DE102020214316A1 - Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem - Google Patents

Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, umfassend einen ersten Förderpfad (F1) für den Treibstoff mit einer ersten Fördereinrichtung (FE1); einen zweiten Förderpfad (F2) für den Treibstoff mit einer zweiten Fördereinrichtung (FE2); einen Mündungsbereich (MB), in welchem der erste Förderpfad (F1) und der zweite Förderpfad (F2) ineinander münden; und - eine gemeinsame Ausgangsöffnung (AO) für den Treibstoff, welche an den Mündungsbereich (MB) anschließt und durch welche der Treibstoff an eine Brennstoffzelle abgebbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem.
  • Stand der Technik
  • Üblicherweise kann bei Brennstoffzellensystemen der Treibstoff, etwa Wasserstoff, für einen Anodenkreis der Brennstoffzelle bereitgestellt werden. Der Anodenkreis ist dabei dazu ausgelegt, die Anodenseite der Brennstoffzelle oder des Brennstoffzellenstapels mit einem ersten Gas zu versorgen, durch welches dann eine Reaktion an der Brennstoffzelle erfolgen kann.
  • Es ist dabei möglich, frischen Treibstoff (Wasserstoff) von einem Tank zu beziehen und diesen über ein Dosierventil dem System zuzuführen. Andererseits kann der Wasserstoff auch über eine Saugstrahlpumpe und/oder ein Rezirkulationsgebläse im Kreis gefördert werden. Die Saugstrahlpumpe kann dabei einen oberen Lastbereich abdecken und das Rezirkulationsgebläse einen unteren Lastbereich. Eine Kombination von Kreiszirkulation und frischer Zufuhr kann möglich sein, die beiden Fördermethoden sich jedoch auch beeinflussen, da diese üblicherweise in Reihe zueinander (geschaltet) betrieben werden.
  • In der DE 112006003013 B4 wird ein Tank mit einer Armatur und einem Ventil beschrieben, wobei das Ventil in der Armatur befestigt ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, ein Brennstoffzellensystem nach Anspruch 10, und ein Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11.
  • Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem anzugeben, wobei ein Parallelbetrieb einer Zirkulationsförderung des Treibstoffs und einer Förderung des Treibstoffs von einem Tank betreibbar ist und ein gegenseitiges Beeinflussen der direkten Förderung und der Zirkulationsförderung durch den Parallelbetrieb verringerbar ist.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem einen ersten Förderpfad für den Treibstoff mit einer ersten Fördereinrichtung; einen zweiten Förderpfad für den Treibstoff mit einer zweiten Fördereinrichtung; einen Mündungsbereich, in welchem der erste Förderpfad und der zweite Förderpfad ineinander münden; und eine gemeinsame Ausgangsöffnung für den Treibstoff, welche an den Mündungsbereich anschließt und durch welche der Treibstoff an eine Brennstoffzelle abgebbar ist.
  • Der Treibstoff kann beispielsweise gasförmig sein, wobei auch das Fördern eines flüssigen Treibstoffs möglich ist. Der erste Förderpfad und/oder der zweite Förderpfad können jeweils oder beide ein Rohr oder einen Schlauch umfassen, welcher in ein Endstück münden kann, welches den Mündungsbereich und die Ausgangsöffnung umfassen kann.
  • Der Wortlaut „Treibstoff“ kann hier allgemein als ein Mittel oder eine Komponente eines Stoffs zum Antreiben einer Brennstoffzelle verstanden werden, etwa für eine Anodenseite einer Brennstoffzelle. Es ist dabei allerdings auch möglich, das gleiche System an eine Kathodenseite der Brennstoffzelle auszurichten. Die Brennstoffzelle kann dabei eine einzelne Brennstoffzelle oder ein Brennstoffzellenstapel sein.
  • Die Aktion des Förderns kann dabei unterschiedliche Verfahren umfassen, beispielsweise ein Pumpen oder eine Saugstrahlförderung. Zwei parallel geführte Förderpfade können dabei durch die jeweiligen Fördereinrichtungen und je nach Vorgabe in unterschiedlichen Betriebsmodi, etwa abhängig von der Leistung der Brennstoffzelle und der nötigen Förderung von frischen und/oder rezirkulierten Treibstoff, betrieben werden, vorteilhaft parallel angesteuert und erst in dem Mündungsbereich zusammengeführt werden. Der Mündungsbereich kann sich dabei unmittelbar vor der Ausgangsöffnung befinden. Durch eine derartige Anordnung kann eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Fördereinrichtung und Förderpfade verringert oder sogar vermieden werden, was eine Flexibilität und Effektivität der Treibstofffördereinrichtung und letztlich auch der Brennstoffzelle verbessern kann, da der Treibstoff aus dem gerade bevorzugten Förderpfad flexibler angefordert werden kann und zielgerichteter zwischen den Treibstoffen aus den Förderpfaden gewählt werden kann.
  • Der erste Förderpfad und/oder der zweite Förderpfad und deren Komponenten können jeweils als Module ausgeformt sein.
  • Die Treibstofffördereinrichtung kann beispielsweise für alle Brennstoffzellensysteme mit Wasserstoffdosierventil und Rezirkulation oder auch für andere Treibstoff arten für Brennstoffzellensysteme zum Einsatz kommen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst die erste Fördereinrichtung ein Dosierventil und/oder eine Saugstrahlpumpe.
  • Der Treibstoff, vorteilhaft Wasserstoff, kann über das Dosierventil, beispielsweise über ein Wasserstoffdosierventil, zum ersten Förderpfad zugeführt werden, von einem externen Tank und/oder von einer Rezirkulation von der Brennstoffzelle. Über das Dosierventil und die Saugstrahlpumpe kann der Treibstoff in einem hohem Lasten- und/oder Leistungsbereich der Brennstoffzelle dieser zugeführt werden, da durch den ersten Förderpfad mit der Saugstrahlpumpe ein ausreichend hoher Volumensfluss des Treibstoffs erzielt werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung ist der erste Förderpfad mit einem externen Treibstofftank verbindbar.
  • Der erste Förderpfad kann so den Treibstoff von dem externen Treibstofftank an die Brennstoffzelle und somit an das Brennstoffzellensystem fördern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst die zweite Fördereinrichtung eine Rezirkulationspumpe.
  • Zur Förderung in einem Kreislauf kann von der Brennstoffzelle und zu dieser zurück, der zweite Förderpfad den Treibstoff zirkulieren, vorteilhaft in einem geringen Lasten- und/oder Leistungsbereich allein oder in Unterstützung zum ersten Förderpfad.
  • Die Rezirkulationspumpe kann ein Rezirkulationsgebläse umfassen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung ist der zweite Förderpfad mit einer Brennstoffzelle als ein Kreislauf für den Treibstoff verbindbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung ist diese dazu eingerichtet, flüssigen oder gasförmigen Wasserstoff als Treibstoff zu fördern.
  • Entsprechend können die Pumpen, Leitungen, Dichtungen und Ventile an den Förderpfaden ausgelegt sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst der Mündungsbereich ein Flatterventil, mit welchem im Mündungsbereich der erste Förderpfad und/oder der zweite Förderpfad durch einen in dem entsprechend anderen Förderpfad anliegenden Druck zumindest teilweise verschließbar ist.
  • Das Flatterventil kann eine Klappe umfassen, welche einen Ausgang des ersten Förderpfades und/oder des zweiten Förderpfades in den Mündungsbereich zumindest teilweise oder ganz verschließen kann und einen Austritt des Treibstoffs aus diesem Förderpfad unterbrechen kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst das Flatterventil eine Feder, mit welcher das Flatterventil in einer Ruheposition vorspannbar ist, unter welcher der erste Förderpfad oder der zweite Förderpfad geschlossen ist.
  • Die Ruheposition kann dabei derart gewählt sein, dass in der Ruheposition keine Gegenkraft auf das Flatterventil einwirkt und das Flatterventil durch die Feder derart gehalten werden kann, dass das Flatterventil entweder einen der Förderpfade ganz oder nur teilweise verschließt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung ist der erste Förderpfad dazu eingerichtet, in einem oberen Lastbereich des Brennstoffzellensystems betrieben zu werden und der zweite Förderpfad dazu eingerichtet, in einem unteren Lastbereich des Brennstoffzellensystems betrieben zu werden, wobei der untere Lastbereich und der obere Lastbereich vollständig verschieden sind oder einen Überschneidungswertebereich aufweisen, wobei der erste Förderpfad und/oder der zweite Förderpfad parallel zueinander betreibbar sind.
  • Der erste Förderpfad kann in einem oberen Lastbereich betrieben werden und der zweite Förderpfad kann in einem unteren Lastbereich betrieben werden.
  • Die Lastbereiche kann man bei 50% der Last (Leistungsbetrieb) an der Brennstoffzelle trennen, mit anderen Worten kann unterhalb von 50 % ein unterer Lastbereich und ab/über 50 % ein oberer Lastbereich gemeint sein. In bisherigen Treibstofffördereinrichtungen können die beiden Fördereinheiten in Reihe geschaltet sein, wobei dann ein Übergang der Lastenbereiche (Betrieb unter dem jeweiligen Lastbereich) fließend sein kann.
  • Der Überschneidungswertebereich kann dann vorhanden sein, wenn die Brennstoffzelle und die Treibstofffördereinrichtung in einer Teillast betrieben werden.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Brennstoffzellensystem eine Brennstoffzelle und eine erfindungsgemäße Treibstofffördereinrichtung.
  • Erfindungsgemäß erfolgt bei einem Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs und Verbinden der Treibstofffördereinrichtung mit einer Brennstoffzelle; ein Erkennen einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von einem Treibstofftank und/oder von der Brennstoffzelle und danach Fördern des Treibstoffs zu der Brennstoffzelle mittels des ersten Förderpfads mit einer ersten Fördereinrichtung; und/oder ein Erkennen einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von der Brennstoffzelle in einem Kreislauf und danach Fördern des Treibstoffs in dem Kreislauf mittels des zweiten Förderpfads mit einer zweiten Fördereinrichtung; und ein Abgeben des Treibstoffs über eine gemeinsame Ausgangsöffnung für den Treibstoff, welche an den Mündungsbereich anschließt und durch welche der Treibstoff an die Brennstoffzelle abgegeben wird.
  • Das Erkennen der Notwendigkeit kann über Sensoren oder Kenntnis über die Betriebsart der Brennstoffzelle erfolgen, etwa aus einem Rückschluss über den gegenwärtig betriebenen Leistungsbereich / Lastenbereich der Brennstoffzelle. Der erste Förderpfad kann so den Treibstoff von extern von einem Tank fördern und/oder von einem Zulauf einer Rezirkulation von der Brennstoffzelle selbst.
  • Das Verfahren kann sich vorteilhaft auch durch die bereits genannten Merkmale der Treibstofffördereinrichtung und/oder des Brennstoffzellensystems auszeichnen und umgekehrt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 3 eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
    • 4 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Treibstofffördereinrichtung 10 zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, umfasst einen ersten Förderpfad F1 für den Treibstoff mit einer ersten Fördereinrichtung FE1; einen zweiten Förderpfad F2 für den Treibstoff mit einer zweiten Fördereinrichtung FE2; einen Mündungsbereich MB, in welchem der erste Förderpfad F1 und der zweite Förderpfad F2 ineinander münden; und eine gemeinsame Ausgangsöffnung AO für den Treibstoff, welche an den Mündungsbereich MB anschließt und durch welche der Treibstoff an eine Brennstoffzelle abgebbar ist. Dabei kann die erste Fördereinrichtung FE1 ein Dosierventil DV und/oder eine Saugstrahlpumpe SP umfassen. Der erste Förderpfad F1 kann mit einem externen Treibstofftank verbindbar sein. Die zweite Fördereinrichtung FE2 kann eine Rezirkulationspumpe RP umfassen und der zweite Förderpfad F2 mit einer Brennstoffzelle als ein Kreislauf für den Treibstoff verbindbar sein.
  • Allgemein kann die Treibstofffördereinrichtung 10 mit deren Komponenten dazu ausgelegt sein flüssigen oder gasförmigen Wasserstoff als Treibstoff zu fördern.
  • Der Mündungsbereich MB kann ein Flatterventil FV umfassen, mit welchem im Mündungsbereich MB der erste Förderpfad F1 und/oder der zweite Förderpfad F2 durch einen in dem entsprechend anderen Förderpfad anliegenden Druck zumindest teilweise verschließbar sein kann. Dazu kann das Flatterventil FV eine Feder F umfassen, mit welcher das Flatterventil FV in einer Ruheposition vorspannbar sein kann, unter welcher der erste Förderpfad F1 oder der zweite Förderpfad F2 geschlossen sein kann. Es kann dabei der erste Förderpfad F1 dazu eingerichtet sein, in einem oberen Lastbereich des Brennstoffzellensystems betrieben zu werden und der zweite Förderpfad F2 dazu eingerichtet sein, in einem unteren Lastbereich des Brennstoffzellensystems betrieben zu werden, wobei der untere Lastbereich und der obere Lastbereich vollständig verschieden sein können oder einen Überschneidungswertebereich aufweisen können, wobei der erste Förderpfad F1 und/oder der zweite Förderpfad F2 parallel zueinander betreibbar sein können. Die Treibstofffördereinrichtung 10 kann in einem Brennstoffzellensystem mit einer Brennstoffzelle umfasst sein, etwa als ein Anodenmodul des Brennstoffzellensystems ausgeformt sein.
  • Die 1 zeigt einen Fall, in welchem nur der zweite Förderpfad F2 aktiv ist und der Treibstoff (Pfeildarstellung) von der Rezirkulationspumpe RP gefördert wird, insbesondere in einer Kreiszirkulation wieder zur Brennstoffzelle (Anode). Das Flatterventil FV ist dabei derart aufgeklappt, dass der zweite Förderpfad F2 an dem Mündungsbereich MB vollständig geöffnet ist und der erste Förderpfad F1 vollständig geschlossen ist. In diesem Fall kann die erste Fördereinrichtung FE1 ausgeschaltet sein und keinen Treibstoff von einem Tank fördern.
  • Wird kein Treibstoff (Wasserstoff) aus dem ersten Förderpfad F1 zur Rezirkulation des zweiten Förderpfads hinzu dosiert und wenn die Rezirkulationspumpe RP betrieben wird, so kann sich das Flatterventil in einem oberen Anschlag befinden und den ersten Förderpfad F1 verschließen und kann so einen pneumatischen Kurzschluss (gefördertes Anodengas strömt durch die Brennstoffzelle(stapel) und nicht rückwärts durch die Saugstrahlpumpe (oder durch den ersten Förderpfad) verhindern oder zumindest verringern. In diesem Fall kann also die geringste Last an der Brennstoffzelle anliegen/ erfolgen. Das Flatterventil kann hierzu vorgespannt sein oder nicht, wobei eine Vorspannung eine geringere Kraft aufbringen kann als der Druck aus dem zweiten Förderpfad und somit das Flatterventil auf die Öffnung des ersten Förderpfads gedrückt werden kann, oder derart vorgespannt sein kann um diese Position bei eine Wegfall des Drucks von dem ersten Förderpfad zu erreichen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die 2 zeigt die Treibstofffördereinrichtung 10 aus der 1, wobei jedoch auch der erste Förderpfad F1 aktiv sein kann, wobei die Treibstofffördereinrichtung 10 und die Brennstoffzelle unter Teillast betrieben werden können, also unter einer Last, die geringer sein kann als eine Volllast und daher auch teilweise mit dem ersten Förderpfad betrieben werden kann. Hierbei kann das Dosierventil DV eine bestimmte Menge des Treibstoffs pro Zeiteinheit in den ersten Förderpfad F1 einlassen und die Saugstrahlpumpe SP diesen Volumensfluss des Treibstoffs erzeugen, wobei der Einlass des Treibstoffs extern von einem Treibstofftank erfolgen kann und/oder auch von dem Rezirkulationspfad von der Brennstoffzelle erfolgen kann, also schon im System befindliches Gas. Die Zufuhr über den Zirkulationspfad kann über ein Loch zum ersten Förderpfad hin erfolgen. Die 2 zeigt einen Zulauf von der Brennstoffzelle, welcher in den zweiten Förderpfad F2 mündet und durch ein Loch im Bereich des Dosierventils DV und/oder der Saugstrahlpumpe auch in den ersten Förderpfad F1 münden kann. Die 1 kann ebenso ausgebildet sein, jedoch das Loch dort geschlossen werden, etwa durch einen Aktor.
  • In den unteren Lastpunkten (etwa unter 50 % Last) wird nur sehr wenig frischer Wasserstoff benötigt.
  • Auch bei der hier beschriebenen Lösung der 2 können beide Pfade parallel betrieben werden, d.h. der Übergangsbereich zwischen oberem und unterem Lastbereich ist fließend. Letztlich hängt es an der Auslegung der Komponenten (Baukasten) und der Betriebsstrategie, wo man die Grenze zieht.
  • Auf diese Weise kann die Brennstoffzelle in einer Teillast betrieben werden, mit anderen Worten geringer als in Volllast. Das Flatterventil FV kann dann eine Zwischenposition zwischen dem ersten und dem zweiten Förderpfad einnehmen, etwa dadurch bestimmt, welcher des Volumensflusses aus dem ersten Förderpfad und aus dem zweiten Förderpfad überwiegt und in welcher Relation zueinander. So kann beispielsweise, wenn beide Flüsse gleich sind, sich das Flatterventil FV genau in der Mittelposition zwischen dem Ausgang des ersten Förderpfades F1 und dem Ausgang des zweiten Förderpfades F2 befinden, etwa an einer Winkelhalbierenden des Bewegungsraumes des Flatterventils FV. In dieser Mittelposition kann das Flatterventil auch vorgespannt sein.
  • Die Rezirkulationspumpe RP kann parallel zur Saugstrahlpumpe SP geschaltet sein. Die druckseitige Zusammenführung kann im Mündungsbereich MB durch das Flatterventil FV erfolgen. Das Flatterventil kann federbelastet sein um eine eindeutige Ruheposition zu definieren. Unter Teillast flattert das Flatterventil FV auf der Position, die sich auf Grund der unterschiedlichen Massenströme ergibt. In Teillast, wenn beide Förderpfade im Einsatz sein können, sucht sich das Flatterventil demnach eine Position, die dem Verhältnis der beiden Massenströme entspricht. Die Lage und das Flatterverhalten kann durch die Feder angepasst werden.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die 3 zeigt die Treibstofffördereinrichtung 10 aus der 1 bzw. aus der 2, wobei nur der erste Förderpfad F1 aktiv sein kann und die Brennstoffzelle und damit die Treibstofffördereinrichtung 10 unter Volllast betrieben werden kann, also nur mit Treibstoff von dem Tank betrieben werden kann. Alternativ kann der erste Förderpfad auch den Treibstoff aus der Zirkulation mitverwenden (zusätzlich zum frischen Treibstoff aus dem Tank, dabei kann eine Zuleitung von der Brennstoffzelle an das Dosierventil DV anschließen und durch das Dosierventil DV in den ersten Förderpfad eindosiert werden und von der Saugstrahlpumpe SP in den ersten Förderpfad F1 hineingetrieben werden).
  • Der frische Treibstoff (Wasserstoff) kann also über das Dosierventil DV (Modul des ersten Förderpfads) von außen vom Tank dem System zugeführt werden. Unter Volllast kann die Rezirkulationspumpe RP abgeschaltet werden und nur die Saugstrahlpumpe SP arbeiten. Durch die Strömungskräfte kann dann das Flatterventil FV in der unteren, geschlossenen Lage für den zweiten Förderpfad F2 gehalten (gedrückt) werden.
  • 4 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Bei dem Verfahren zum Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen Treibstofffördereinrichtung und ein Verbinden der Treibstofffördereinrichtung mit einer Brennstoffzelle; ein Erkennen S2 einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von einem Treibstofftank und danach Fördern S3 des Treibstoffs von dem Treibstofftank zu der Brennstoffzelle mittels des ersten Förderpfads mit einer ersten Fördereinrichtung; und/oder ein Erkennen S4 einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von der Brennstoffzelle in einem Kreislauf und danach Fördern S5 des Treibstoffs in dem Kreislauf mittels des zweiten Förderpfads mit einer zweiten Fördereinrichtung; und ein Abgeben S6 des Treibstoffs über eine gemeinsame Ausgangsöffnung für den Treibstoff, welche an den Mündungsbereich anschließt und durch welche der Treibstoff an die Brennstoffzelle abgegeben wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 112006003013 B4 [0004]

Claims (11)

  1. Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, umfassend: - einen ersten Förderpfad (F1) für den Treibstoff mit einer ersten Fördereinrichtung (FE1); - einen zweiten Förderpfad (F2) für den Treibstoff mit einer zweiten Fördereinrichtung (FE2); - einen Mündungsbereich (MB), in welchem der erste Förderpfad (F1) und der zweite Förderpfad (F2) ineinander münden; und - eine gemeinsame Ausgangsöffnung (AO) für den Treibstoff, welche an den Mündungsbereich (MB) anschließt und durch welche der Treibstoff an eine Brennstoffzelle abgebbar ist.
  2. Treibstofffördereinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die erste Fördereinrichtung (FE1) ein Dosierventil (DV) und/oder eine Saugstrahlpumpe (SP) umfasst.
  3. Treibstofffördereinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der erste Förderpfad (F1) mit einem externen Treibstofftank verbindbar ist.
  4. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die zweite Fördereinrichtung (FE2) eine Rezirkulationspumpe (RP) umfasst.
  5. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der zweite Förderpfad (F2) mit einer Brennstoffzelle als ein Kreislauf für den Treibstoff verbindbar ist.
  6. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche dazu eingerichtet ist, flüssigen oder gasförmigen Wasserstoff als Treibstoff zu fördern.
  7. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der Mündungsbereich (MB) ein Flatterventil (FV) umfasst, mit welchem im Mündungsbereich (MB) der erste Förderpfad (F1) und/oder der zweite Förderpfad (F2) durch einen in dem entsprechend anderen Förderpfad anliegenden Druck zumindest teilweise verschließbar ist.
  8. Treibstofffördereinrichtung (10) nach Anspruch 7, bei welcher das Flatterventil (FV) eine Feder (F) umfasst, mit welcher das Flatterventil (FV) in einer Ruheposition vorspannbar ist, unter welcher der erste Förderpfad (F1) oder der zweite Förderpfad (F2) geschlossen ist.
  9. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher der erste Förderpfad (F1) dazu eingerichtet ist, in einem oberen Lastbereich des Brennstoffzellensystems betrieben zu werden und der zweite Förderpfad (F2) dazu eingerichtet ist, in einem unteren Lastbereich des Brennstoffzellensystems betrieben zu werden, wobei der untere Lastbereich und der obere Lastbereich vollständig verschieden sind oder einen Überschneidungswertebereich aufweisen, wobei der erste Förderpfad (F1) und/oder der zweite Förderpfad (F2) parallel zueinander betreibbar sind.
  10. Brennstoffzellensystem umfassend eine Brennstoffzelle und eine Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, umfassend die Schritte: - Bereitstellen (S1) einer Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und Verbinden der Treibstofffördereinrichtung (10) mit einer Brennstoffzelle; - Erkennen (S2) einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von einem Treibstofftank und/oder von der Brennstoffzelle und danach Fördern (S3) des Treibstoffs zu der Brennstoffzelle mittels des ersten Förderpfads (F1) mit einer ersten Fördereinrichtung (FE1); und/oder - Erkennen (S4) einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von der Brennstoffzelle in einem Kreislauf und danach Fördern (S5) des Treibstoffs in dem Kreislauf mittels des zweiten Förderpfads (F2) mit einer zweiten Fördereinrichtung (FE2); und - Abgeben (S6) des Treibstoffs über eine gemeinsame Ausgangsöffnung (AO) für den Treibstoff, welche an den Mündungsbereich (MB) anschließt und durch welche der Treibstoff an die Brennstoffzelle abgegeben wird.
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