DE102022213541A1 - Verfahren zum Betreiben eines Luftsystems, Luftsystem sowie Brennstoffzellensystem - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Luftsystems, Luftsystem sowie Brennstoffzellensystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Luftsystems (1), umfassend einen Zuluftpfad (2), der sich in einem Endabschnitt in mehrere Einzelpfade (2.1, 2.2) aufteilt, über die mehrere parallel geschaltete Brennstoffzellenstapel (3, 4) mit Luft versorgt werden, wobei stromaufwärts dieses Endabschnitts mehrere in Reihe geschaltete, elektromotorisch angetriebene Luftverdichter (5, 6) in den Zuluftpfad (2) integriert sind, mit deren Hilfe die den Brennstoffzellenstapeln (3, 4) zugeführte Luft vorab verdichtet wird, und wobei der Luftmassenstrom in den Einzelpfaden (2.1, 2.2) mit Hilfe von Massenstromsensoren (7, 8) erfasst und mit Hilfe von Ventilen (9, 10) geregelt wird.Die Erfindung betrifft ferner ein Luftsystem (1), das nach dem Verfahren betrieben werden kann, sowie ein Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Luftsystem (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Luftsystems zur Versorgung mehrerer parallelgeschalteter Brennstoffzellenstapel mit Luft. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Luftsystem, über das mehrere parallelgeschaltete Brennstoffzellenstapel mit Luft versorgbar sind. Ferner wird ein Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Luftsystem vorgeschlagen.
  • Bevorzugter Anwendungsbereich sind Nutzfahrzeuge mit einem Brennstoffzellensystem, das mehrere parallelgeschaltete Brennstoffzellenstapeln umfasst.
  • Stand der Technik
  • In einem wasserstoffbasierten Brennstoffzellensystem benötigen die Brennstoffzellen Wasserstoff und Sauerstoff als Reaktionsgase. Diese werden in einer elektrochemischen Reaktion in den Brennstoffzellen in elektrische Energie, Wärme und Wasser gewandelt. Der für die Reaktion benötigte Wasserstoff wird in einem geeigneten Tank bzw. Tanksystem des Brennstoffzellensystems bevorratet. Als Sauerstofflieferant dient in der Regel Luft, die der Umgebung entnommen wird.
  • Da die elektrochemische Reaktion in den Brennstoffzellen einen gewissen Luftmassenstrom sowie ein gewisses Druckniveau erfordert, wird die Luft vor Eintritt in die Brennstoffzellen verdichtet. Das Verdichten erfolgt mit Hilfe eines Luftverdichters, wobei es sich üblicherweise um eine elektromotorisch angetriebene Strömungsmaschine handelt. Ergänzend zum elektromotorischen Antrieb kann eine Turbine vorgesehen sein, die über eine Antriebswelle mit dem Elektromotor mechanisch gekoppelt ist und zur Energierückgewinnung die aus den Brennstoffzellen austretende Abluft nutzt.
  • Mit Hilfe des Luftverdichters wird die Luft auf ein bestimmtes Druckverhältnis verdichtet, das bei Volllast etwa 3 beträgt. Dieses Druckverhältnis hat sich bei Brennstoffzellensystemen mit einer Nettoleistung von bis zu 100 kW im Hinblick auf Kosten-, Bauraum- und Befeuchtungsanforderungen bewährt. Bei einem Verdichtungsverhältnis > 3 passen Luftmenge und Druck nicht mehr optimal zusammen, so dass sich der maximal mögliche Wirkungsgrad des Luftverdichters verringert.
  • Dem steht gegenüber, dass die elektrochemische Reaktion in den Brennstoffzellen aufgrund des höheren Sauerstoffpartialdrucks und des geringen Aufwands zur Einhaltung der Wasserbilanz bei einem Verdichtungsverhältnis > 3 einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Es besteht demnach ein Zielkonflikt, den es zu lösen gilt.
  • Mit dieser Aufgabe ist die vorliegende Erfindung befasst, wobei die Erfindung in einem Brennstoffzellensystem mit mehreren parallelgeschalteten Brennstoffzellenstapeln zum Einsatz gelangt. Diese Systeme werden auch Multi-Stack-System genannt. Durch Parallelschalten mehrerer Brennstoffzellenstapel kann die elektrische Leistung des Brennstoffzellensystems gesteigert werden. Bevorzugter Anwendungsbereich sind daher Nutzfahrzeuge.
  • Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das Luftsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Darüber hinaus wird ein Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Luftsystem angegeben.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Luftsystems, umfassend einen Zuluftpfad, der sich in einem Endabschnitt in mehrere Einzelpfade aufteilt, über die mehrere parallel geschaltete Brennstoffzellenstapel mit Luft versorgt werden. Stromaufwärts dieses Endabschnitts sind mehrere in Reihe geschaltete, elektromotorisch angetriebene Luftverdichter in den Zuluftpfad integriert, mit deren Hilfe die den Brennstoffzellenstapeln zugeführte Luft vorab verdichtet wird.
  • Der Luftmassenstrom in den Einzelpfaden wird dabei mit Hilfe von Massenstromsensoren erfasst und mit Hilfe von Ventilen geregelt.
  • Durch die Reihenschaltung der mehreren Luftverdichter kann auch bei einem Gesamt-Verdichtungsverhältnis > 3 ein hoher Verdichter-Wirkungsgrad erzielt werden, da die einzelnen Verdichtungsverhältnisse moderat bleiben. Auf diese Weise kann ein Verdichtungsverhältnis von beispielsweise 4 erreicht werden, ohne dass der Verdichter-Wirkungsgrad zu gering wird. Der eingangs beschriebene Zielkonflikt wird demnach durch die mehreren in Reihe geschalteten Luftverdichter gelöst.
  • Mit Hilfe der in den Einzelpfaden angeordneten Massenstromsensoren wird überwacht, ob die Brennstoffzellenstapel jeweils mit einem ausreichenden Luftmassenstrom versorgt werden. Ist dies nicht der Fall, kann mit Hilfe der Ventile nachgeregelt werden.
  • Bevorzugt werden die Luftmassenströme in den Einzelpfaden mit Hilfe von Druckregelventilen geregelt. Mit Hilfe der Druckregelventile kann dann zugleich der Druck in den Einzelleitungen eingestellt werden. Die Druckregelventile sind vorzugsweise jeweils auf der Auslassseite der Brennstoffzellenstapel in Einzelpfade integriert, die weiterhin vorzugsweise stromabwärts der Druckregelventile zu einem gemeinsamen Abluftpfad zusammengeführt werden. Die Abluftmassenströme der mehreren parallelgeschalteten Brennstoffzellenstapel können somit über einen gemeinsamen Abluftpfad abgeführt werden, so dass sich der Leitungsaufwand verringert.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass stromabwärts mindestens eines Luftverdichters und/oder zwischen zwei Luftverdichtern die Luft mit Hilfe eines Kühlers gekühlt wird. Da sich die Luft beim Verdichten sehr stark erwärmt, kann auf diese Weise die Luft vor ihrem Eintritt in die Brennstoffzellenstapel abgekühlt werden. Besonders vorteilhaft ist eine Zwischenkühlung der Luft, so dass die mit Hilfe eines ersten Luftverdichters verdichtete Luft abgekühlt wird, bevor sie einem weiteren Luftverdichter zum Verdichten zugeführt wird. Denn die Zwischenkühlung bewirkt, dass sich de normalerweise isentrope Verdichtungsprozess einem isothermen Prozess annähert, wodurch sich die Aufnahmeleistung des elektromotorischen Antriebs des nachfolgenden Luftverdichters verringert. Zur Kühlung bzw. Zwischenkühlung ist vorzugsweise stromabwärts mindestens eines Luftverdichters ein Ladeluftkühler in den Zuluftpfad integriert.
  • Vorteilhafterweise wird zumindest ein Luftverdichter elektromotorisch und mit Unterstützung einer Turbine angetrieben. Dieser wird hierzu die aus den Brennstoffzellenstapeln austretendende Abluft zugeführt. Mit Hilfe der Turbine kann die für die Verdichtung notwendige Leistung teilweise zurückgewonnen werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Turbine einen in den Zuluftpfad mündenden Turbinenbypass mit integriertem Bypassventil aufweist, über den bei geöffnetem Bypassventil Abluft in den Zuluftpfad eingeleitet wird. Da die aus einem Brennstoffzellenstapel austretende Abluft feucht ist, kann mit Hilfe der in den Zuluftpfad eingeleiteten Abluft die Luft im Zuluftpfad befeuchtet werden. Eine separate Einrichtung zum Befeuchten der Luft im Zuluftpfad kann somit entfallen, wodurch Bauraum eingespart wird. Es wird lediglich ein Teil der Abluft über den Turbinenpasspfad rezirkuliert.
  • Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Luft stromabwärts mindestens eines Luftverdichters und/oder zwischen zwei Luftverdichtern mittels Wassereinspritzung Befeuchters befeuchtet wird. Bei der Wasserseinspritzung wird unter Verwendung eines Einspritzventils flüssiges Wasser in den Zuluftpfad eingespritzt, das dann aufgrund der beim Verdichtungsprozess entstehenden Wärme zumindest teilweise verdampft. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Einspritzventil stromabwärts eines Luftverdichters und stromaufwärts eines Kühlers in den Zuluftpfad integriert. Das eingespritzte Wasser kann dann im nachfolgenden Kühler verdunstet werden. Durch den Verdunstungsprozess innerhalb des Kühlers kann der Kühlkreislauf des Brennstoffzellensystems entlastet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Luft stromabwärts mindestens eines Luftverdichters und/oder zwischen zwei Luftverdichtern mit Hilfe eines Gas-zu-Gas-Befeuchters befeuchtet werden.
  • Bevorzugt wird mindestens ein Luftverdichter durch eine Batterie, vorzugsweise eine Traktionsbatterie, mit der notwendigen elektrischen Spannung versorgt. Die Spannungsversorgung über die Batterie macht einen bi-direktionalen DC/DC-Wandler entbehrlich. Allerdings verschlechtert sich aufgrund der durch den Luftverdichter verursachten DC/DC-Wandlerverlusten der Gesamtwirkungsgrad des Brennstoffzellensystems.
  • Alternativ oder ergänzend wird daher vorgeschlagen, dass mindestens ein Luftverdichter durch einen oder mehrere Brennstoffzellenstapel mit der notwendigen elektrischen Spannung versorgt wird. Dadurch verbessert sich der Gesamtwirkungsgrad, da die DC/DC-Wandlerverluste geringer sind. Als nachteilig erweist sich jedoch die Notwendigkeit eines bi-direktionalen DC/DC-Wandlers.
  • Vorteilhafterweise werden daher ein erster Luftverdichter durch die Batterie und ein zweiter Luftverdichter durch mindestens einen Brennstoffzellenstapel mit der notwendigen elektrischen Spannung versorgt. Das heißt, dass die Konzepte zur Spannungsversorgung kombiniert werden, so dass die Vorteile beider Konzepte nutzbar sind. Insbesondere wird bei dieser Lösung kein bi-direktionaler DC/DC-Wandler benötigt.
  • Darüber hinaus wird ein Luftsystem für ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen. Das Luftsystem weist auf:
    • - einen Zuluftpfad, der zur Luftversorgung mehrerer parallelgeschalteter Brennstoffzellenstapel sich in einem Endabschnitt in mehrere Einzelpfade aufteilt,
    • - mehrere in Reihe geschaltete, elektromotorisch angetriebene Luftverdichter, die stromaufwärts des Endabschnitts in den Zuluftpfad integriert sind,
    • - mehrere Massenstromsensoren zur Erfassung des Luftmassenstroms in den Einzelpfaden sowie
    • - mehrere Ventile zur Regelung der Luftmassenströme in den Einzelpfaden.
  • Das vorgeschlagene Luftsystem ist insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens geeignet bzw. nach diesem Verfahren betreibbar, so dass die gleichen Vorteile erzielbar sind. Insbesondere ermöglicht das vorgeschlagene Luftsystem ein Verdichtungsverhältnis > 3, ohne dass der Verdichter-Wirkungsgrad zu gering wird.
  • Die Ventile zur Regelung der Luftmassenströme in den Einzelpfaden sind vorzugsweise als Druckregelventile ausgeführt, so dass hierüber auch der Druck in den Einzelpfaden regelbar ist. Weiterhin vorzugsweise sind die Ventile auf der Auslassseite der Brennstoffzellenstapel in Einzelpfade integriert, die stromabwärts der Druckregelventile zu einem gemeinsamen Abluftpfad zusammengeführt sind. Auf diese Weise kann die aus den Brennstoffzellenstapeln austretende Abluft über einen gemeinsamen Abluftpfad abgeführt werden.
  • Bevorzugt ist stromabwärts mindestens eines Luftverdichters und/oder zwischen zwei Luftverdichtern mindestens ein Kühler in den Zuluftpfad integriert. Da sich die Luft beim Verdichten sehr stark erwärmt, kann sie mit Hilfe des Kühlers abgekühlt werden, bevor sie den Brennstoffzellenstapeln zugeführt wird. Mit Hilfe eines zwischen zwei Luftverdichtern angeordneten Kühlers kann eine Zwischenkühlung erzielt werden, die bewirkt, dass sich die Aufnahmeleistung eines elektromotorischen Antriebs des nachfolgenden Luftverdichters verringert.
  • Ferner bevorzugt wird zumindest ein Luftverdichter elektromotorisch sowie mit Unterstützung einer Turbine angetrieben. Mit Hilfe der Turbine kann ein Teil der Verdichtungsleistung zurückgewonnen werden. Die Turbine ist hierzu in den Abluftpfad integriert, so dass ihr die aus den Brennstoffzellenstapel austretende Abluft zugeführt wird. Des Weiteren bevorzugt weist die Turbine einen in den Zuluftpfad mündenden Turbinenbypass mit integriertem Bypassventil auf. Die aus den Brennstoffzellenstapeln austretende, feuchte Abluft kann somit über den Turbinenbypass in den Zuluftpfad eingeleitet und zum Befeuchten der Luft im Zuluftpfad genutzt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann stromabwärts mindestens eines Luftverdichters und/oder zwischen zwei Luftverdichtern mindestens ein Einspritzventil zum Einspritzen von flüssigem Wasser oder ein Gas-zu-Gas-Befeuchters in den Zuluftpfad integriert sein. Auf diese Weise kann die Luft im Zuluftpfad ebenfalls befeuchtet werden. Sofern flüssiges Wasser eingespritzt wird, kann über den Verdunstungsprozess zugleich eine Kühlung bewirkt werden.
  • Da der bevorzugte Anwendungsbereich eines erfindungsgemäßen Luftsystems Brennstoffzellensysteme mit mehreren parallelgeschalteten Brennstoffzellenstapeln sind, wird ferner ein solches Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Luftsystem zur Versorgung der Brennstoffzellenstapel mit Luft vorgeschlagen.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystem mit zwei parallelgeschalteten Brennstoffzellenstapeln sowie einem erfindungsgemäßen Luftsystem zur Versorgung der beiden Brennstoffzellenstapel mit verdichteter Luft.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Das dargestellte Brennstoffzellensystem weist vorliegend zwei parallelgeschaltete Brennstoffzellenstapel 3, 4 auf, die über ein Luftsystem 1 mit Luft versorgt werden. Die Luft wird der Umgebung entnommen und über einen Zuluftpfad 2, der sich in einem Endabschnitt in zwei Einzelpfade 2.1, 2.2 aufteilt, den Brennstoffzellenstapeln 3, 4 zugeführt. Vorab wird die Luft mit Hilfe zweier in Reihe geschalteter Luftverdichter 5, 6 verdichtet. Durch die Reihenschaltung kann eine Gesamt-Verdichtungsverhältnis > 3 erzielt werden, während die einzelnen Verdichtungsverhältnisse moderat bleiben. Dadurch bleibt der Verdichter-Wirkungsgrad hoch.
  • Der in Strömungsrichtung der Luft erste Luftverdichter 5 wird rein elektrisch über einen Elektromotor 18 angetrieben. Der zweite Luftverdichter 6 weist neben einem Elektromotor 19 eine Turbine 13 als Antrieb auf. Über die Turbine 13 kann ein Teil der Verdichterleistung zurückgewonnen werden. Der Turbine 13 wird hierzu über einen Abluftpfad 11 die aus den Brennstoffzellenstapeln 3,4 austretende Abluft zugeführt. Über den Abluftpfad 11 werden zwei Einzelpfade 11.1, 11.2 zusammengeführt, die jeweils einen Brennstoffzellenstapel 3, 4 mit dem Abluftpfad 11 verbinden. In den Einzelpfaden 11.1, 11.2 sind Ventile 9, 10 angeordnet, mittels welcher die den Brennstoffzellenstapeln 3, 4 zugeführten Luftmassenströme regelbar sind. Die Luftmassenströme werden hierzu mit Hilfe von Massenstromsensoren 7, 8 erfasst, die in den einlassseitigen Einzelpfaden 2.1, 2.2 angeordnet sind.
  • Da sich die Luft beim Verdichten stark erwärmt, sind Kühler 12 im Zuluftpfad 2 vorgesehen, und zwar hinter jedem Luftverdichter 5, 6 ein Kühler 12. Mit Hilfe des ersten Kühlers 12 kann somit eine Zwischenkühlung erzielt werden, wodurch sich die Aufnahmeleistung des Elektromotors 19 verringert.
  • Die Luft im Zuluftpfad 2 wird vor ihrem Eintritt in die Brennstoffzellenstapel 3, 4 nicht nur abgekühlt, sondern auch befeuchtet. Hierfür sind Einspritzventile 16 in den Zuluftpfad 2 integriert, und zwar jeweils ein Einspritzventil 16 hinter einem Luftverdichter 5, 6. Das zum Einspritzen benötigte Wasser wird den Einspritzventilen über eine Wasserleitung 20 zugeführt, in der das während der elektrochemischen Reaktion in den Brennstoffzellen anfallende Produktwasser gesammelt wird. Der zum Einspritzen benötigte Druck wird mittels einer Pumpe 17 bereitgestellt, die in die Wasserleitung 20 integriert ist.
  • Eine zusätzliche Befeuchtung kann vorliegend mit Hilfe der aus den Brennstoffzellenstapeln 3, 4 austretenden feuchten Abluft bewirkt werden. Diese kann über einen Turbinenbypass 14 mit integriertem Bypassventil 15 rezirkuliert werden. Denn der Turbinenbypass 14 mündet in den Zuluftpfad 2.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Luftsystems (1), umfassend einen Zuluftpfad (2), der sich in einem Endabschnitt in mehrere Einzelpfade (2.1, 2.2) aufteilt, über die mehrere parallel geschaltete Brennstoffzellenstapel (3, 4) mit Luft versorgt werden, wobei stromaufwärts dieses Endabschnitts mehrere in Reihe geschaltete, elektromotorisch angetriebene Luftverdichter (5, 6) in den Zuluftpfad (2) integriert sind, mit deren Hilfe die den Brennstoffzellenstapeln (3, 4) zugeführte Luft vorab verdichtet wird, und wobei der Luftmassenstrom in den Einzelpfaden (2.1, 2.2) mit Hilfe von Massenstromsensoren (7, 8) erfasst und mit Hilfe von Ventilen (9, 10) geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmassenströme in den Einzelpfaden (2.1, 2.2) mit Hilfe von Druckregelventilen geregelt werden, die vorzugsweise jeweils auf der Auslassseite der Brennstoffzellenstapel (3, 4) in Einzelpfade (11.1, 11.2) integriert sind, die weiterhin vorzugsweise stromabwärts der Druckregelventile (11.1, 11.2) zu einem gemeinsamen Abluftpfad (11) zusammengeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts mindestens eines Luftverdichters (5, 6) und/oder zwischen zwei Luftverdichtern (5, 6) die Luft mit Hilfe eines Kühlers (12) gekühlt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Luftverdichter (6) elektromotorisch und mit Unterstützung einer Turbine (13) angetrieben wird, der die aus den Brennstoffzellenstapeln (3, 4) austretendende Abluft zugeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (13) einen in den Zuluftpfad (2) mündenden Turbinenbypass (14) mit integriertem Bypassventil (15) aufweist, über den bei geöffnetem Bypassventil (15) Abluft in den Zuluftpfad (2) eingeleitet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft stromabwärts mindestens eines Luftverdichters (5, 6) und/oder zwischen zwei Luftverdichtern (5, 6) mittels Wassereinspritzung oder mit Hilfe eines Gas-zu-Gas-Befeuchters befeuchtet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftverdichter (5, 6) durch eine Batterie, vorzugsweise eine Traktionsbatterie, mit der notwendigen elektrischen Spannung versorgt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftverdichter (5, 6) durch einen oder mehrere Brennstoffzellenstapel (3, 4) mit der notwendigen elektrischen Spannung versorgt wird.
  9. Verfahren nach der Ansprüche 7, oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Luftverdichter (5) durch die Batterie und ein zweiter Luftverdichter (6) durch mindestens einen Brennstoffzellenstapel (3, 4) mit der notwendigen elektrischen Spannung versorgt werden.
  10. Luftsystem (1) für ein Brennstoffzellensystem, aufweisend - einen Zuluftpfad (2), der zur Luftversorgung mehrerer parallelgeschalteter Brennstoffzellenstapel (3, 4) sich in einem Endabschnitt in mehrere Einzelpfade (2.1, 2.2) aufteilt, - mehrere in Reihe geschaltete, elektromotorisch angetriebene Luftverdichter (5, 6), die stromaufwärts des Endabschnitts in den Zuluftpfad (2) integriert sind, - mehrere Massenstromsensoren (7, 8) zur Erfassung des Luftmassenstroms in den Einzelpfaden (2.1, 2.2) sowie - mehrere Ventile (9, 10) zur Regelung der Luftmassenströme in den Einzelpfaden (2.1, 2.2).
  11. Luftsystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (9, 10) zur Regelung der Luftmassenströme in den Einzelpfaden (2.1, 2.2) als Druckregelventile ausgeführt und/oder auf der Auslassseite der Brennstoffzellenstapel (3, 4) in Einzelpfade (11.1, 11.2) integriert sind, die stromabwärts der Druckregelventile (11.1, 11.2) zu einem gemeinsamen Abluftpfad (11) zusammengeführt sind.
  12. Luftsystem (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts mindestens eines Luftverdichters (5, 6) und/oder zwischen zwei Luftverdichtern (5, 6) mindestens ein Kühler (12) in den Zuluftpfad (2) integriert ist.
  13. Luftsystem (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Luftverdichter (6) elektromotorisch sowie mit Unterstützung einer Turbine (13) angetrieben wird, wobei vorzugsweise die Turbine (13) einen in den Zuluftpfad (2) mündenden Turbinenbypass (14) mit integriertem Bypassventil (15) aufweist.
  14. Luftsystem (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts mindestens eines Luftverdichters (5, 6) und/oder zwischen zwei Luftverdichtern (5, 6) mindestens ein Einspritzventil (16) zum Einspritzen von flüssigem Wasser oder ein Gas-zu-Gas-Befeuchters in den Zuluftpfad (2) integriert ist.
  15. Brennstoffzellensystem mit mehreren parallelgeschalteten Brennstoffzellenstapeln (3, 4) und einem Luftsystem (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14 zur Versorgung der Brennstoffzellenstapel (3, 4) mit Luft.
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