DE102022100477A1

DE102022100477A1 - Luftbefeuchtermodul für ein Brennstoffzellensystem

Info

Publication number: DE102022100477A1
Application number: DE102022100477.5A
Authority: DE
Inventors: Heiko Schmidt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-01-11
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2023-07-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Luftbefeuchtermodul (200) für ein Brennstoffzellensystem (7) aufweisend:- eine Feuchteübertragungsvorrichtung (201) zum Übertragen der Luftfeuchtigkeit von Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack auf Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack, sodass die Luftfeuchtigkeit der Luft einstellbar ist, und- eine Bypassvorrichtung (202), mit welcher die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) einstellbar umgehbar ist, sodass zumindest die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack einstellbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftbefeuchtermodul für ein Brennstoffzellensystem. Ferner betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem mit einem solchen Luftbefeuchtermodul.
Die Feuchtekonditionierung von Luft einer PEM(Proton Exchange Membrane)-Brennstoffzelle (Fuel Cell) ist von großer Bedeutung, da eine genaue, betriebspunktabhängige Feuchteeinstellung Voraussetzung für einen effizienten und stabilen Betrieb einer Brennstoffzelle bzw. eines Brennstoffzellensystems ist.
Ein nicht optimal eingestellter Grad an Feuchte in Luft bzw. an Luftfeuchtigkeit (zu gering oder zu hoch) kann zu Effekten, wie Austrocknung (lokal oder gesamt) der PEM oder zum Blockieren von Luftkanälen einer verwendeten Bipolarplatte (BPP) durch Flüssigwasser, führen und damit zu schlechten Wirkungsgraden, schnellen Spannungsabfällen, Hotspots, Druckschwankungen und im schlimmsten Fall zu Schäden an der Brennstoffzelle.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Luftbefeuchtermodul sowie ein Brennstoffzellensystem mit einem Luftbefeuchtermodul anzugeben, das eine optimale Einstellung der Luftfeuchtigkeit gestattet sowie beispielsweise auf einfache Weise in eine Baugruppe und/oder mit geringem Aufwand in ein Brennstoffzellensystem eingebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Luftbefeuchtermodul für ein Brennstoffzellensystem. Bei dem Brennstoffzellensystem kann es sich um ein PEM-Brennstoffzellensystem handeln. Das Luftbefeuchtermodul bildet eine Einheit, die als Ganzes in ein Brennstoffzellensystem integriert und aus diesem entfernt werden kann. Somit ist ein schneller Zusammenbau und eine schnelle Demontage im Servicefall möglich.
Das Luftbefeuchtermodul umfasst eine Feuchteübertragungsvorrichtung zum Übertragen der Luftfeuchtigkeit von Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack auf Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack. Dadurch ist die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack einstellbar bzw. erhöhbar. Die Feuchteübertragungsvorrichtung kann integraler Bestandteil des Luftbefeuchtermoduls sein.
Des Weiteren weist das Luftbefeuchtermodul eine Bypassvorrichtung auf, mit welcher die Feuchteübertragungsvorrichtung einstellbar umgehbar ist, sodass zumindest die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack einstellbar ist. Genauer geschildert kann trockene Luft von vor der Feuchteübertragungsvorrichtung mit befeuchteter Luft von nach der Feuchteübertragungsvorrichtung oder ausschließlich die Luft vor der Feuchteübertragungsvorrichtung oder ausschließlich die Luft nach der Feuchteübertragungsvorrichtung gemischt bzw. verwendet werden, um diese einem Brennstoffzellenstack zuzuführen. Dabei ist durch Umgehung der Feuchteübertragungsvorrichtung schnell der Feuchtegrad bzw. die Luftfeuchtigkeit von Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack senkbar. Anders ausgedrückt, ist die Luftfeuchte bzw. Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack für einen effizienten, stabilen und sicheren Betrieb eines Brennstoffzellensystems in dem Luftbefeuchtermodul für verschiedene Betriebspunkte flexibel auf einen optimalen Bereich einstellbar. Die Bypassvorrichtung kann integraler Bestandteil des Luftbefeuchtermoduls sein.
Die Bypassvorrichtung kann eine Volumenstromeinstelleinrichtung aufweisen, mit welcher die Durchflussmenge an Luft zur Umgehung der Feuchteübertragungsvorrichtung einstellbar ist. Die Luft kann beispielsweise von einem Luftkühlmodul für ein Brennstoffzellensystem zum Luftbefeuchtermodul geführt werden.
Ferner kann die Bypassvorrichtung einen Bypasskanal umfassen, welcher stromaufwärts der Feuchteübertragungsvorrichtung oder vor der Feuchteübertragungsvorrichtung fluidkommunizierend an einer ersten Luftleitung des Luftbefeuchtermoduls angeschlossen ist.
Zudem kann die Bypassvorrichtung einen Bypasskanal umfassen, welcher stromabwärts der Feuchteübertragungsvorrichtung oder nach der Feuchteübertragungsvorrichtung fluidkommunizierend an einer zweiten Luftleitung des Luftbefeuchtermoduls angeschlossen ist.
Durch Verwendung des Bypasskanals kann die Feuchteübertragungsvorrichtung übergangen bzw. umgangen werden.
Des Weiteren kann die Volumenstromeinstelleinrichtung eine Stelleinheit aufweisen, um den Durchfluss an Luft durch einen Bypasskanal der Bypassvorrichtung und/oder durch die Feuchteübertragungsvorrichtung einzustellen bzw. zu limitieren oder zu erhöhen.
Die Stelleinheit kann z. B. fluidkommunizierend an einer ersten oder zweiten Luftleitung des Luftbefeuchtermoduls und/oder an einem Bypasskanal der Bypassvorrichtung angeordnet sein.
Außerdem kann die Stelleinheit eingerichtet und ausgebildet sein, den Querschnitt eines Bypasskanals der Bypassvorrichtung variabel zwischen dem maximalen Querschnitt des Bypasskanals und einem Verschluss des Querschnitts des Bypasskanals zu verändern, sodass die Durchflussmenge an Luft zwischen einem Maximum und einem Minimum an Durchfluss, das gleich null sein kann, einstellbar ist.
Alternativ kann die Stelleinheit eingerichtet und ausgebildet sein, die Luft im Zufluss zur Feuchteübertragungsvorrichtung oder die Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack derart zu steuern, dass der Anteil an Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung und der Anteil an Luft durch die Bypassvorrichtung bzw./oder durch deren Bypasskanal variabel einstellbar ist. Variabel einstellbar kann bedeuten, dass der Anteil an Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung und der Anteil an Luft durch die Bypassvorrichtung zwischen einem Maximum, das 100 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung und 0 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung entsprechen kann, und einem Minimum einstellbar ist, das 0 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung und 100 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung entsprechen kann, z. B. stufenlos einstellbar ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Stelleinheit sowohl die Feuchteübertragungsvorrichtung als auch die Bypassvorrichtung sperrt, sodass keine Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung bzw. die Bypassvorrichtung strömt.
Auch ist es möglich, dass die Stelleinheit als Regelventil ausgebildet ist. Die als Regelventil ausgebildete Stelleinheit kann in Abhängigkeit einer Messeinrichtung des Luftbefeuchtermoduls steuerbar sein. Zudem kann die Stelleinheit als ein 3/2-WegeVentil ausgebildet sein.
Ferner kann das Luftbefeuchtermodul eine Messeinrichtung für Luft im Zufluss auf die Feuchteübertragungsvorrichtung und/oder für Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack und/oder für Luft im Abfluss von der Feuchteübertragungsvorrichtung aufweisen. Auch kann das Luftbefeuchtermodul eine Messeinrichtung für Luft im Durchfluss durch die Bypassvorrichtung oder für Luft im Durchfluss durch einen Bypasskanal der Bypassvorrichtung aufweisen. Die Messeinrichtung kann integraler Bestandteil des Luftbefeuchtermoduls sein.
Die Messeinrichtung kann dazu ausgebildet und eingerichtet sein, die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit und/oder den Druck von Luft zu erfassen. Dabei kann das Erfassen beispielsweise an einer Stelle stromabwärts oder stromaufwärts der Feuchteübertragungsvorrichtung und/oder z. B. stromabwärts der Bypassvorrichtung bzw. deren Bypasskanals erfolgen. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist in das Luftbefeuchtermodul eine Messeinrichtung für Luft integriert, und nicht als separates Bauteil außerhalb des Luftbefeuchtermoduls mit dem Luftbefeuchtermodul verbunden bzw. noch zu verbinden. Somit ist die Montage eines Luftbefeuchtermoduls vereinfachbar. Gleichzeitig kann das Luftbefeuchtermodul platz- und kostensparend realisiert werden. Zudem kann durch die Montage des gesamten Luftbefeuchtermoduls im Vorfeld, d.h. vor der Montage in z. B. ein Fahrzeug, die Effizienz, die Betriebsstabilität sowie die Betriebssicherheit des Luftbefeuchtermoduls getestet werden. Außerdem erleichtert die Integration der Messeinrichtung in das Luftbefeuchtermodul die Systemkonstruktion in z. B. einem Fahrzeug, aber auch die Planung bei Neukonstruktionen.
Dadurch, dass das Luftbefeuchtermodul die Messeinrichtung und/oder die Feuchteübertragungsvorrichtung und/oder eine Bypassvorrichtung als integrale Bestandteile aufweisen kann, ist zwischen der Bypassvorrichtung, der Messeinrichtung und/oder der Feuchteübertragungsvorrichtung ein geringes Totvolumen von Luft realisierbar. Durch das geringe Totvolumen ist die Messeinrichtung in der Lage, genauer die Temperatur und/oder den Druck und/oder die Luftfeuchtigkeit von Luft zu erfassen, und/oder ist die Bypassvorrichtung in die Lage versetzt, die Durchflussmenge an Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung exakter und effektiver zu steuern. Zudem kann durch die Verwendung einer Messeinrichtung und einer Bypassvorrichtung das Luftbefeuchtermodul platz-, bauteil- und kostensparend realisiert werden. Auch kann die Effizienz, die Betriebsstabilität sowie die Betriebssicherheit des Luftbefeuchtermoduls gesteigert werden.
Die Messeinrichtung kann wenigstens einen Sensor zur Erfassung einer Zustandsgröße von Luft umfassen.
Auch kann die Messeinrichtung wenigstens einen Temperatursensor für Luft umfassen.
Die Messeinrichtung kann außerdem wenigstens einen Luftfeuchtigkeitssensor für Luft umfassen.
Zudem kann die Messeinrichtung wenigstens einen Drucksensor für Luft umfassen.
Die Messeinrichtung kann stromaufwärts oder stromabwärts der Feuchteübertragungsvorrichtung angeordnet sein.
Ferner kann die Messeinrichtung z. B. fluidkommunizierend an einer ersten und/oder zweiten Luftleitung des Luftbefeuchtermoduls angeordnet sein.
Des Weiteren kann das Luftbefeuchtermodul eine Modulsteuereinheit zum Steuern der Volumenstromeinstelleinrichtung und/oder deren Stelleinheit umfassen.
Die Modulsteuereinheit kann eingerichtet sein, die Volumenstromeinstelleinrichtung in Abhängigkeit einer Messeinrichtung des Luftbefeuchtermoduls und/oder in Abhängigkeit von Vorgaben einer Systemsteuereinheit eines Brennstoffzellensystems zu steuern oder zu regeln.
Ferner kann die Modulsteuereinheit eingerichtet sein, die Volumenstromeinstelleinrichtung in Abhängigkeit der Temperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder des Drucks von Luft im Zufluss auf die Feuchteübertragungsvorrichtung und/oder von Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack zu regeln oder zu steuern, sodass die Durchflussmenge von Luft durch die Bypassvorrichtung einstellbar ist.
Außerdem kann die Modulsteuereinheit mit einer Messeinrichtung des Luftbefeuchtermoduls bzw. mit deren wenigstens einen Sensor und/oder mit der Volumenstromeinstelleinrichtung der Bypassvorrichtung bzw. mit der Stelleinheit der Volumenstromeinstelleinrichtung elektrisch verbunden sein, sodass die Durchflussmenge an Luft durch die Bypassvorrichtung entsprechend der erfassten Temperatur und/oder der erfassten Luftfeuchtigkeit und/oder des erfassten Drucks von Luft im Zufluss auf die Feuchteübertragungsvorrichtung und/oder von Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack einstellbar ist. Auf diese Weise kann ein Luftbefeuchtermodul geschaffen werden, bei welchem eine Regelung der Volumenstromeinstelleinrichtung vollständig in das Luftbefeuchtermodul integriert ist. Anders gesagt ist das Luftbefeuchtermodul dazu eingerichtet, die Volumenstromeinstelleinrichtung selbstständig anzusteuern, um eine korrekte Luftfeuchtigkeit für Luft für einen Brennstoffzellenstack zu erzielen, der sich an das Luftbefeuchtermodul anschließen kann. Somit wird also eine Anordnung geschaffen, die platzsparend, bauteilsparend und kostensparend ausgebildet ist. Ferner führt die Anordnung zu einer Steigerung der Effizienz, Betriebsstabilität und Betriebssicherheit des Luftbefeuchtermoduls. Aufgrund der modularen Bauweise kann das Luftbefeuchtermodul flexibel in verschiedenen Brennstoffelementsystemen eingesetzt werden. Aufgrund der Funktionsintegration in das Luftbefeuchtermodul wird die Konstruktion eines Gesamtsystems, bei welcher das Luftbefeuchtermodul Verwendung findet, erleichtert. Auch die Nutzerfreundlichkeit z. B. auf Seiten eines Fahrzeugherstellers wird durch ein solches Luftbefeuchtermodul verbessert.
Des Weiteren kann das Luftbefeuchtermodul einen Luft-Einlass für Luft im Zufluss auf die Feuchteübertragungsvorrichtung und einen Luft-Auslass für Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack umfassen, sodass eine Fluidströmung bzw. Luft vom Luft-Einlass zum Luft-Auslass realisierbar ist bzw. strömen kann. Die Fluidverbindung zwischen Luft-Einlass, Feuchteübertragungsvorrichtung und Luft-Auslass kann Teil eines Luftkreislaufs sein, in welchem Luft vom Luft-Einlass durch die Feuchteübertragungsvorrichtung hin zum Luft-Auslass strömt.
Am Luft-Auslass kann ein Brennstoffzellenstack angeschlossen sein.
Auch kann das Luftbefeuchtermodul eine erste Luftleitung aufweisen, die einerseits an dem Luft-Einlass und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung angeschlossen ist, sodass eine Fluidströmung bzw. Luft durch den Luft-Einlass in die erste Luftleitung hin zur Feuchteübertragungsvorrichtung realisierbar ist bzw. strömen kann.
Ferner kann das Luftbefeuchtermodul eine zweite Luftleitung aufweisen, die einerseits an dem Luft-Auslass und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung angeschlossen ist, sodass eine Fluidströmung bzw. Luft von der Feuchteübertragungsvorrichtung in die zweite Luftleitung hin zum Luft-Auslass realisierbar ist bzw. strömen kann.
Des Weiteren kann das Luftbefeuchtermodul einen Abluft-Einlass für Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack und einen Abluft-Auslass für Abluft im Abfluss aus der Feuchteübertragungsvorrichtung umfassen, sodass Abluft von dem Abluft-Einlass durch die Feuchteübertragungsvorrichtung zum Abluft-Auslass strömen kann, um ihre Feuchtigkeit auf Luft im Zufluss zu einem Brennstoffzellenstack zu übertragen. Die Fluidverbindung zwischen Abluft-Einlass, Feuchteübertragungsvorrichtung und Abluft-Auslass kann Teil eines Abluftkreislaufs sein, in welchem Abluft vom Abluft-Einlass durch die Feuchteübertragungsvorrichtung hin zum Abluft-Auslass strömt.
Das Luftbefeuchtermodul kann eine erste Abluftleitung aufweisen, die einerseits an dem Abluft-Einlass und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung angeschlossen ist, sodass Abluft durch den Abluft-Einlass in die erste Abluftleitung hin zur Feuchteübertragungsvorrichtung strömen kann.
Das Luftbefeuchtermodul kann eine zweite Abluftleitung aufweisen, die einerseits an dem Abluft-Auslass und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung angeschlossen ist, sodass Abluft von der Feuchteübertragungsvorrichtung in die zweite Abluftleitung hin zum Abluft-Auslass strömen kann.
Es wird noch darauf hingewiesen, dass Luft im Zufluss zur Feuchteübertragungsvorrichtung hin zur Feuchteübertragungsvorrichtung strömen kann und/oder Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack weg von der Feuchteübertragungsvorrichtung strömen kann.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Brennstoffzellensystem.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Luftbefeuchtermoduls, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Brennstoffzellensystem Anwendung finden können.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend das Luftbefeuchtermodul können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.
So umfasst also ein Brennstoffzellensystem ein Luftbefeuchtermodul gemäß dem ersten Aspekt.
Dabei kann das Luftbefeuchtermodul eine mit der Modulsteuereinheit verbundene Schnittstelle aufweisen, die an eine Systemsteuereinheit des Brennstoffzellensystems koppelbar ist. Über die Schnittstelle kann der Modulsteuereinheit von der Systemsteuereinheit ein Zielwert vorgegeben werden, beispielsweise ein Zielwert betreffend die gewünschte Luftfeuchtigkeit der Luft. Diesen Zielwert gilt es dann für das Luftbefeuchtermodul zu erreichen. Dabei ist es mit der Messeinrichtung, der Bypassvorrichtung und der Modulsteuereinheit möglich, abhängig von der gemessenen Lufttemperatur und/oder der gemessenen Luftfeuchtigkeit und/oder des gemessenen Drucks und abhängig von einer von dem Systemsteuergerät eingeforderten Luftsollfeuchtigkeit bzw. Zielwert, die Stelleinheit der Volumenstromeinstelleinrichtung der Bypassvorrichtung zur Regelung der Durchflussmenge an Luft über den Bypasskanal so anzusteuern, dass die Luftfeuchtigkeit den Zielwert erreicht.
Bei einer Ausführung des Luftbefeuchtermoduls oder des Brennstoffzellensystems mit der Messeinrichtung und der Bypassvorrichtung, aber ohne Modulsteuereinheit, kann die Luftfeuchtigkeit nach der Feuchteübertragungsvorrichtung gemessen und abhängig davon die Durchflussmenge an Luft über die Stelleinheit der Volumenstromeinstelleinrichtung der Bypassvorrichtung geregelt bzw. gesteuert werden. Dabei kann die Verarbeitung der Messdaten für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck sowie die Steuerung der Stelleinheit von der Systemsteuereinheit des Brennstoffzellensystems übernommen werden.
Kurz zusammengefasst kann mithilfe des oben vorgestellten Luftbefeuchtermoduls die Feuchtigkeit von Luft bzw. die Luftfeuchtigkeit optimal innerhalb eines für den effizienten Betrieb eines Brennstoffzellensystems optimalen Bereichs eingestellt werden. Während z. B. eines Kaltstarts eines Brennstoffzellensystems kann die Luftfeuchtigkeit mithilfe der Bypassvorrichtung geringgehalten werden. Somit kann ein Brennstoffzellensystem bei unterschiedlichen Wärmeszenarien verwendet und dessen optimaler Betriebspunkt in Abhängigkeit der Betriebstemperatur erreicht werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:

1 eine schematische Darstellung eines Luftbefeuchtermoduls nach einem ersten Ausführungsbeispiel, und
2 eine schematische Darstellung eines Luftbefeuchtermoduls nach einem zweiten und nach einem dritten Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftbefeuchtermoduls 200 nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
Genauer geschildert zeigt 1 ein Luftbefeuchtermodul 200 für ein Brennstoffzellensystem 7.
Das Luftbefeuchtermodul 200 hat eine Feuchteübertragungsvorrichtung 201 zum Übertragen der Luftfeuchtigkeit von Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) auf Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack. Dadurch ist die Luftfeuchtigkeit der Luft einstellbar bzw. erhöhbar. Ferner ist die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 integraler Bestandteil des Luftbefeuchtermoduls 200.
Das Luftbefeuchtermodul 200 hat eine Bypassvorrichtung 202, mit welcher die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 einstellbar umgehbar ist, sodass zumindest die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack einstellbar ist. Anders ausgedrückt, kann trockene Luft von vor der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 mit befeuchteter Luft von nach der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 oder ausschließlich die Luft vor der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 oder ausschließlich die Luft nach der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 verwendet werden, um diese einem Brennstoffzellenstack zuzuführen. Somit ist durch Umgehung der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 schnell der Feuchtegrad bzw. die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) senkbar. Anders ausgedrückt, ist die Luftfeuchte bzw. Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack für einen effizienten, stabilen und sicheren Betrieb eines Brennstoffzellensystems 7 in dem Luftbefeuchtermodul 200 für verschiedene Betriebspunkte flexibel auf einen optimalen Bereich einstellbar. Dabei ist die Bypassvorrichtung 202 integraler Bestandteil des Luftbefeuchtermoduls 200.
Gemäß 1 hat die Bypassvorrichtung 202 eine Volumenstromeinstelleinrichtung 203, mit welcher die Durchflussmenge an Luft zur Umgehung der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 einstellbar ist.
Dabei hat die Bypassvorrichtung 202 einen Bypasskanal 204, welcher vor der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 fluidkommunizierend an einer ersten Luftleitung 213 des Luftbefeuchtermoduls 200 und nach der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 fluidkommunizierend an einer zweiten Luftleitung 214 des Luftbefeuchtermoduls 200 angeschlossen ist. Durch Verwendung des Bypasskanals 204 kann die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 übergangen bzw. umgangen werden.
Wie in 1 gezeigt, hat die Volumenstromeinstelleinrichtung 203 eine Stelleinheit 205, um den Durchfluss an Luft durch den Bypasskanal 204 der Bypassvorrichtung 202 einzustellen bzw. zu limitieren oder zu erhöhen. Dabei ist die Stelleinheit 205 fluidkommunizierend an dem Bypasskanal 204 angeordnet.
Die Stelleinheit 205 ist eingerichtet und ausgebildet, den Querschnitt des Bypasskanals 204 der Bypassvorrichtung 202 variabel zwischen dem maximalen Querschnitt des Bypasskanals 204 und einem Verschluss des Querschnitts des Bypasskanals 204 zu verändern, sodass die Durchflussmenge an Luft zwischen einem Maximum und einem Minimum an Durchfluss, das gleich null sein kann, einstellbar ist.
Konkret ist die Stelleinheit 205 als Regelventil ausgebildet, die in Abhängigkeit einer Messeinrichtung 206 des Luftbefeuchtermoduls 200 steuerbar ist.
Des Weiteren zeigt 1, dass das Luftbefeuchtermodul 200 eine Messeinrichtung 206 für Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack aufweist. Dabei ist die Messeinrichtung 206 integraler Bestandteil des Luftbefeuchtermoduls 200.
Die Messeinrichtung 206 ist ausgebildet und eingerichtet, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit und den Druck von Luft an einer Stelle stromabwärts der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und stromabwärts der Bypassvorrichtung 202 bzw. deren Bypasskanals 204 zu erfassen.
Konkret hat die Messeinrichtung 206 drei Sensoren 207, 208, 209 zur Erfassung von Zustandsgrößen von Luft. So hat die Messeinrichtung 206 einen Temperatursensor 207, einen Luftfeuchtigkeitssensor 208 und einen Drucksensor 209 für Luft, wobei die Messeinrichtung 206 fluidkommunizierend an einer zweiten Luftleitung 214 des Luftbefeuchtermoduls 200 angeordnet ist.
Dadurch, dass das Luftbefeuchtermodul 200 die Messeinrichtung 206, die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und eine Bypassvorrichtung 203 als integrale Bestandteile aufweist, ist zwischen der Bypassvorrichtung 203, der Messeinrichtung 206 und der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 ein geringes Totvolumen von Luft realisierbar. Durch das geringe Totvolumen ist die Messeinrichtung 206 in der Lage, genauer die Temperatur und den Druck sowie die Luftfeuchtigkeit von Luft zu erfassen. Zudem ist die Bypassvorrichtung 203 in die Lage versetzt, die Durchflussmenge an Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 exakter und effektiver zu steuern.
Des Weiteren hat - gemäß 1 - das Luftbefeuchtermodul 200 eine Modulsteuereinheit 210 zum Steuern der Volumenstromeinstelleinrichtung 203 bzw. deren Stelleinheit 205.
Die Modulsteuereinheit 210 ist eingerichtet, die Volumenstromeinstelleinrichtung 203 in Abhängigkeit der Messeinrichtung 206 des Luftbefeuchtermoduls 200 und/oder in Abhängigkeit von Vorgaben einer Systemsteuereinheit 39 eines Brennstoffzellensystems 7 zu steuern.
So ist die Modulsteuereinheit 210 eingerichtet, die Volumenstromeinstelleinrichtung 203 in Abhängigkeit der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit und des Drucks von Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack zu steuern, sodass die Durchflussmenge von Luft durch die Bypassvorrichtung 202 einstellbar ist.
Wie in 1 zu erkennen, ist die Modulsteuereinheit 210 mit der Messeinrichtung 206 des Luftbefeuchtermoduls 200 bzw. mit deren Sensoren 207, 208, 209 und mit der Volumenstromeinstelleinrichtung 203 der Bypassvorrichtung 202 bzw. mit der Stelleinheit 205 der Volumenstromeinstelleinrichtung 203 elektrisch verbunden. Dadurch ist die Durchflussmenge an Luft durch die Bypassvorrichtung 202 entsprechend der erfassten Temperatur, der erfassten Luftfeuchtigkeit und des erfassten Drucks von Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) bzw. im Abfluss von der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 regelbar.
Außerdem ist in 1 gezeigt, dass das Luftbefeuchtermodul 200 einen Luft-Einlass 211 für Luft im Zufluss auf die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und einen Luft-Auslass 212 für Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) umfasst, sodass eine Fluidströmung vom Luft-Einlass 211 zum Luft-Auslass 212 realisiert werden kann. Dabei kann am Luft-Auslass 212 ein Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) angeschlossen werden.
Dabei hat das Luftbefeuchtermodul 200 eine erste Luftleitung 213, die einerseits an dem Luft-Einlass 211 und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 angeschlossen ist, sodass Luft durch den Luft-Einlass 211 in die erste Luftleitung 213 hin zur Feuchteübertragungsvorrichtung 201 strömen kann.
Außerdem hat das Luftbefeuchtermodul 200 eine zweite Luftleitung 214, die einerseits an dem Luft-Auslass 212 und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 angeschlossen ist, sodass Luft von der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 in die zweite Luftleitung 214 hin zum Luft-Auslass 212 strömen kann.
Zudem ist in 1 zu erkennen, dass das Luftbefeuchtermodul 200 einen Abluft-Einlass 215 für Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) und einen Abluft-Auslass 216 für Abluft im Abfluss aus der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 hat. Somit kann Abluft von dem Abluft-Einlass 215 durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 zum Abluft-Auslass 216 strömen. Dadurch kann die Feuchtigkeit der Abluft auf Luft im Zufluss zu einem Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) übertragen werden.
Das Luftbefeuchtermodul 200 hat ferner eine erste Abluftleitung 217, die einerseits an dem Abluft-Einlass 215 und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 angeschlossen ist, sodass Abluft durch den Abluft-Einlass 215 in die erste Abluftleitung 217 hin zur Feuchteübertragungsvorrichtung 201 strömen kann.
Des Weiteren zeigt 1, dass das Luftbefeuchtermodul 200 eine zweite Abluftleitung 218 hat, die einerseits an dem Abluft-Auslass 216 und andererseits an der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 angeschlossen ist, sodass Abluft von der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 in die zweite Abluftleitung 218 hin zum Abluft-Auslass 216 strömen kann.
Folglich zeigt 1 einen Teil eines Abluftkreislaufs mit einer Fluidverbindung zwischen Abluft-Einlass 215, Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und Abluft-Auslass 216, in welchem Abluft im Uhrzeigersinn strömt.
Zudem zeigt 1 einen Teil eines Luftkreislaufs mit einer Fluidverbindung zwischen Luft-Einlass 211, Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und Luft-Auslass 212, in welchem Luft von rechts nach links strömt.
Abschließend sei noch erwähnt, dass 1 auch ein Brennstoffzellensystem 7 andeutet.
Das Brennstoffzellensystem 7 hat das oben vorgestellte Luftbefeuchtermodul 200, wobei das Luftbefeuchtermodul 200 eine mit der Modulsteuereinheit 210 verbundene Schnittstelle 219 aufweist, die an eine Systemsteuereinheit 39 des Brennstoffzellensystems 7 gekoppelt ist.
Bei dieser Ausführung mit der Messeinrichtung 206, der Bypassvorrichtung 202 und der Modulsteuereinheit 210 ist es möglich, abhängig von der gemessenen Lufttemperatur, der gemessenen Luftfeuchtigkeit und des gemessenen Drucks und abhängig von einer von dem Systemsteuergerät 39 eingeforderten Luftsollfeuchtigkeit bzw. von einem Zielwert für die Luftfeuchtigkeit, die Stelleinheit 205 zur Regelung der Durchflussmenge an Luft über den Bypasskanal 204 so anzusteuern, dass die Luftfeuchtigkeit den Zielwert erreicht.
Bei einer Ausführung mit einer Messeinrichtung 206 und einer Bypassvorrichtung 202, aber ohne Modulsteuereinheit 210, kann die Luftfeuchtigkeit nach der Feuchteübertragungsvorrichtung 202 gemessen und abhängig davon die Durchflussmenge an Luft über die Stelleinheit 205 der Volumenstromeinstelleinrichtung 203 der Bypassvorrichtung 202 geregelt werden. Dabei kann die Verarbeitung der Messdaten für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck sowie die Steuerung der Stelleinheit 205 von der Systemsteuereinheit 39 des Brennstoffzellensystems 7 übernommen werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftbefeuchtermoduls 200 nach einem zweiten und nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
Das Luftbefeuchtermodul 200 hat eine Feuchteübertragungsvorrichtung 201 zum Übertragen der Luftfeuchtigkeit von Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) auf Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack. Dadurch ist die Luftfeuchtigkeit der Luft einstellbar bzw. erhöhbar. Dabei ist die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 integraler Bestandteil des Luftbefeuchtermoduls 200.
Das Luftbefeuchtermodul 200 hat - identisch zu 1 - eine Bypassvorrichtung 202, mit welcher die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 einstellbar umgehbar ist, sodass zumindest die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack einstellbar ist. Anders ausgedrückt, kann trockene Luft von vor der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 mit befeuchteter Luft von nach der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 oder ausschließlich die Luft vor der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 oder ausschließlich die Luft nach der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 verwendet werden, um diese einem Brennstoffzellenstack zuzuführen. Somit ist durch Umgehung der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 schnell der Feuchtegrad bzw. die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt) senkbar.
Auch hat die Bypassvorrichtung 202 eine Volumenstromeinstelleinrichtung 203, mit welcher die Durchflussmenge an Luft zur Umgehung der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 einstellbar ist.
Von weiteren Ausführungen wird an dieser Stelle abgesehen, da das zweite und dritte Ausführungsbeispiel mit dem ersten nahezu identisch ist. Somit gelten die Ausführungen des ersten Ausführungsbeispiels analog für das zweite und dritte.
Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird nachstehend lediglich kurz auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen hingewiesen.
Wie betreffend das erste Ausführungsbeispiel erläutert, hat die Volumenstromeinstelleinrichtung 203 eine Stelleinheit 205. Allerdings ist im zweiten Ausführungsbeispiel die Stelleinheit 205 (mit durchgezogener Linie dargestellt) fluidkommunizierend an der ersten Luftleitung 213 des Luftbefeuchtermoduls 200 und an dem Bypasskanal 204 der Bypassvorrichtung 203 angeordnet. Im dritten Ausführungsbeispiel hingegen ist die Stelleinheit 205 (mit gestrichelter Linie dargestellt) fluidkommunizierend an der zweiten Luftleitung 214 des Luftbefeuchtermoduls 200 und an dem Bypasskanal 204 angeordnet.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist als weiterer Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel die Stelleinheit 205 eingerichtet und ausgebildet, die Luft im Zufluss zur Feuchteübertragungsvorrichtung 201 derart zu steuern, dass der Anteil an Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und der Anteil an Luft durch die Bypassvorrichtung 202 bzw. durch deren Bypasskanal 204 variabel zwischen einem Maximum, das 100 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und 0 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung 202 entsprechen kann, und einem Minimum einstellbar ist, das 0 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und 100 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung 202 entsprechen kann.
Im dritten Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel die Stelleinheit 205 eingerichtet und ausgebildet, die Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack (nicht dargestellt, aber am zweiten Luft-Auslass 212 anschließbar) derart zu steuern, dass der Anteil an Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und der Anteil an Luft durch die Bypassvorrichtung 202 bzw. durch deren Bypasskanal 204 variabel zwischen einem Maximum, das 100 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und 0 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung 202 entsprechen kann, und einem Minimum einstellbar ist, das 0 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und 100 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung 202 entsprechen kann.
Sowohl im zweiten als auch im dritten Ausführungsbeispiel ist die Stelleinheit 205 als Regelventil ausgebildet, die in Abhängigkeit der Messeinrichtung 206 des Luftbefeuchtermoduls 200 steuerbar ist. Dabei ist die Stelleinheit 205 als ein 3/2-Wege-Ventil ausgebildet.
Alle weiteren Erläuterungen betreffend die das zweite und dritte Ausführungsbeispiel können in analoger Weise dem ersten Ausführungsbeispiel entnommen werden.
Nachstehend werden die 1 und 2 und die darin geschilderten Ausführungsbeispiele nochmals mit weiteren Erläuterungen ergänzt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist in das Befeuchtermodul bzw. in das Luftbefeuchtermodul 200 ein Luftkanal bzw. ein Bypasskanal 204 implementiert, der das Luftbefeuchterelement bzw. die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 umgeht.
In 1 und 2 kann der Bypasskanal 204 durch ein elektrisch angesteuertes Regelventil bzw. durch die Stelleinheit 205 gedrosselt werden. Bei einer vollständigen Drosselung geht die vollständige Stackzuluft bzw. Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und übernimmt beeinflusst durch die Eigenschaften der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 einen Teil der Feuchte von der Stackabluft bzw. Abluft. Mit zunehmender Öffnung der Stelleinheit 205 geht ein größerer Luftanteil über den Bypasskanal 204 und somit an dem Luftbefeuchterelement bzw. an der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 vorbei, wodurch die Feuchte durch die Mischung feuchter und trockener Luft nach dem Luftbefeuchtermodul 200 geringer wird.
In 1 ist es betreffend die Stelleinheit 205 nicht möglich, eine Befeuchtung vollständig zu unterbinden. Die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 kann so auf eine maximale Befeuchtung ausgelegt werden und gleichzeitig in Betriebspunkten oder bei Anwendungen, in denen weniger Feuchte erforderlich ist, umgangen werden und so eine geringere Feuchte bzw. Luftfeuchtigkeit eingestellt werden, als das bei einer vollständigen Durchströmung der Fall wäre.
Eine noch flexiblere Einstellung der Feuchte ist durch ein stufenloses 3-2-Wegeventil möglich, wie in 2 gezeigt. Die Luft kann für maximale Feuchte vollständig durch die Feuchteübertragungsvorrichtung 201 und für minimale Feuchte vollständig über den Bypasskanal 205 geleitet werden. In den Zwischenstellungen wird die Luft je nach Ventilstellung auf die beiden Wege verteilt. So kann jedes beliebige Mischungsverhältnis der beiden Luftströme und so jede beliebige Feuchte zwischen den beiden Extrema eingestellt werden.
Selbstverständlich kann das Ventil bzw. die Stelleinheit 205 im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel auch stromabwärts der Feuchteübertragungsvorrichtung 201 angebracht sein (drittes Ausführungsbeispiel).
Für eine noch bessere Information über den Istzustand des Luftbefeuchtermoduls 200 sind als Berechnungsgrundlage für die Sollventilstellung der Stelleinheit 205 Sensoren 207, 208, 209 (z. B. für Temperatur, für Feuchte/Luftfeuchtigkeit, für Druck usw.) verbaut, wodurch die Feuchteregelung weiter optimiert werden kann.
Durch eine interne ECU bzw. eine Modulsteuereinheit 210 kann die System-ECU bzw. eine Systemsteuereinheit 39 eines Brennstoffzellensystems 7 entlastet werden.
Bezugszeichenliste

200: Luftbefeuchtermodul
201: Feuchteübertragungsvorrichtung
202: Bypassvorrichtung
203: Volumenstromeinstelleinrichtung
204: Bypasskanal
205: Stelleinheit
206: Messeinrichtung
207: Temperatursensor
208: Luftfeuchtigkeitssensor
209: Drucksensor
210: Modulsteuereinheit
211: Luft-Einlass
212: Luft-Auslass
213: erste Luftleitung
214: zweite Luftleitung
215: Abluft-Einlass
216: Abluft-Auslass
217: erste Abluftleitung
218: zweite Abluftleitung
219: Schnittstelle
7: Brennstoffzellensystem
39: Systemsteuereinheit

Claims

Luftbefeuchtermodul (200) für ein Brennstoffzellensystem (7) aufweisend: - eine Feuchteübertragungsvorrichtung (201) zum Übertragen der Luftfeuchtigkeit von Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack auf Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftbefeuchtermodul (200) eine Bypassvorrichtung (202) aufweist, mit welcher die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) einstellbar umgehbar ist, sodass zumindest die Luftfeuchtigkeit der Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack einstellbar ist.
Luftbefeuchtermodul nach Anspruch 1, - wobei die Bypassvorrichtung (202) eine Volumenstromeinstelleinrichtung (203) aufweist, mit welcher die Durchflussmenge an Luft zur Umgehung der Feuchteübertragungsvorrichtung (201) einstellbar ist.
Luftbefeuchtermodul nach Anspruch 1 oder 2, - wobei die Bypassvorrichtung (202) einen Bypasskanal (204) umfasst, welcher vor der Feuchteübertragungsvorrichtung (201) fluidkommunizierend an einer ersten Luftleitung (213) des Luftbefeuchtermoduls (200) angeschlossen ist, und - wobei der Bypasskanal (204) nach der Feuchteübertragungsvorrichtung (201) fluidkommunizierend an einer zweiten Luftleitung (214) des Luftbefeuchtermoduls (200) angeschlossen ist.
Luftbefeuchtermodul nach Anspruch 2, - wobei die Volumenstromeinstelleinrichtung (203) eine Stelleinheit (205) aufweist, um den Durchfluss an Luft durch einen Bypasskanal (204) der Bypassvorrichtung (202) und/oder durch die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) einzustellen.
Luftbefeuchtermodul nach Anspruch 4, - wobei die Stelleinheit (205) eingerichtet und ausgebildet ist, den Querschnitt eines Bypasskanals (204) der Bypassvorrichtung (202) variabel zwischen dem maximalen Querschnitt des Bypasskanals (204) und einem Verschluss des Querschnitts des Bypasskanals (204) zu verändern, sodass die Durchflussmenge an Luft zwischen einem Maximum und einem Minimum an Durchfluss, das gleich null sein kann, einstellbar ist, oder - wobei die Stelleinheit (205) eingerichtet und ausgebildet ist, die Luft im Zufluss zur Feuchteübertragungsvorrichtung (201) oder die Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack derart zu steuern, dass der Anteil an Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) und der Anteil an Luft durch die Bypassvorrichtung (202) oder durch deren Bypasskanal (204) variabel zwischen einem Maximum, das 100 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) und 0 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung (202) entsprechen kann, und einem Minimum einstellbar ist, das 0 Prozent der Luft durch die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) und 100 Prozent der Luft durch die Bypassvorrichtung (202) entsprechen kann.
Luftbefeuchtermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 4, - wobei die Stelleinheit (205) als Regelventil ausgebildet ist, - wobei die als Regelventil ausgebildete Stelleinheit (205) in Abhängigkeit einer Messeinrichtung (206) des Luftbefeuchtermoduls (200) steuerbar ist.
Luftbefeuchtermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei das Luftbefeuchtermodul (200) eine Messeinrichtung (206) für Luft im Zufluss auf die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) und/oder für Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack und/oder für Luft im Durchfluss durch die Bypassvorrichtung (202) aufweist, - wobei die Messeinrichtung (206) dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit und/oder den Druck von Luft zu erfassen.
Luftbefeuchtermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei das Luftbefeuchtermodul (200) eine Modulsteuereinheit (210) zum Steuern der Volumenstromeinstelleinrichtung (203) und/oder deren Stelleinheit (205) umfasst, - wobei die Modulsteuereinheit (210) eingerichtet ist, die Volumenstromeinstelleinrichtung (203) in Abhängigkeit einer Messeinrichtung (206) des Luftbefeuchtermoduls (200) und/oder in Abhängigkeit von Vorgaben einer Systemsteuereinheit (39) eines Brennstoffzellensystems (7) zu steuern.
Luftbefeuchtermodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei das Luftbefeuchtermodul (200) einen Luft-Einlass (211) für Luft im Zufluss auf die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) und einen Luft-Auslass (212) für Luft im Zufluss auf einen Brennstoffzellenstack umfasst, sodass eine Fluidströmung vom Luft-Einlass (211) zum Luft-Auslass (212) realisierbar ist, und - wobei das Luftbefeuchtermodul (200) einen Abluft-Einlass (215) für Abluft im Abfluss aus einem Brennstoffzellenstack und einen Abluft-Auslass (216) für Abluft im Abfluss aus der Feuchteübertragungsvorrichtung (201) umfasst, sodass Abluft von dem Abluft-Einlass (215) durch die Feuchteübertragungsvorrichtung (201) zum Abluft-Auslass (216) strömen kann, um ihre Feuchtigkeit auf Luft im Zufluss zu einem Brennstoffzellenstack zu übertragen.
Brennstoffzellensystem (7) mit einem Luftbefeuchtermodul (200) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei das Luftbefeuchtermodul (200) eine mit der Modulsteuereinheit (210) verbundene Schnittstelle (219) aufweist, die an eine Systemsteuereinheit (39) des Brennstoffzellensystems (7) koppelbar ist.