-
Die Erfindung betrifft ein Kaltstartverfahren für ein Brennstoffzellensystem gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Brennstoffzellensystem zur Ausführung des Kaltstartverfahrens.
-
Bekannte Brennstoffzellensysteme müssen insbesondere bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen, beispielsweise -30°C, startfähig sein. Bei einem Kaltstart eines Brennstoffzellensystems sind hierzu die Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems relativ zügig auf Brennstoffzellentemperaturen von größer 0°C zu erhitzen, so dass das Einfrieren des von den Brennstoffzellen erzeugten Prozessabwassers und die damit einhergehende Vereisung einer Brennstoffzelle verhindert werden kann.
-
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein solches Verfahren vorzuschlagen. Insbesondere soll auch ein Brennstoffzellensystem zur Ausführung eines solchen Verfahrens angegeben werden.
-
Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.
-
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, ein Kaltstartverfahren anzugeben, in dessen Rahmen Brennstoffzellen eines Brennstoffzellensystem fortlaufend in Abhängigkeit einer vorgegebenen oder vorgebbaren Betriebstemperatur einer vorhergehend gestarteten Brennstoffzelle und/oder der Kühlmitteltemperatur einer durch einen Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittelflüssigkeit nacheinander gestartet werden.
-
Hierzu wird ein Kaltstartverfahren für ein Brennstoffzellensystem, insbesondere ein in ein Fahrzeug, beispielsweise ein Schwerlast-Lastkraftfahrzeug (englisch Heavy Duty Truck), oder eine stationäre Anlage integriertes Brennstoffzellensystem, vorgeschlagen, welches mehrere, in einem gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeordnete Brennstoffzellen aufweist, wobei zum Kaltstart derselben
- - eine erste Brennstoffzelle dieser Brennstoffzellen gestartet, mit einer durch ein Energiemanagement des Brennstoffzellensystems vorgegebenen Betriebsleistung betrieben und von einer, mit einem vorgegebenen Volumenstrom durch den Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittelflüssigkeit zum Zwecke der Temperierung durchströmt wird,
- - wobei fortlaufend, zweckmäßigerweise bis alle Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems in Betrieb sind, eine einzige weitere Brennstoffzelle dieser Brennstoffzellen, insbesondere die zweite Brennstoffzelle und/oder die dritte Brennstoffzelle und/oder die vierte Brennstoffzelle, oder mehrere weitere Brennstoffzellen dieser Brennstoffzellen gestartet, mit jeweils einer durch das Energiemanagement des Brennstoffzellensystems vorgegebenen Betriebsleistung betrieben und jeweils von der, mit einem vorgegebenen Volumenstrom durch den Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittelflüssigkeit zum Zwecke der Temperierung durchströmt wird, sobald die vorhergehend gestartete Brennstoffzelle, insbesondere die erste Brennstoffzelle oder die zweite Brennstoffzelle oder die dritte Brennstoffzelle, eine vorgegebene Betriebstemperatur und/oder die zirkulierende Kühlmittelflüssigkeit eine vorgegebene Kühlmitteltemperatur erreicht hat.
-
Dadurch wird ein sequenzieller Start der Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems in Abhängigkeit der Betriebstemperaturen der Brennstoffzellen und/oder der Kühlmitteltemperatur der Kühlmittelflüssigkeit realisiert. Das hat insbesondere den Effekt, dass die gestartete, erste Brennstoffzelle und die diese durchströmende Kühlmittelflüssigkeit vergleichsweise relativ zügig auf Betriebstemperatur gebracht werden können, da lediglich die eine erste Brennstoffzelle sowie insbesondere ein relativ geringes Volumen von Kühlmittelflüssigkeit aufzuheizen sind. Die weiteren, noch zu startenden Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems sind, solange die erste Brennstoffzelle aufheizt, inaktiv und profitieren, wenn sie dann gestartet werden, von der bereits vorgeheizten Kühlmittelflüssigkeit in der Art, dass auch sie relativ zügig auf Betriebstemperatur gebracht werden können. Das hat insgesamt den Vorteil, dass die Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen, insbesondere Temperaturen von unter 0°C, problemlos gestartet werden können, wobei insbesondere die Gefahr von Einfrieren des von den Brennstoffzellen erzeugten Prozessabwassers verhindert ist.
-
Ein Energiemanagement kann insbesondere durch eine Steuereinrichtung oder eine Regeleinrichtung des Brennstoffzellensystems realisiert sein.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Kühlmittelflüssigkeit vor dem Start der ersten Brennstoffzelle mittels einer dem Kühlmittelkreislauf zugeordneten oder im Kühlmittelkreislauf angeordneten, mit der Kühlmittelflüssigkeit kontaktierten Wärmequelle, insbesondere ein elektrischer Zuheizer, ein Bremssystem eines Fahrzeugs, eine Batterie oder ein Elektromotor, auf eine vorgegebene Kühlmitteltemperatur aufgeheizt wird. Zweckmäßigerweise kann lediglich einer einzigen, mehreren oder jeder Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems stromauf oder stromab bezüglich einer Strömungsrichtung der Kühlmittelflüssigkeit durch die jeweilige Brennstoffzelle eine solche Wärmequelle zugeordnet sein. Dadurch kann die Kühlmittelflüssigkeit vortemperiert bereitgestellt werden, so dass die Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems auch bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen gestartet werden können, ohne einzufrieren.
-
Zweckmäßigerweise werden die Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems in einer strömungstechnischen Parallelschaltung bereitgestellt und zumindest dann, wenn alle Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems gestartet sind, strömungstechnisch parallel von Kühlmittelflüssigkeit durchströmt.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Kaltstartverfahren in einem mit dem Brennstoffzellensystem ausgestatteten Fahrzeug ausgeführt wird. Dabei kann das Fahrzeug vor dem Start der ersten Brennstoffzelle in einem Batteriebetrieb fortbewegt werden, wobei bei einem Bremsbetrieb des Fahrzeugs rückgewonnene Abwärme zur Erwärmung der Kühlmittelflüssigkeit genutzt wird, wobei diese mittels einer Flüssigkeitspumpe zumindest zur ersten Brennstoffzelle dieser Brennstoffzellen transportiert wird. Durch die Nutzung von im Betrieb des Fahrzeugs anfallender Abwärme kann die Kühlmittelflüssigkeit vorgeheizt werden, so dass die soeben gestartete erste Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems mit vorgeheizter Kühlmittelflüssigkeit versorgbar ist. Dadurch kann die erste Brennstoffzelle noch zügiger auf Betriebstemperatur gebracht werden als seither.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die erste Brennstoffzelle von einer beliebigen, vorgegebenen oder vorgebbaren Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems gebildet wird. Dadurch können unterschiedliche Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems die erste Brennstoffzelle bilden, womit sozusagen eine abwechselnde Nutzung derselben realisierbar ist. Das hat den Vorteil, dass eine ungleiche Alterung der Brennstoffzellen verhindert werden kann.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die erste Brennstoffzelle von ihrem Start an bis zum Start einer zweiten Brennstoffzelle dieser Brennstoffzellen mit einer relativ hohen Betriebsleistung betrieben wird, beispielsweise mit einer Leistung, die in Abhängigkeit der momentanen Temperatur der Brennstoffzelle mindestens eine Prozess-Luftaustrittstemperatur aus der Brennstoffzelle von >0°C sicherstellt. Weiterhin kann die erste Brennstoffzelle von ihrem Start an bis zum Start einer zweiten Brennstoffzelle dieser Brennstoffzellen von Kühlmittelflüssigkeit mit relativ geringen Volumenstrom durchströmt werden, beispielsweise mit einem gegenüber dem Nominalbetrieb reduzierten Kühlmittelstrom. Dadurch kann die erste Brennstoffzelle und die diese durchströmende Kühlmittelflüssigkeit relativ zügig auf Betriebstemperatur gebracht werden.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass ein Vorheizschritt realisiert wird, indem wenigstens eine einzige Brennstoffzelle dieser Brennstoffzellen, insbesondere eine zweite Brennstoffzelle und/oder eine dritte Brennstoffzelle und/oder eine vierte Brennstoffzelle, oder mehrere weitere Brennstoffzellen dieser Brennstoffzellen vorgeheizt werden, indem sie in einem Zeitraum, in welchem eine vorhergehend gestartete Brennstoffzelle dieser Brennstoffzellen eine vorgegebene Betriebstemperatur und/oder die zirkulierende Kühlmittelflüssigkeit eine vorgegebene Kühlmitteltemperatur noch nicht erreicht hat, von mit einem vorgegebenen Volumenstrom durch den Kühlmittelkreislauf zirkulierender Kühlmittelflüssigkeit durchströmt und aufgeheizt werden. Mit anderen Worten wird eine noch inaktive Brennstoffzelle oder mehrere noch inaktive Brennstoffzellen von Kühlmittel durchströmt und aufgeheizt, solange eine bereits gestartete Brennstoffzelle, ggf. die erste Brennstoffzelle, noch aufgeheizt wird. Dadurch kann eine Vorheizung der noch nicht gestarteten, inaktiven Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems mittels der Kühlmittelflüssigkeit erzielt werden. Das hat den Vorteil, dass die zum Aufheizen dieser noch inaktiven Brennstoffzellen benötigte Zeit deutlich verringert ist. Hierdurch kann das vorliegende Kaltstartverfahren relativ zügig durchlaufen werden.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die erste Brennstoffzelle durch eine vorgegebene oder vorgebbare weitere Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems ersetzt wird, wenn vor dem Start der ersten Brennstoffzelle ermittelt wird, dass die erste Brennstoffzelle eingefroren ist. Dadurch kann das Kaltstartverfahren auch dann ausgeführt werden, wenn die erste Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems im Rahmen des Kaltstartverfahrens eingefroren und infolgedessen nicht weiter betrieben werden kann. Dadurch wird eine Sicherheitsfunktion bereitgestellt, die die Ausführung des Kaltstartverfahren auch bei einer eingefrorenen Brennstoffzelle garantiert.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass eine Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems gestartet, kurzzeitig betrieben und dann ausgeschalten wird, um eine Aufwärmung der jeweiligen Brennstoffzelle sowie der Kühlmittelflüssigkeit zu erreichen. Dadurch erreicht man eine Nutzung der Abwärme der Brennstoffzelle für sonstige Anwendungen wie zum Beispiel eine Nutzung für die Kabinenheizung im Winter im Stand, beispielsweise über Nacht während der Fahrer in der Kabine schläft. Zweckmäßigerweise erreicht man damit auch, dass die Kühlmitteltemperatur in der ersten Brennstoffzelle angehoben wird, bevor die Brennstoffzelle einfrieren kann. Dann kann man die zweite Brennstoffzelle mit dem bereits erwärmten Kühlmittel starten und erreicht so bei besonders niedrigen Umgebungstemperaturen einen zuverlässigen Start.
-
Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung liegt darin ein Brennstoffzellensystem anzugeben, insbesondere ein in ein Fahrzeug oder eine stationäre Anlage integriertes Brennstoffzellensystem, welches das vorstehend beschriebene Kaltstartverfahren ausführen kann. Ein entsprechendes Brennstoffzellensystem weist zu diesem Zweck auf:
- - wenigstens zwei Brennstoffzellen sowie ein Kühlmittelkreislauf durch welchen eine Kühlmittelflüssigkeit zirkuliert,
- - wobei jede Brennstoffzelle fluidisch in einen separaten Kühlmittelast des Kühlmittelkreislaufs aus einer Gruppe von zueinander strömungstechnisch parallel geschalteten Kühlmittelästen des Kühlmittelkreislaufs eingegliedert ist, in derart, dass sie strömungstechnisch parallel zueinander und jeweils in einer Strömungsrichtung zum Zwecke der Temperierung der jeweiligen Brennstoffzelle von Kühlmittelflüssigkeit durchströmt oder durchströmbar sind,
- - wobei jeder Kühlmittelast in Strömungsrichtung stromauf der jeweiligen Brennstoffzelle eine einenends in eine Zuführsammelleitung des Kühlmittelkreislaufs und/oder anderenends in die jeweilige Brennstoffzelle einmündende Zulaufleitung sowie in Strömungsrichtung stromab der jeweiligen Brennstoffzelle eine in die jeweilige Brennstoffzelle einmündende Ablaufleitung aufweist,
- - wobei sich die Ablaufleitungen jeweils in eine in eine Rückführsammelleitung des Kühlmittelkreislaufs einmündende Zwischenleitung sowie in eine in eine Zulaufleitung einer zur jeweiligen Brennstoffzelle benachbarten Brennstoffzelle einmündende Bypassleitung aufzweigen, so dass Kühlmittelflüssigkeit durch die jeweilige Brennstoffzelle über die jeweilige Zwischenleitung in die Rückführsammelleitung strömen kann und so dass Kühlmittelflüssigkeit durch die jeweilige Brennstoffzelle über den jeweiligen Bypassleitung in die zur jeweiligen Brennstoffzelle benachbarten Brennstoffzelle strömen kann.
-
Dadurch kann durch eine Brennstoffzelle geströmte und zumindest etwas aufgeheizte Kühlmittelflüssigkeit über eine Bypassleitung von der jeweiligen Brennstoffzelle zu einer Zulaufleitung einer benachbarten Brennstoffzelle strömen, um dort dann die benachbarte Brennstoffzelle zu durchströmen. Dadurch kann die Abwärme der jeweiligen Brennstoffzelle sozusagen von der benachbarten Brennstoffzelle genutzt werden.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Bypassleitung einer letzten Brennstoffzelle der wenigstens zwei Brennstoffzellen auf die Zulaufleitung der ersten Brennstoffzelle der wenigstens zwei Brennstoffzellen rückgeführt ist. Dadurch kann Kühlmittelflüssigkeit sozusagen in einem Ringschluss von der letzten Brennstoffzelle über die Bypassleitungen zur ersten Brennstoffzelle rückströmen. Kühlmittelflüssigkeit sowie Brennstoffzellen könnte dadurch noch schneller erwärmt werden.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass sich die Ablaufleitungen jeweils an einer Rohrverzweigung mit mehreren Abgängen in eine Zwischenleitung und eine Bypassleitung aufzweigen. Dabei teilt sich der Kühlmittelmassenstrom vom Brennstoffzellenstack in Abhängigkeit der Pumpenmassenströme der Stacks auf, sodass ein Anteil zwischen 0 und 100% in Richtung des Bypasses des nachfolgenden Brennstoffzellenstacks gehen.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass mindestens einer Brennstoffzelle dieser wenigstens zwei Brennstoffzellen stromauf oder stromab in Richtung der Strömungsrichtung eine mit der Kühlmittelflüssigkeit im jeweiligen Kühlmittelast zusammenwirkende Flüssigkeitspumpe, insbesondere eine im Saug- oder Druckbetrieb arbeitende Flüssigkeitssaugpumpe, zum Fördern der Kühlmittelflüssigkeit zugeordnet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass diese Flüssigkeitspumpe fluidisch in die jeweilige Zulaufleitung eingegliedert ist, oder dass diese Flüssigkeitspumpe fluidisch in die jeweilige Ablaufleitung eingegliedert ist. Die jeweiligen Flüssigkeitspumpen gewährleisten, dass die Kühlmittelflüssigkeit durch eine jeweilige Brennstoffzelle und das Brennstoffzellensystem transportiert wird.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Brennstoffzellensystem mindestens eine fluidisch in den Kühlmittelkreislauf eingegliederte Wärmequelle zum Aufheizen der Kühlmittelflüssigkeit aufweist, insbesondere einen elektrischen Zuheizer, ein Bremssystem eines Fahrzeugs, eine Batterie oder einen Elektromotor. Alternativ kann die mindestens eine Wärmequelle die Rückführsammelleitung mit einer jeweiligen Zulaufleitung fluidisch verbinden, in der Art, dass Kühlmittelflüssigkeit durch die Rückführsammelleitung über die Wärmequelle zur jeweiligen Zulaufleitung strömen kann. Alternativ kann die mindestens eine Wärmequelle die Rückführsammelleitung mit der Zuführsammelleitung fluidisch verbinden, in der Art, dass Kühlmittelflüssigkeit durch die Rückführsammelleitung über die Wärmequelle zur Zuführsammelleitung strömen kann. Durch die Nutzung der besagten Wärmequelle kann die Kühlmittelflüssigkeit vorgeheizt werden, so dass die Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems mit vorgeheizter Kühlmittelflüssigkeit versorgbar sind. Dadurch können die Brennstoffzellen relativ zügig auf Betriebstemperatur gebracht werden.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Brennstoffzellensystem mindestens ein fluidisch in den Kühlmittelkreislauf eingegliedertes Bremssystem zum Aufheizen der Kühlmittelflüssigkeit aufweist, insbesondere einen elektrischen Zuheizer, ein Bremssystem eines Fahrzeugs, eine Batterie oder ein Elektromotor. Optional kann das mindestens eine Bremssystem die Zuführsammelleitung mit der Rückführsammelleitung fluidisch verbinden, in der Art, dass Kühlmittelflüssigkeit durch die Rückführsammelleitung über das mindestens eine Bremssystem zur Zuführsammelleitung strömt. Alternativ kann das mindestens eine Bremssystem fluidisch in eine jeweilige Ablaufleitung eingegliedert sein. Durch die Nutzung des besagten mindestens einen Bremssystems wird zumindest eine Wärmequelle realisiert, mittels der die Kühlmittelflüssigkeit vorgeheizt werden kann, so dass die Brennstoffzellen des Brennstoffzellensystems mit vorgeheizter Kühlmittelflüssigkeit versorgbar sind. Dadurch können die Brennstoffzellen relativ zügig auf Betriebstemperatur gebracht werden.
-
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Brennstoffzellensystem einen Kühlmittelkühler, insbesondere einen luftgekühlten Kühlmittelkühler, zum Kühlen der Kühlmittelflüssigkeit aufweist, welcher fluidisch in den Kühlmittelkreislauf eingegliedert ist, wobei der Kühlmittelkühler optional die Zuführsammelleitung fluidisch mit der Rückführsammelleitung verbindet.
-
Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft zweckmäßigerweise ein Kaltstartverfahren für ein Brennstoffzellensystem, insbesondere ein in ein Fahrzeug oder eine stationäre Anlage integriertes Brennstoffzellensystem, welches mehrere, in einem gemeinsamen Kühlmittelkreislauf angeordnete Brennstoffzellen oder Brennstoffzellenstacks aufweist, wobei zum Kaltstart derselben Brennstoffzellen oder Brennstoffzellenstacks sequentiell in Abhängigkeit einer vorgegebenen oder vorgebbaren Betriebstemperatur einer vorhergehend gestarteten Brennstoffzelle oder Brennstoffzellenstack und/oder der Kühlmitteltemperatur einer durch den Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittelflüssigkeit gestartet werden, bis alle Brennstoffzellen oder Brennstoffzellenstacks des Brennstoffzellensystems in Betrieb sind. Die Erfindung betrifft außerdem zweckmäßigerweise ein Brennstoffzellensystem zur Ausführung des Kaltstartverfahrens.
-
Mit einem Brennstoffzellenstack kann zweckmäßigerweise ein Stapel von Brennstoffzellen gemeint sein, beispielsweise Bipolarplatten und Membran Elektroden Einheiten. Er benötigt die Ballance aus Plant Komponenten und wird dadurch zur Brennstoffzelle bzw. dem Brennstoffzellensystem. Die Nutzung des Begriffs im vorliegenden Kontext kann bedeuten, dass ein Brennstoffzellenstack ein Zusammenschluss von mehreren Brennstoffzellen oder Brennstoffzellensystemen ist.
-
Als Bremssystem versteht die Erfindung zweckmäßigerweise die Gesamtheit aller Wärmequellen im Fahrzeug oder in der stationären Anlage oder im Brennstoffzellensystem, beispielsweise eine Batterie, ein Bremssystem, Zuheizer sowie alle anderen denkbaren Wärmequellen eines Fahrzeugs oder stationären Anlage oder Brennstoffzellensystems. Beispielsweise dient der besagte Zuheizer zur Erwärmung des Kühlmittelfluids beim Kaltstart des Brennstoffzellensystems.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
-
Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 bis 9 jeweils ein vereinfachtes Brennstoffzellensystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
-
1 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es weist auf: einen im Gesamten mit 2 bezeichneten Kühlmittelkreislauf, durch welchen eine Kühlmittelflüssigkeit, beispielsweise Wasser, zirkuliert, zwei separate Brennstoffzellen 3, 4, eine durch ein Bremssystem 21 realisierte Wärmequelle 7 des Fahrzeugs, einen optionalen Heizkörper 24, der bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke fungiert und Wärmeenergie aus demselben, insbesondere der Kühlmittelflüssigkeit, abziehen kann, um Kabinenluft einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs oder der stationären Anlage aufzuwärmen, einen optionalen Zuheizer 23, der zur Erwärmung des Kühlmittelfluids beim Kaltstart des Brennstoffzellensystems 1 dient, sowie einen anhand eines Kühlluftstroms 25 aus Kühlluft luftgekühlten Kühlmittelkühler 22.
-
Der Kühlmittelkreislauf 2 weist eine Zuführsammelleitung 13 sowie eine Rückführsammelleitung 14 auf, die über den besagten Kühlmittelkühler 22 fluidisch verbunden sind. Das besagte Bremssystem 21 ist fluidisch sowohl mit der Zuführsammelleitung 13 sowie der Rückführsammelleitung 14 verbunden, so dass Kühlmittelflüssigkeit über das Bremssystem 21 von der Zuführsammelleitung 13 zur Rückführsammelleitung 14 strömen kann. Eine Rückströmung kann zweckmäßigerweise durch ein Rückschlagventil unterbunden sein. Rein exemplarisch ist das Bremssystem 21 mit einer Flüssigkeitspumpe 20 sowie einem federvorgespannten Rückschlagventil (Rückschlagventil ist in Grundstellung durch Federkraft geschlossen) ausgerüstet. Die beiden Brennstoffzellen 3, 4 sind jeweils fluidisch in einen separaten Kühlmittelast 8, 9 des Kühlmittelkreislaufs 2 eingegliedert, die zueinander strömungstechnisch parallel geschalten und durch die Zuführsammelleitung 13 mit Kühlmittelfluid versorgbar sind, so dass sie und die Brennstoffzellen 3, 4 strömungstechnisch parallel und jeweils in einer Strömungsrichtung 12, die in 1 durch einen Pfeil angedeutet ist, von Kühlmittelflüssigkeit durchströmt oder durchströmbar sind. Insbesondere können dadurch die beiden Brennstoffzellen 3, 4 jeweils mittels der Kühlmittelflüssigkeit temperiert werden. Zweckmäßigerweise ist, wenn den beiden Brennstoffzellen 3, 4 stromauf in Strömungsrichtung 12 jeweils eine Flüssigkeitspumpe 20 zugeordnet ist, die jeweils mit der Kühlmittelflüssigkeit zusammenwirken, so dass es durch den Kühlmittelkreislauf 2 bzw. die Kühlmitteläste 8,9 und die Brennstoffzellen 3, 4 gefördert wird. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die besagte Flüssigkeitspumpe 20 den beiden Brennstoffzellen 3, 4 fluidisch nachgeschaltet ist, also bezüglich diesen stromab in Strömungsrichtung 12 liegt. Jeder Kühlmittelast 8, 9 verfügt über eine in Strömungsrichtung 12 stromauf der jeweiligen Brennstoffzelle 3, 4 angeordnete Zulaufleitung 15, welche jeweils einenends in die Zuführsammelleitung 13 des Kühlmittelkreislaufs 2 und anderenends in die jeweilige Brennstoffzelle 3, 4 einmündet. Jeder Kühlmittelast 8, 9 verfügt weiterhin über eine in Strömungsrichtung 12 stromab der jeweiligen Brennstoffzelle 3, 4 angeordnete Ablaufleitung 16, die einenends in die jeweilige Brennstoffzelle 3, 4 einmündet und sich anderenends an einer Rohrverzweigung 19 in eine Zwischenleitung 17 sowie eine Bypassleitung 18 aufzweigt. Die Zwischenleitungen 17 münden ihrerseits an einem gemeinsamen Knoten in die Rückführsammelleitung 14 des Kühlmittelkreislaufs 2 ein, so dass dieser geschlossen ist und Kühlmittelflüssigkeit von einer jeweiligen Brennstoffzelle 3, 4 über die jeweilige Ablaufleitung 16 und die jeweilige Zwischenleitung 17 zur Rückführsammelleitung 14 strömen kann. Die besagten Bypassleitungen 18 kreuzen sich und münden ihrerseits in die Zulaufleitung 15 einer zur jeweiligen Brennstoffzelle 3, 4 benachbarten Brennstoffzelle 3, 4. Mit anderen Worten verbindet vorliegend die der ersten Brennstoffzelle 3 zugeordnete Bypassleitung 18 die Ablaufleitung 16 der ersten Brennstoffzelle 3 fluidisch mit der der zweiten Brennstoffzelle 4 zugeordneten Zulaufleitung 15, wodurch Kühlmittelflüssigkeit von der ersten Brennstoffzelle 3 zur zweiten Brennstoffzelle 4 strömen kann. Dadurch kann die zweiten Brennstoffzelle 4 beispielsweise von der Abwärme der ersten Brennstoffzelle 3 profitieren. Weiterhin verbindet vorliegend die der zweiten Brennstoffzelle 4 zugeordnete Bypassleitung 18 die Ablaufleitung 16 der zweiten Brennstoffzelle 4 fluidisch mit der der ersten Brennstoffzelle 3 zugeordneten Zulaufleitung 15, wodurch Kühlmittelflüssigkeit von der zweiten Brennstoffzelle 4 zur ersten Brennstoffzelle 3 strömen kann. Dadurch kann die erste Brennstoffzelle 3 wiederum von der Abwärme der zweiten Brennstoffzelle 4 profitieren. Diese Verschaltung kann insgesamt als Überkreuz-Ringschluss verstanden werden, wobei im Rahmen des Kaltstartverfahrens eine Zirkulation der Kühlmittelflüssigkeit auf die Bypassleitungen 18 als „Bypassbetrieb“ begrenzt sein kann. Im Bypassbetrieb wird der Kühlmittelkühler 22 nicht von Kühlmittelfluid durchströmt, sondern das Kühlmittelfluid zirkuliert in einem oder mehreren oder allen Brennstoffzellen 3, 4, bis dieselben eine vorgegebene oder vorgebare Betriebstemperatur erreicht haben. Durch den Überkreuz-Ringschluss kann das Kühlmittelfluid zwischen den Brennstoffzellen 3, 4 ausgetauscht werden, indem die Pumpen 20 der einzelnen Brennstoffzellen 3, 4 so angesteuert werden, dass eine Übergabe an den Rohrverzweigungen 19 möglich ist. Der besagte, optionale Zuheizer 23 ist exemplarisch der der zweiten Brennstoffzelle 4 zugeordneten Zwischenleitung 17 zugeordnet und dazu eingerichtet mit der Kühlmittelflüssigkeit zum Zwecke der Aufheizung der Kühlmittelflüssigkeit zusammenzuwirken. Es ist möglich, dass weitere Zuheizer 23 vorgesehen sind, beispielsweise kann jeweils ein weiterer Zuheizer 23 in eine Bypassleitung 18 integriert sein (nicht illustriert). Der besagte optionale Heizkörper 24 wirkt bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke, wobei er die aus dem Brennstoffzellensystem 1 abgezogene Wärmeenergie zur Kabinenheizungan eine Fahrzeugkabine abgibt. Er ist exemplarisch fluidisch zwischen die Zuführsammelleitung 13 und die Rückführsammelleitung 14 eingegliedert und dazu eingerichtet mit der Kühlmittelflüssigkeit zum besagten Zweck zusammenzuwirken.
-
Der Begriff „Bypassbetrieb“ ist zweckmäßigerweise synonym mit „Aufheizbetrieb“ zu verwenden. Im Bypassbetrieb/Aufheizbetrieb wird Abwärme im System, d.h. insbesondere den Brennstoffzellen 1, 2, 3, 4, 5, gehalten. Temperaturen von 0°C oder weniger sind kritisch, da die Brennstoffzellen 1, 2, 3, 4, 5 einfrieren können. Daher ist ein schnelles Aufheizen derselben nötig. Hierzu kann Abwärme vom Bremssystem, insbesondere des Zuheizers 23, genutzt werden.
-
Als Bremssystem versteht die Erfindung zweckmäßigerweise die Gesamtheit aller Wärmequellen im Fahrzeug oder in der stationären Anlage oder im Brennstoffzellensystem 1, beispielsweise eine Batterie, ein Bremssystem, Zuheizer 23 sowie alle anderen denkbaren Wärmequellen eines Fahrzeugs oder stationären Anlage oder Brennstoffzellensystems 1.
-
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass der besagte Zuheizer 23 zur Erwärmung des Kühlmittelfluids beim Kaltstart des Brennstoffzellensystems 1 dient, d.h. insbesondere beim Bypassbetrieb/Aufheizbetrieb der Brennstoffzellen. Im Unterschied dazu dient der besagte Heizkörper 24 bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke. Dadurch kann er, wenn er beispielsweise aktiviert ist, Wärmeenergie vom Kühlmittelfluid abziehen und insbesondere an Kabineninnenluft einer Fahrzeugkabine abgeben. Der Heizkörper 24 ist ein optionales Element des Brennstoffzellensystems 1.
-
2 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform insbesondere dadurch, dass nun kein Heizkörper 24 und drei Brennstoffzellen 3, 4, 5 vorgesehen und mit Ausnahme der durch ein Bremssystem 21 realisierten Wärmequelle 7 keine weiteren Wärmequellen verbaut sind. Weiterhin sind die Brennstoffzellen 3, 4, 5 jeweils mit einer Flüssigkeitspumpe 20 ausgerüstet, welche bezogen auf die Strömungsrichtung 12 nun jeweils stromab der Brennstoffzellen 3, 4, 5 angeordnet sind. Die Verschaltung der Brennstoffzellen 3, 4, 5 mittels Bypassleitungen 18 erfolgt im Wesentlichen so wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, allerdings ist abweichend vorgesehen, dass die der ersten Brennstoffzelle 3 zugeordnete Bypassleitung 18 an die der zweiten Brennstoffzelle 4 zugeordneten Zulaufleitung 15 angeschlossen ist, die der zweiten Brennstoffzelle 4 zugeordnete Bypassleitung 18 an die der dritten Brennstoffzelle 5 zugeordneten Zulaufleitung 15 angeschlossen ist und die der dritten Brennstoffzelle 5 zugeordnete Bypassleitung 18 an die der ersten Brennstoffzelle 3 zugeordneten Zulaufleitung 15 angeschlossen ist. Weiterhin können in die Bypassleitungen 18 jeweils Zuheizer 23 integriert sein. In 2 ist exemplarisch ein einziger Zuheizer 23 in die Bypassleitung 18 zwischen der dritten Brennstoffzelle 5 und der ersten Brennstoffzelle 3 integriert, so dass das durch die Bypassleitung 18 strömende Kühlmittelfluid aufgewärmt werden kann. Wie erwähnt sind die Zuheizer 23 optional.
-
3 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten dritten Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform insbesondere dadurch, dass nun der der dritten Brennstoffzelle 5 zugeordneten Bypassleitung 18, welche an die der ersten Brennstoffzelle 3 zugeordnete Zulaufleitung 15 angeschlossen ist, eine Zuheizer 23 zugeordnet ist, der wie erwähnt dazu eingerichtet ist, die Kühlmittelflüssigkeit zu erwärmen. Wie erwähnt sind die Zuheizer 23 optional und könnten beispielsweise auch in die übrigen Bypassleitungen 18 integriert sein. Ferner könnte das vorliegende Brennstoffzellensystem 1 auch mit einem optionalen Heizkörper 24 ausgestattet werden, der bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke fungiert und Wärmeenergie aus demselben, insbesondere der Kühlmittelflüssigkeit, abziehen kann, um Kabinenluft einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs oder der stationären Anlage aufzuwärmen. Weiterhin sind den jeweiligen Zwischenleitungen 17 jeweils Rückschlagventile zugeordnet.
-
4 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten vierten Ausführungsform, das exemplarisch wieder entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass nun vier Brennstoffzellen 3, 4, 5, 6 vorgesehen sind. Ferner ist stromauf der durch ein Bremssystem 21 realisierten Wärmequelle 7 ein Rückschlagventil in die Rückführsammelleitung 14 eingegliedert. Die Verschaltung der Brennstoffzellen 3, 4, 5, 6 mittels der Bypassleitungen 18 erfolgt so wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen. Rein exemplarisch ist wieder einer Bypassleitung 18 ein Zuheizer 23 zugeordnet. Wie erwähnt sind die Zuheizer 23 optional und könnten beispielsweise auch in die übrigen Bypassleitungen 18 integriert sein. Ferner könnte das vorliegende Brennstoffzellensystem 1 auch mit einem optionalen Heizkörper 24 ausgestattet werden, der bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke fungiert und Wärmeenergie aus demselben, insbesondere der Kühlmittelflüssigkeit, abziehen kann, um Kabinenluft einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs oder der stationären Anlage aufzuwärmen.
-
5 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten fünften Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass der der ersten Brennstoffzelle 3 zugeordneten Zwischenleitung 17 eine durch ein Bremssystem 21 realisierte Wärmequelle 7 zugeordnet ist, welches dazu eingerichtet ist die Kühlmittelflüssigkeit aufzuheizen. Zuheizer 23 sind optional und können beispielsweise auch in die übrigen Bypassleitungen 18 integriert sein. Ferner könnte das vorliegende Brennstoffzellensystem 1 auch mit einem optionalen Heizkörper 24 ausgestattet werden, der bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke fungiert und Wärmeenergie aus demselben, insbesondere der Kühlmittelflüssigkeit, abziehen kann, um Kabinenluft einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs oder der stationären Anlage aufzuwärmen.
-
6 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten sechsten Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass der der ersten Brennstoffzelle 3 und der zweiten Brennstoffzelle 4 zugeordneten gemeinsamen Zwischenleitung 17 eine Wärmequelle 7 in Form eines Bremssystems 21 zugeordnet ist, welches dazu eingerichtet ist, die Kühlmittelflüssigkeit aufzuheizen. Dadurch kann die Wärmequelle 7 mit dem höheren, gemeinsamen Kühlmittelmassenstrom der beiden Brennstoffzellen 3, 4 durchströmt werden, wodurch die Wärmeabfuhr bei Wärmequellen 7 mit hohem Kühlleistungsbedarf erhöht werden kann. In eine Bypassleitung 18 ist ein Zuheizer 23 integriert, wie zuvor. Zuheizer 23 sind optional und können beispielsweise auch in die übrigen Bypassleitungen 18 integriert sein. Ferner könnte das vorliegende Brennstoffzellensystem 1 auch mit einem optionalen Heizkörper 24 ausgestattet werden, der bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke fungiert und Wärmeenergie aus demselben, insbesondere der Kühlmittelflüssigkeit, abziehen kann, um Kabinenluft einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs oder der stationären Anlage aufzuwärmen.
-
7 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten siebten Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform insbesondere dadurch, dass neben der fluidisch zwischen die Zuführsammelleitung 13 und die Rückführsammelleitung 14 eingegliederten Wärmequelle 7 eine weitere ebenfalls durch ein Bremssystem 21 realisierte Wärmequelle 7 vorgesehen ist, welche der der ersten Brennstoffzelle 3 zugeordneten Zwischenleitung 17 sowie der der zweiten Brennstoffzelle 4 zugeordneten Zwischenleitung 17 zugeordnet ist. Diese Wärmequelle 7 ist ebenfalls dazu eingerichtet, die Kühlmittelflüssigkeit aufzuheizen. Dadurch kann die Wärmequelle 7 mit dem höheren, gemeinsamen Kühlmittelmassenstrom der beiden Brennstoffzellen 3, 4 durchströmt werden, wodurch die Wärmeabfuhr bei Wärmequellen 7 mit hohem Kühlleistungsbedarf erhöht werden kann. Die Abzweigung des Bypasses 18 zur zweiten Brennstoffzelle 2 ist in der Konfiguration nach 7 so angeordnet, dass bei gleichzeitigem Betrieb der ersten und zweiten Brennstoffzelle 3, 4 die Wärmequellen 7 in Reihe geschaltet sind. Dadurch lässt sich im Aufheizbetrieb bei Betrieb der zusätzlichen Wärmequelle 7 eine besonders schnelle Aufheizung realisieren. Erst im Kühlbetrieb wird die zusätzliche Wärmequelle 7 vom gemeinsamen Massenstrom beider Brennstoffzellen 3, 4 durchströmt und die Temperaturerhöhung über der zusätzlichen Wärmequelle 7 reduziert. Das kann insbesondere für eine Wärmequelle 7 mit erhöhtem Kühlleistungsbedarf sinnvoll sein, bei der gleichzeitig ein Sieden des Kühlmittelfluids wirkungsvoll verhindert werden muss. In eine Bypassleitung 18 ist ein Zuheizer 23 integriert, wie zuvor. Zuheizer 23 sind optional und können beispielsweise auch in die übrigen Bypassleitungen 18 integriert sein. Ferner könnte das vorliegende Brennstoffzellensystem 1 auch mit einem optionalen Heizkörper 24 ausgestattet werden, der bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke fungiert und Wärmeenergie aus demselben, insbesondere der Kühlmittelflüssigkeit, abziehen kann, um Kabinenluft einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs oder der stationären Anlage aufzuwärmen.
-
8 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten achten Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Es unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform insbesondere dadurch, dass der allen Brennstoffzellen 3, 4, 5, 6 gemeinsamen Sammelleitung 14 eine Wärmequelle 7 in Form eines Bremssystems 21 zugeordnet ist, welches dazu eingerichtet ist das Kühlmittelfluid aufzuheizen. Dadurch wird die allgemeine, zu kühlende Wärmequelle 7 (hier exemplarisch als Bremssystem 21 bezeichnet) mit dem gemeinsamen, maximalen Kühlmittelmassenstrom durchströmt und kann so sehr viel Wärme bei einem gleichzeitig geringstmöglichen Temperaturunterschied abgeben. Das kann insbesondere für eine Wärmequelle 7 mit sehr hohem Kühlleistungsbedarf sinnvoll sein, bei der gleichzeitig ein Erreichen der Siedetemperatur des Kühlmittelfluids wirkungsvoll verhindert werden muss. Auch die symmetrische Beaufschlagung der Brennstoffzellen 3, 4, 5, 6 mit dem zusätzlichen Druckverlust der Wärmequelle 7, 21 ist hier besonders vorteilhaft. Im Beispiel gemäß 7 ist der vierten Brennstoffzelle 6 keine Bypassleitung 18 zugeordnet. Stattdessen ist eine weitere Bypassleitung 23 vorgesehen, welche die Rückführsammelleitung 14 mit der Zulaufleitung 15 der ersten Brennstoffzelle 3 fluidisch verbindet. In die Bypassleitung 23 ist ein Zuheizer 23 integriert. Zuheizer 23 sind optional und können beispielsweise auch in die Bypassleitungen 18 integriert sein. Ferner könnte das vorliegende Brennstoffzellensystem 1 auch mit einem optionalen Heizkörper 24 ausgestattet werden, der bezüglich des Brennstoffzellensystems 1 als Wärmesenke fungiert und Wärmeenergie aus demselben, insbesondere der Kühlmittelflüssigkeit, abziehen kann, um Kabinenluft einer Fahrzeugkabine des Fahrzeugs oder der stationären Anlage aufzuwärmen.
-
9 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten neunten Ausführungsform, das exemplarisch entweder in einem Fahrzeug (nicht illustriert) oder einer stationären Anlage (nicht illustriert) integriert ist. Das Brennstoffzellensystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform repräsentiert eine vereinfachte Verschaltung von drei Brennstoffzellen 3, 4, 5 mit einer durch ein Bremssystem 21 realisierten Wärmequelle 7. Die Besonderheit an dieser Ausführungsform bzw. Verschaltungsvariante ist, dass sich stromab der zu kühlenden Wärmequellen 7 (ausgenommen der optionale Zuheizer 23) eine gemeinsame Sammelleitung 26 befindet, aus der im Bypassbetrieb das bereits vorgewärmte Kühlmittelfluid, beispielsweise Wasser, entnommen werden kann. Die Rückschlagventile sorgen in diesem Beispiel dafür, dass das Kühlmittelfluid, beispielsweise Wasser, im Kühlungsbetrieb immer in Richtung des Kühlmittelkühlers 22 gefördert wird, auch wenn eine oder mehrere Pumpen 20 nicht betrieben werden. Prinzipiell kann diese Rückströmung auch über die Ventile stromaufwärts der Brennstoffzellen 3, 4, 5 verhindert werden. In diesem Fall sind die Rückschlagventile optional und können entfallen. 9 zeigt insbesondere eine kaskadierte Verschaltung der Brennstoffzellen 3, 4, 5, durch die die Abwärme des durch ein Bremssystems 21 realisierten Wärmequelle 7 auch zum Aufwärmen der Brennstoffzellen 3, 4, 5 verwendet werden kann, indem der Bypass 18 einer jeden Brennstoffzelle 3, 4, 5 so platziert ist, dass die Entnahmestelle des Bypasses 18 der nachfolgenden Brennstoffzelle 3, 4, 5 zwischen dem Austritt stromabwärts der Brennstoffzelle 3, 4, 5 und der Entnahmestelle des eigenen Bypasses 18 liegt. Startet beispielsweise die Brennstoffzelle 3 im Bypassbetrieb, dann zirkuliert das Kühlmittelfluid auf der Sammelschiene 26 so, dass beim anschließenden Start von Brennstoffzellen 4 direkt das vorgewärmte Kühlmittelfluid entnommen wird. Startet jedoch Brennstoffzellen 4 im Bypassbetrieb, dann zirkuliert das Kühlmittelfluid auf der Sammelschiene 26 so, dass beim anschließenden Start von Brennstoffzellen 5 direkt das vorgewärmte Kühlmittelfluid entnommen wird. Startet jedoch Brennstoffzellen 5 im Bypassbetrieb, dann zirkuliert das Kühlmittelfluid auf der Sammelschiene 26 so, dass beim anschließenden Start von Brennstoffzellen 3 direkt das vorgewärmte Kühlmittelfluid entnommen wird. Dadurch sind alle Brennstoffzellen 3, 4, 5 gleichwertig und es kann für den Kaltstart jedes der Brennstoffzellen 3, 4, 5 im Wechsel oder die Brennstoffzellen 3, 4, 5 mit der geringsten Alterung verwendet werden. Das durch die Abwärme des Bremssystems 21/Wärmequelle 7 erwärmte Kühlmittelfluid zirkuliert ebenfalls durch die Sammelschiene 26 vorbei an den Entnahmestellen aller Bypassleitungen 18, so dass auch die Abwärme bei Bypassbetrieb der Brennstoffzellen 3, 4, 5 genutzt werden kann.
-
Bei dieser Verschaltung wird die gemeinsame Sammelschiene 26 auch als Verteiler genutzt. Dadurch vermischt sich - anders als bei den vorigen Beispielen - das Kühlmittelfluid vom Austritt der vorausgehenden Brennstoffzelle 3, 4, 5 ggf. mit dem Kühlmittelfluid der anderen Brennstoffzellen 3, 4, 5, bevor es in den Bypass der nachfolgenden Brennstoffzelle 3, 4, 5 gelangt. Dadurch kann beim Betrieb mehrerer Brennstoffzellen 3, 4, 5 vorkommen, dass nicht mehr die höchstmögliche Temperatur erreicht wird. Das hier beschriebene Prinzip ist davon jedoch nicht beeinträchtigt und der Vorteil der Nutzung der Abwärme des Bremssystems 21 überwiegt.
