DE102020106087A1 - Method for parking a fuel cell device, fuel cell device and motor vehicle assigned to a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen einer einem Kraftfahrzeug zugeordneten Brennstoffzellenvorrichtung (1) mit einem in einem Kühlmittelkreislauf (4) eingebundenen Hauptkühlmittelkühler (3), umfassend die Schritte:a) Prädiktive Bestimmung einer Fahrdauer bis zum Fahrtende (Y),b) Bei Erreichen einer vorgegebenen oder vorgebbaren Rest-Fahrdauer (11) Schließen eines Ventils (8) zum Bereitstellen eines einem Bypass (9) zum Kühlmittelkreislauf (4) zugeordneten Kühlmittelreservoirs, dem ein Zusatzkühlmittelkühler (10) zugeordnet ist,c) Abkühlen des im Kühlmittelreservoirs befindlichen Kühlmittels durch den Zusatzkühlmittelkühler (10) während der Rest-Fahrdauer (11),d) Bei Fahrtende (Y) Abstellen der Brennstoffzellenvorrichtung (1) und Öffnen des Ventils (8) zur Einbringung des Kühlmittels aus dem Kühlmittelreservoir (4) in den Kühlmittelkreislauf zur Kondensation der Feuchte in einer Brennstoffzelle,e) Austragen des Flüssigwassers aus der Brennstoffzelle. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzellenvorrichtung (1) sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzellenvorrichtung (1).The invention relates to a method for switching off a fuel cell device (1) assigned to a motor vehicle with a main coolant cooler (3) integrated in a coolant circuit (4), comprising the steps: a) Predictive determination of a driving time until the end of the journey (Y), b) When it is reached a predetermined or predeterminable remaining driving time (11) closing a valve (8) to provide a coolant reservoir assigned to a bypass (9) to the coolant circuit (4), to which an additional coolant cooler (10) is assigned, c) cooling the coolant in the coolant reservoir by the additional coolant cooler (10) during the remaining driving time (11), d) At the end of the journey (Y) the fuel cell device (1) is switched off and the valve (8) is opened to introduce the coolant from the coolant reservoir (4) into the coolant circuit for condensation of the Humidity in a fuel cell, e) discharging the liquid water from the fuel cell. The invention also relates to a fuel cell device (1) and a motor vehicle with a fuel cell device (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstellen einer einem Kraftfahrzeug zugeordneten Brennstoffzellenvorrichtung mit einem in einem Kühlmittelkreislauf eingebundenen Hauptkühlmittelkühler, umfassend die Schritte:
- a) Prädiktive Bestimmung einer Fahrdauer bis zum Fahrtende,
- b) Bei Erreichen einer vorgegebenen oder vorgebbaren Rest-Fahrdauer Schließen eines Ventils zum Bereitstellen eines einem Bypass zum Kühlmittelkreislauf zugeordneten Kühlmittelreservoirs, dem ein Zusatzkühlmittelkühler zugeordnet ist,
- c) Abkühlen des im Kühlmittelreservoirs befindlichen Kühlmittels durch den Zusatzkühlmittelkühler während der Rest-Fahrdauer,
- d) Bei Fahrtende Abstellen der Brennstoffzellenvorrichtung und Öffnen des Ventils zur Einbringung des Kühlmittels aus dem Kühlmittelreservoir in den Kühlmittelkreislauf zur Kondensation der Feuchte in einer Brennstoff-zelle,
- e) Austragen des Flüssigwassers aus der Brennstoffzelle.
- a) Predictive determination of a driving time until the end of the journey,
- b) When a predetermined or predeterminable remaining driving time is reached, a valve is closed to provide a coolant reservoir assigned to a bypass to the coolant circuit, to which an additional coolant cooler is assigned,
- c) Cooling of the coolant in the coolant reservoir by the additional coolant cooler during the remaining driving time,
- d) At the end of the journey, the fuel cell device is switched off and the valve is opened to introduce the coolant from the coolant reservoir into the coolant circuit to condense the moisture in a fuel cell,
- e) Discharge of the liquid water from the fuel cell.
Brennstoffzellen werden für die Erzeugung elektrischer Energie aus einer elektrochemischen Reaktion eingesetzt, bei der Wasserstoff kontrolliert mit Sauerstoff reagiert. Dafür weisen Brennstoffzellen einen komplexen Aufbau auf mit einer Membranelektrodenanordnung, auf deren einer Seite die Anode und auf deren anderer Seite die Kathode ausgebildet ist, wobei die Elektroden über Bipolarplatten mit den erforderlichen Reaktanten versorgt werden, wozu in dem Plattenkörper der Bipolarplatten Strömungskanäle ausgebildet sind. Um die in der Brennstoffzelle entstehende Wärme abführen zu können, verfügen die Bipolarplatten weiterhin über Leitungen für ein Kühlmittel, das mittels einer Kühlmittelpumpe durch die Brennstoffzelle und einen Hauptkühlmittelkühler gepumpt wird, insbesondere wenn für einen erhöhten Leistungsbedarf, wie er bei der Verwendung von Brennstoffzellenvorrichtungen in einem Kraftfahrzeug üblich ist, mehrere Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel zusammen gefasst sind.Fuel cells are used to generate electrical energy from an electrochemical reaction in which hydrogen reacts with oxygen in a controlled manner. For this purpose, fuel cells have a complex structure with a membrane electrode arrangement, on one side of which the anode is formed and on the other side of which the cathode is formed, the electrodes being supplied with the necessary reactants via bipolar plates, for which purpose flow channels are formed in the plate body of the bipolar plates. In order to be able to dissipate the heat generated in the fuel cell, the bipolar plates also have lines for a coolant, which is pumped through the fuel cell and a main coolant cooler by means of a coolant pump, especially if for an increased power requirement, as is the case when fuel cell devices are used in one Motor vehicle is common, several fuel cells are combined to form a fuel cell stack.
Um eine Ionenleitfähigkeit für Wasserstoffprotonen durch die Membran der Membranelektrodenanordnung zu gewährleisten, ist das Vorhandensein von Wassermolekülen in der Membran erforderlich. Deshalb wird der Brennstoff und/oder das Kathodengas befeuchtet, bevor sie dem Brennstoffzellenstapel zugeführt werden, um eine Feuchtigkeitssättigung der Membran herbeizuführen. Problematisch ist es, wenn bei einem Start des Brennstoffzellensystems Frostbedingungen vorliegen, also Bedingungen, bei denen Wasser gefriert. Dies kann dazu führen, dass die erforderlichen Strömungskanäle für die Reaktantengase und das Produktwasser durch Eis blockiert sind. Um diesem Zustand vorzubeugen, ist es bekannt, beim Abstellen des Brennstoffzellensystems den Brennstoffzellenstapel zu trocknen, also das Flüssigwasser auszutreiben, wozu bei Bedarf durch einen Verdichter länger Kathodengas über die Kathodenzuluftleitung in die Kathodenräume eingebracht wird. Nachteilig ist dabei, dass die Reduktion von Flüssigwasser bzw. relativer Feuchte innerhalb des Brennstoffzellenstapels nur langsam erfolgt und damit die Prozedur zum vollständigen Abstellen der Brennstoffzellenvorrichtung sehr lange dauern kann, insbesondere wenn dampfförmiges Wasser nur verzögert kondensiert.In order to ensure ionic conductivity for hydrogen protons through the membrane of the membrane electrode arrangement, the presence of water molecules in the membrane is necessary. The fuel and / or the cathode gas is therefore humidified before they are fed to the fuel cell stack in order to bring about a moisture saturation of the membrane. It is problematic if, when the fuel cell system is started, there are frost conditions, that is to say conditions in which water freezes. This can result in the necessary flow channels for the reactant gases and product water being blocked by ice. In order to prevent this condition, it is known to dry the fuel cell stack when the fuel cell system is switched off, i.e. to drive out the liquid water, for which purpose cathode gas is introduced into the cathode chambers for a longer period of time by a compressor via the cathode air supply line. The disadvantage here is that the reduction of liquid water or relative humidity within the fuel cell stack takes place only slowly and thus the procedure for completely shutting down the fuel cell device can take a very long time, especially if vaporous water only condenses with a delay.
In der
Die
In der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem das Trocknen einer Brennstoffzelle der Brennstoffzellenvorrichtung nach deren Abschalten verkürzt werden kann. Aufgabe ist weiterhin, eine verbesserte Brennstoffzellenvorrichtung und ein verbessertes Kraftfahrzeug bereit zu stellen.The object of the present invention is to provide a method with which the drying of a fuel cell of the fuel cell device can be shortened after it has been switched off. A further object is to provide an improved fuel cell device and an improved motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Brennstoffzellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method with the features of
Das eingangs geschilderte Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass während des Normalbetriebes der Brennstoffzellenvorrichtung der Kühlmittelkreislauf vollständig durchströmt wird, einschließlich des Bypasses, der über das geöffnete Ventil in die Durchströmung einbezogen ist. Ist nun erkennbar, dass durch Annäherung an das Fahrziel die restliche Fahrtdauer begrenzt ist und insbesondere eine Rest-Fahrdauer unterschreitet, wird das Ventil geschlossen und dadurch das im Bypass befindliche Kühlmittel als Kühlmittelreservoir von der Strömung in dem Kühlmittelkreislauf getrennt. Diese Kühlmittel wird dann durch den Zusatzkühlmittelkühler gekühlt, so dass nach dem Fahrtende und dem Öffnen des Ventils die Temperatur in dem Kühlmittelkreislauf schlagartig gesenkt werden kann und die Kondensation einsetzt, so dass das Flüssigwasser aus der Brennstoffzelle ausgetragen werden kann. Es liegen damit definierte Bedingungen für einen Neustart der Brennstoffzellenvorrichtung vor, die insbesondere bei einem Froststart die Probleme mit Verblockungen der Strömungskanäle vermeidet.The method described at the beginning is characterized in that, during normal operation of the fuel cell device, the coolant circuit is completely flowed through, including the bypass, which is included in the flow via the open valve. If it can now be seen that the remaining journey time is limited by approaching the destination and in particular falls short of a remaining journey time, the valve is closed and the coolant in the bypass is thereby separated as a coolant reservoir from the flow in the coolant circuit. This coolant is then cooled by the additional coolant cooler, so that after the end of the journey and the opening of the valve, the temperature in the coolant circuit can be suddenly reduced and condensation begins so that the liquid water can be discharged from the fuel cell. There are thus defined conditions for a restart of the fuel cell device, which avoid the problems with blockages of the flow channels, in particular in the case of a frost start.
Die Vorteile des Verfahrens zeigen sich damit insbesondere bei einem drohenden Froststart, so dass auch die Möglichkeit besteht, dass vor dem Schritt a), also vor der prädiktiven Bestimmung der Fahrdauer bis zum Fahrtende, eine prädiktive Bestimmung erfolgt, dass bei einem nachfolgenden Neustart die Möglichkeit eines Froststartes gegeben ist. Damit kann die Durchführung des Verfahrens und der damit verbundene Aufwand und Energieeinsatz eingespart werden, wenn kein Froststart droht. Die prädiktive Bestimmung kann dabei durch die Auswertung der Jahreszeit, einer Wettervorhersage, einer Höhen- oder Ortsangabe oder aktiv durch eine Nutzereingabe erfolgen.The advantages of the method are particularly evident in the event of an impending start of frost, so that there is also the possibility that before step a), i.e. before the predictive determination of the driving time until the end of the journey, a predictive determination is made that the possibility of a subsequent restart is made a frost start is given. In this way, the implementation of the method and the associated effort and energy use can be saved if there is no threat of a frost start. The predictive determination can take place by evaluating the season, a weather forecast, an altitude or location information or actively by a user input.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn im Schritt d), also beim Abstellen der Brennstoffzellenvorrichtung und beim Öffnen des Ventils des Bypasses, mit dem Öffnen des Ventils eine dem Kühlmittelkreislauf zugeordnete Kühlmittelpumpe mit einer erhöhten Leistung betrieben wird. Das Öffnen des Ventils bewirkt die erneute Einbindung des im Kühlmittelreservoirs zurück gehaltenen Kühlmittels in den Kühlmittelkreislauf, der dann insgesamt mit einem erhöhten Volumen betrieben wird. Um das abgekühlte Kühlmittel aus dem Kühlmittelreservoir des Bypasses schnell in die Brennstoffzelle fördern zu können und die Kondensation zu initiieren, wird die Kühlmittelpumpe mit der erhöhten Leistung betrieben, wobei die dafür vorgesehenen Zeitdauer kurz bemessen sein kann aus einem Intervall zwischen 3 und 12 Sekunden.It is also advantageous if in step d), that is, when the fuel cell device is switched off and the valve of the bypass is opened, a coolant pump assigned to the coolant circuit is operated with increased power when the valve is opened. Opening the valve causes the coolant retained in the coolant reservoir to be reintegrated into the coolant circuit, which is then operated overall with an increased volume. In order to be able to deliver the cooled coolant from the coolant reservoir of the bypass quickly into the fuel cell and to initiate the condensation, the coolant pump is operated with the increased power, whereby the time provided for this can be short from an interval between 3 and 12 seconds.
Das Austragen des Kondensats wird begünstigt und die dafür erforderliche Zeitdauer verkürzt, wenn für den Schritt e), also dem Austragen des Flüssigwassers, ein einer Kathodenzuluftleitung zugeordneter Verdichter genutzt wird.The discharge of the condensate is promoted and the time required for this is shortened if a compressor assigned to a cathode air supply line is used for step e), that is to say the discharge of the liquid water.
Vorteilhaft ist auch, wenn ein stromab der Brennstoffzelle dem Kühlmittelkreislauf zugeordneter Temperatursensor genutzt wird, um das Durchströmen des dem Kühlmittelreservoir entstammenden Kühlmittels zu detektieren. Der Temperatursensor liefert damit nützliche Informationen, wann das Kühlmittel aus dem Bypass die Brennstoffzelle erreicht und durchströmt hat, wobei diese Information für das Schalten der Kühlmittelpumpe und des Verdichters genutzt werden kann.It is also advantageous if a temperature sensor assigned to the coolant circuit downstream of the fuel cell is used in order to detect the flow of the coolant originating from the coolant reservoir. The temperature sensor thus provides useful information as to when the coolant from the bypass has reached the fuel cell and has flowed through it, whereby this information can be used to switch the coolant pump and the compressor.
Bevorzugt ist es, wenn die Rest-Fahrdauer so bestimmt ist, dass die Temperatur in dem Kühlmittelreservoir bis auf die Umgebungstemperatur abgesenkt werden kann, also zumindest die Option besteht, dass ohne unvorhergesehene Einflüsse auf die Fahrtdauer die Umgebungstemperatur erreicht wird durch das Durchströmen des Zusatzkühlmittelkühlers mit dem Fahrtwind. Es wird also keine Energie für eine aktive Kühlung benötigt.It is preferred if the remaining driving time is determined in such a way that the temperature in the coolant reservoir can be reduced to the ambient temperature, i.e. at least the option exists that the ambient temperature is reached without unforeseen influences on the driving time by flowing through the additional coolant cooler the wind. So no energy is required for active cooling.
Die Genauigkeit bei der Bestimmung der Rest-Fahrdauer steigt, wenn die Daten eines Navigationssystems genutzt werden, um die Fahrtdauer bis zum Fahrtende sowie die zu erwartende Geschwindigkeit und/oder die zu erwartende Leistungsanforderung zu bestimmen und daraus die Rest-Fahrdauer abzuleiten. Die Leistungsanforderung beeinflusst dabei die Erwärmung des Kühlmittels, während die Geschwindigkeit über den Fahrtwind das Kühlungspotential beeinflusst.The accuracy in determining the remaining driving time increases if the data from a navigation system is used to determine the driving time to the end of the journey as well as the expected speed and / or the expected power requirement and to derive the remaining driving time from this. The power requirement influences the heating of the coolant, while the speed via the airstream influences the cooling potential.
Um auch bei kurzen Fahrstrecken das Verfahren nutzen zu können, also die Rest-Fahrdauer zu begrenzen, besteht die Möglichkeit, dass ein Lüfter zur Abkühlung des Kühlmittels in dem Kühlmittelreservoir genutzt wird.In order to be able to use the method even on short journeys, that is to say to limit the remaining travel time, there is the option of using a fan to cool the coolant in the coolant reservoir.
Die vorstehend genannten Vorteile und Wirkungen gelten sinngemäß auch bei einer Brennstoffzellenvorrichtung mit einem mindestens eine Brennstoffzelle aufweisenden Brennstoffzellenstapel, der in einen Kühlmittelkreislauf mit einem Hauptkühlmittelkühler eingebunden ist, wobei dem Kühlmittelkreislauf durch ein Ventil ein Bypass zu einem Kühlmittelreservoirs zuschaltbar ist, dem ein Zusatzkühlmittelkühler zugeordnet ist, insbesondere wenn einem Kraftfahrzeug die Brennstoffzellenvorrichtung zugeordnet ist, da dann bestimmungsgemäß für die Brennstoffzellenvorrichtung ein häufiger Ortswechsel vorgesehen ist mit der Möglichkeit, dass die Brennstoffzellenvorrichtung in dem Kraftfahrzeug an Orten abgestellt wird, bei denen die Möglichkeit von Froststartbedingungen bei einer erneuten Fahrtaufnahme gegeben sind.The above-mentioned advantages and effects also apply mutatis mutandis to a fuel cell device with a fuel cell stack having at least one fuel cell, which is integrated into a coolant circuit with a main coolant cooler, a bypass to a coolant reservoir being connected to the coolant circuit through a valve, to which an additional coolant cooler is assigned, in particular if the fuel cell device is assigned to a motor vehicle, since then, as intended, a frequent change of location is provided for the fuel cell device with the possibility that the fuel cell device is parked in the motor vehicle in places where there is the possibility of frost start conditions when starting again.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave. Thus, embodiments are also to be regarded as encompassed and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, but which emerge and can be generated from the explained embodiments by means of separate combinations of features.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Brennstoffzellenvorrichtung mit einem zu einem Kühlmittelreservoir führenden Bypass in einem Kühlmittelkreislauf, -
2 die zeitabhängige Darstellung des Temperaturverlaufs in dem Bypass nach dessen Füllen, und -
3 die zeitabhängige Darstellung des Temperaturverlaufs (unterer Graph) in dem Kühlmittelkreislauf nach dem Brennstoffzellenstapel (dünne Linie) und nach dem Hauptkühlmittelkühler (dicke Linie) sowie die zeitabhängige Darstellung des Volumenstromes (oberer Graph) in dem Kühlmittelkreislauf.
-
1 a schematic representation of a fuel cell device with a bypass leading to a coolant reservoir in a coolant circuit, -
2 the time-dependent representation of the temperature profile in the bypass after it has been filled, and -
3 the time-dependent representation of the temperature profile (lower graph) in the coolant circuit after the fuel cell stack (thin line) and after the main coolant cooler (thick line) as well as the time-dependent representation of the volume flow (upper graph) in the coolant circuit.
In der
Jede der Brennstoffzellen umfasst eine Anode, eine Kathode sowie eine die Anode von der Kathode trennende, protonenleitfähige Membran. Die Membran ist aus einem lonomer, vorzugsweise einem sulfonierten Tetrafluorethylen-Polymer (PTFE) oder einem Polymer der perfluorierten Sulfonsäure (PFSA) gebildet. Alternativ kann die Membran als eine Hydrocarbon-Membran gebildet sein.Each of the fuel cells comprises an anode, a cathode and a proton-conductive membrane separating the anode from the cathode. The membrane is formed from an ionomer, preferably a sulfonated tetrafluoroethylene polymer (PTFE) or a polymer of perfluorinated sulfonic acid (PFSA). Alternatively, the membrane can be formed as a hydrocarbon membrane.
Über einen Anodenraum kann der Anode Brennstoff (z.B. Wasserstoff) zugeführt werden. In einer Polymerelektrolytmembranbrennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle) werden an der Anode Brennstoff oder Brennstoffmoleküle in Protonen und Elektronen aufgespaltet. Die Membran lässt die Protonen hindurch, ist aber undurchlässig für die Elektronen. An der Anode erfolgt beispielsweise die Reaktion: 2H2 → 4H+ + 4e- (Oxidation/Elektronenabgabe). Während die Protonen durch die Membran zur Kathode hindurchtreten, werden die Elektronen über einen externen Stromkreis an die Kathode oder an einen Energiespeicher geleitet.The anode can be supplied with fuel (eg hydrogen) via an anode compartment. In a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM fuel cell), fuel or fuel molecules are split into protons and electrons at the anode. The membrane lets the protons through, but is impermeable to the electrons. For example, the reaction takes place at the anode: 2H 2 → 4H + + 4e - (oxidation / electron donation). While the protons pass through the membrane to the cathode, the electrons are conducted to the cathode or to an energy store via an external circuit.
Über einen Kathodenraum kann der Kathode das Kathodengas (z.B. Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltene Luft) zugeführt werden, so dass kathodenseitig die folgende Reaktion stattfindet: O2+4H++4e- →2H2O (Reduktion/Elektronenaufnahme). Da in dem Brennstoffzellenstapel
Um eine Ionenleitfähigkeit für Wasserstoffprotonen durch die Membran zu gewährleisten, ist das Vorhandensein von Wassermolekülen in der Membran erforderlich. Deshalb wird der Brennstoff und/oder das Kathodengas befeuchtet, bevor sie der Brennstoffzelle zugeführt werden, um eine Feuchtigkeitssättigung der Membran herbeizuführen. Außerdem wird die Brennstoffzelle im Betrieb warm, so dass eine Kühlung der Brennstoffzelle erforderlich ist. Dazu ist ein Kühlmittelkreislauf
Aufgrund des in dem Brennstoffzellenstapels
- Prädiktive Bestimmung einer Fahrdauer bis zum Fahrtende
Y , so dass erkennbar ist, wann eine vorgegebene oder vorgebbare Rest-Fahrdauer 11 erreicht ist (Schnitt a)). Dann erfolgt das Schließen eines Ventils8 zum Bereitstellen eines einemBypass 9 zum Kühlmittelkreislauf4 zugeordneten Kühlmittelreservoirs, demmindestens ein Zusatzkühlmittelkühler 10 zugeordnet ist. Das im Kühlmittelreservoir befindliche Kühlmittel ist durchdas geschlossene Ventil 8 nicht mehr in den Kühlmittelkreislauf4 einbezogen, durchströmt also nichtmehr den Brennstoffzellenstapel 2 und wird dadurch nicht mehr mit Wärme beladen, so dass dessen Temperatur gegenüber dem restlichen Kühlmittel absinkt. Dies wird noch gefördert und beschleunigt durch den mindestens einenZusatzkühlmittelkühler 10 indem Bypass 9 , der ein Abkühlen des im Kühlmittelreservoirs befindlichen Kühlmittels durch dieZusatzkühlmittelkühler 10 bewirkt während der Rest-Fahrdauer 11 .
- Predictive determination of a driving time until the end of the journey
Y so that it can be seen when a given or predefinable remaining drivingtime 11 is reached (section a)). Then a valve closes8th to provide abypass 9 to the coolant circuit4th associated coolant reservoir, the at least oneadditional coolant cooler 10 assigned. The coolant in the coolant reservoir is through the closed valve8th no longer in the coolant circuit4th included, so no longer flows through thefuel cell stack 2 and is no longer loaded with heat, so that its temperature drops compared to the rest of the coolant. This is further promoted and accelerated by the at least oneadditional coolant cooler 10 in thebypass 9 , the cooling of the coolant located in the coolant reservoir by theadditional coolant cooler 10 causes during the remainingdriving time 11 .
Die Rest Fahrdauer
Bei Fahrtende
Sobald die Feuchte kondensiert ist, kann diese vereinfacht als Flüssigwasser aus der Brennstoffzelle beziehungsweise dem gesamten Brennstoffzellenstapel
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nutzt dabei für eine Feinsteuerung vor dem Schritt a) eine prädiktive Bestimmung, ob bei einem nachfolgenden Neustart die Möglichkeit eines Froststartes gegeben ist, also das Verfahren nur bedarfsgerichtet durchgeführt wird. Auch besteht die Möglichkeit, dass die Daten eines Navigationssystems genutzt werden, um die Fahrtdauer bis zum Fahrtende
Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Brennstoffzellenvorrichtung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BrennstoffzellenvorrichtungFuel cell device
- 22
- BrennstoffzellenstapelFuel cell stack
- 33
- HauptkühlmittelkühlerMain coolant cooler
- 44th
- KühlmittelkreislaufCoolant circuit
- 55
- KühlmittelpumpeCoolant pump
- 66th
- Thermostatthermostat
- 77th
- TemperatursensorTemperature sensor
- 88th
- VentilsValve
- 99
- Bypassbypass
- 1010
- ZusatzkühlmittelkühlerAuxiliary coolant cooler
- 1111
- Rest-FahrdauerRemaining driving time
- T1T1
- Temperatur Kühlmittel im BypassCoolant temperature in the bypass
- T2T2
- UmgebungstemperaturAmbient temperature
- YY
- FahrendeTravelers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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