DE102021207940A1 - Monitoring system and monitoring method for monitoring coolant flow in a fuel cell system - Google Patents

Monitoring system and monitoring method for monitoring coolant flow in a fuel cell system Download PDF

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Abstract

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Überwachungssystem (100) zur Überwachung eines Kühlmittelflusses in einem Brennstoffzellensystem (105), wobei das Überwachungssystem (100) mindestens ein Kontrollgerät (101) umfasst,
wobei das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, eine Primärenergiebilanz anhand von Primärparametern eines an einem ersten Ort (103) des Brennstoffzellensystems (105) strömenden Kühlmittels zu ermitteln, wobei das Kontrollgerät (101) weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Sekundärenergiebilanz anhand von Sekundärparametern an einem zweiten Ort (109) des Brennstoffzellensystems (105) zu ermitteln,
wobei der erste Ort (103) und der zweite Ort (109) durch mindestens einen Wärmeüberträger (111) thermisch gekoppelt sind, und wobei das Kontrollgerät (101) weiterhin dazu konfiguriert ist, die Primärenergiebilanz mit der Sekundärenergiebilanz abzugleichen, und für den Fall, dass sich die Primärenergiebilanz mindestens um einen vorgegebenen Schwellenwert von der Sekundärenergiebilanz unterscheidet, eine Warnmeldung auszugeben.

Figure DE102021207940A1_0000
The presented invention relates to a monitoring system (100) for monitoring a coolant flow in a fuel cell system (105), the monitoring system (100) comprising at least one control device (101),
wherein the control device (101) is configured to determine a primary energy balance based on primary parameters of a coolant flowing at a first location (103) of the fuel cell system (105), wherein the control device (101) is further configured to determine a secondary energy balance based on secondary parameters to determine a second location (109) of the fuel cell system (105),
wherein the first location (103) and the second location (109) are thermally coupled by at least one heat exchanger (111), and wherein the control device (101) is further configured to compare the primary energy balance with the secondary energy balance, and in the event that if the primary energy balance differs from the secondary energy balance by at least a predetermined threshold value, issue a warning message.
Figure DE102021207940A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

In Fahrzeugen mit Brennstoffzellensystemen wird beim Betrieb eines Brennstoffzellensystems entstehende Abwärme, bzw. freiwerdende thermische Energie, in dem Brennstoffzellensystem in der Regel über eine Flüssigkeitskühlung abgeführt.In vehicles with fuel cell systems, waste heat produced during the operation of a fuel cell system, or thermal energy released, is generally dissipated in the fuel cell system via a liquid cooling system.

Vor Erreichen einer optimalen Betriebstemperatur wird einem Brennstoffzellensystem thermische Energie zugeführt.Thermal energy is supplied to a fuel cell system before an optimal operating temperature is reached.

Insbesondere beim Zuführen von thermischer Energie zu einem Brennstoffzellensystem, wie bspw. in einer Startphase, ist es erforderlich, Temperaturniveaus und Temperaturdifferenzen innerhalb des Brennstoffzellensystems genau einzuhalten, um ein Optimum von Sicherheit, Effizienz und Lebensdauer des Brennstoffzellensystems sicherzustellen.In particular when supplying thermal energy to a fuel cell system, for example in a starting phase, it is necessary to precisely maintain temperature levels and temperature differences within the fuel cell system in order to ensure optimum safety, efficiency and service life of the fuel cell system.

Wird eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Messpunkten an einem Brennstoffzellenstapel überschritten, kann es zu thermischen Schäden an einer Membran kommen, was zum Austritt von Wasserstoff aus dem Brennstoffzellenstapel führen kann.If a temperature difference between two measuring points on a fuel cell stack is exceeded, thermal damage to a membrane can occur, which can lead to hydrogen escaping from the fuel cell stack.

Friert Kühlmittel aufgrund von unpassendem Glykolgehalt in einem Brennstoffzellensystem ein, kann das Brennstoffzellensystem geschädigt werden und neben einem Kühlmittelverlust auch Wasserstoff ungewollt freigesetzt werden.If coolant freezes in a fuel cell system due to an unsuitable glycol content, the fuel cell system can be damaged and, in addition to a loss of coolant, hydrogen can also be released unintentionally.

In Brennstoffzellensystemen verwendetes Kühlmittel hat vorgegebene Komponenten, wie bspw. Gefrierschutz, Korrosionsschutz und Zusätze zur Erhaltung einer Isolationswirkung bzw. einer elektrischen Leitfähigkeit. Damit diese Komponenten vorgegebene und technisch erforderliche Eigenschaften zeigen, muss eine bestimmte Konzentration der Komponenten, wie bspw. Wasser und Glykol als Hauptbestandteile, eingehalten werden. Glykol und Wasser haben neben anderen Stoffeigenschaften eine stark unterschiedliche spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck. Die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck eines Wasser-Glykol-Gemisches ändert sich aufgrund verschiedener Effekte bspw. in einer Mischungsenthalpie nicht linear zum Mischungsverhältnis und ist temperaturabhängig.Coolant used in fuel cell systems has predetermined components, such as antifreeze, corrosion protection and additives to maintain an insulating effect or electrical conductivity. In order for these components to show the specified and technically required properties, a certain concentration of the components, such as water and glycol as the main components, must be maintained. In addition to other material properties, glycol and water have very different specific heat capacities at constant pressure. The specific heat capacity at constant pressure of a water-glycol mixture does not change linearly with the mixing ratio due to various effects, e.g. in a mixing enthalpy, and is temperature-dependent.

Weiterhin werden in einem Brennstoffzellensystem Zusatzkomponenten, wie bspw. ein Ladeluftkühler oder ein Wärmeüberträger für zugeführten Wasserstoff durch einen Kühlmittelkreislauf temperiert bzw. mit anderen Komponenten thermisch gekoppelt.Furthermore, in a fuel cell system, additional components such as a charge air cooler or a heat exchanger for the hydrogen supplied are temperature-controlled by a coolant circuit or thermally coupled to other components.

Sensoren im Kühlmittelkreislauf, die bspw. einen Durchfluss oder eine Konzentration an Glykol im Kühlmittel messen, sind in Fahrzeugen aus Bauraum- , Lebensdauer- und/oder Kostengründen üblicherweise nicht verbaut oder unvorteilhaft oder es besteht für das Brennstoffzellensystem kein Zugriff auf diese Informationen.Sensors in the coolant circuit, which, for example, measure a flow rate or a concentration of glycol in the coolant, are usually not installed in vehicles for reasons of space, service life and/or cost, or are disadvantageous, or the fuel cell system has no access to this information.

Eine Zusammensetzung eines im Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittels kann sich durch Fehlbedienung, wie bspw. ein Einfüllen falscher Konzentration, Leckagen, Zerfall oder Verdampfung im zeitlichen Verlauf des Betriebs ändern oder außerhalb jeweiliger spezifisch vorgegebener Grenzen liegen, sodass ein Optimum an Sicherheit, Effizienz und Lebensdauer eines entsprechenden Brennstoffzellensystems nicht sichergestellt werden kann.The composition of a coolant circulating in the coolant circuit can change over time due to incorrect operation, such as filling in the wrong concentration, leaks, decomposition or evaporation, or it can lie outside of the respective specifically specified limits, so that an optimum in terms of safety, efficiency and service life of a corresponding one Fuel cell system can not be guaranteed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Im Rahmen der vorgestellten Erfindung werden ein Überwachungssystem, ein Brennstoffzellensystem und ein Überwachungsverfahren zur Überwachung eines Kühlmittelflusses in einem Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren bzw. dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.As part of the presented invention, a monitoring system, a fuel cell system and a monitoring method for monitoring a coolant flow in a fuel cell system are presented with the features of the respective independent patent claims. Further features and details of the invention result from the respective dependent claims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the monitoring system according to the invention also apply, of course, in connection with the monitoring method according to the invention or the fuel cell system according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, mutual reference is or can always be made .

Die vorgestellte Erfindung dient dazu, eine Möglichkeit zur Überwachung eines Kühlmittelflusses in einem Brennstoffzellensystem bereitzustellen. Insbesondere dient die vorgestellte Erfindung dazu, ein Optimum an Sicherheit, Effizienz und Lebensdauer eines Brennstoffzellensystems sicherzustellen.The invention presented serves to provide a possibility for monitoring a coolant flow in a fuel cell system. In particular, the invention presented serves to ensure optimum safety, efficiency and service life of a fuel cell system.

Es wird somit in einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung ein Überwachungssystem zur Überwachung eines Kühlmittelflusses in einem Brennstoffzellensystem vorgestellt. Das Überwachungssystem umfasst mindestens ein Kontrollgerät. Das Kontrollgerät ist dazu konfiguriert, eine Primärenergiebilanz anhand von Primärparametern eines an einem ersten Ort des Brennstoffzellensystems strömenden Kühlmittels zu ermitteln. Das Kontrollgerät ist weiterhin dazu konfiguriert, eine Sekundärenergiebilanz anhand von Sekundärparametern an einem zweiten Ort des Brennstoffzellensystems zu ermitteln, wobei der erste Ort und der zweite Ort durch mindestens einen Wärmeüberträger thermisch gekoppelt sind. Das Kontrollgerät ist weiterhin dazu konfiguriert, die Primärenergiebilanz mit der Sekundärenergiebilanz abzugleichen, und für den Fall, dass sich die Primärenergiebilanz mindestens um einen vorgegebenen Schwellenwert von der Sekundärenergiebilanz unterscheidet, eine Warnmeldung auszugeben.Thus, in a first aspect of the presented invention, a monitoring system for monitoring a coolant flow in a fuel cell system is presented. The monitoring system includes at least one control device. The control device is configured to determine a primary energy balance based on primary parameters of a coolant flowing at a first location in the fuel cell system. The control device is also configured to determine a secondary energy balance based on secondary parameters at a second location of the fuel cell system, the first location and the second location are thermally coupled by at least one heat exchanger. The monitoring device is also configured to compare the primary energy balance with the secondary energy balance and to issue a warning if the primary energy balance differs from the secondary energy balance by at least a predetermined threshold value.

Unter einer Energiebilanz ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Summe von thermischen Energieeinträgen an einem jeweiligen Ort zu verstehen. Bspw. bildet eine Energiebilanz einen Wärmeeintrag durch einen Brennstoffzellenstapel und eine Wärmeabfuhr durch einen Kühlmittelkreislauf an einem Einlass des Brennstoffzellenstapels mathematisch ab.In the context of the invention presented, an energy balance is to be understood as a sum of thermal energy inputs at a particular location. For example, an energy balance mathematically maps heat input through a fuel cell stack and heat removal through a coolant circuit at an inlet of the fuel cell stack.

Das vorgestellte Überwachungssystem basiert auf einem Kontrollgerät, das dazu konfiguriert ist, zwei Energiebilanzen unabhängig voneinander zu ermitteln, nämlich eine Primärenergiebilanz, in die zumindest ein Eintrag bzw. Austrag von thermischer Energie durch ein in einem Kühlmittelkreislauf eines jeweiligen Brennstoffzellensystems zirkulierendes Kühlmittel eingeht, und eine Sekundärenergiebilanz, die unabhängig von einem Eintrag bzw. Austrag von thermischer Energie durch das Kühlmittel ermittelt wird.The monitoring system presented is based on a control device that is configured to determine two energy balances independently of one another, namely a primary energy balance, which includes at least one input or output of thermal energy by a coolant circulating in a coolant circuit of a respective fuel cell system, and a secondary energy balance , which is determined independently of an input or output of thermal energy by the coolant.

Da die Sekundärenergiebilanz unabhängig von einem jeweiligen Kühlmittel ist, kann die Sekundärenergiebilanz zur Validierung der Primärenergiebilanz verwendet werden. Mit anderen Worten bildet die Sekundärenergiebilanz insbesondere einen Wärmeeintrag durch einen Brennstoffzellenstapel ab, wohingegen die Primärenergiebilanz einen Wärmeaustrag durch ein Kühlmittel abbildet. Aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen thermischen Übertragungselements kann anhand der Sekundärenergiebilanz darauf geschlossen werden, wieviel thermische Energie in das Kühlmittel eingeht bzw. eingegangen sein sollte. Stimmt die Sekundärenergiebilanz nicht mit der Primärenergiebilanz bzw. einem entsprechend ermittelten Übertragungskoeffizienten überein, kann auf einen Fehler im Kühlmittelkreislauf geschlossen werden und eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben werden.Since the secondary energy balance is independent of a particular coolant, the secondary energy balance can be used to validate the primary energy balance. In other words, the secondary energy balance depicts in particular a heat input through a fuel cell stack, whereas the primary energy balance depicts a heat discharge through a coolant. Due to the thermal transmission element provided according to the invention, it can be concluded from the secondary energy balance how much thermal energy is or should have been received by the coolant. If the secondary energy balance does not match the primary energy balance or a correspondingly determined transmission coefficient, it can be concluded that there is a fault in the coolant circuit and a corresponding error message can be output.

Es kann vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät weiterhin dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass sich der zweite Ort an einem Brennstoffzellenstapel des Brennstoffzellensystems befindet, als Sekundärparameter einen Brennstoffzellenstapelstrom und einen Wirkungsgrad des Brennstoffzellenstapels zu wählen und für den Fall, dass sich der zweite Ort an einem Ladeluftkühler oder einem Wasserstoffwärmeüberträger des Brennstoffzellensystems befindet, als Sekundärparameter einen Medienstrom, eine spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck und eine Temperaturdifferenz eines an dem ersten Ort strömenden Mediums zu einer Temperatur des an dem zweiten Ort strömenden Kühlmittels zu wählen.It can be provided that the control device is further configured to select a fuel cell stack current and an efficiency of the fuel cell stack as secondary parameters in the event that the second location is located on a fuel cell stack of the fuel cell system and in the event that the second location is located on a charge air cooler or a hydrogen heat exchanger of the fuel cell system, to select a medium flow, a specific heat capacity at constant pressure and a temperature difference between a medium flowing at the first location and a temperature of the coolant flowing at the second location as secondary parameters.

Zum Ermitteln der Sekundärenergiebilanz kann eine Vielzahl von Sekundärparametern verwendet werden, insbesondere können Werte eines Temperatursensors an dem zweiten Ort verwendet werden. Alternativ können zur sensorfreien und entsprechend robusten Ausführung, Sekundärparameter aus einem Steuergerät eines jeweiligen Brennstoffzellensystems, wie bspw. ein Brennstoffzellenstapelstrom, ein Kühlmittelstrom und/oder ein Medienstrom, wie bspw. ein Wasserstoffstrom, ausgelesen werden.A large number of secondary parameters can be used to determine the secondary energy balance, in particular values from a temperature sensor can be used at the second location. Alternatively, for a sensor-free and correspondingly robust design, secondary parameters can be read from a control device of a respective fuel cell system, such as a fuel cell stack flow, a coolant flow and/or a media flow, such as a hydrogen flow.

Anhand von Medienströmen von bspw. Luft und Wasser an einem jeweiligen Ort, wie bspw. einem Ladeluftkühler, kann eine Sekundärenergiebilanz, wie bspw. ein Wärmestrom Q, für einen durch einen Medienstrom temperierten zweiten Ort ermittelt werden. Dabei entspricht die Sekundärenergiebilanz gemäß Formel (1) einer Primärenergiebilanz an einem durch einen Kühlmittelstrom temperierten ersten Ort, wenn der Kühlmittelstrom fehlerfrei ist und der erste Ort mit dem zweiten Ort durch einen Wärmeüberträger thermisch gekoppelt ist. Q ˙ = m ˙ m e d × c p , m e d × Δ T m e d = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M

Figure DE102021207940A1_0001
A secondary energy balance, such as a heat flow Q, can be determined for a second location that is tempered by a media flow based on media flows of, for example, air and water at a respective location, such as an intercooler. The secondary energy balance according to formula (1) corresponds to a primary energy balance at a first location tempered by a coolant flow if the coolant flow is faultless and the first location is thermally coupled to the second location by a heat exchanger. Q ˙ = m ˙ m e i.e × c p , m e i.e × Δ T m e i.e = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M
Figure DE102021207940A1_0001

Der durch den Wärmeüberträger von einem Kühlmittel (KM) des Kühlmittelstroms bzw. dem ersten Ort an eine Medienseite bzw. den zweiten Ort übertragener Wärmestrom Q oder umgekehrt, ist nach Formel 1 abhängig von Medienmassenströmen ṁ, zur spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Druck cp und einer Temperaturdifferenz ΔT zwischen dem ersten Ort und dem zweiten Ort.The heat flow Q transferred by the heat exchanger from a coolant (KM) of the coolant flow or the first location to a media side or the second location or vice versa is dependent on media mass flows ṁ, for specific heat capacity at constant pressure c p and a Temperature difference ΔT between the first location and the second location.

Steigen oder sinken jeweilige Austrittstemperaturen bei sonst gleichbleibenden Parametern an dem erfindungsgemäß vorgesehenen Wärmeüberträger bzw. an dem zweiten Ort, kann auf einen Fehler im Massenstrom des Kühlmittels oder eine ungewünschte Kühlmittelzusammensetzung geschlossen werden.If the respective outlet temperatures rise or fall while the parameters otherwise remain the same at the heat exchanger provided according to the invention or at the second location, a fault in the mass flow of the coolant or an undesired coolant composition can be inferred.

Ein stationärer Wärmestrom Q̇S in einem Brennstoffzellenstapel (S) bzw. an einem zweiten Ort, der von dem Brennstoffzellenstapel an das Kühlmittel (KM) bzw. einem ersten Ort oder umgekehrt übertragen wird, ist gemäß Formel (2) abhängig von Medienmassenströmen ṁ, zur spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Druck cp und einer Temperaturdifferenz ΔT zwischen dem ersten Ort und dem zweiten Ort. Der Wärmestrom Q̇S ist proportional zu einem Brennstoffzellenstapelstrom I und einem Wirkungsgrad εS an dem zweiten Ort sowie einer thermischen Masse des Brennstoffzellenstapels und einer mittleren Temperaturdifferenz zwischen Brennstoffzellenstapel bzw. dem zweiten Ort und Kühlmittel bzw. dem ersten Ort. Q ˙ S = ε S × l S = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M

Figure DE102021207940A1_0002
A stationary heat flow Q̇ S in a fuel cell stack (S) or at a second location, which is transferred from the fuel cell stack to the coolant (KM) or a first location or vice versa, is dependent on media mass flows ṁ, to the specific heat capacity at constant pressure c p and a temperature difference ΔT between the first location and the second location. The heat flow Q̇ S is proportional to a fuel cell stack current I and an efficiency ε S at the second location and a thermal cal mass of the fuel cell stack and an average temperature difference between the fuel cell stack or the second location and coolant or the first location. Q ˙ S = e S × l S = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M
Figure DE102021207940A1_0002

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, im Fall einer thermisch instationären Situation des Brennstoffzellensystems, eine vorgegebene thermische Masse des Brennstoffzellenstapels beim Ermitteln der Sekundärenergiebilanz zu berücksichtigen.Provision can furthermore be made for the control device to be configured to take into account a predefined thermal mass of the fuel cell stack when determining the secondary energy balance in the event of a thermally transient situation in the fuel cell system.

Um auch in einer thermisch instationären Situation eines jeweiligen Brennstoffzellensystems, wie bspw. bei einem Start bzw. einer Aufwärmphase eine zuverlässige Überwachung eines Kühlmittels zu erreichen, kann eine jeweilige thermische Masse eines Brennstoffzellenstapels des Brennstoffzellensystems mathematisch beim Ermitteln der Sekundärenergiebilanz berücksichtigt werden. Dazu kann ein vorgegebener Wert der thermischen Masse als Speicherterm in eine Formel zum Ermitteln der Sekundärbilanz eingehen, wie beispielhaft in Formel (3) dargelegt. Q ˙ S = ε S + I S + m S × c p , S × ( T ˜ S T ˜ K M ) = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M

Figure DE102021207940A1_0003
In order to achieve reliable monitoring of a coolant even in a thermally transient situation of a respective fuel cell system, such as during a start or a warm-up phase, a respective thermal mass of a fuel cell stack of the fuel cell system can be taken into account mathematically when determining the secondary energy balance. For this purpose, a predetermined value of the thermal mass can be included as a storage term in a formula for determining the secondary balance, as exemplified in formula (3). Q ˙ S = e S + I S + m S × c p , S × ( T ˜ S T ˜ K M ) = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M
Figure DE102021207940A1_0003

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass sich eine Temperaturdifferenz einer Temperatur an dem ersten Ort zu einer Temperatur an dem zweiten Ort bei gleichbleibender Sekundärenergiebilanz und gleichbleibendem Kühlmittelmassenstrom ändert, auf eine falsche Zusammensetzung des Kühlmittels zu schließen und eine Warnmeldung auszugeben.Provision can also be made for the control device to be configured to conclude that the composition of the coolant is incorrect in the event that a temperature difference between a temperature at the first location and a temperature at the second location changes while the secondary energy balance remains the same and the coolant mass flow remains the same and issue a warning message.

Zum Bestimmen ob sich eine Temperaturdifferenz einer Temperatur an dem ersten Ort zu einer Temperatur an dem zweiten Ort bei gleichbleibender Sekundärenergiebilanz und gleichbleibendem Kühlmittelmassenstrom ändert, kann bspw. ein Änderungsschwellenwert vorgegeben werden, sodass bei einem Unterschreiten oder Überschreiten des Änderungsschwellenwerts durch die Temperaturdifferenz eine Warnmeldung auf bspw. einer Anzeige und/oder einem Lautsprecher und/oder einem Kommunikationskanal ausgegeben werden kann, um einen Nutzer und/oder ein Zusatzsystem vor der falschen Zusammensetzung des Kühlmittels zu warnen.To determine whether a temperature difference between a temperature at the first location and a temperature at the second location changes while the secondary energy balance and coolant mass flow remain the same, a change threshold value can be specified, for example, so that if the temperature difference falls below or exceeds the change threshold value, a warning message appears, for example a display and/or speaker and/or communication channel to warn a user and/or ancillary system of improper coolant composition.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, den Kühlmittelmassenstrom anhand einer Drehzahl und/oder einer Leistung einer Pumpe des Brennstoffzellensystems zum Pumpen des Kühlmittels zu ermitteln.Provision can furthermore be made for the control device to be configured to determine the coolant mass flow based on a speed and/or an output of a pump of the fuel cell system for pumping the coolant.

Eine Einstellung einer Pumpe, wie bspw. einer Wasserpumpe zum Pumpen von Kühlmittel hat sich als verlässlicher Indikator zum Bestimmen eines Kühlmittelmassenstroms unabhängig von dem Kühlmittelmassenstrom an sich erwiesen.An adjustment of a pump, such as a water pump for pumping coolant, has proven to be a reliable indicator for determining a coolant mass flow independently of the coolant mass flow itself.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass sich eine Temperaturdifferenz einer Temperatur an dem ersten Ort zu einer Temperatur an dem zweiten Ort bei gleichbleibender Sekundärenergiebilanz und gleichbleibender spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck ändert, auf einen falschen Kühlmittelmassenstrom zu schließen und eine Warnmeldung auszugeben.Provision can also be made for the control unit to be configured to indicate an incorrect coolant mass flow in the event that a temperature difference between a temperature at the first location and a temperature at the second location changes with the secondary energy balance remaining the same and the specific heat capacity remaining the same at constant pressure close and issue a warning message.

Da bei einer Änderung einer Temperaturdifferenz einer Temperatur an dem ersten Ort zu einer Temperatur an dem zweiten Ort bei gleichbleibender Sekundärenergiebilanz und gleichbleibender spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck lediglich ein falscher Kühlmittelmassenstrom für die Änderung der Temperaturdifferenz ursächlich sein kann, kann in einem solchen Fall das Kontrollgerät dazu konfiguriert sein, auf einen falschen Kühlmittelmassenstrom zu schließen und eine entsprechende Fehlermeldung auszugeben.Since if there is a change in a temperature difference between a temperature at the first location and a temperature at the second location with the same secondary energy balance and constant specific heat capacity at constant pressure, only an incorrect coolant mass flow can be the cause of the change in the temperature difference, in such a case the monitoring device can do this be configured to conclude that the coolant mass flow is incorrect and to output a corresponding error message.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, den Kühlmittelstrom selektiv zu ändern und für den Fall, dass ein Unterschied der Primärenergiebilanz zu der Sekundärenergiebilanz sich unproportional zu einer Änderung des Kühlmittelstroms verhält, auf eine falsche Zusammensetzung des Kühlmittels zu schließen und eine Warnmeldung auszugeben.Provision can also be made for the control device to be configured to selectively change the coolant flow and, in the event that a difference in the primary energy balance to the secondary energy balance behaves disproportionately to a change in the coolant flow, to conclude that the composition of the coolant is incorrect and a to issue a warning message.

Durch eine vorgegebene Änderung eines Kühlmittelstroms kann eine Reaktion eines zu überwachenden Systems auf die Änderung erfasst werden. A reaction of a system to be monitored to the change can be detected by a predetermined change in a coolant flow.

Entsprechend kann der Kühlmittelstrom als unabhängige Variable eines Tests manipuliert werden, um die Reaktion einer abhängigen Variable zu testen. Für den Fall, dass sich die unabhängige Variable, wie bspw. eine Temperatur eines Bauteils eines Brennstoffzellensystems, anders als erwartet ändert und bspw. eine Temperatur außerhalb eines vorgegebenen Sollbereichs annimmt, kann davon ausgegangen werden, dass ein Wärmetransfer von dem Bauteil auf den Kühlmittelstrom nicht optimal verläuft und ein Fehler vorliegt.Similarly, coolant flow, as an independent variable of a test, can be manipulated to test the response of a dependent variable. In the event that the independent variable, such as a temperature of a component of a fuel cell system, changes differently than expected and, for example, assumes a temperature outside of a specified target range, it can be assumed that heat transfer from the component to the coolant flow will not take place runs optimally and there is an error.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Kontrollgerät dazu konfiguriert ist, eine Tertiärenergiebilanz anhand von Tertiärparametern an einem dritten Ort des Brennstoffzellensystems zu ermitteln, wobei der zweite Ort und der dritte Ort seriell durch den Kühlmittelfluss thermisch gekoppelt sind, und das Kontrollgerät weiterhin dazu konfiguriert ist, bei einer Abweichung der Tertiärparameter von entsprechenden Sekundärparametern eine Warnmeldung auszugeben.Provision can furthermore be made for the control device to be configured to determine a tertiary energy balance using tertiary parameters at a third location of the fuel cell system, the second location and the third location being thermally coupled in series by the coolant flow, and the recording equipment is further configured to issue a warning if the tertiary parameters deviate from corresponding secondary parameters.

Durch einen Abgleich von Energiebilanzen von mehreren Orten, die durch einen Kühlmittelfluss temperiert werden, mit der Sekundärenergiebilanz, die unabhängig von dem Kühlmittelfluss ist, kann eine lediglich lokal wirkende Abweichung erkannt werden. Alternativ kann durch eine Mittelung von Energiebilanzen von mehreren Orten, die durch den Kühlmittelfluss temperiert werden, ein Einfluss von lokal wirkenden Varianzen, wie bspw. einem besonders hohen Wärmeeintrag, minimiert werden.By comparing energy balances from several locations, which are tempered by a coolant flow, with the secondary energy balance, which is independent of the coolant flow, a deviation that only acts locally can be identified. Alternatively, an influence of locally acting variances, such as a particularly high heat input, can be minimized by averaging energy balances from several locations that are tempered by the coolant flow.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Überwachungsverfahren zur Überwachung eines Kühlmittelflusses in einem Brennstoffzellensystem. Das Überwachungsverfahren umfasst einen ersten Ermittlungsschritt, bei dem eine Primärenergiebilanz anhand von Primärparametern eines an einem ersten Ort des Brennstoffzellensystems strömenden Kühlmittels ermittelt wird, einen zweiten Ermittlungsschritt, bei dem eine Sekundärenergiebilanz anhand von Sekundärparametern an einem zweiten Ort des Brennstoffzellensystems ermittelt wird, wobei der erste Ort und der zweite Ort durch mindestens einen Wärmeüberträger thermisch gekoppelt sind, einen Abgleichschritt, bei dem die Primärenergiebilanz mit der Sekundärenergiebilanz abgeglichen wird, und einen Ausgabeschritt, bei dem für den Fall, dass sich die Primärenergiebilanz mindestens um einen vorgegebenen Schwellenwert von der Sekundärenergiebilanz unterscheidet, eine Warnmeldung ausgegeben wird.In a second aspect, the presented invention relates to a monitoring method for monitoring a coolant flow in a fuel cell system. The monitoring method comprises a first determination step, in which a primary energy balance is determined using primary parameters of a coolant flowing at a first location of the fuel cell system, a second determination step, in which a secondary energy balance is determined using secondary parameters at a second location of the fuel cell system, the first location and the second location are thermally coupled by at least one heat exchanger, a reconciliation step in which the primary energy balance is compared with the secondary energy balance, and an output step in which, if the primary energy balance differs from the secondary energy balance by at least a predetermined threshold value, a warning message is issued.

Das vorgestellte Überwachungsverfahren dient insbesondere zum Betrieb des vorgestellten Überwachungsverfahrens.The monitoring method presented serves in particular to operate the monitoring method presented.

In einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Brennstoffzellensystem mit einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überwachungssystems.In a third aspect, the presented invention relates to a fuel cell system with a possible embodiment of the presented monitoring system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überwachungssystems,
  • 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überwachungsverfahrens,
  • 3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Brennstoffzellensystems.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a possible embodiment of the presented monitoring system,
  • 2 a schematic representation of a possible embodiment of the presented monitoring method,
  • 3 a schematic representation of a possible embodiment of the presented fuel cell system.

In 1 ist ein Überwachungssystem 100 dargestellt. Das Überwachungssystem 100 umfasst ein Kontrollgerät 101.In 1 a monitoring system 100 is shown. The monitoring system 100 includes a control device 101.

Das Kontrollgerät 101 ist dazu konfiguriert, eine Primärenergiebilanz anhand von Primärparametern eines an einem ersten Ort 103, hier beispielhaft einem Ladeluftluftkühler eines Brennstoffzellensystems 105 strömenden Kühlmittels zu ermitteln.The control device 101 is configured to determine a primary energy balance based on primary parameters of a coolant flowing at a first location 103, here by way of example a charge air cooler of a fuel cell system 105.

Das Kontrollgerät 101 ist weiterhin dazu konfiguriert, eine Sekundärenergiebilanz anhand von Sekundärparametern an einem zweiten Ort 109 des Brennstoffzellensystems 105 zu ermitteln, wobei der erste Ort 103 und der zweite Ort 109 durch mindestens einen Wärmeüberträger 111 thermisch gekoppelt sind, und
wobei das Kontrollgerät 101 weiterhin dazu konfiguriert ist, die Primärenergiebilanz mit der Sekundärenergiebilanz abzugleichen, und für den Fall, dass sich die Primärenergiebilanz mindestens um einen vorgegebenen Schwellenwert von der Sekundärenergiebilanz unterscheidet, eine Warnmeldung auszugeben.
The control device 101 is also configured to determine a secondary energy balance based on secondary parameters at a second location 109 of the fuel cell system 105, the first location 103 and the second location 109 being thermally coupled by at least one heat exchanger 111, and
wherein the control device 101 is further configured to compare the primary energy balance with the secondary energy balance, and to issue a warning message in the event that the primary energy balance differs from the secondary energy balance by at least a predetermined threshold value.

Der Wärmeüberträger 111 ist hier beispielhaft mit einem durch eine Pumpe 113 betriebenen Kühlmittelkreislauf verbunden.Here, for example, the heat exchanger 111 is connected to a coolant circuit operated by a pump 113 .

Der zweite Ort 109 ist bspw. ein Ort, der von in dem Brennstoffzellensystem 105 strömenden Medien, insbesondere einem Wasser-Luft Gemisch, temperiert wird. Entsprechend kann durch die Sekundärenergiebilanz ein Wärmeeintrag in das Brennstoffzellensystem 105 ermittelt werden, der im Normalfall mit der Primärenergiebilanz einen stationären Zustand gemäß Formel (1) oder Formel (2) bildet, sodass gilt: Q ˙ = m ˙ m e d × c p , m e d × Δ T m e d = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M

Figure DE102021207940A1_0004
The second location 109 is, for example, a location that is tempered by media flowing in the fuel cell system 105, in particular a water-air mixture. Correspondingly, a heat input into the fuel cell system 105 can be determined by the secondary energy balance, which normally forms a steady state with the primary energy balance according to formula (1) or formula (2), so that the following applies: Q ˙ = m ˙ m e i.e × c p , m e i.e × Δ T m e i.e = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M
Figure DE102021207940A1_0004

Der durch den Wärmeüberträger 111 von dem Kühlmittel (KM) bzw. dem ersten Ort 103 an eine Medienseite bzw. den zweiten Ort 109 übertragene Wärmestrom Q oder umgekehrt, ist nach Formel 1 abhängig von Medienmassenströmen ṁ, zur spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Druck cp und einer Temperaturdifferenz ΔT zwischen dem ersten Ort 103 und dem zweiten Ort 109.The heat flow Q transferred by the heat exchanger 111 from the coolant (KM) or the first location 103 to a media side or the second location 109 or vice versa is dependent on media mass flows ṁ, for the specific heat capacity at constant pressure cp and a Temperature difference ΔT between the first location 103 and the second location 109.

Alternativ kann die Sekundärenergiebilanz durch einen in einem Brennstoffzellenstapel strömenden Brennstoffzellenstapelstrom I gemäß Formel (2) bestimmt werden, sodass gilt: Q ˙ S = ε S × l S = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M

Figure DE102021207940A1_0005
Alternatively, the secondary energy balance can be determined by a fuel cell stack current I flowing in a fuel cell stack according to formula (2), so that: Q ˙ S = e S × l S = m ˙ K M × c p , K M × Δ T K M
Figure DE102021207940A1_0005

Ein stationärer Wärmestrom Q̇ in einem Brennstoffzellenstapel (S) bzw. dem zweiten Ort 109, der von dem Brennstoffzellenstapel 107 an das Kühlmittel (KM) bzw. dem ersten Ort 103 oder umgekehrt übertragen wird, ist gemäß Formel (2) abhängig von Medienmassenströmen ṁ, zur spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Druck cp und einer Temperaturdifferenz ΔT zwischen dem ersten Ort 103 und dem zweiten Ort 109. Der Wärmestrom Q̇Ṡ̇ ist proportional zu einem Brennstoffzellenstapelstrom I und einem Wirkungsgrad εS an dem zweiten Ort 109 sowie einer thermischen Masse des Brennstoffzellenstapels 107 und einer mittleren Temperaturdifferenz zwischen Brennstoffzellenstapel 107 bzw. dem zweiten Ort 109 und Kühlmittel bzw. dem ersten Ort 103.A stationary heat flow Q̇ in a fuel cell stack (S) or the second location 109, which is transferred from the fuel cell stack 107 to the coolant (KM) or the first location 103 or vice versa, is dependent on media mass flows ṁ according to formula (2). , to the specific heat capacity at constant pressure cp and a temperature difference ΔT between the first location 103 and the second location 109. The heat flow Q̇ Ṡ̇ is proportional to a fuel cell stack current I and an efficiency εS at the second location 109 and a thermal mass of the fuel cell stack 107 and an average temperature difference between the fuel cell stack 107 or the second location 109 and coolant or the first location 103.

In 2 ist ein Überwachungsverfahren 200 dargestellt. Das Überwachungsverfahren 200 umfasst einen ersten Ermittlungsschritt 201, bei dem eine Primärenergiebilanz anhand von Primärparametern eines an einem ersten Ort des Brennstoffzellensystems strömenden Kühlmittels ermittelt wird.In 2 a monitoring method 200 is shown. The monitoring method 200 includes a first determination step 201, in which a primary energy balance is determined using primary parameters of a coolant flowing at a first location of the fuel cell system.

Weiterhin umfasst das Überwachungsverfahren 200 einen zweiten Ermittlungsschritt 203, bei dem eine Sekundärenergiebilanz anhand von Sekundärparametern an einem zweiten Ort des Brennstoffzellensystems ermittelt wird, wobei der erste Ort und der zweite Ort durch mindestens einen Wärmeüberträger thermisch gekoppelt sind.Furthermore, the monitoring method 200 includes a second determination step 203, in which a secondary energy balance is determined using secondary parameters at a second location of the fuel cell system, the first location and the second location being thermally coupled by at least one heat exchanger.

Weiterhin umfasst das Überwachungsverfahren 200 einen Abgleichschritt 205, bei dem die Primärenergiebilanz mit der Sekundärenergiebilanz abgeglichen wird, und
einen Ausgabeschritt 207, bei dem für den Fall, dass sich die Primärenergiebilanz mindestens um einen vorgegebenen Schwellenwert von der Sekundärenergiebilanz unterscheidet, eine Warnmeldung ausgegeben wird.
Furthermore, the monitoring method 200 includes a comparison step 205, in which the primary energy balance is compared with the secondary energy balance, and
an output step 207 in which a warning message is output if the primary energy balance differs from the secondary energy balance by at least a predetermined threshold value.

In 3 ist ein Brennstoffzellensystem 300 dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 300 umfasst ein Überwachungssystem 100 zur Ausführung des Überwachungsverfahrens 200.In 3 a fuel cell system 300 is shown. The fuel cell system 300 includes a monitoring system 100 for executing the monitoring method 200.

Claims (10)

Überwachungssystem (100) zur Überwachung eines Kühlmittelflusses in einem Brennstoffzellensystem (105), wobei das Überwachungssystem (100) mindestens ein Kontrollgerät (101) umfasst, wobei das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, eine Primärenergiebilanz anhand von Primärparametern eines an einem ersten Ort (103) des Brennstoffzellensystems (105) strömenden Kühlmittels zu ermitteln, wobei das Kontrollgerät (101) weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Sekundärenergiebilanz anhand von Sekundärparametern an einem zweiten Ort (109) des Brennstoffzellensystems (105) zu ermitteln, wobei der erste Ort (103) und der zweite Ort (109) durch mindestens einen Wärmeüberträger (111) thermisch gekoppelt sind, und wobei das Kontrollgerät (101) weiterhin dazu konfiguriert ist, die Primärenergiebilanz mit der Sekundärenergiebilanz abzugleichen, und für den Fall, dass sich die Primärenergiebilanz mindestens um einen vorgegebenen Schwellenwert von der Sekundärenergiebilanz unterscheidet, eine Warnmeldung auszugeben.Monitoring system (100) for monitoring a coolant flow in a fuel cell system (105), wherein the monitoring system (100) comprises at least one control device (101), wherein the control device (101) is configured to determine a primary energy balance based on primary parameters of a coolant flowing at a first location (103) of the fuel cell system (105), wherein the control device (101) is further configured to determine a secondary energy balance based on secondary parameters at a second location (109) of the fuel cell system (105), wherein the first location (103) and the second location (109) are thermally coupled by at least one heat exchanger (111), and wherein the control device (101) is further configured to compare the primary energy balance with the secondary energy balance, and to issue a warning message in the event that the primary energy balance differs from the secondary energy balance by at least a predetermined threshold value. Überwachungssystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (101) weiterhin dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass sich der zweite Ort (109) an einem Brennstoffzellenstapel (107) des Brennstoffzellensystems (100) befindet, als Sekundärparameter einen Brennstoffzellenstapelstrom und einen Wirkungsgrad des Brennstoffzellenstapels (107) zu wählen und für den Fall, dass sich der zweite Ort (109) an einem Ladeluftkühler oder einem Wasserstoffwärmeüberträger des Brennstoffzellensystems (105) befindet, als Sekundärparameter einen Medienstrom, eine spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck und eine Temperaturdifferenz eines an dem zweiten Ort (109) strömenden Mediums zu einer Temperatur des an dem ersten Ort (103) strömenden Kühlmittels zu wählen.surveillance system (100) after claim 1 , characterized in that the control device (101) is further configured, in the event that the second location (109) is located on a fuel cell stack (107) of the fuel cell system (100), as secondary parameters, a fuel cell stack current and an efficiency of the fuel cell stack ( 107) and, in the event that the second location (109) is located on a charge air cooler or a hydrogen heat exchanger of the fuel cell system (105), a media flow, a specific heat capacity at constant pressure and a temperature difference at the second location ( 109) flowing medium to a temperature of the coolant flowing at the first location (103). Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, im Fall einer thermisch instationären Situation des Brennstoffzellensystems (100) eine vorgegebene thermische Masse des Brennstoffzellenstapels (107) beim Ermitteln der Sekundärenergiebilanz zu berücksichtigen.surveillance system claim 1 or 2 , characterized in that the control device (101) is configured to take into account a predetermined thermal mass of the fuel cell stack (107) when determining the secondary energy balance in the case of a thermally transient situation of the fuel cell system (100). Überwachungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass sich eine Temperaturdifferenz einer Temperatur an dem ersten Ort (103) zu einer Temperatur an dem zweiten Ort (109) bei gleichbleibender Sekundärenergiebilanz und gleichbleibendem Kühlmittelmassenstrom ändert, auf eine falsche Zusammensetzung des Kühlmittels zu schließen und eine Warnmeldung auszugeben.Monitoring system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (101) is configured in the event that a temperature difference between a temperature at the first location (103) and a temperature at the second location (109) changes with the same secondary energy balance and constant coolant mass flow, to a fal cal composition of the coolant and issue a warning message. Überwachungssystem (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, den Kühlmittelmassenstrom anhand einer Drehzahl und/oder einer Leistung einer Pumpe des Brennstoffzellensystems (105) zum Pumpen des Kühlmittels zu ermitteln.surveillance system (100) after claim 4 , characterized in that the control device (101) is configured to determine the coolant mass flow based on a speed and / or a power of a pump of the fuel cell system (105) for pumping the coolant. Überwachungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass sich eine Temperaturdifferenz einer Temperatur an dem ersten Ort (103) zu einer Temperatur an dem zweiten Ort (109) bei gleichbleibender Sekundärenergiebilanz und gleichbleibender spezifischer Wärmekapazität bei konstantem Druck ändert, auf einen falschen Kühlmittelmassenstrom zu schließen und eine Warnmeldung auszugeben.Monitoring system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (101) is configured in the event that a temperature difference between a temperature at the first location (103) and a temperature at the second location (109) with the same secondary energy balance and constant specific heat capacity at constant pressure, to conclude that the coolant mass flow is incorrect and to issue a warning message. Überwachungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, den Kühlmittelstrom selektiv zu ändern und für den Fall, dass ein Unterschied der Primärenergiebilanz zu der Sekundärenergiebilanz sich unproportional zu einer Änderung des Kühlmittelstroms verhält, auf eine falsche Zusammensetzung des Kühlmittels zu schließen und eine Warnmeldung auszugeben.Monitoring system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (101) is configured to change the coolant flow selectively and in the event that a difference in the primary energy balance to the secondary energy balance behaves disproportionately to a change in the coolant flow, to conclude that the composition of the coolant is incorrect and to issue a warning message. Überwachungssystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgerät (101) dazu konfiguriert ist, eine Tertiärenergiebilanz anhand von Tertiärparametern an einem dritten Ort des Brennstoffzellensystems zu ermitteln, wobei der zweite Ort (109) und der dritte Ort seriell durch den Kühlmittelfluss thermisch gekoppelt sind, und das Kontrollgerät (101) weiterhin dazu konfiguriert ist, auf eine Abweichung der Tertiärparameter von entsprechenden Sekundärparametern zu schließen und eine Warnmeldung auszugeben.Monitoring system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (101) is configured to determine a tertiary energy balance based on tertiary parameters at a third location of the fuel cell system, the second location (109) and the third location being serially transmitted the coolant flow are thermally coupled, and the control device (101) is further configured to conclude a deviation of the tertiary parameters from corresponding secondary parameters and to issue a warning message. Überwachungsverfahren (200) zur Überwachung eines Kühlmittelflusses in einem Brennstoffzellensystem (105), wobei das Überwachungsverfahren (200) umfasst: einen ersten Ermittlungsschritt (201), bei dem eine Primärenergiebilanz anhand von Primärparametern eines an einem ersten Ort (103) des Brennstoffzellensystems (105) strömenden Kühlmittels ermittelt wird, einen zweiten Ermittlungsschritt (203), bei dem eine Sekundärenergiebilanz anhand von Sekundärparametern an einem zweiten Ort (109) des Brennstoffzellensystems (105) ermittelt wird, wobei der erste Ort (103) und der zweite Ort (109) durch mindestens einen Wärmeüberträger (111) thermisch gekoppelt sind, einen Abgleichschritt (205), bei dem die Primärenergiebilanz mit der Sekundärenergiebilanz abgeglichen wird, und einen Ausgabeschritt (207), bei dem für den Fall, dass sich die Primärenergiebilanz mindestens um einen vorgegebenen Schwellenwert von der Sekundärenergiebilanz unterscheidet, eine Warnmeldung ausgegeben wird.Monitoring method (200) for monitoring a coolant flow in a fuel cell system (105), the monitoring method (200) comprising: a first determination step (201), in which a primary energy balance is determined using primary parameters of a coolant flowing at a first location (103) of the fuel cell system (105), a second determination step (203), in which a secondary energy balance is determined using secondary parameters at a second location (109) of the fuel cell system (105), wherein the first location (103) and the second location (109) are thermally coupled by at least one heat exchanger (111), a reconciliation step (205) in which the primary energy balance is reconciled with the secondary energy balance, and an output step (207) in which a warning message is output if the primary energy balance differs from the secondary energy balance by at least a predetermined threshold value. Brennstoffzellensystem (300) mit einem Überwachungssystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Fuel cell system (300) with a monitoring system (200) according to one of Claims 1 until 8th .
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