationsmittels unterbrochen werden bevor die Bereitstellung des Wasserstoffs unterbrochen wird, damit ein Rest des Oxidationsmittels abreagieren kann, ohne dass dies zu einer Wasserstoffarmut führt.In particular, the supply of the oxidizing agent can be interrupted before the supply of the hydrogen is interrupted, so that a remainder of the oxidizing agent can react without this leading to a hydrogen deficiency.

Wie schon oben beschrieben wurde, treten auch bei dem Beenden des Betriebs eines Brennstoffzellen-Stacks die entsprechenden vorher beschriebenen Degradationsprozesse auf, die mit dem hier beschriebenen Aspekt des Verfahrens, dem das gleiche Prinzip zugrunde liegt wie dem Verfahren zum Inbetriebsetzen des Brennstoffzellen-Stacks, zumindest reduziert werden können.As already described above, when the operation of a fuel cell stack is terminated, the corresponding previously described degradation processes occur, at least with the aspect of the method described here, which is based on the same principle as the method for putting the fuel cell stack into operation can be reduced.

Es wird ein Brennstoffzellen-Stack vorgeschlagen, der eingerichtet ist, in einem Schritt mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen Stacks in Betrieb gesetzt zu werden, und in einem weiteren Schritt, mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Beenden eines Betriebs eines Brennstoffzellen-Stacks außer Betrieb gesetzt zu werden.A fuel cell stack is proposed which is set up to be put into operation in one step with the method described above for starting up a fuel cell stack, and in a further step with the method described above for ending operation of a fuel cell stack to be taken out of service.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode, der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks, abhängig von einem Schaltzustand einer Menge von Schaltzuständen mittels eines Vielfachschalters elektrisch verbunden werden.According to one aspect, it is proposed that the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell at least that part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack are electrically connected by means of a multiple switch depending on a switching state of a set of switching states.

Ein solcher Vielfachschalter ermöglicht es, individuell für die Brennstoffzellen eines Brennstoffzellen-Stacks elektrische Verbindungen der jeweiligen Anoden-Elektrode und der jeweiligen Kathoden-Elektrode bereitzustellen.Such a multiple switch makes it possible to provide electrical connections of the respective anode electrode and the respective cathode electrode individually for the fuel cells of a fuel cell stack.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Vielfachschalter eine erste und zumindest eine zweite Schaltstellung aufweist, und eingerichtet ist in der ersten Schaltstellung die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode, der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks, elektrisch miteinander zu verbinden und in der zweiten Schaltstellung die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks elektrisch gegeneinander zu isolieren.According to one aspect, it is proposed that the multiple switch has a first and at least one second switch position, and in the first switch position the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack are set up, to be electrically connected to one another and, in the second switching position, to electrically isolate the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack from one another.

Mit einem solchen Vielfachschalter kann das oben beschriebene Verfahren realisiert werden.The method described above can be implemented with such a multiple switch.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Vielfachschalter eine Mehrzahl von Schaltstellungen aufweist und eingerichtet ist, individuell für jede Brennstoffzelle, zumindest des Teils des Brennstoffzellen-Stacks, die jeweilige Anoden-Elektrode und die jeweilige Kathoden-Elektrode, abhängig von der Schaltstellung der Mehrzahl von Schaltstellungen, elektrisch mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen miteinander zu verbinden.According to one aspect, it is proposed that the multiple switch has a plurality of switch positions and is set up, individually for each fuel cell, at least the part of the fuel cell stack, the respective anode electrode and the respective cathode electrode, depending on the switch position of the plurality of Switching positions to be connected electrically to one another with different electrical resistances.

Durch die Möglichkeit mit einem so ausgestalteten Vielfachschalter den Übergang, beispielsweise aus der Kurzschluss-Stellung der Elektroden in eine Isolation-Stellung, über geeignete Abstufungen der Widerstandswerte, d. h. durch eine Segmentierung der Widerstandswerte, kann die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden der Brennstoffzelle geöffnet und geschlossen werden, ohne dass ein Lichtbogen entsteht, der zu Defekten führen kann. Vorteilhafterweise entfällt dadurch auch ein entsprechendes Öffnen oder Schließen eines Kathodenbypasses, das ansonsten notwendig wäre, um, über eine Begrenzung des Oxidationsmittels, den Strom der Brennstoffzelle für ein Öffnen oder Schließen der elektrischen Verbindung der Elektroden zu reduzieren.As a result of the possibility of a multiple switch configured in this way, the transition, for example from the short-circuit position of the electrodes to an insulation position, via suitable gradations of the resistance values, i.e. H. By segmenting the resistance values, the electrical connection between the electrodes of the fuel cell can be opened and closed without creating an arc, which can lead to defects. This advantageously also eliminates the need to open or close a cathode bypass, which would otherwise be necessary to reduce the current of the fuel cell for opening or closing the electrical connection of the electrodes by limiting the oxidizing agent.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle, zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen, eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche aufweisen und der Vielfachschalter eingerichtet ist, mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungselementen mechanisch die jeweiligen elektrisch leitfähigen Kontaktflächen zu kontaktieren, um die Anoden-Elektrode mit der Kathoden-Elektrode, der jeweiligen Brennstoffzelle, zumindest des Teils der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks, elektrisch zu verbinden.According to one aspect it is proposed that the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell, at least the part of the plurality of fuel cells, have an electrically conductive contact surface and the multiple switch is set up with a plurality of electrically conductive connecting elements mechanically the respective electrically to contact conductive contact surfaces in order to electrically connect the anode electrode to the cathode electrode of the respective fuel cell, at least the part of the fuel cells of the fuel cell stack.

Durch einen solchen Aufbau des Vielfachschalters ergibt sich eine kompakte Bauweise, da keine Verkabelung oder elektrische Verbindung zu einem externen Vielfachschalter notwendig ist.Such a structure of the multiple switch results in a compact design, since no cabling or electrical connection to an external multiple switch is necessary.

Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Vielzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungselementen des Vielfachschalters jeweils eine Anzahl von unterschiedlichen Sektoren aufweisen, wobei die unterschiedlichen Sektoren, abhängig von der Schalterstellung der Mehrzahl von Schalterstellungen des Vielfachschalters, die elektrisch leitfähige Kontaktfläche der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen mechanisch kontaktieren, und die Anzahl von unterschiedlichen Sektoren eingerichtet sind, die elektrisch leitfähige Kontaktfläche der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen elektrisch mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen miteinander zu verbinden.According to one aspect it is proposed that the plurality of electrically conductive Connecting elements of the multiple switch each have a number of different sectors, the different sectors, depending on the switch position of the plurality of switch positions of the multiple switch, the electrically conductive contact surface of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least part of the plurality of fuel cells mechanically contact, and the number of different sectors are set up to electrically connect the electrically conductive contact surface of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell to at least the part of the plurality of fuel cells with different electrical resistances.

Auf diese Weise lässt sich ein Vielfachschalter aufbauen, der individuell für die Brennstoffzellen eines Brennstoffzellen-Stacks elektrische Verbindungen mit den oben beschriebenen Eigenschaften realisiert.In this way, a multiple switch can be set up that implements electrical connections with the properties described above individually for the fuel cells of a fuel cell stack.

Es wird eine mobile Plattform vorgeschlagen, die einen Brennstoffzellen-Stack aufweist und eingerichtet ist, eines der oben beschriebenen Verfahren durchzuführen.A mobile platform is proposed which has a fuel cell stack and is set up to carry out one of the methods described above.

Es wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen. Ein solches Computerprogramm ermöglicht den Einsatz des beschriebenen Verfahrens in unterschiedlichen Systemen.A computer program is proposed which comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out one of the methods described above. Such a computer program enables the described method to be used in different systems.

Es wird ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das oben beschriebene Computerprogramm gespeichert ist.A machine-readable storage medium is proposed on which the computer program described above is stored.

Eine mobile Plattform kann ein zumindest teilweise automatisiertes System sein, das mobil ist, und/oder ein Fahrerassistenzsystem. Ein Beispiel kann ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug bzw. ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem sein. Das heißt, in diesem Zusammenhang beinhaltet ein zumindest teilweise automatisiertes System eine mobile Plattform in Bezug auf eine zumindest teilweise automatisierte Funktionalität, aber eine mobile Plattform beinhaltet auch Fahrzeuge und andere mobile Maschinen einschließlich Fahrerassistenzsysteme. Weitere Beispiele für mobile Plattformen können Fahrerassistenzsysteme mit mehreren Sensoren, mobile Multisensor-Roboter wie z.B. Roboterstaubsauger oder Rasenmäher, ein Multisensor-Überwachungssystem, eine Fertigungsmaschine, ein Flugzeug, ein Schiff, eine Drohne, ein persönlicher Assistent oder ein Zugangskontrollsystem sein. Jedes dieser Systeme kann ein vollständig oder teilweise autonomes System sein.A mobile platform can be an at least partially automated system that is mobile and / or a driver assistance system. An example can be an at least partially automated vehicle or a vehicle with a driver assistance system. That is, in this context, an at least partially automated system includes a mobile platform with regard to an at least partially automated functionality, but a mobile platform also includes vehicles and other mobile machines including driver assistance systems. Further examples of mobile platforms can be driver assistance systems with several sensors, mobile multi-sensor robots such as robotic vacuum cleaners or lawn mowers, a multi-sensor monitoring system, a production machine, an aircraft, a ship, a drone, a personal assistant or an access control system. Each of these systems can be a fully or partially autonomous system.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der 1 bis 7 näher erläutert. Hierbei zeigt die:

  • 1a eine Skizze zu einem Degradationsmechanismus einer Brennstoffzelle;
  • 1b eine Skizze zur Potentialüberhöhung beim Inbetriebsetzen einer Brennstoffzelle;
  • 2 ein Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stacks;
  • 3 einen Ablauf einer Startprozedur zur Inbetriebsetzung eines Brennstoffzellen - Stacks;
  • 4 ein Ablaufdiagramm einer Anoden-Befüllung einer Brennstoffzelle;
  • 5 eine Brennstoffzelle mit einem Vielfachschalter;
  • 6 ein Verbindungselement eines Vielfachschalters; und
  • 7 ein System zum Betreiben eines Brennstoffzellen-Stacks.
In the following, embodiments of the invention are based on the 1 to 7th explained in more detail. Here the shows:
  • 1a a sketch of a degradation mechanism of a fuel cell;
  • 1b a sketch of the potential increase when starting up a fuel cell;
  • 2 a method for commissioning a fuel cell stack;
  • 3 a sequence of a start procedure for putting a fuel cell stack into operation;
  • 4th a flow diagram of an anode filling of a fuel cell;
  • 5 a fuel cell with a multiple switch;
  • 6th a connecting element of a multiple switch; and
  • 7th a system for operating a fuel cell stack.

Die 1a und 1b wurden schon weiter oben beschrieben.The 1a and 1b have already been described above.

Die 2 skizziert einen Ablauf 200 einer Inbetriebsetzung eines Brennstoffzellen-Stacks. Bei Anforderung der Inbetriebsetzung S1 eines Brennstoffzellen-Stacks 514 wird parallel eine Anoden-Befüllung S2 und eine Startprozedur S3 durchgeführt, bevor der Brennstoffzellen-Stack normal betrieben wird S4.The 2 outlines a process 200 commissioning a fuel cell stack. When commissioning is requested S1 of a fuel cell stack 514 anode filling is carried out in parallel S2 and a starting procedure S3 performed before the fuel cell stack is operated normally S4.

Die 3 skizziert mit einem Ablaufdiagramm 300 einen Ablauf der in 2 beschriebenen Startprozedur S3 eines Brennstoffzellen-Stacks 514. In einem ersten Schritt S21 wird eine elektrische Verbindung der jeweiligen Anoden-Elektrode und der jeweiligen Kathoden-Elektrode des Brennstoffzellen-Stacks 514 geschlossen, sodass ein Strom zwischen der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle des Brennstoffzellen-Stacks 514 fließen kann.The 3 outlined with a flow chart 300 a sequence of the in 2 start procedure described S3 of a fuel cell stack 514 . In a first step S21 creates an electrical connection between the respective anode electrode and the respective cathode electrode of the fuel cell stack 514 closed, so that a current between the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the fuel cell stack 514 can flow.

In einem beispielsweise nachfolgenden Schritt S 22 wird das Oxidationsmittel, das beispielsweise der in der Luft enthaltene Sauerstoff sein kann, in den Kathodenraum zumindest eines Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen eingeleitet. Mit dem Verfahrensschritt S 23 wird überprüft ob die Temperatur des Brennstoffzellen-Stacks einen Temperatursollwert überschritten hat. Sofern die Temperatur des Brennstoffzellen-Stacks den Temperatursollwert überschritten hat, kann in dem Verfahren Schritt S24 der Normalbetrieb des Brennstoffzellen-Stacks eingeleitet werden, indem die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle des Brennstoffzellen-Stacks 514 geöffnet wird, sodass keine elektrische Verbindung zwischen den beiden Elektroden besteht und den Brennstoffzellen bzw. dem Brennstoffzellen-Stack 514 elektrische Energie entnommen werden kann.In a step S 22 that follows, for example, the oxidizing agent, which can be, for example, the oxygen contained in the air, is introduced into the cathode compartment of at least part of the plurality of fuel cells. Method step S 23 checks whether the temperature of the fuel cell stack has exceeded a temperature setpoint. If the temperature of the fuel cell stack has exceeded the temperature setpoint, step S24 normal operation of the fuel cell stack can be initiated by the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the fuel cell Stacks 514 is opened so that there is no electrical connection between the two electrodes and the fuel cells or the fuel cell stack 514 electrical energy can be taken.

Die 4 skizziert mit dem Ablaufdiagramm 400 die in der 2 beschriebene Anoden-Befüllung S2 des Brennstoffzellen-Stacks 514, die parallel zu der Startprozedur S3 durchgeführt wird.The 4th outlined with the flow chart 400 those in the 2 anode filling described S2 of the fuel cell stack 514 that run parallel to the start procedure S3 is carried out.

Dabei wird mit dem Verfahrensschritt S 31 der Brennstoff in den Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle des Brennstoffzellen-Stacks 514 eingeleitet, indem das Tank- bzw. Anodenabsperrventil und das Purge- und Drainventil geöffnet werden. Mit dem Verfahrensschritt S32 wird geprüft, ob die Brennstoffkonzentration im Anodenraum der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks 514 ausreichend ist. Sofern die Brennstoffkonzentration im Anodenraum der Brennstoffzelle ausreichend hoch ist, wird in dem Verfahrensschritt S33 das Purge- und Drainventil geschlossen, um in den Normalbetrieb des Brennstoffzellen-Stacks 514 übergehen zu können.With method step S 31, the fuel is fed into the anode compartment of the respective fuel cell of the fuel cell stack 514 initiated by opening the tank or anode shut-off valve and the purge and drain valve. With the process step S32 it is checked whether the fuel concentration in the anode compartment of the fuel cells of the fuel cell stack 514 is sufficient. If the fuel concentration in the anode compartment of the fuel cell is sufficiently high, the method step S33 the purge and drain valve closed in order to return to normal operation of the fuel cell stack 514 to be able to pass over.

In der 5 wird ein System aus einem Brennstoffzellen-Stack 514 mit einem Vielfachschalter 520 skizziert, wobei der Brennstoffzellen-Stack 514, eine Mehrzahl von schichtartig nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist und wobei jede der Brennstoffzellen jeweils eine Anoden-Elektrode und einer Kathoden-Elektrode zur Entnahme des elektrischen Stroms aufweist. Dabei können die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks 514 wahlweise mittels eines Vielfachschalters 520 elektrisch verbunden werden.In the 5 becomes a system consisting of a fuel cell stack 514 with a multiple switch 520 outlined, the fuel cell stack 514 , has a plurality of fuel cells arranged in layers next to one another and wherein each of the fuel cells has in each case an anode electrode and a cathode electrode for drawing off the electrical current. The anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack can be used 514 optionally by means of a multiple switch 520 be electrically connected.

Der Vielfachschalter 520 kann eine Mehrzahl von Schaltstellungen aufweisen und ist eingerichtet, individuell für jede Brennstoffzelle des Brennstoffzellen-Stacks 514 die jeweilige Anoden-Elektrode und die jeweilige Kathoden-Elektrode, abhängig von einer Schaltstellung der Mehrzahl von Schaltstellungen, elektrisch mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen miteinander zu verbinden. Durch die unterschiedlichen elektrischen Widerstände wird der Strom durch die elektrische Verbindung, abhängig vom Wert des elektrischen Widerstandes, begrenzt.The multiple switch 520 can have a plurality of switching positions and is set up individually for each fuel cell of the fuel cell stack 514 to electrically connect the respective anode electrode and the respective cathode electrode to one another with different electrical resistances, depending on a switch position of the plurality of switch positions. Due to the different electrical resistances, the current through the electrical connection is limited, depending on the value of the electrical resistance.

Dabei bedeutet die wahlweise elektrische Verbindung, dass der Vielfachschalter 520 eingerichtet ist, wahlweise einen elektrischen Kontakt zu schließen oder zu öffnen. D. h. mit einem geschlossenen elektrischen Kontakt einen elektrischen Stromfluss zwischen Elektroden zu ermöglichen bzw. bei einem offenen elektrischen Kontakt einen elektrischen Stromfluss zu unterbinden.The optional electrical connection means that the multiple switch 520 is set up to either close or open an electrical contact. I. E. to enable an electrical current flow between electrodes with a closed electrical contact or to prevent an electrical current flow in the case of an open electrical contact.

Zur elektrischen Verbindung der jeweiligen Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl der Brennstoffzellen weist der Brennstoffzellen-Stack eine Anzahl von elektrisch leitfähigen Kontaktflächen 600 auf. Da die Brennstoffzellen schichtartig nebeneinander angeordnet sind und elektrisch untereinander kontaktiert sind, reicht jeweils ein Kontakt 512 einer sogenannten bipolaren Platte, um einen elektrischen Kontakt zu einer Anoden-Elektrode einer Brennstoffzelle und einer Kathoden-Elektrode der jeweiligen angrenzenden Brennstoffzelle herzustellen.For the electrical connection of the respective anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the plurality of fuel cells, the fuel cell stack has a number of electrically conductive contact surfaces 600 on. Since the fuel cells are arranged in layers next to one another and are in electrical contact with one another, one contact is sufficient in each case 512 a so-called bipolar plate in order to establish electrical contact with an anode electrode of a fuel cell and a cathode electrode of the respective adjacent fuel cell.

Dabei ist der Vielfachschalter 520 eingerichtet, mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungselementen 600 mechanisch die jeweiligen elektrisch leitfähigen Kontaktflächen 512 zu kontaktieren, um die Anoden-Elektrode mit der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks 514 elektrisch zu verbinden.Here is the multiple switch 520 set up with a multiplicity of electrically conductive connecting elements 600 mechanically the respective electrically conductive contact surfaces 512 to contact to the anode electrode with the cathode electrode of the respective fuel cell of the fuel cells of the fuel cell stack 514 to connect electrically.

In der 6 ist skizziert, dass die Vielzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungselementen 600 des Vielfachschalters 520 jeweils eine Anzahl von unterschiedlichen Sektoren 610, 620, 630, 640, 650 aufweisen, und die unterschiedlichen Sektoren 610, 620, 630, 640, 650 kontaktieren mechanisch, abhängig von der Schalterstellung der Mehrzahl von Schalterstellungen des Vielfachschalters 520, die elektrisch leitfähige Kontaktfläche 512 der jeweiligen Anoden-Elektrode und der jeweiligen Kathoden-Elektrode. Die unterschiedliche Schaltstellung des Vielfachschalters 520 kann durch einen Winkel Phi beschrieben werden, der die Stellung der unterschiedlichen Sektoren 610, 620, 630, 640, 650 des Verbindungselementes 600 zu den Kontaktflächen 512 charakterisiert.In the 6th is outlined that the multitude of electrically conductive connecting elements 600 of the multiple switch 520 each a number of different sectors 610 , 620 , 630 , 640 , 650 and the different sectors 610 , 620 , 630 , 640 , 650 contact mechanically, depending on the switch position of the plurality of switch positions of the multiple switch 520 , the electrically conductive contact surface 512 the respective anode electrode and the respective cathode electrode. The different switch positions of the multiple switch 520 can be described by an angle phi, which indicates the position of the different sectors 610 , 620 , 630 , 640 , 650 of the connecting element 600 to the contact surfaces 512 characterized.

Durch den mechanischen Kontakt der Anzahl von unterschiedlichen Sektoren 610, 620, 630, 640, 650 der Verbindungselemente 600 mit den elektrisch leitfähigen Kontaktflächen 512 der jeweiligen Anoden-Elektrode und der jeweiligen Kathoden-Elektrode, können die jeweilige Anoden-Elektrode und die jeweilige Kathoden-Elektrode mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen miteinander verbunden werden.Due to the mechanical contact of the number of different sectors 610 , 620 , 630 , 640 , 650 the fasteners 600 with the electrically conductive contact surfaces 512 the respective anode electrode and the respective cathode electrode, the respective anode electrode and the respective cathode electrode can be connected to one another with different electrical resistances.

Die 7 zeigt eine Systemtopologie 700 zum Betreiben eines Brennstoffzellen-Stacks entsprechend zumindest einiger Aspekte der oben beschriebenen Verfahren. Der Brennstoffzellen-Stack weist eine Kathodenseite 714 mit einem kathodenseitigen Stromanschluss 718 und einer Anodenseite 712 mit einem anodenseitigen Stromanschluss 716 des Brennstoffzellen-Stacks auf. Stromaufwärts wird für die Versorgung der Kathodenseite 714 des Brennstoffzellen-Stacks Luft als Kathodengas aus der Umgebung über einen Luftfilter 721 geführt, um schädliche Partikel und insbesondere schädliche chemische Verbindungen aus der Luft zu filtern. Mittels eines Kathodengas-Kompressors 722, der mit einem Motor angetrieben wird, wird ein Kathodengas-Strom der gefilterten Luft einem Wärmetauscher und/oder Befeuchter 723 zugeführt.The 7th shows a system topology 700 for operating a fuel cell stack in accordance with at least some aspects of the methods described above. The fuel cell stack has a cathode side 714 with a cathode-side power connection 718 and an anode side 712 with an anode-side power connection 716 of the fuel cell stack. Upstream is used to supply the cathode side 714 of the fuel cell stack, air as cathode gas from the environment via an air filter 721 to filter harmful particles and especially harmful chemical compounds from the air. Using a cathode gas compressor 722 , which is driven by a motor, a cathode gas stream of the filtered air is passed to a heat exchanger and / or humidifier 723 fed.

Mittels eines steuerbaren Bypassventils 724 kann ein Überschuss im Kathodengas-Strom nach dem Kompressor 722 direkt über ein Ventil 725 an die Umgebung geleitet werden.By means of a controllable bypass valve 724 can be an excess in the cathode gas flow after the compressor 722 directly through a valve 725 to the environment.

In dem Wärmetauscher und/oder Befeuchter 723 wird die komprimierte Luft des Kathodengases mit Wasser angereichert, damit eine Membran von Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks durch die zugeführte komprimierte Luft nicht austrocknet.In the heat exchanger and / or humidifier 723 the compressed air of the cathode gas is enriched with water so that a membrane of the fuel cells of the fuel cell stack does not dry out due to the supplied compressed air.

Die mittels des Wärmetauschers und/oder Befeuchters 723 mit Wasser angereicherte Luft wird zur Kathodenseite 714 des Brennstoffzellen-Stacks geleitet.The means of the heat exchanger and / or humidifier 723 Air enriched with water becomes the cathode side 714 of the fuel cell stack.

Während des Betriebs des Brennstoffzellen-Stacks wird die Luft des Kathodengas-Stroms, der durch einen Elektroden-Raum der Kathodenseite 714 des Brennstoffzellen-Stacks geführt wird, durch die elektrokatalytische Reaktion von beispielsweise einem Brennstoff wie Wasserstoff mit einem Oxidationsmittel wie dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff, mit Produkt-Wasser angereichert.During operation of the fuel cell stack, the air of the cathode gas flows through an electrode space on the cathode side 714 of the fuel cell stack, enriched with product water by the electrocatalytic reaction of, for example, a fuel such as hydrogen with an oxidizing agent such as the oxygen contained in the air.

Stromabwärts wird der Kathodengas-Strom über ein Abluft-Ventil 725 an die Umgebung des Brennstoffzellen-Stacks abgegeben.Downstream, the cathode gas flow is via an exhaust valve 725 released to the environment of the fuel cell stack.

Für eine Kühlung 722 des Brennstoffzellen-Stacks wird ein Kühlmittel stromabwärts des Brennstoffzellen-Stacks über einen Kühler 732 geführt, um Wärme an eine Umgebung abgeben zu können. Dabei kann das Kühlmittel mittels eines Dreiwegeventils über eine Bypassleitung des Kühlers 732 geführt werden, um ohne die Kühlwirkung des Kühlers 732 eine schnellere Erwärmung des Brennstoffzellen-Stacks in einer Anlaufphase erreichen zu können. Stromaufwärts zu dem Brennstoffzellen-Stack wird das Kühlmittel mittels einer Kühlmittel-Pumpe 731 dem Brennstoffzellen-Stack zur Kühlung zugeführt. Damit ist der Kühlkreislauf geschlossen.For cooling 722 of the fuel cell stack is a coolant downstream of the fuel cell stack via a cooler 732 led to be able to give off heat to an environment. The coolant can be fed via a three-way valve via a bypass line of the cooler 732 led to without the cooling effect of the cooler 732 to be able to achieve faster heating of the fuel cell stack in a start-up phase. The coolant is conveyed upstream of the fuel cell stack by means of a coolant pump 731 fed to the fuel cell stack for cooling. The cooling circuit is thus closed.

Eine Versorgung der Anode 712 des Brennstoffzellen-Stacks mit dem Brennstoff wird stromabwärts des Brennstoffzellen-Stacks mittels eines Wasserstofftanks 741 gewährleistet, der über ein Absperrventil 742 und einen Druckregler 743 mittels einer Jet-Pumpe 744 der Anodenseite 712 des Brennstoffzellen-Stacks zugeführt wird. Ein Überschuss des Brennstoffs kann über die Zirkulationspumpe 745 von einem Ausgang der Anodenseite 712 der Jet-Pumpe 744 wieder zugeführt werden. Im Normalbetrieb kann das Gas des Anodenausgangs der Brennstoffzelle über einen Wasserabscheider 747 und einen Wasserbehälter 748 kontrolliert durch ein Drain-Ventil 749 über das Abluft-Ventil 725 an die Umgebung abgegeben werden. Das Gas des Ausgangs der Anode 712 des Brennstoffzellen-Stacks kann zur Inbetriebsetzung des Brennstoffzellen-Stacks auch über ein Purge-Ventil 746 und das Abluftventil 725 an die Umgebung des Brennstoffzellen-Stacks abgegeben werden.A supply to the anode 712 the fuel cell stack with the fuel is downstream of the fuel cell stack by means of a hydrogen tank 741 guaranteed by a shut-off valve 742 and a pressure regulator 743 by means of a jet pump 744 the anode side 712 of the fuel cell stack is supplied. An excess of the fuel can be fed through the circulation pump 745 from an exit on the anode side 712 the jet pump 744 be fed back. In normal operation, the gas from the anode outlet of the fuel cell can be passed through a water separator 747 and a water tank 748 controlled by a drain valve 749 via the exhaust air valve 725 are released into the environment. The gas from the outlet of the anode 712 of the fuel cell stack can also be used to start up the fuel cell stack via a purge valve 746 and the exhaust valve 725 are released into the environment of the fuel cell stack.

Der Fachmann erkennt, dass neben den hier dargestellten Topologien des Systems zum Betreiben eines Brennstoffzellen-Stacks die erfinderische Lehre auch mit anderen Topologien realisiert werden können. Wie beispielsweise mit Luftsystem mit mehrfacher Verdichtung oder einer anderen zur Schaltung von Pumpen und Ventilen.The person skilled in the art recognizes that in addition to the topologies of the system for operating a fuel cell stack shown here, the teaching of the invention can also be implemented with other topologies. For example with an air system with multiple compression or another for switching pumps and valves.

Claims (15)

Verfahren (200) zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stacks (514), der eine Mehrzahl von schichtartig nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist, die jeweils eine Anoden-Elektrode und eine Kathoden-Elektrode aufweisen, mit den Schritten: Schließen einer elektrischen Verbindung (S21) der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks; Einleiten eines Brennstoffs (S31) in einen Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen; Einleiten eines Oxidationsmittels (S22) in einen Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen, wobei das Einleiten in den jeweiligen Kathodenraum beginnt, bevor eine Befüllung des jeweiligen Anodenraumes abgeschlossen ist, zum Inbetriebsetzen des Brennstoffzellen-Stacks (514).Method (200) for putting a fuel cell stack (514) into operation, which has a plurality of fuel cells arranged next to one another in layers, each having an anode electrode and a cathode electrode, comprising the steps: Closing an electrical connection (S21) of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell at least a part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack; Introducing a fuel (S31) into an anode space of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells; Introducing an oxidizing agent (S22) into a cathode compartment of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells, the introduction into the respective cathode compartment beginning before filling of the respective anode compartment is completed, in order to start up the fuel cell stack (514). Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, bei dem die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514) eine Kurzschluss-Verbindung ist.Method (200) according to Claim 1 , in which the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack (514) is a short-circuit connection. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest eines Teiles der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514) geschlossen wird, bevor der Brennstoff in einen jeweiligen Anodenraum der Mehrzahl der Brennstoffzellen mit einem Brennstoff eingeleitet wird.Method (200) according to Claim 1 or 2 , in which the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack (514) is closed before the fuel is introduced into a respective anode compartment of the plurality of fuel cells with a fuel becomes. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während des Einleitens des Oxidationsmittels (S22) in den Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl der Brennstoffzellen die elektrische Verbindung der jeweiligen Brennstoffzellen-Elektroden der Mehrzahl von Brennstoffzellen eingerichtet wird.Method (200) according to one of the preceding claims, in which the electrical connection of the respective fuel cell electrodes of the plurality of fuel cells is established during the introduction of the oxidizing agent (S22) into the cathode compartment of the respective fuel cell of the plurality of fuel cells. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Wert eines Kurzschluss-Stromes durch die elektrische Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle durch eine zumindest gesteuerte Menge eines Flusses des Oxidationsmittels durch den Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen bei dem Einleiten in den jeweiligen Kathodenraum begrenzt wird.Method (200) according to one of the preceding claims, in which a value of a short-circuit current through the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell by an at least controlled amount of a flow of the oxidizing agent through the cathode compartment of the respective fuel cell Part of the majority of the fuel cells is limited when being introduced into the respective cathode compartment. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den zusätzlichen Schritten: Bestimmen einer Temperatur des Brennstoffzellen-Stacks; Öffnen der elektrischen Verbindung der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514), sofern die gemessene Temperatur des Brennstoffzellen-Stacks einen Temperatursollwert überschritten hat, um einen Normalbetrieb des Brennstoffzellen-Stacks (514) einzuleiten.Method (200) according to one of the preceding claims, with the additional steps: Determining a temperature of the fuel cell stack; Opening the electrical connection of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack (514), provided that the measured temperature of the fuel cell stack has exceeded a temperature setpoint, in order to normal operation of the fuel cell stack (514). Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einleiten eines Brennstoffs in den Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle der Mehrzahl der Brennstoffzellen die folgenden Schritte aufweist: Öffnen eines Absperrventils (742) zum Einleiten des Brennstoffs in den Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen; Öffnen eines Ausgangsventils (746, 749) zum Spülen des Anodenraums der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen mit dem Brennstoff; Schließen des Ausgangsventils (746, 749), sobald eine Konzentration des Brennstoffs in dem Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen einem festgelegten Wert entspricht.The method (200) according to any one of the preceding claims, wherein the introduction of a fuel into the anode compartment of the respective fuel cell of the plurality of fuel cells comprises the following steps: Opening a shut-off valve (742) for introducing the fuel into the anode compartment of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells; Opening an outlet valve (746, 749) for flushing the anode compartment of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells with the fuel; Closing the outlet valve (746, 749) as soon as a concentration of the fuel in the anode space of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells corresponds to a specified value. Verfahren zum Beenden eines Betriebs eines Brennstoffzellen-Stacks (514), der eine Mehrzahl von schichtartig nebeneinander angeordneten Brennstoffzellen aufweist, die jeweils eine Anoden-Elektrode und eine Kathoden-Elektrode aufweisen, mit den Schritten: Unterbrechen einer Bereitstellung von Oxidationsmittel zu einem Kathodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen, zum Beenden des Betriebs des Brennstoffzellen-Stacks (514); Unterbrechen einer Bereitstellung von Brennstoff zu einem Anodenraum der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest dem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen mit einem Brennstoff; Verbinden der jeweiligen Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle von zumindest einem Teil der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514), zum Herstellen einer elektrischen Verbindung.Method for ending an operation of a fuel cell stack (514) which has a plurality of fuel cells arranged next to one another in layers, each having an anode electrode and a cathode electrode, comprising the steps: Interrupting a supply of oxidizing agent to a cathode compartment of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells in order to end the operation of the fuel cell stack (514); Interrupting a supply of fuel to an anode compartment of the respective fuel cell of at least the part of the plurality of fuel cells with a fuel; Connecting the respective anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of at least a part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack (514) to produce an electrical connection. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514) wahlweise mittels eines Vielfachschalters (520) elektrisch verbunden werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell at least of the part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack (514) are optionally electrically connected by means of a multiple switch (520). Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Vielfachschalter (520) eine erste und zumindest eine zweite Schaltstellung aufweist, und eingerichtet ist in der ersten Schaltstellung die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514) elektrisch miteinander zu verbinden und in der zweiten Schaltstellung die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514) elektrisch gegeneinander zu isolieren.Procedure according to Claim 9 , wherein the multiple switch (520) has a first and at least one second switch position, and in the first switch position the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell at least of the part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack (514) are set up electrically to connect to one another and, in the second switching position, to electrically isolate the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell of the part of the plurality of fuel cells of the fuel cell stack (514) from one another. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei der Vielfachschalter (520) eine Mehrzahl von Schaltstellungen aufweist und eingerichtet ist, individuell für jede Brennstoffzelle zumindest des Teils des Brennstoffzellen-Stacks (514) die jeweilige Anoden-Elektrode und die jeweilige Kathoden-Elektrode, abhängig von der Schaltstellung der Mehrzahl von Schaltstellungen, elektrisch mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen miteinander zu verbinden.Procedure according to Claim 9 or 10 , wherein the multiple switch (520) has a plurality of switch positions and is set up, individually for each fuel cell of at least the part of the fuel cell stack (514) the respective anode electrode and the respective cathode electrode, depending on the switch position of the plurality of switch positions to connect electrically to each other with different electrical resistances. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Anoden-Elektrode und die Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche (512) aufweisen und der Vielfachschalter (520) eingerichtet ist, mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungselementen (600) mechanisch die jeweiligen elektrisch leitfähigen Kontaktflächen (512) zu kontaktieren, um die Anoden-Elektrode mit der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Brennstoffzellen des Brennstoffzellen-Stacks (514) elektrisch zu verbinden.Method according to one of the Claims 9 to 11 , wherein the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell at least of the part of the plurality of fuel cells have an electrically conductive contact surface (512) and the multiple switch (520) is set up with a plurality of electrically conductive connecting elements (600) mechanically to contact respective electrically conductive contact surfaces (512) in order to electrically connect the anode electrode to the cathode electrode of the respective fuel cell at least of the part of the fuel cells of the fuel cell stack (514). Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Vielzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungselementen (600) des Vielfachschalters (514) jeweils eine Anzahl von unterschiedlichen Sektoren (610, 620, 630, 640, 650) aufweisen, wobei die unterschiedlichen Sektoren (610, 620, 630, 640, 650), abhängig von der Schalterstellung der Mehrzahl von Schalterstellungen des Vielfachschalters (514), die elektrisch leitfähige Kontaktfläche (512) der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen mechanisch kontaktieren, und die Anzahl von unterschiedlichen Sektoren (610, 620, 630, 640, 650) eingerichtet sind, die elektrisch leitfähige Kontaktfläche (512) der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode der jeweiligen Brennstoffzelle zumindest des Teils der Mehrzahl der Brennstoffzellen elektrisch mit unterschiedlichen elektrischen Widerständen miteinander zu verbinden.Procedure according to Claim 12 , wherein the plurality of electrically conductive Connecting elements (600) of the multiple switch (514) each have a number of different sectors (610, 620, 630, 640, 650), the different sectors (610, 620, 630, 640, 650) depending on the switch position of the plurality of switch positions of the multiple switch (514), the electrically conductive contact surface (512) of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell mechanically contact at least the part of the plurality of fuel cells, and the number of different sectors (610, 620, 630, 640, 650) are set up to electrically connect the electrically conductive contact surface (512) of the anode electrode and the cathode electrode of the respective fuel cell to at least the part of the plurality of fuel cells with different electrical resistances. Mobile Plattform, die einen Brennstoffzellen-Stack (514) und einen Mehrfachschalter (520) aufweist und eingerichtet ist ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.Mobile platform which has a fuel cell stack (514) and a multiple switch (520) and is set up to carry out a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.Computer program, comprising instructions which cause the computer program to be executed by a computer, the method according to one of the Claims 1 to 13th to execute.
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