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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanlage mit wenigstens einem Brennstoffzellensystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennstoffzellenanlage als solche sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Brennstoffzellenanlage.
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Vor allem beim Einsatz in Fahrzeugen, in welchen Brennstoffzellenanlagen mit einem oder mehreren Brennstoffzellensystemen zumindest einen Teil der elektrischen Antriebsleistung bereitstellen, ist es so, dass diese Brennstoffzellenanlagen verschiedenen während einer Fahrt auftretenden ungünstigen äußeren Störungen wie beispielsweise Vibrationen, Stößen, wenn mit dem Fahrzeug ein Schlagloch durchfahren wird oder ein Randstein überfahren wird oder dergleichen, ausgesetzt sein können. Nun ist es so, dass in Fahrzeugen die Brennstoffzellensysteme nicht oder bei einer Brennstoffzellenanlage mit mehreren Brennstoffzellensystemen nicht alle ständig in Betrieb sind. Beispielsweise kann das Fahrzeug über ein System verfügen, bei welchem elektrische Antriebsleistung über eine Batterie bereitgestellt wird, sodass die Brennstoffzellenanlage nicht betrieben wird. Bei einer Brennstoffzellenanlage mit mehreren Brennstoffzellensystemen ist es so, dass je nach Leistungsanforderungen des Fahrzeugs an die Brennstoffzellenanlage gegebenenfalls nicht alle Brennstoffzellensysteme gleichzeitig betrieben werden.
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Bei solchen während der Fahrt eines Fahrzeugs nicht betriebenen Brennstoffzellensystemen einer Brennstoffzellenanlage mit wenigstens einem solchen Brennstoffzellensystem ist es nun so, dass aufgrund von Vibrationen oder insbesondere von Stößen, beispielsweise aufgrund einer unebenen Fahrbahn, einer Fahrt im Gelände, eines Schlaglochs oder dergleichen, verschiedene Ventile in dem nicht betriebenen Brennstoffzellensystem durch dynamische Beschleunigungskräfte fehlerhaft kurzzeitig geöffnet werden. Der Grund hierfür ist der typischerweise mit einer Masse behaftete Ventilkörper, welcher aufgrund des Trägheitsmoments bei einem Stoß oder bei einer Vibration und dementsprechend einer daraus resultierenden Beschleunigung aus dem Ventilsitz abgehoben wird, sodass beispielsweise Wasserstoff aus einer Wasserstoffstoffquelle in das oder aus dem Brennstoffzellensystem strömen kann. Wird dieses nicht betrieben, dann kann der einströmende Wasserstoff nicht umgesetzt werden, sodass es beispielsweise zu unerwünschten Wasserstoffemissionen kommen kann. Auch ein unkontrollierter Druckanstieg beispielsweise auf der Anodenseite eines Brennstoffzellensystems kann kritisch sein, da eine unerwünscht hohe Druckdifferenz zur Kathodenseite über die Einzelzellen auftreten kann, welche, insbesondere bei einer Ausgestaltung der Brennstoffzelle als PEM-Brennstoffzelle, zu einer Beschädigung von Membranen, Bipolarplatten oder dergleichen führen kann.
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Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanlage mit wenigstens einem Brennstoffzellensystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art anzugeben, bei welchem auch in den genannten kritischen Situationen ein sicherer Betrieb möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanlage mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Eine alternative Lösung für die oben genannte Aufgabe basierend auf einem grundlegend vergleichbaren Verfahren ist auch im Anspruch 4 angegeben. Auch hier ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Brennstoffzellenanlage ist im Anspruch 12 angegeben. Auch hier ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung aus dem abhängigen Unteranspruch. Im Anspruch 14 ist letztlich ein Fahrzeug mit einer derartigen Brennstoffzellenanlage angegeben. Auch die Brennstoffzellenanlage und das Fahrzeug lösen mittelbar die Aufgabe.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß der ersten Lösungsvariante sieht es vor, dass wenigstens ein Betriebsparameter jedes Brennstoffzellensystems der Brennstoffzellenanlage erfasst wird, um festzustellen, ob das jeweilige Brennstoffzellensystem im Betrieb oder im Nicht-Betrieb ist. Für den Fall des Nicht-Betriebs des Brennstoffzellensystems wird dann der Druck in einer Leitung zwischen dem Systemabsperrventil und dem Druckregel- und Dosierventil des jeweiligen Brennstoffzellensystems reduziert.
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Typischerweise liegt vor dem Systemabsperrventil der Druck der Wasserstoffquelle oder der über einen ersten Druckregler bereits angepasst Druck vor, je nach Ausgestaltung der Wasserstoffquelle beispielsweise als Druckgasspeicher, Speicher für flüssigen Wasserstoff oder dergleichen. Das Systemabsperrventil sperrt diesen Bereich ab, wobei hier gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung der Idee ein im Normalfall geschlossenes Systemabsperrventil eingesetzt wird, bei welchem der anliegende Druck auf der der Leitung abgewandten Seite einen Ventilkörper in einen Ventilsitz presst, wenn das Systemabsperrventil deaktiviert ist. Das Systemabsperrventil ist also bei dieser bevorzugten Weiterbildung gemäß der Erfindung so ausgestaltet, dass der höhere Druck beim Schließen des Systemabsperrventils hilft. Im Bereich der Leitung, welche sich an das Systemabsperrventil anschließt, liegt dann ein eher niedrigeres Druckniveau vor, welches dann über ein Druckregel- und Dosierventil auf den niedrigen Druck für das jeweilige Brennstoffzellensystem reduziert wird. Liegen die Drücke im Bereich vor und nach dem Systemabsperrventil relativ dicht beieinander, dann kann es schon bei einfachen Vibrationen zu einem versehentlichen Abheben des Ventilkörpers des Systemabsperrventils kommen, sodass Wasserstoff in diesen Bereich einströmt und sich hier ein höherer Druck einstellt, als eigentlich bei einem Brennstoffzellensystem im Nicht-Betrieb gewünscht ist und erwartet wird. Dies kann zu entsprechenden Problemen führen, wenn das Druckregel- und Dosierventil gleichzeitig oder zu einem späteren Zeitpunkt ebenfalls aufgestoßen wird.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht es nun vor, dass in dieser Leitung, also in dem Bereich zwischen dem Systemabsperrventil und dem Druckregel- und Dosierventil, der Druck entsprechend reduziert wird.
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Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee ist es dabei so, dass der Druck in der Leitung auf ein Druckniveau unterhalb des Druckniveaus auf der der Leitung abgewandten Seite des Systemabsperrventils reduziert wird. Eine solche Reduzierung des Drucks im Bereich der Leitung, welche auch als Teilvolumen in einem Verschaltungsblock oder dergleichen ausgebildet sein kann, hilft also die Funktion des Systemabsperrventils, insbesondere in der bevorzugten Ausgestaltung, bei welcher der Druck aus dem in Strömungsrichtung vor dem Ventilkörper liegenden Bereich diesen in den Ventilsitz drückt, zu verbessern. Je höher die Druckdifferenz über dem Systemabsperrventil ist, desto sicherer bleibt dieses auch in kritischen Situationen, beispielsweise wenn einem Schlagloch nicht mehr ausgewichen werden kann oder dergleichen, zuverlässig geschlossen und kann so das im Nicht-Betrieb befindliche Brennstoffzellensystem sicher vor einem ungewollten Druckanstieg schützen.
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Die alternative Lösung des Verfahrens gemäß der Erfindung sieht es ebenfalls vor, dass die Brennstoffzellenanlage wenigstens ein Brennstoffzellensystem mit einer Wasserstoffquelle und einem Systemabsperrventil aufweist, wobei auch hier wenigstens ein Betriebsparameter überwacht wird um zu erfassen, ob ein Betrieb oder ein Nicht-Betrieb des jeweiligen Brennstoffzellensystems vorliegt. Bei dieser Lösung wird dann zumindest ein typischerweise ohnehin vorhandener anodenseitiger Drucksensor des jeweiligen Brennstoffzellensystems zur Überwachung der Anodenseite dieses Brennstoffzellensystems aktiv gehalten oder bei Bedarf aufgeweckt, um so also auch im Nicht-Betrieb des jeweiligen Brennstoffzellensystems die Anodenseite zuverlässig auf Druckänderungen überwachen zu können. Die erfindungsgemäße Lösung sieht es dann vor, dass im Falle einer Abweichung der erfassten Druckwerte von einem Vorgabebereich ein Fehlersignal ausgelöst wird. Auf dieses Fehlersignal kann dann entsprechend reagiert werden, beispielsweise durch eine Druckanpassung oder in Extremfällen auch durch eine Notabschaltung des Brennstoffzellensystems, der ganzen Brennstoffzellenanlage, einer Abschaltwarnung an einen Nutzer oder ähnlichem.
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Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung dieser Variante der erfindungsgemäßen Lösung kann es dabei vorgesehen sein, dass im Falle eines Fehlersignals über anodenseitige Ventile Medium nachdosiert und/oder abgelassen wird, um den Druckwert anzupassen. So könnte beispielsweise über ein Purge- und/oder Drainventil eine Anpassung des Drucks nach unten erfolgen oder bei Bedarf auch durch ein weiteres bewusstes Öffnen des Systemabsperrventils und/oder eines zwischen diesen und dem Brennstoffzellensystem zwischengeschalteten Druckregel- und Dosierventil eine Druckanpassung nach oben.
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Die überwachte Anodenseite kann dabei gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung einen Anodenraum des Brennstoffzellensystems sowie einen Anodenrezirkulationskreislauf um diesen Anodenraum umfassen. Verfahrensgemäß kann nun, bevorzugt in diesem überwachten Anodensystem, der Anodendruck in der Art angepasst werden, dass der Anodendruck größer als ein kathodenseitiger Druck und kleiner als die Summe aus dem Anodendruck und der Druckdifferenz zwischen der Anodenseite und der Kathodenseite ist. Somit lässt sich ein effizientes Einregeln des Drucks realisieren, um den Aufbau der Brennstoffzelle selbst effizient zu schützen und nachströmendes Medium, welches den Druck erhöht, oder abströmendes Medium, welches den Druck unerwünscht verringert, auszugleichen.
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Die überwachte Anodenseite kann gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ferner eine Leitung zwischen dem Systemabsperrventil und einem Druckregel- und Dosierventil umfassen. Diese Leitung ist die gemäß der ersten Lösung des erfindungsgemäßen Verfahrens bezüglich ihres Drucks abgesenkte Leitung. Auch diese kann also entsprechend hinsichtlich ihres Druckwerts in dem zweiten Verfahren anhand eines typischerweise ohnehin vorhandenen Drucksensors dauerhaft überwacht werden, sodass auch Druckänderungen in diesem Bereich, welche sich beispielsweise im Falle eines ungewollten Öffnens des Druckregel- und Dosierventils in die jeweilige Brennstoffzelle selbst ausbreiten könnten, bereits erfasst werden, und dass auch hier bei einer unerwünschten Druckänderung entsprechend gegensteuert werden kann, um im Falle einer Weitergabe dieser Druckänderung in den Bereich der Brennstoffzelle selbst schneller und effizienter reagieren zu können bzw. den Druck langsam und gezielt abzubauen anstatt eine schlagartige Weitergabe zu riskieren.
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Dabei ist es nun insbesondere so, dass für den Fall eines Druckanstiegs über einen vorgegebenen Grenzwert Wasserstoff in die Anodenseite dossiert werden kann, um so diesen Druckanstieg abzubauen. Stammt dieser Druckanstieg beispielsweise beim Einsatz eines Cryospeichers für flüssigen Wasserstoff als Wasserstoffquelle aus dem sogenannten Boil-Off-Gas, dann kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Idee nach dem Eindosieren des Wasserstoffs in die Anodenseite die Brennstoffzelle mit dem zudosierten Wasserstoff elektrisch belastet werden, um diesen Wasserstoff entsprechend abzubauen und damit elektrische Leistung bereitzustellen, welche beispielsweise in einer Batterie zwischengespeichert werden kann, um so Wasserstoffemissionen in die Umgebung zu verhindern bzw. den vorhandenen Wasserstoff ideal zu nutzen.
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Solange die Menge des Wasserstoffs und der Druck nicht zu hoch wird, kann es auch von Vorteil sein, diesen Wasserstoff einfach gemäß der beschriebenen Variante in die Anodenseite zu dosieren, ohne die Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems elektrisch zu belasten. Damit wird die Wasserstoffatmosphäre auf der Anodenseite mit Wasserstoff angereichert, was dazu führt, dass über einen möglichst langen Zeitraum Wasserstoff auf der Anodenseite vorliegt. Dies hat hinsichtlich der Lebensdauer des Brennstoffzellensystems bei seinem Wiederstart entsprechende Vorteile, da ein Start mit Sauerstoff bzw. Luft sowohl auf der Anodenseite als auch auf der Kathodenseite, einen sogenannter Air/Air-Start, zu erheblichen Nachteilen führt. Dies ist darin bedingt, dass in diesem Fall die Luft auf der Anodenseite durch Wasserstoff ausgespült wird. Damit läuft eine Luft/Wasserstoff-Front durch die Anodenseite der Brennstoffzelle, was zu einer Oxidation des Katalysators führen kann, was diesen aufbraucht und damit die Lebensdauer der Brennstoffzelle verkürzt. Kann also durch ohnehin vorhandenen Wasserstoff die Zeitdauer der Wasserstoffatmosphäre in dem Anodenbereich erhöht werden, man spricht in diesem Zusammenhang auf von der Hydrogen Protection Time, dann ist dies ein erheblicher Vorteil für die Brennstoffzelle.
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Eine Brennstoffzellenanlage sieht nun wenigstens ein Brennstoffzellensystem vor, welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren in einer der beschriebenen Arten durchzuführen. Dies bedeutet also, dass dieses Brennstoffzellensystem über die entsprechenden Sensoren und/oder Möglichkeiten zur Veränderung der Drücke beispielsweise über Ventile verfügt.
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Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung der Brennstoffzellenanlage ist dabei die Wasserstoffquelle als Tank für flüssigen Wasserstoff ausgebildet.
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Ein Fahrzeug mit einer solchen Brennstoffzellenanlage kann diese nun nutzen, um elektrische Antriebsleistung zu generieren. Auch bei widrigen Bedingungen bezüglich der Fahrt des Fahrzeugs, also beispielsweise bei starken Stößen während der Fahrt, einer Fahrt aus sehr unebenem Untergrund oder dergleichen, kann durch die beiden Lösungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und ihrer Ausgestaltungen das Brennstoffzellensystem sicher und ohne unerwünschte Druckschwankungen und/oder Emissionen betrieben werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens, der Brennstoffzellenanlage und des Brennstoffzellenfahrzeugs, welches insbesondere ein Nutzfahrzeug sein kann, aber nicht muss, ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben ist.
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Die einzige beigefügte Figur zeigt dabei eine Brennstoffzellenanlage zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In der Darstellung der 1 ist eine Brennstoffzellenanlage 1 zu erkennen. Diese umfasst zwei Brennstoffzellensysteme 2, 3, von welchen jeweils ein Brennstoffzellenstapel 4, 5 dargestellt ist. Näher ausgeführt ist dabei lediglich ein Teil der Anodenseite des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3, der weitere Aufbau des jeweiligen Brennstoffzellensystems, insbesondere hinsichtlich der Kathodenseite, der Kühlung, der elektrischen Verschaltung und dergleichen, entspricht den aus dem Stand der Technik bekannten Aufbauten.
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Die Anodenseite des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3 umfasst nun jeweils einen Anodenraum 6, 7 des jeweiligen Brennstoffzellenstapels 4, 5 sowie einen Anodenkreislauf 8, 9 mit jeweils einer Rezirkulationsfördereinrichtung 10, 11, welche hier rein beispielhaft als Rezirkulationsgebläse 10, 11 dargestellt ist. Alternativ oder auch ergänzend zu einem solchen Gebläse wären auch eine oder mehrere Gasstrahlpumpen denkbar.
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Die Versorgung des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3 erfolgt z.B. aus einer gemeinsamen Wasserstoffquelle 12, welche beispielsweise als Druckgasspeicher oder als Speicher für cryogenen Wasserstoff ausgebildet sein kann. Diese Wasserstoffquelle 12 als Druckgasspeicher oder Cryospeicher ist dabei über eine Versorgungsleitung 13 mit dem jeweiligen Brennstoffzellensystem 2, 3 verbunden. Teil des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3 ist dabei ein Systemabsperrventil 14, 15 sowie wenigstens ein Druckregel- und Dosierventil 16, 17, welche jeweils über eine Leitung 18, 19 miteinander verbunden sind. Es wären hier auch mehrere parallel durchströmte Druckregel- und Dosierventile für jedes der Brennstoffzellensysteme 2, 3 denkbar
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Reichert sich in dem Anodenkreislauf 8, 9 mit der Zeit Wasser und inertes Gas an, dann wird dieses in an sich bekannter und üblicher Art, beispielsweise aus einem hier nicht dargestellten Wasserabscheider heraus, über ein Drain- und Purgeventil 20, 21 in die Umgebung abgelassen, wobei die Umgebung hier insbesondere auch die Abluft der Kathodenseite des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3 sein kann. Das Purge- und Drainventil 20, 21 kann prinzipiell auch aufgeteilt sein, also in jeweils ein eigenes Purgeventil und ein eigenes Drainventil für jedes der Brennstoffzellensysteme 2, 3.
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Wird nun zumindest eines der beiden Brennstoffzellensysteme 2, 3 während einer Fahrt eines mit der Brennstoffzellenanlage 1 ausgestatteten und hier nur angedeuteten Fahrzeugs 100 nicht betrieben, beispielsweise weil die Leistung aus einem der Brennstoffzellensysteme 2, 3 ausreicht oder weil rein batterieelektrisch gefahren wird und beide Brennstoffzellensysteme 2, 3 in einem Stopp-Modus sind, dann kann es durch Vibrationen, insbesondere aber durch dynamische Beschleunigungskräfte, welche beispielsweise beim Durchfahren eines Schlaglochs auftreten, beim Überfahren eines Randsteins oder dergleichen, dazu kommen, dass das Systemabsperrventil 14, 15 des betroffenen Brennstoffzellensystems 2, 3 sich kurzzeitig öffnet. Vergleichbares gilt auch für das jeweilige Druckregel- und Dosierventil 16, 17 und das Purge- und Drainventil 20, 21. In allen Fällen kann dies zu einer unerwünschten Situation in dem Brennstoffzellensystem 2, 3 führen, welche gegebenenfalls einen Fehlerfall darstellt, welchem aktiv entgegengewirkt werden muss, um ein Sicherheitsproblem, ein Lebensdauerproblem oder unerwünschte Emissionen zu vermeiden. Ferner kann es sein, dass durch den Fehlerfall bei einem späteren Wiederstart des jeweiligen Brennstoffzellensystems Probleme auftreten können.
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Um eine solche Situation zu vermeiden, welche durch übermäßige dynamische Beschleunigungskräfte auftreten kann und welche dann häufig von dem Systemabsperrventil 14, 15 ausgeht, kann in einer ersten Variante eines Lösungsansatzes der Druck im Bereich der Leitung 18, 19 des aktuell nicht betriebenen Brennstoffzellensystems 2, 3 abgesenkt werden. Typischerweise ist das Systemabsperrventil 14, 15 als im Normalfall geschlossenes Ventil ausgebildet, welches beispielsweise von einer Feder oder von dem Druck des Wasserstoffs in der Versorgungsleitung 13 geschlossen gehalten wird. Kommt es nun durch die Massenträgheit des Ventilkörpers zu einem kurzzeiteigen Öffnen des an sich geschlossenen Systemabsperrventils 14, 15 des aktuell nicht betriebenen Brennstoffzellensystems 2, 3, dann kann trotz dieser im Normalfall geschlossenen Charakteristik des Systemabsperrventils 14, 15 Wasserstoff in die Leitung 18, 19 gelangen und von dort gegebenenfalls bei einem weiteren Stoß oder beim erneuten Starten des Brennstoffzellensystems 2, 3 unerwünscht in den Bereich der Anodenseite des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3 gelangen. Durch ein Absenken des Drucks in den Leitungen 18, 19 des jeweils betroffenen Brennstoffzellensystems 2, 3 kann somit im Nicht-Betrieb des Brennstoffzellensystems die Druckdifferenz über den Ventilkörper des jeweiligen Systemabsperrventils 14, 15 erhöht werden, sodass die Kräfte um den Ventilkörper von seinem Ventilsitz abzuheben entsprechend erhöht werden. Hierdurch wird die Gefahr eines versehentlichen Öffnens des Systemabsperrventils 14, 15 beispielsweise beim Durchfahren eines Schlaglochs oder dergleichen deutlich reduziert.
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Alternativ oder insbesondere ergänzend dazu kann nun auch für den Fall, dass das jeweilige Brennstoffzellensystem 2, 3 nicht betrieben wird, eine Drucküberwachung im Bereich der Anodenseite des Brennstoffzellensystems 2, 3 auch für den Nicht-Betrieb dieses Brennstoffzellensystems aufrechterhalten werden. Hierfür werden entsprechende Drucksensoren p1, welche typischerweise ohnehin in dem System vorhanden sind, und ihre Auswerteelektronik 22 wach gehalten. Die Anodenseite umfasst dabei zumindest den Anodenraum 6, 7 der jeweiligen Brennstoffzelle 4, 5 sowie den Anodenrezirkulationskreislauf 8, 9 und das in ihm eingeschlossene Volumen. Es kann ferner die Leitung 18, 19 mit überwachen, würde in diesem Fall aber das Einbeziehen eines zweiten - typischerweise ebenfalls ohnehin vorhandenen - Drucksensors p2 benötigen, welcher entsprechend wach gehalten und ausgewertet werden muss.
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Stellt nun einer dieser Drucksensoren p1, p2 im nicht betriebenen Brennstoffzellensystem 2, 3 fest, dass der Druck sich gegenüber einem Vorgabebereich ändert, beispielsweise indem er zu stark ansteigt oder zu stark abfällt, dann muss von einem versehentlichen Öffnen eines Ventils ausgegangen werden. Dies kann dabei das Systemabsperrventil 14, das Druckregel- und Dosierventil 16 oder das Purge- und Drainventil 20 entsprechend betreffen.
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Wenn ein solcher Fehler erkannt wird, wird ein Fehlersignal FS generiert, auf welches dann entsprechend reagiert werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass, wenn es durch ein schockbedingtes Öffnen des Purge- und Drainventils 20, 21 zu einem Abströmen von Wasserstoff und damit einer Absenkung des Drucks gekommen ist, dass dieser Wasserstoff über ein bewusstes Öffnen des Druckregel- und Dosierventils 16, oder bei Bedarf, also wenn in der Leitung 18, 19 nicht mehr ausreichend Wasserstoff vorhanden ist, durch ein zusätzliches kurzzeitiges Öffnen des Systemabsperrventils 14, 15 nachdosiert wird. Kommt es dagegen zu einem Druckanstieg, beispielsweise weil das Druckregel- und Dosierventil 16, 17 sich ungewünscht geöffnet hat, dann kann zum Ausgleich des Drucks eine bewusste Öffnung des Purge- und Drainventils 20, 21 erfolgen, um so den Druck wieder abzubauen. Dadurch lässt sich einfach und effizient durch ein Wachhalten der Drucküberwachung und die entsprechende Reaktion auf ein eventuelles Fehlersignal FS der Druck im gewünschten Bereich halten, insbesondere in einem in Abhängigkeit des Drucks auf der Kathodenseite der jeweiligen Brennstoffzelle 4, 5 bestimmten Druckniveaus.
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Darüber hinaus ist es so, dass basierend auf einer solchen Drucküberwachung auch der Druck im Anodenraum 6, 7 und der Anodenrezirkulation 8, 9 entsprechend erhöht werden kann, indem beispielsweise das Druckregel- und Dosierventil 16, 17 kurzzeitig geöffnet wird. Dies führt dann zu einem entsprechenden Druckanstieg, kann aber das Druckniveau in der jeweiligen Leitung 18, 19 entlasten. Dies kann insgesamt dazu führen, dass der Wasserstoffverlust über eventuelle Leckagen aus dem Bereich dieser Leitungen entsprechend reduziert werden kann und es kann dazu führen, dass die Zeitspanne verlängert wird, während welcher die Anodenseite innerhalb einer Wasserstoffatmosphäre steht, was sich bei einem Wiederstart positiv auf die Lebensdauer der jeweiligen Brennstoffzelle 4, 5 auswirkt.
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Insbesondere wenn ein Cryospeicher als Wasserstoffquelle 12 eingesetzt wird, dann kann es auch dazu kommen, dass Boil-off-Gase aus diesem Cryospeicher vorhanden sind und dadurch der Druck ansteigt. Solche Gase können ebenfalls auf die Anodenseite des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3 geleitet werden. Sie können dort den Wasserstoffdruck erhöhen und beispielsweise wiederum dazu beitragen, die Zeitspanne, während welcher die Wasserstoffatmosphäre aufrechterhalten wird zu verlängern.
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Alternativ dazu wäre auch ein elektrischer Betrieb der jeweiligen Brennstoffzelle 4, 5 in einer solchen Situation denkbar, um Wasserstoffemissionen, insbesondere aus Boil-Off-Gasen, zu verhindern und den Energieinhalt dieser Gase entsprechend in der Brennstoffzelle 4, 5 des jeweiligen Brennstoffzellensystems 2, 3 umzusetzen. Die anfallende Leistung könnte dann in einer Batterie zwischengespeichert werden. Da die Menge an Wasserstoff typischerweise sehr klein ist, kann sicherlich auch auf eine Luftversorgung der Kathodenseite der jeweiligen Brennstoffzelle 4, 5 in aktiver Form verzichtet werden, sodass die durch Konvektion nachströmende Luft zum Umsetzen des eingeleiteten Wasserstoffs ausreicht oder alternativ dazu Luft über ein kleines Gebläse bzw. einen kleinen Lüfter für speziell diesen Fall bereitgestellt werden kann.
