DE10262172B4 - On-Board-Brennstoffzellensystem zum Abgeben von Wasserstoffabgas - Google Patents

Abstract

On-board-Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug mit:
einer Brennstoffzelle (100), die mit Wasserstoffgas und Oxidationsgas versorgbar ist, die unter Verwendung des Wasserstoffgases und des Oxidationsgases elektrische Energie erzeugt, und die verbrauchtes Wasserstoffabgas und Sauerstoffabgas abgibt;
einer Abgasströmungsleitung (409, 430, 503), durch die das Wasserstoffabgas, das von der Brennstoffzelle abgeführt wird oder ein Gas, das dieses Wasserstoffgas enthält, in die Atmosphäre abgebbar ist;
einem Diffusionsteil (530), das an einem Ende der Abgasströmungsleitung angebracht ist und ein Gas verteilt, das aus einer Öffnung am Ende der Abgasströmungsleitung ausströmt,
wobei das Diffusionsteil an einem Abschnitt einer Karosserie (S) des Fahrzeugs angebracht ist, welches das Brennstoffzellensystem aufweist.

Description

• 1. Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung bezieht sich auf ein On-board-Brennstoffzellensystem zum Einbau in Fahrzeuge, wie z.B. Kraftfahrzeuge und dergleichen, zum Abgeben von Wasserstoffabgas.
• 2. Beschreibung des Standes der Technik
• Brennstoffzellen, welche unter Zufuhr von Wasserstoffgas aus Hochdruckwasserstoffgasbehältern, Behältern mit einer Wasserstoff absorbierenden Legierung, oder dergleichen elektrische Leistung bzw. elektrische Energie erzeugen, weisen einen hohen energetischen Wirkungsgrad auf und sind daher als eine Energiequelle für Elektrofahrzeuge und dergleichen vielversprechend.
• Wird solch eine Brennstoffzelle als eine Energiequelle für ein Fahrzeug verwendet, muß das Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattet sein, welches nicht nur die Brennstoffzelle sondern auch eine Wasserstoffgasversorgungsquelle, wie z.B. den Hochdruckwasserstoffgasbehälter oder den Behälter mit der Wasserstoff absorbierenden Legierung, wie sie vorstehend erwähnt wurden, und Wasserstoffgasströmungsleitungen für die Zufuhr von Wasserstoffgas von der Wasserstoffgasversorgungsquelle zur Brennstoffzelle.
• Die nachveröffentlichte DE 100 65 459 B4 lehrt beispielsweise ein entsprechendes Fahrzeug. Dort wird bei einer Schnellabschaltung Wasserstoffabgas an die Atmosphäre abgegeben. Dabei wird die Bildung einer brennbaren H2/Luft-Mischung im System vermieden.
• Da ein in einem Fahrzeug einzurichtendes Brennstoffzellensystem ein höchst brennbares Wasserstoffgas verwendet, ist es notwendig, im Umgang mit Wasserstoffgas Sorgfalt und Aufmerksamkeit anzuwenden. Jedoch wurde dem zum Erzeugen elektrischer Energie in der Brennstoffzelle verbrauchten Wasserstoffabgas bislang wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Obwohl dieses Wasserstoffabgas unverbrauchten Wasserstoff enthält, wird es doch unmittelbar an die Atmosphäre abgegeben.
• Angesichts derartiger Umstände haben die Erfinder das nachstehend erläuterte, neue Problem erkannt und beschlossen, es anzugehen.
• Gase, die Wasserstoff enthalten, sind brennbar. Ist die Wasserstoffkonzentration in Gasen, die an die Atmosphäre abgegeben werden, erhöht und liegt zugleich etwas, das als eine Zündquelle wirken könnte, in der Nähe eines Auslasses, durch welchen die Gase abgeben werden, besteht daher die Gefahr, dass das Wasserstoffabgas Feuer fängt.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein On-board-Brennstoffzellensystem zu schaffen, welches in der Lage ist, dieses Problem zu beheben und Wasserstoffabgas mit einer auf einen ausreichend niedrigen Pegel reduzierten Wasserstoffkonzentration an die Atmosphäre abzugeben.
• Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe weist ein On-board-Brennstoffzellensystem gemäß der Erfindung ein Diffusionsteil auf. Das Diffusionsteil ist an einem Ende einer Strömungsleitung zum Abgeben des von der Brennstoffzelle abgegebenen Wasserstoffabgases oder von Gasen, die das Wasserstoffabgas enthalten, an die Atmosphäre angeordnet. Das Diffusionsteil bewirkt eine Diffusion der aus einer Öffnung am Ende der Strömungsleitung ausströmenden Gase in radialer Richtung der Öffnung.
• Diese Konstruktion stellt sicher, dass Gase aus der Öffnung am Ende der Strömungsleitung unter Diffusion in radialer Richtung der Öffnung an die Atmosphäre abgegeben werden. Das so abgegebene und weit diffundierte Abgas (Wasserstoffabgas) tritt in Kontakt mit Luft, die das Ende der Strömungsleitung umgibt, und wird dementsprechend verdünnt. Somit lässt sich die Wasserstoffkonzentration am Ende der Strömungsleitung problemlos reduzieren.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist ein Blockschema eines On-board-Brennstoffzellensystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
• 2 ist eine schematische Perspektivansicht eines wesentlichen Teils eines Wasserstoffabgasauslasssystems.
• 3 ist eine Abbildung, die einen Bereich in der Umgebung eines Abgasauslassanschlusses 524 zeigt.
• 4 ist eine Abbildung des Bereichs um den Abgasauslassanschluss 524 in Relation zur Fahrzeugkarrosserie.
• 5 ist eine Abbildung einer Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 und einer Diffusionsplatte 530 gemäß einem Modifikationsbeispiel der Erfindung.
• 6 ist eine Abbildung eines Dämpfers 413 gemäß dem Modifikationsbeispiel der Erfindung.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN UND BEISPIELE
• Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung sowie Beispiele beschrieben, die zum Verständnis der Erfindung hilfreich sind.
• 1 ist ein Blockschema eines On-board-Brennstoffzellensystems, das zum Verständnis der Erfindung hilfreich ist. Das Brennstoffzellensystem weist eine Brennstoffzelle 100 auf, und verwendet einen Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 als Wasserstoffgasversorgungsquelle. In dieser Ausführungsform sind vier Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 im Fahrzeug eingerichtet. Auch in diesem Fall ist es möglich, einen Behälter 200 mit einer Wasserstoff absorbierenden Legierung zu verwenden.
• Die Wasserstoffgasströmungsleitung weist die Hauptströmungsleitung 401, die sich vom Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 zur Brennstoffzelle 100 erstreckt, die Zirkulationsströmungsleitung 403 der Brennstoffzelle 100, die Auslassströmungsleitung 407, die für die Abgabe von Verunreinigungen konzipiert ist, und die Entlastungsströmungsleitung 409 auf, die für die Abgabe von Wasserstoffgas bei einer abnormen Druckbeaufschlagung konzipiert ist. Die Wasserstoffgasströmungsleitung dieses Beispiels weist desweiteren eine weitere Entlastungsströmungsleitung 430, eine Leckageüberprüfungsströmungsleitung 427 und eine Zufuhrströmungsleitung 432 auf. Die Entlastungsströmungsleitung 430 ist dafür konzipiert, die Zuverlässigkeit bei der Abgabe von Wasserstoffgas bei einer abnormen Druckbeaufschlagung 430 zu erhöhen. Die Leckageüberprüfungsströmungsleitung 427 dient der Überprüfung, ob Wasserstoffgas entweicht. Die Zufuhrströmungsleitung 432 erstreckt sich von einem Wasserstoffgaszufuhranschluss 429 zu einem Füllanschluss des Hochdruckwasserstoffgasbehälters 300.
• Neben dem am Auslassanschluss des Hochdruckwasserstoffgasbehälters 300 angeordneten Absperrventils 302 weist die Hauptströmungsleitung 401 ein manuelles Auslassventil 304, das Druckreduzierventil 418, einen Wärmetauscher 420 und das Druckreduzierventil 422 auf. Wie im Fall der zweiten Ausführungsform ist die Zirkulationsströmungsleitung 403 mit dem Gas-Flüssigkeit-Separator 406 und dergleichen versehen und läßt Wasserstoffabgas mittels der Pumpe 410 über das Rückschlagventil 426 zirkulieren. In der Zufuhrströmungsleitung 432 sind am Füllanschluss des Hochdruckwasserstoffgasbehälters 300 ein Rückschlagventil 306 und ein manuelles Füllventil 308 angeordnet. Die Auslassströmungsleitung 407 weist das Absperrventil 414 und einen Wasserstoffverdünner 424 auf. Die Entlastungsströmungsleitungen 430, 409 weisen ein Entlastungsventil 415 bzw. das Entlastungsventil 416 auf. Die Leckageüberprüfungsströmungsleitung 427 weist einen Leckageprüfanschluss 428 auf.
• die Oxidationsgasströmungsleitung weist die Oxidationsgaszufuhrströmungsleitung 501 zum Versorgen der Brennstoffzelle 100 mit Oxidationsgas und die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 zum Abgeben von Sauerstoffabgas auf. Die Oxidationsgasströmungsleitung dieses Beispiels weist des weiteren eine Sauerstoffabgas einleitende Abzweigströmungsleitung 505 zum Einleiten von Sauerstoffabgas in den nachstehend beschriebenen Wasserstoffverdünner 424 und eine Wasserzirkulationsströmungsleitung 601 zum Entfernen von Wasser aus der Sauerstoffabgas einleitenden Abzweigströmungsleitung 505 auf.
• Der Befeuchter 506 ist dafür konzipiert, auch das Gas in der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 zu befeuchten. Die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 weist ein Druckregelventil 509, den vorgenannten Befeuchter 506, einen Gas-Flüssigkeit-Separator 520 und einen als Schalldämpfer dienenenden Dämpfer 522 auf, die in dieser Reihenfolge ausgehend von der Brennstoffzelle 100 angeordnet sind. Am Ende der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 ist ein Abgasauslassanschluss 524 vorgesehen.
• Die Wasserzirkulationsströmungsleitung 601 weist Pumpen 602, 606, einen Befeuchtungswasserbehälter 604 und einen Injektor 608 auf. Die Wasserzirkulationsströmungsleitung 601 ist so konzipiert, dass Wasser, das durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 520 abgesondert wurde, hindurch zirkuliert und der Oxidationsgaszufuhrströmungsleitung 501 über die Pumpen 602, 606 zugeführt wird.
• Des Weiteren werden die von verschiedenen (nicht gezeigten) Sensoren erhaltenen Erfassungsresultate in den Steuerungsabschnitt 50 eingegeben. Der Steuerungsabschnitt 50 steuert die Absperrventile 102, 104, 302 und 414, die Pumpen 410, 602 und 606, und den Kompressor 504. Die Pumpe 410, der Kompressor 504, die Pumpen 602, 606 und dergleichen werden jeweils durch einen (nicht gezeigten) entsprechenden Motor angetrieben. Das manuelle Auslassventil 304 und das manuelle Füllventil 308 werden manuell geöffnet und geschlossen.
• Nun werden die Gasströmungen beschrieben. Zunächst wird die Oxidationsgasströmung erläutert. Wenn der Steuerungsabschnitt 50 den Kompressor 504 antreibt, wird Atmosphärenluft als Oxidationsgas aufgenommen, wie im Fall der ersten und zweiten Ausführungsform. Dieses Oxidationsgas wird durch den Luftreiniger 502 gereinigt, und durch den Kompressor 504 mit Druck beaufschlagt und der Brennstoffzellen 100 über den Befeuchter 506 zugeführt.
• Das so zugeführte Oxidationsgas wird für die vorgenannten elektrochemischen Reaktionen in der Brennstoffzelle 100 verbraucht und anschließend als Sauerstoffabgas abgegeben. Das abgegebene Sauerstoffabgas strömt durch die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 und gelangt durch das Druckregelventil 509 erneut in den Befeuchter 506.
• Da in der Brennstoffzelle 100 an der Kathodenseite gemäß der Formel (2) Wasser (H₂O) erzeugt wird, ist das von der Brennstoffzelle 100 abgegebene Sauerstoffabgas sehr nass und enthält eine große Menge an Wasseranteilen. Andererseits weist Oxidationsgas (Luft), das aus Atmosphäre eingeführt und durch den Kompressor 504 mit Druck beaufschlagt wird, eine geringe Feuchtigkeit auf. Dieses Beispiel ist so konzipiert, dass sowohl die Oxidationsgaszufuhrströmungsleitung 501 als auch die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 durch den Befeuchter 506 verlaufen und das zwischen diesen Leitungen Wasserdampf ausgetauscht wird, um Wasseranteile vom sehr nassen Sauerstoffabgas zum trockenen Oxidationsgas übertragen werden. Im Ergebnis ist aus dem Befeuchter 506 strömendes und der Brennstoffzelle 100 zugeführtes Oxidationsgas bis zu einem gewissen Grad nass und aus dem Befeuchter 506 strömendes und an die Atmosphäre außerhalb des Fahrzeuges abgegebenes Sauerstoffabgas bis zu einem gewissen Grad trocken. Dadurch werden die folgenden Vorteile erzielt.
• Zunächst wird verhindert, dass Sauerstoffabgas durch die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 unmittelbar an die Atmosphäre außerhalb des Fahrzeugs abgegeben wird, während es aufgrund des Wassers, das – wie vorstehend beschrieben – erzeugt wird, noch sehr nass ist. Daher besteht keine Gefahr, dass sich auch bei einer sehr niedrigen Umgebungstemperatur, beispielsweise während der kalten Jahreszeit, Dampfschwaden aus Wasserdampf vom Abgasauslassanschluss 524 des Fahrzeugs aus ausbreiten. Zweitens kann nicht passieren, dass aus dem Kompressor 504 strömendes Oxidationsgas (Luft) der Brennstoffzelle 100 zugeführt wird, während es noch trocken ist. Somit wird verhindert, dass die kathodenseitige Oberfläche des Elektrolytfilms in der Brennstoffzelle 100 trocken wird. Daher wird die Wirksamkeit der vorgenannten elektrochemischen Rektionen nicht beeinträchtigt.
• Sauerstoffabgas, das im Befeuchter 506 bis zu einem gewissen Grad getrocknet wurde, strömt so in den Gas-Flüssigkeit-Separator 520. Der Gas-Flüssigkeit-Separator 520 trennt das aus dem Befeuchter 506 strömende Sauerstoffabgas in die gasförmigen Bestandteile und die flüssigen Bestandteile und befreit das Sauerstoffabgas von seinen flüssigen Wasseranteilen, um es dadurch trockener zu machen. Die abgeführten Wasseranteile werden als Recyclingwasser wieder in den Kreislauf zurückgeführt, durch die Pumpe 602 hochgepumpt und im Befeuchtungswasserbehälter 604 gespeichert. Dieses Recyclingwasser wird durch die Pumpe 606 dem Injektor 608 zugeführt, durch den Injektor 608 an einem Einlassanschluss des Kompressors 504 eingesprüht und mit dem aus dem Luftreiniger 502 strömenden Oxidationsgas vermischt. Dadurch wird das durch die Oxidationsgaszufuhrströmungsleitung 501 strömende Oxidationsgas nasser.
• Wie vorstehend beschrieben wird Sauerstoffabgas, das im Gas-Flüssigkeit-Separator 50 trockener wurde, durch den Dämpfer 522 anschließend gedämpft und aus dem Abgasauslassanschluss 524 an die Atmosphäre außerhalb des Fahrzeugs abgegeben.
• Nun wird die Wasserstoffgasströmung beschrieben. Während eines normalen Betriebes ist das manuelle Auslassventil 304 im Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 ständig geöffnet und das manuelle Füllventil 308 ständig geschlossen.
• Das Absperrventil 302 im Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 und die Absperrventile 102, 104 in der Brennstoffzelle 100 werden in derselben Weise wie in der zweiten Ausführungsform geöffnet und geschlossen.
• Des Weiteren hält der Steuerungsabschnitt 50 das Absperrventil 414 in der Auslassströmungsleitung 407 während des Betriebs geschlossen. Die Entlastungsventile 415, 416 sind beispielsweise solange geschlossen, bis sie mit einem abnormen Druck beaufschlagt werden.
• Während des Betriebs erfährt das Wasserstoffgas im Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300, – wie vorstehend beschrieben –, wenn der Steuerungsabschnitt 50 das Abperrventil 302 öffnet, durch das Druckreduzierventil 418 eine Druckreduzierung, wird durch den Wärmetauscher 24 erwärmt, erfährt durch das Druckreduzierventil 422 eine weitere Druckreduzierung, wird durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 425 von seinen flüssigen Wasseran teilen befreit und wird wie im Fall der zweiten Ausführungsform der Brennstoffzelle 100 zugeführt. Das so zugeführte Wasserstoffgas wird für die vorgenannten elektrochemischen Reaktionen in der Brennstoffzelle 100 verbraucht und anschließend als Wasserstoffabgas abgegeben. Das abgegebene Wasserstoffabgas wird durch die Pumpe 410 beschleunigt, strömt aus der Zirkulationsströmungsleitung 403 zur Hauptströmungsleitung 401 zurück und wird der Brennstoffzelle 100 erneut zugeführt. Das in der Zirkulationsströmungsleitung 403 angeordnete Rückschlagventil 426 verhindert eine Rückwärtsströmung des zirkulierenden Wasserstoffabgases.
• Dieses Beispiel ist dafür konzipiert, die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 100 durch das so zurückströmende Wasserstoffabgas zur Hauptströmungsleitung 401 und durch das Erzwingen einer Zirkulation des Wasserstoffgases zu erhöhen.
• Dieses Beispiel ist ferner dafür konzipiert, durch die Zirkulation des Wasserstoffabgases zu verhindern, dass sich im Oxidationsgas enthaltene Verunreinigungen, wie z.B. Stickstoff und dergleichen, ansammeln, und dass die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 100 abfällt.
• Der Steuerungsabschnitt 50 steuert den Antrieb der Pumpe 410, die die Strömungsrate des durch die Zirkulationsströmungsleitung 403 strömenden Wasserstoffabgases in Abhängigkeit von der Verbrauchsmenge der durch die Brennstoffzelle 100 erzeugten elektrischen Energie verändert.
• In der Nähe des Auslasses des Hochdruckwasserstoffbehälters 300 sind zwei Druckreduzierventile, nämlich das Druckreduzierventil 418 für eine primäre Druckreduzierung und das Druckreduzierventil 422 für eine sekundäre Druckreduzierung, angeordnet. Diese Druckreduzierventile reduzieren den Druck des Hochdruckwasserstoffgases im Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 in zwei Stufen. Genauer gesagt führt das Druckreduzierventil 418 für die primäre Druckreduzierung eine Druckreduzierung von einem Druck im Bereich von etwa 20 bis 35 MPa bis auf etwa 0,8 bis 1 MPa und das Druckreduzierventil 422 für die sekundäre Druckreduzierung eine Druckreduzierung von einem Druck im Bereich von etwa 0,8 bis 1 MPa bis auf etwa 0,2 bis 0,3 MPa durch. Im Ergebnis wird die Brennstoffzelle 100 nicht durch die Zufuhr von Hochdruckwasserstoffgas beschädigt. Dies gilt auch für die zweite Ausführungsform.
• Das Druckreduzierventil 418 für die primäre Druckreduzierung reduziert den Druck des Hochdruckwasserstoffgases von einem Druck im Bereich von etwa 20 bis 35 MPa bis auf etwa 0,8 bis 1 MPa. Da Wasserstoff aus dem Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 abgegeben wird, wobei es sich ausdehnt, ändert sich die Temperatur des abgegebenen Wasserstoffs in Abhängigkeit von dessen Druck und Strömungsrate. Diese Ausführungsform macht von einem Mechanismus Gebrauch, bei dem Wasserstoffgas, dessen Druck reduziert wurde, einem Wärmeaustausch in dem zwischen dem Druckreduzierventil 418 für die primäre Druckreduzierung und dem Druckreduzierventil 422 für die sekundäre Druckreduzierung angeordneten Wärmetauscher unterzogen wird. Wenngleich es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, wird der Wärmetauscher 420 mit Kühlmittel versorgt, das durch die Brennstoffzelle 100 zirkuliert. Zwischen dem Kühlmittel und dem Wasserstoffgas, dessen Temperatur sich geändert hat, wird Wärme ausgetauscht. Wenn Wasserstoffgas durch den Wärmetauscher 420 strömt, kommt dessen Temperatur in einen im Wesentlichen geeigneten Temperaturbereich. Das Wasserstoffgas kann somit der Brennstoffzelle 100 zugeführt werden. Dementsprechend ist es möglich, eine Temperatur zu erzielen, die ausreichend ist, um die Reaktionen in der Brennstoffzelle 100 herbeizuführen. Daher laufen die elektrochemischen Reaktionen ab, so dass es möglich ist, einen geeigneten Betrieb zum Erzeugen elektrischer Energie durchzuführen.
• Wie vorstehend beschrieben wird an der Kathodenseite in der Brennstoffzelle 900 gemäß der Formel (2) Wasser (H₂O) produziert, das von der Kathodenseite durch den Elektrolytfilm als Wasserdampf zur Anodenseite gelangt. Dementsprechend ist das von der Brennstoffzelle 100 abgegebene Wassestoffabgas nass und enthält eine beträchtlich große Menge an Wasseranteilen. Diese Ausführungsform ist so konzipiert, dass sich die Zirkulationsströmungsleitung 403 über den Gas-Flüssigkeit-Separator 406 erstreckt, dass der Gas-Flüssigkeit-Separator 406 die Wasseranteile im Wasserstoffabgas in gasförmige und flüssige Anteile trennt und die flüssigen Anteile abführt, und nur die gasförmigen Anteile (Wasserdampf) zusammen mit anderen Gasen der Pumpe 410 zugeführt werden. Dadurch werden nur die gasförmigen Wasseranteile im Wasserstoffabgas wieder der Hauptströmungsleitung 401 zugeführt. D. h., es ist unmöglich, dass die Brennstoffzelle 100 mit einem Gemisch aus flüssigen und gasförmigen Wasseranteilen versorgt wird. Die Wasserstoffgasströmungsleitung wird auf diese Weise nicht durch ein Gemisch aus gasförmigen und flüssigen Anteilen blockiert. Daher erzeugt die Brennstoffzelle 100 kontinuierlich elektrische Energie in einem guten Zustand, so dass weder die Ausgangsspannung der Einzelzellen noch die Menge der elektrischen Energie, die durch die gesamte Brennstoffzelle 100 erzeugt wird, abfällt.
• Wie vorstehend beschrieben, wird Wasserstoffgas in Zirkulation versetzt, um im Wasserstoffgas enthaltene Verunreinigungen gleichmäßig zu verteilen. Jedoch dringen auch trotz des so homogenisierten Wasserstoffgases ständig Verunreinigungen von der Kathodenseite zur Anodenseite in der Brennstoffzelle 100. Daher nimmt die Konzentration der Verunreinigungen im homogenisierten Wasserstoffgas im Laufe einer langen Zeit nach und nach zu. Wenn die Konzentration der Verunreinigungen zunimmt, nimmt die Konzentration des Wasserstoffs ab.
• Daher ist in der Auslassströmungsleitung 407, die von der Zirkulationsströmungsleitung 403 abzweigt, das Absperrventil 414 angeordnet, das vom Steuerungsabschnitt 50 in regelmäßigen Intervallen geöffnet wird, um einen Teil des zirkulierenden Wasserstoffgases, das Verunreinigungen enthält, abzugeben. Wenn das Absperrventil 414 geöffnet wird, wird ein Teil des Wasserstoffgases, das Verunreinigungen enthält, aus der Zirkulationströmungsleitung abgegeben und eine entsprechende Menge reines Wasserstoffgas aus dem Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 eingeführt. Dadurch wird die Konzentration der Verunreinigungen im Wasserstoffgas reduziert. Andererseits wird die Konzentration des Wasserstoffs erhöht. Im Ergebnis kann die Brennstoffzelle 100 kontinuierlich in angemessener Weise elektrische Energie erzeugen. Wenngleich das Intervall, in dem das Absperrventil 414 geöffnet wird, in Abhängigkeit vom Betriebszustand oder der Ausgangsleistung variiert, kann das Absperrventil 414 beispielsweise in Intervallen von etwa 5 Sekunden geöffnet werden.
• Selbst wenn das Absperrventil 414 geöffnet wird, während die Brennstoffzelle 100 in Betrieb ist, um elektrische Energie zu erzeugen, fällt die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 100 nur momentan ab. Da die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 100 nicht wesentlich abfällt, ergibt sich daraus kein Problem. Die Öffnungszeit für das Absperrventil 414 beträgt vorzugsweise gleich oder weniger als 1 Sekunde. Die Öffnungszeit für das Absperrventil 414 beträgt vorzugsweise insbesondere etwa 500 Millisekunden.
• Nun wird der Aufbau eines Auslasssystems für das Wasserstoffabgas und die Abgabe des Wasserstoffabgases betrieben. 2 ist eine schematische Perspektivansicht eines wesentlichen Teils des Auslasssystems für das Wasserstoffabgas. Wasserstoffgas, das vom Absperrventil 414 abgegeben wurde, strömt durch die Auslassströmungsleitung 407 und wird dem Wasserstoffverdünner 424 zugeführt. Dem Wasserstoffverdünner 424 wird des weiteren Sauerstoffabgas zugeführt, das durch die Sauerstoffabgas einleitende Abzweigströmungsleitung 505 geströmt ist, welche von der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 abzweigt.
• Der Wasserstoffverdünner 424 ist ein kastenförmiger Körper, in dem eine Mischkammer 424a zum Mischen der Gase ausgebildet ist. Diese Mischkammer hat ein größeres Volumen als die Zufuhrgasströmungsleitun gen (die Auslassströmungsleitung 407 und die Sauerstoffabgas einleitende Abzweigströmungsleitung 505). Eine Abschirmplatte 424b unterteilt die Mischkammer 424a in der Weise, dass die Gasströmungsleitung eine Zick-Zack-Form aufweist. Der Wasserstoffverdünner 424 mit einer derartigen Konstruktion verdünnt vom Absperrventil 414 abgegebenes Wasserstoffgas durch Mischen des Wasserstoffgases und des Sauerstoffabgases, die – wie vorstehend beschrieben – der Mischkammer 424a zugeführt werden. Das verdünnte Wasserstoffgas wird der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 zugeführt und weiter mit Sauerstoffabgas vermischt, das durch die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 strömt. Die so vermischten Gase strömen durch eine stromabwärts angeordnete Strömungsleitung 407a der Auslassströmungsleitung 407, vermischen sich mit dem Gas in der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 stromabwärts des Dämpfers 522 und werden vom Abgasauslassanschluss 524 an die Atmosphäre außerhalb des Fahrzeugs abgegeben.
• Diese Ausführungsform, die für die Abgabe von Wasserstoffabgas in dieser Weise konzipiert ist, weist die folgenden Vorteile auf.
• Zunächst werden Wasserstoffabgas und Sauerstoffabgas in die Mischkammer 424a des Wasserstoffverdünners 424 eingeführt. Beide Gase werden in der Mischkammer 424a, die ein großes Volumen aufweist, vermischt und verdünnt. Da das Volumen der Mischkammer vergrößert ist, werden Wasserstoffabgas und Sauerstoffabgas effizient miteinander vermischt. Daher wird eine zuverlässige Verdünnung des Wasserstoffabgases und damit eine Reduzierung der Wasserstoffkonzentration ermöglicht.
• Die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 ist im übrigen dafür konzipiert, Sauerstoffabgas durch die Strömungsleitung, die von einer Stelle stromaufwärts des Dämpfers 522 abzweigt, in den Wasserstoffverdünner 424 einzuleiten und das Mischgas mit dem stromabwärts des Dämpfers 522 strömenden Gases zu vermischen. Aus konstruktionsbedingten Gründen ist es unvermeidbar, dass der Dämpfer 522 einen Druckverlust des hindurch strömenden Fluids (Sauerstoffabgas) verursacht. Aufgrund dieses Druckverlusts entsteht eine Differenz zwischen dem Druck in der Strömungsleitung stromaufwärts des Dämpfers und dem Druck in der Strömungsleitung stromabwärts des Dämpfers. Diese Ausführungsform ist so konzipiert, dass eine Druckdifferenz derart erzeugt wird, dass der Druck an der Stelle, an der die stromabwärtige Strömungsleitung 407a mit der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 verschmilzt, niedriger ist als der Druck an der Stelle, an der die Sauerstoffabgas einleitende Abzweigströmungsleitung 505 von der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 abzweigt. Diese Druckdifferenz ermöglicht es, Sauerstoffabgas durch die Sauerstoffabgas einleitende Abzweigströmungsleitung 505 zuverlässig in die Mischkammer 424a des Wasserstoffverdünners 424 einzuleiten. Daher kann auch ohne Verwendung eines speziellen Systems Sauerstoffabgas eingeleitet werden. Des weiteren lassen sich die Konstruktion und Steuerungslogik des Systems vereinfachen und die Kosten reduzieren. Da die Gase in der Mischkammer 424a, die ein vergrößertes Volumen aufweist, vermischt werden und hindurch strömen, lässt sich während des Durchströmens der Gase ferner ein Geräuschdämpfungseffekt erzielen.
• Der Mischabschnitt 411 ist die Stelle, an der die stromabwärtige Strömungsleitung 407a mit der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 zusammenläuft. Gemäß dem Beispiel wird somit verdünntes Wasserstoffabgas, das vom Wasserstoffverdünner 424 abgegeben wurde, mit durch die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 strömendem Wasserstoffabgas vermischt und weiter verdünnt, wodurch sich die Konzentration des im Mischgas enthaltenen Wasserstoffs weiter reduzieren lässt.
• Im Ergebnis ermöglicht dieses Beispiel, dass Wasserstoffabgas erst dann an die Atmosphäre abgegeben wird, nachdem Maßnahmen ergriffen wurden, um die Wasserstoffkonzentration auf eine Konzentration zu reduzieren, die niedrig genug ist, um eine Entzündung effektiv zu verhindern. Auf diese Weise lässt sich die Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Vermeidung einer Entzündung erhöhen.
• Zum Zweck einer weiteren Erhöhung der Zuverlässigkeit ist dieses Beispiel ferner so konzipiert, dass es ein Verfahren wählt, um das Absperrventil 414 zu öffnen und Wasserstoffabgas abzugeben.
• Wenn andererseits eine abnorme Situation, wie z. B. ein Defekt der Druckreduzierventile 418, 422 oder dergleichen eintritt, kann der Druck des der Brennstoffzelle 100 zugeführten Wasserstoffgases übermäßig ansteigen. Dieses Beispiel ist daher so konzipiert, dass die Entlastungsströmungsleitung 430, die von der Hauptströmungsleitung 401 an einer Stelle nach dem Druckreduzierventil 418 abzweigt, sich über das Entlastungsventil 415 erstreckt, dass das Entlastungsventil 415 geöffnet wird, wenn der Wasserstoffgasdruck in der sich vom Druckreduzierventil 418 zum Druckreduzierventil 422 erstreckenden Hauptströmungsleitung 401 gleich oder größer wird als ein vorgegebener Wert, und dass das Entlastungsventil 416 geöffnet wird, wenn der Wasserstoffgasdruck in der sich vom Druckreduzierventil 422 zur Brennstoffzelle 100 erstreckenden Hauptströmungsleitung 401 gleich oder größer wird als ein vorgegebener Wert. Dadurch wird Wasserstoffgas an die Atmosphäre außerhalb des Fahrzeugs abgegeben, was einen weiteren Anstieg des Wasserstoffgasdrucks verhindert.
• Der Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 wird in der folgenden Weise mit Wasserstoffgas befüllt. Ein (nicht gezeigtes) Wasserstoffgaszufuhrrohr wird an den Wasserstoffgaszufuhranschluss 429 angeschlossen, das an einer Seite des Fahrzeugs vorgesehen ist. Durch ein manuelles Öffnen des manellen Füllventils 308, das am Hochdruckwasserstoffbehälter 300 angebracht ist, strömt vom Wasserstoffgaszufuhrrohr zugeführtes Hochdruckwasserstoffgas über die Zufuhrströmungsleitung 432 in den Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 und befüllt diesen. Das Rückschlagventil 306 ist am Fuß des Hochdruckwasserstoffgasbehälters 300 angeordnet, um zu verhin dern, dass Wasserstoffgas, das den Hochdruckwasserstoffgasbehälter 300 befüllt, zurück strömt.
• Nun wird ein in diesem Beispiel zum Einsatz kommender Gasauslassmechanismus am Abgasauslassanschluss 524 beschrieben. 3 ist eine schematische Ansicht, die den Bereich um den Abgasauslassanschluss 524 veranschaulicht. 4 ist eine schematische Ansicht des Bereichs um den Abgasauslassanschluss 524 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie. Wie es in diesen Zeichnungen gezeigt ist, weist die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 eine scheibenförmige Diffusionsplatte 530 auf, die dem Abgasauslassanschluss 524 gegenüberliegt, der am Ende der Diffusionsplatte 530 angeordnet ist. Die Diffusionsplatte 530 ist durch einen Trägerarm 532 an der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 befestigt.
• Wie es in 4 gezeigt ist, erstreckt sich die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 zur hinteren Stoßstange B der Fahrzeugkarosserie S. Aus einer seitlichen Betrachtung der Fahrzeugkarosserie ergibt sich, dass ein Stoßstangeneinfassungsabschnitt BS die Diffusionsplatte 530 und den Abgasauslassanschluss 524 abschirmt. Ein Schutz 536 ist in der Weise angeordnet, dass er den Abgasauslassanschluss 524 und die Diffusionsplatte 530 abschirmt.
• Der Schutz 536 wird erhalten, indem in ein rostbeständiges Plattenmaterial mittels einer Stanzpresse oder dergleichen Löcher gestanzt werden und das Plattenmaterial schalenförmig ausgebildet wird. Der Schutz 536 ist in seinem sich vom Stoßstangeneinfassungsabschnitt BS zum Zentrum der Fahrzeugkarosserie erstreckenden Bereich an der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 befestigt. Diese Ausführungsform ist so konzipiert, dass der Schutz 536 in der Weise angebracht ist, dass er einen gewissen Abstand zum Abgasauslassanschluss 524 oder zur Diffusionsplatte 530 aufweist und die gestanzten Löcher einen Durchmesser von etwa 5 mm haben. Die gestanzten Löcher sind so angeordnet, dass das aus dem Abgas auslassanschluss 524 strömende Abgas die Löcher durchsetzen kann, ohne unglücklicherweise darin zu verbleiben. Die gestanzten Löcher sind vom Abgasauslassanschluss 524 oder der Diffusionsplatte 530 in solch einem Abstand angeordnet, dass die Entzündungsquelle nicht unmittelbar in den Abgasauslassanschluss 524 gerät. Die gestanzten Löcher weisen zweckmäßigerweise solch einen minimalen Durchmesser auf, dass ein Durchtritt der Gase und der Stanzpresse noch möglich ist, d.h. etwa 1 bis 2 mm. Die gestanzten Löcher weisen zweckmäßigerweise solch einen maximalen Durchmesser auf, dass ein unmittelbarer Eintritt einer Entzündungsquelle in den Abgasauslassanschluss 524 im wesentlichen verhindert wird, d.h. etwa 8 mm.
• Da in dieser Ausführungsform die Diffusionsplatte 530 vorgesehen ist, trifft vom Abgasauslassanschluss 524 abgegebenes Gas auf die Diffusionsplatte 530, wird in Radialrichtung der Öffnung des Abgasauslassanschlusses 524 zerstreut, breitet sich überall aus und wird mit der Atmosphäre vermischt. D. h., das Gas wird von der Endöffnung der Gasströmungsleitung an die Atmosphäre abgegeben, wobei es in radialer Richtung der Öffnung diffundiert. Da das so abgegebene und überall diffundierte Abgas (Wasserstoffabgas) weitaus öfter mit der Luft in Kontakt tritt, die das Ende der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 umgibt, wird der Verdünnungsprozeß des Abgases (Wasserstoffabgas) entsprechend gefördert. Daher lässt sich eine Situation vermeiden, in der die Abgabe von Gas mit einer hohen Wasserstoffkonzentration weitergeht. Die Wasserstoffkonzentration kann auch an der Stelle, an der das Gas abgegeben wird (am Ende der Strömungsleitung), vermindert werden. Im Ergebnis wird zusätzlich zu dem Effekt der Verdünnung durch den Wasserstoffverdünner 424 und der auf dem Verschmelzen der stromabwärtigen Strömungsleitung 407a basierenden Verdünnung die Möglichkeit geschaffen, die Wasserstoffkonzentration zuverlässig zu reduzieren und die Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Vermeidung einer Entzündung zu erhöhen.
• Diese Ausführungsform ist so konzipiert, dass die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 aus einem rostbeständigen Stahl hergestellt ist und einen Durchmesser von etwa 40 mm aufweist, und dass die Diffusionsplatte 530, die einen Durchmesser von etwa 100 bis 150 mm aufweist, um etwa 30 bis 50 mm vom Ende der Auslassströmungsleitung beabstandet ist. Solch ein Diffusionsteil kann verschiedenartig konzipiert sein. Beispielsweise kann das Diffusionsteil dem Ende der Strömungsleitung gegenüberliegen oder in der Öffnung am Ende einer tropetenartig aufgeweiteten Strömungsleitung vorgesehen sein.
• Der löchrige Schutz 536 (das Abschirmteil) ist in der Weise angeordnet, dass es den Abgasauslassanschluss 524 und die Diffusionsplatte 530 abschirmt. Dieses Abschirmteil erlaubt einen Durchtritt des vom Ende der Strömungsleitung ausströmenden Gases und ist in dem vorgenannten Abstand vom Abgasauslassanschluss 524 oder der Diffusionsplatte 530 beabstandet, wodurch ein unmittelbarer Eintritt einer Entzündungsquelle in den Abgasauslassanschluss 524 verhindert werden kann. Daher lässt sich zusätzlich zu dem vorgenannten Effekt der Verminderung der Wasserstoffkonzentration durch den Wasserstoffverdünner 524 oder dergleichen die Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Vermeidung einer Entzündung des aus dem Abgasauslassanschluss 524 strömenden Abgases (Wasserstoffabgas) weiter erhöhen. Außerdem erreicht ein von einem Reifen aufgeworfener Stein oder dergleichen zwar den Schutz 536, jedoch nicht den Abgasauslassanschluss 524 oder die Diffusionsplatte 530. Somit kann verhindert werden, dass die Strömungsleitung durch einen hochgeschleuderten Stein oder dergleichen beschädigt wird.
• Wenngleich die vorstehend erwähnte Ausführungsform Gebrauch macht von sowohl der Diffusionsplatte 530 als auch dem Schutz 536, kann sie auch so konzipiert sein, dass sie entweder die Diffusionsplatte 530 oder den Schutz 536 verwendet. Der Schutz 536 kann ein in der Art eines Maschenwerks ausgebildeter Schutz sein, der eine bestimmte Form aufweist.
• Dieser Schutz kann auch an einer Stoßstange oder dergleichen angebracht sein. Der Schutz 536 ist zweckmäßig in solch einem Abstand vom Ende der Strömungsleitung beabstandet, dass eine unmittelbare Annäherung einer Entzündungsquelle an die Endöffnung im wesentlichen vermieden werden kann, ohne aus der Endöffnung strömendes Gas zu behindern. Des weiteren kann das Abschirmteil unter der Voraussetzung, dass eine unmittelbare Annäherung der Entzündungsquelle an die Endöffnung im wesentlichen vermieden werden kann, eine beliebige Lochzahl und einen beliebigen Porendurchmesser aufweisen.
• Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenene Ausführungsformen beschränkt, sondern kann verschiedenartig ausgeführt werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
• Des Weiteren ist es möglich, eine Konstruktion zu verwenden, bei der ein Brenner 510 stromabwärts der Stelle angeordnet ist, an der die im Zusammenhang mit der Beschreibung des Beispiels erwähnte stromabwärtige Strömungsleitung 407a und die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 miteinander verschmelzen, und sowohl eine Reduzierung der Wasserstoffkonzentration basierend auf dem Wasserstoffverdünner 424 als auch eine Reduzierung der Wasserstoffkonzentration basierend auf einer im Brenner 510 stattfindenden katalytischen Reaktion zu erzielen.
• Das Beispiel kann auch so konzipiert sein, dass die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 mit den Entlastungsströmungsleitungen 430, 409 an deren Enden verschmilzt, oder dass der Wasserstoffverdünner 424 in jeder Entlastungsströmungsleitung 430, 409 angeordnet ist, um sicherzustellen, dass Wasserstoffgas (Überdruckgas) mit Sauerstoffabgas vermischt und verdünnt wird.
• Weiter kann die im Zusammenhang mit der Beschreibung des Beispiels erwähnte Diffusionsplatte 530 am Ende jeder Entlastungsströmungsleitung 430, 409 angeordnet sein, um sicherzustellen, dass von den Strömungsleitungen abgegebenes Wasserstoffgas überall verteilt und verdünnt wird. Die Diffusionsplatte 530 kann ferner am Ende der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 angeordnet sein.
• Es ist nicht zwingend, dass die im Zusammenhang mit der Beschreibung des Beispiels erwähnte Diffusionsplatte 530 am Ende der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 angeordnet ist. Die Diffusionsplatte 530 kann auf Seiten der Fahrzeugkarosserie (beispielsweise auf Seiten der Stoßstange, des Karosserierahmens, des Schutzes 536 oder dergleichen) in der Weise angeordnet sein, dass sie dem Abgasauslassanschluss 524 der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 gegenüberliegt.
• In dem Beispiel kann der Wasserstoffverdünner 424 die Mischkammer 424a aufweisen, an deren Innenoberfläche eine Schicht aus dem Platinkatalysator 512 ausgebildet ist. Diese Konstruktion ermöglicht es, Wasserstoff mit Sauerstoffabgas zu mischen und zugleich Wasserstoff gemäß einer katalytischen Reaktion im Wasserstoffverdünner 424 zu entfernen. Daher kann die Wasserstoffkonzentration zuverlässig reduziert werden.
• Wenngleich in dem Beispiel die Diffusionsplatte 530 dem Abgasauslassanschluss 524 am Ende der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 gegenüberliegt, kann das Beispiel auch wie folgt modifiziert werden. 5 ist eine schematische Ansicht, die die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 und die Diffusionsplatte 530 gemäß einem Modifikationsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
• Wie es in 5 gezeigt ist, weist die Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 den Abgasauslassanschluss 524 auf, dessen Durchmesser trompetenartig nach und nach aufgeweitet ist. Die Diffusionsplatte 530 weist die Form eines Kegels oder Kegelstumpfs auf und ist entweder innerhalb oder außerhalb der Öffnung des Abgasauslassanschlusses 524 ange ordnet. Diese Konstruktion gestattet ebenfalls, die Wasserstoffkonzentration gleichmäßig zu reduzieren und Abgas (Wasserstoffabgas) durch Diffusion zu verdünnen. Da der Durchmesser des Abgasauslassanschlusses 524 trompetenartig nach und nach aufgeweitet ist, kann in diesem Fall das Gas breiter zerstreut werden. Wenn außerhalb des Öffnungsrandes des Abgasauslassanschlusses 524 ein rohrförmiger Körper 531 angeordnet ist, wie es in 5 gezeigt ist, kann sich die aus dem Raum zwischen dem rohrförmigen Körper 531 und dem Öffnungsrand des Abgasauslassanschlusses 524 strömende Umgebungsatmosphäre mit dem aus dem Abgasauslassanschluss 524 strömenden Abgas vermischen. Auf diese Weise wird ein Kontakt zwischen dem Abgas und der Atmosphäre erzwungen. Dies ist erwünscht, da es den Wasserstoffverdünnungsprozeß entsprechend fördert.
• In dem Beispiel wird Sauerstoffabgas in den Wasserstoffverdünner 424 durch die von der Sauerstoffabgasauslassströmungsleitung 503 abzweigende Strömungsleitung eingeleitet, wie es in 1 gezeigt ist. Jedoch ist es auch möglich, Sauerstoffabgas unter Verwendung einer Pumpe oder dergleichen zwangsweise einzuleiten. Dies ist von Vorteil, da der Verdünnungsprozeß des Wasserstoffabgases durch den Wasserstoffverdünner 424 erzwungenerweise gefördert wird.
• Des Weiteren kann der Dämpfer 413 wie folgt modifiziert werden. 6 ist eine schematische Ansicht des Dämpfers 413 gemäß einem Modifikationsbeispiel der Erfindung. Wie es in 6 gezeigt ist, weist der Dämpfer 413 dieses Modifikationsbeispiels eine faltenbalgähnliche Seitenwand auf. Die faltenbalgähnliche Seitenwand des Dämpfers 413 ist normalerweise kontrahiert. Wenn diese faltenbalgähnliche Seitenwand ausgedehnt wird, nimmt sie aufgrund ihrer eigenen Elastizität wieder ihre ursprüngliche Gestalt an. Wenn aus dem Absperrventil 414 strömendes Wasserstoffabgas in den so ausgebildeten Dämpfer 413 (Wasserstoffabgas in Abhängigkeit vom Ein-Aus-Zustand des Ventils intermittierend in den Dämpfer 413) strömt, dehnt das in den Dämpfer 413 strömende Gas dessen faltenbalgähnliche Seiten wand und vergrößert dessen Volumen, wie es in 6 mit der Linie aus abwechselnd einem langen Strich und zwei kurzen Strichen gezeigt ist, wodurch ermöglicht wird, dass Wasserstoffabgas im Dämpfer zurückbleibt. Wenn der Dämpfer 413 aufgrund der Elastizität wieder seine ursprüngliche Gestalt annimmt, liefert er das in Dämpfer verbliebene Wasserstoffabgas in den stromabwärtigen Mischabschnitt 411. Daher kann Wasserstoffabgas zuverlässig mit Sauerstoffabgas vermischt werden.
• Wenngleich dieser faltenbalgähnliche Dämpfer 413 aufgrund seiner eigenen Elastizität in seine ursprüngliche Gestalt zurückkehrt, kann er auch so konzipiert sein, dass er in seine ursprüngliche Gestalt mit Hilfe einer Feder, einer Betätigungsvorrichtung oder dergleichen zurückkehrt.

Claims (2)

1. On-board-Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug mit: einer Brennstoffzelle (100), die mit Wasserstoffgas und Oxidationsgas versorgbar ist, die unter Verwendung des Wasserstoffgases und des Oxidationsgases elektrische Energie erzeugt, und die verbrauchtes Wasserstoffabgas und Sauerstoffabgas abgibt; einer Abgasströmungsleitung (409, 430, 503), durch die das Wasserstoffabgas, das von der Brennstoffzelle abgeführt wird oder ein Gas, das dieses Wasserstoffgas enthält, in die Atmosphäre abgebbar ist; einem Diffusionsteil (530), das an einem Ende der Abgasströmungsleitung angebracht ist und ein Gas verteilt, das aus einer Öffnung am Ende der Abgasströmungsleitung ausströmt, wobei das Diffusionsteil an einem Abschnitt einer Karosserie (S) des Fahrzeugs angebracht ist, welches das Brennstoffzellensystem aufweist.
2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt des Fahrzeugs die Stoßstange (BS) des Fahrzeugs ist.