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Technisches Gebiet
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Die folgende Erfindung bezieht sich auf eine Lufteinnahmevorrichtung für luftgekühlte Brennstoffzellen und ein damit durchgeführtes Verfahren. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf eine Lufteinnahmevorrichtung für eine luftgekühlte Brennstoffzelle, die in der Lage ist, die Temperatur eines Oxidationsgases zu regulieren, das der Brennstoffzellenhaupteinheit der luftgekühlten Brennstoffzelle bereitgestellt wird, und die Brennstoffzellenhaupteinheit auf einer Temperatur zu halten, die das Bereitstellen von Leistung erlaubt.
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Stand der Technik
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Der Betriebstemperaturbereich einer Brennstoffzelle, die in einem Fahrzeug angeordnet ist, ist festgelegt, und deshalb muss die Brennstoffzelle gekühlt und erwärmt werden, sodass die Temperatur einer Brennstoffzellenhaupteinheit innerhalb des Temperaturbereichs fällt. Eine herkömmliche und häufig verwendete wassergekühlte Brennstoffzelle ist eingerichtet, wie es in 7 dargestellt ist. Eine wassergekühlte Brennstoffzelle 101, die in 7 gezeigt ist, ist mit einer Brennstoffzellenhaupteinheit 102 ausgestattet, die eine Vielzahl von Zellen aus kleinsten Bestandteilen (Einheitszellen) beinhaltet, die darin gestapelt sind, und ein komprimiertes Wasserstoffgas, das in einem Hochdruckwasserstofftank 103 gelagert ist, wird in eine Anodenlufteinnahmeeinheit 106 der Brennstoffzellenhaupteinheit 102 durch ein Druckminderventil 105 über einen Anodenlufteinnahmekanal 104 eingeführt. Auf der anderen Seite komprimiert die wassergekühlte Brennstoffzelle 101 Luft, die in einen Kathodenlufteinnahmekanal 108 durch einen Filter 107 eingeführt wird, durch einen Kompressor 109 und führt die eingenommene Luft in eine Kathodenlufteinnahmeeinheit 110 der Brennstoffzellenhaupteinheit 102 als ein Oxidationsgas ein. Entsprechend wird in der wassergekühlten Brennstoffzelle 101 Leistungserzeugung durch die Vielzahl von Zellen, die in der Brennstoffzellenhaupteinheit 102 gestapelt sind, durchgeführt.
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Ein Kathodenabgas, das von der Kathodenabgasungseinheit 111 der Brennstoffzellenhaupteinheit 102 zum Kathodenabgasungskanal 112 abgegeben wird, wird in die Außenluft durch ein Gegendruckventil 114, das der Drucksteuerung eines Kathodensystems dienen soll, freigesetzt, nachdem ein Teil des Wasserbestandteils des Abgases durch einen Dampfwassertrenner 113 abgetrennt worden ist. In ähnlicher Weise durchströmt ein Anodenabgas, das von einer Anodenabgasungseinheit 115 der Brennstoffzellenhaupteinheit 102 in einen Anodenabgasungskanal 116 abgegeben worden ist, durch einen Dampfwassertrenner 117 und wird in das Kathodenabgas durch ein Entlüftungsventil 118 eingemischt durch Verwendung eines Anodenabgasungskanals 116, der mit einem mittleren Abschnitt des Kathodenabgasungskanals 112 verbunden ist. Die Menge des entlüfteten Wasserstoffs, der von der Anodenabgasungseinheit 115 abgegeben worden ist, wird in seiner Konzentration auf weniger als den unteren Konzentrationsgrenzwert der Entzündlichkeit durch das Kathodenabgas verringert und in die Außenluft freigesetzt.
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Um das Nutzverhältnis des Wasserstoffs zu verbessern, ist die wassergekühlte Brennstoffzelle 101 derart eingerichtet, dass der Anodenabgasungskanal 116 mit der Anodenlufteinnahmeeinheit 106 über einen Anodenrückführungskanal 119 verbunden ist, um das Anodenabgas der Anodenlufteinnahmeeinheit 106 durch eine Wasserstoffpumpe 120, die in dem Anodenrückführungskanal 119 angeordnet ist, wieder zuzuführen.
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Die wassergekühlte Brennstoffzelle 101 ist mit einem Kühlsystem 121 ausgestattet, das vom Typ einer Wasserkühlung ist.
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In einem Kühlwasserzuführungskanal 122 des Kühlsystems 121 ist eine Wasserpumpe 123 in einem Abschnitt bereitgestellt, auf den die Brennstoffzellenhaupteinheit 102 folgt, um Kühlwasser mit Hochdruck einem Kühlkörper 124 zuzuführen. Das Kühlwasser, mit dem die Brennstoffzellenhaupteinheit 102 gekühlt wird, tauscht Wärme mit der Atmosphäre an dem Kühlkörper 124 aus, und wird dann erneut zu einem Abschnitt zurückgeführt, der auf die Brennstoffzellenhaupteinheit 102 folgt, mittels eines Kühlwasserabführungskanals 125. Es ist zu berücksichtigen, dass eine Heizeinrichtung 127 für eine Klimaanlageneinrichtung 126 in diesem Kühlsystem 121 bereitgestellt wird. Die Heizeinrichtung 127 ist mit einer Heizpassage 128 ausgestattet, um zwischen dem Kühlwasserzuführungskanal 122 und dem Kühlwasserabführungskanal 125 zu verbinden, und umfasst einen Heizkern 130 zum Beheizen eines Fahrzeuginnenraums, der in dem Heizkanal 128 zum Kühlkörper 124 über ein Regelventil 129 parallelgeschaltet ist. Falls ein Beheizen notwendig ist, stellt die Klimaanlageneinrichtung 126 hochtemperiertes Kühlwasser an dem Heizkern 130 bereit, indem sie das Regelventil 129 der Heizeinrichtung 127 öffnet, und beheizt den Fahrzeuginnenraum durch Antreiben eines Gebläses 131 zum Blasen von Luft.
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Wie oben beschrieben ist, umfasst die wassergekühlte Brennstoffzelle 101 viele zusätzliche Geräte, einschließlich des Kompressors 109 zum Komprimieren der eingeführten Einnahmeluft, um die Ausgabedichte für die Brennstoffzellenhaupteinheit 102 zu erhöhen. Entsprechend tendiert die wassergekühlte Brennstoffzelle 101 dazu, hinsichtlich der Systemeinrichtung komplex zu sein, eine große Größe aufzuweisen, ein hohes Gewicht zu haben, und teuer zu sein.
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Im Gegensatz dazu ist eine luftgekühlte Brennstoffzelle verfügbar, die solche Zusatzgeräte, wie beispielsweise einen Kompressor, so weit wie möglich ausschließt, und übernimmt ein Luftkühlungssystem zum Kühlen einer Brennstoffzelle, wodurch die Systemeinrichtung vereinfacht ist. Wie in 8 illustriert ist, ist eine luftgekühlte Brennstoffzelle 201 mit einer Brennstoffzellenhaupteinheit 202 ausgestattet, die eine Vielzahl von Zellen der kleinsten Bestandteile (Einheitszellen) aufweist, die darin gestapelt sind. Ein komprimiertes Wasserstoffgas, das in einem Hochdruckwasserstofftank 203 gespeichert ist, wird, nachdem es mittels eines Druckminderventils 205 eines Anodenlufteinnahmekanals 204 im Druck gemindert worden ist, in eine Anodenlufteinnahmeeinheit 206 der Brennstoffzellenhaupteinheit 202 eingeführt. Andererseits umfasst die luftgekühlte Brennstoffzelle 201 im Gegensatz zur wassergekühlten Brennstoffzelle 101 gemäß 7, keinen Kompressor 109. Die luftgekühlte Brennstoffzelle 201 verwendet eingenommene Luft, die durch einen Filter 207 in einen Kathodenlufteinnahmekanal 808 eingeführt wird, als ein Oxidationsgas, und stellt dieses Oxidationsgas an eine Kathodenlufteinnahmeeinheit 210 der Brennstoffzellenhaupteinheit 202 durch ein Niedrigdruckgasbereitstellungsgebläse 209 bereit.
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Das Oxidationsgas, das durch die Kathodenlufteinnahmeeinheit 210 bereitgestellt wird, ist nicht nur förderlich für eine Leistungserzeugungsreaktion in der Vielzahl von Zellen, die innerhalb der Brennstoffzellenhaupteinheit 202 gestapelt sind, als Gas zur Reaktion mit Wasserstoff, sondern hat auch die Rolle, Abwärme von der Brennstoffzellenhaupteinheit 202 zu entziehen und die Brennstoffzellenhaupteinheit 202 zu kühlen.
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Nachdem das Oxidationsgas mit dem Wasserstoff reagiert hat und die Brennstoffzellenhaupteinheit 202 abgekühlt hat, wird es von einer Kathodenabgasungseinheit 211 der Brennstoffzellenhaupteinheit 202 in einen Kathodenabgasungskanal 212 abgegeben und in die Außenluft freigesetzt. Das Anodenabgas, das von einer Anodenabgasungseinheit 213 der Brennstoffzellenhaupteinheit 202 in einen Anodenabgasungskanal 214 abgegeben wird, wird dem Kathodenabgas durch ein Entlüftungsventil 215 mittels des Anodenabgasungskanals 214 beigemischt, der mit einem mittleren Abschnitt des Kathodenabgasungskanals 212 verbunden ist. Wenn anodenseitig Wasserstoffgasentlüftung stattfindet, wird ein abgegebenes Wasserstoffgas durch ein kathodenseitiges Abgas auf eine geringere Konzentration als der Grenzwert der Entzündlichkeit verdünnt und in die Außenluft freigesetzt.
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Eine Technik zum Kühlen oder Erhitzen eines Innenraums innerhalb eines Gehäuses für eine Brennstoffzellenhaupteinheit, die eine Vielzahl von Zellen, die darin gestapelt sind, umfasst, und der gesamten Menge einer Brennstoffzelle, durch die Verwendung von Luft in einem Fahrzeuginnenraum in einer Lufteinnahmevorrichtung einer konventionellen, luftgekühlten Brennstoffzelle ist bekannt. (Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2)
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Die deutsche Patentschrift
DE 196 29 084 C2 offenbart eine Brennstoffzellenanlage als Antriebsbatterie für ein Elektrofahrzeug, die zumindest ein primäres Kühlsystem, durch das ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium fließt umfasst. Die Brennstoffzellenanlage ist so ausgestaltet, dass der Staudruck des Fahrtwindes das gasförmige Kühlmedium ganz oder teilweise in das Kühlsystem treibt.
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Die
DE 11 2005 000 060 T5 beschreibt ein Temperatursteuersystem für eine Brennstoffzelle in einem Fahrzeug mit einer Zufuhreinrichtung zum Zuführen von Luft zur Brennstoffzelle, um die Temperatur zu steuern. Die zugeführte Luft wird dabei ausgewählt aus Luft, die einem Wärmeaustausch mit einer Klimaanlage unterzogen wurde, Luft aus dem Fahrzeuginnenraum und Luft aus dem Kofferraum.
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Die deutsche Patentschrift
DE 903 312 B offenbart eine Beheizung/Belüftung einer elektrischen Batterie in Fahrzeugen in einem vom Wageninnenraum getrennten Raum. Vom Fahrtwind entnommene Frischluft wird auf zwei Leitungen aufgeteilt, von denen eine mit einem Wärmetauscher in Kontakt kommt, so dass die Luft aufgeheizt werden kann.
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Die
JP 2007-200 786 A offenbart ein Brennstoffzellensystem, bei dem der Brennstoffzelle Oxidationsgas zugeführt wird, das sich aus zwei unterschiedlichen Strömen zusammensetzt. Mittels eines Steuerverfahrens wird der Anteil von heißer Luft, die durch einen Wärmetauscher geleitet wurde und kalter Luft, die nicht durch den Wärmetauscher geleitet wird so geregelt.
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Zitationsliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Es ist so, dass der Betriebstemperaturbereich einer Brennstoffzelle festgelegt ist, und aus diesem Grund die Brennstoffzelle gekühlt und erwärmt werden muss, um innerhalb des Temperaturbereichs zu fallen. Weil eine luftgekühlte Brennstoffzelle eine besonders niedrige Kühlleistung im Allgemeinen im Vergleich mit einer wassergekühlten Brennstoffzelle aufweist, müssen hinsichtlich der Temperaturregulierung Maßnahmen ergriffen werden.
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Entsprechend wird in der Patentliteratur 1 und der Patentliteratur 2 Luft innerhalb des Fahrzeuginnenraums verwendet, um den Innenraum innerhalb des Gehäuses der Brennstoffzellenhaupteinheit, die die Vielzahl von Zellen, die darin gestapelt sind, umfasst, und die gesamte Menge der Brennstoffzellen zu kühlen oder zu erwärmen. Die Techniken, die in der Patentliteratur 1 und der Patentliteratur 2 beschrieben werden, sind jedoch nicht dafür ausgelegt, ein Kühlen oder Erwärmen mittels eines Oxidationsgases, das der Brennstoffzellenhaupteinheit bereitgestellt wird, durchzuführen. Entsprechend können die Techniken die Brennstoffzellenhaupteinheit nicht effizient kühlen oder erwärmen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lufteinnahmevorrichtung für eine luftgekühlte Brennstoffzelle bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Brennstoffzellenhaupteinheit auf einer Temperatur zu halten, die eine Leistungserzeugung erlaubt, indem die Lufteinnahmevorrichtung temperaturgeregelte Luft an die luftgekühlte Brennstoffzelle als ein Oxidationsgas bereitstellt, und die in der Lage ist, die Brennstoffzellenhaupteinheit durch Nutzen der Innenluft eines Fahrzeugs effizient zu kühlen und zu erwärmen.
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Lösung des Problems
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Eine Lufteinnahmevorrichtung für eine luftgekühlte Brennstoffzelle entsprechend der vorliegenden Erfindung zur Kühlung einer Brennstoffzellenhaupteinheit durch Bereitstellen eines temperaturregulierten Oxidationsgases für diese Brennstoffzellenhaupteinheit, wobei die Lufteinnahmevorrichtung umfasst:
eine Lufteinnahmekammer zum Bereitstellen des Oxidationsgases an die Brennstoffzellenhaupteinheit; Außenlufttemperaturfeststellmittel zum Feststellen der Temperatur von Außenluft eines Fahrzeugs; einen Außenluftströmungskanal zum Einführen der Außenluft des Fahrzeugs in die Lufteinnahmekammer;
ein Außenluftdurchflussratenregelventil zum Regeln der Durchflussrate eines Gases, das durch diesen Außenluftdurchflusskanal hindurchfließt;
Innenlufttemperaturfeststellmittel zum Feststellen der Temperatur der Innenluft eines Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugs; einen Innenluftdurchflusskanal zum Einführen von Innenluft des Fahrzeugs in die Lufteinnahmekammer, wobei die Innenluft des Fahrzeugs durch die Klimaanlageneinrichtung temperaturbehandelte Außenluft des Fahrzeugs gebildet wird und in den Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs bereitgestellt wird;
ein Innenluftdurchflussratenregelventil zum Regeln der Durchflussrate eines Gases, das durch diesen Innenluftdurchflusskanal hindurchfließt;
einen Klimaanlagenluftkanal zum Einführen der temperaturgeregelten Luft, die durch Temperaturbehandlung der Außenluft des Fahrzeugs durch die Klimaanlageneinrichtung gebildet wird, in die Lufteinnahmekammer;
ein Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil zum Regeln der Durchflussrate eines Gases, das durch diesen Klimaanlagenluftkanal fließt; und
Lufteinnahmesteuermittel zum Betreiben und Kontrollieren des Außenluftdurchflussratenregelventils, des Innenluftdurchflussratenregelventils, und des Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventils auf Grundlage der Temperatur der Außenluft, die durch die Außenlufttemperaturfeststellmittel und die Innenluft, die durch das Innenlufttemperaturfeststellmittel festgestellt werden, wobei das Lufteinnahmesteuermittel derart eingerichtet ist, ein Gas einzuführen, dessen Durchflussrate durch Betreiben und Kontrollieren der Lufteinnahmekammer geregelt wird, und das Gas in die Lufteinnahmekammer bereitzustellen, das an die Brennstoffzellenhaupteinheit als Oxidationsgas eingeführt wurde.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die Lufteinnahmevorrichtung für eine luftgekühlte Brennstoffzelle entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Brennstoffzellenhaupteinheit auf einer Temperatur halten, die das Erzeugen von Leistung ermöglicht, indem die Lufteinnahmevorrichtung temperaturgeregelte Luft an die luftgekühlte Brennstoffzelle als Oxidationsgas bereitstellt (was auch als Kühlwind dient).
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Darüber hinaus kann die Lufteinnahmevorrichtung für eine luftgekühlte Brennstoffzelle entsprechend der vorliegenden Erfindung auch effizient die Brennstoffzellenhaupteinheit kühlen und erwärmen, indem sie die Innenluft des Fahrzeugs nutzt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Flussdiagramm der Steuerung einer Lufteinnahmevorrichtung für eine luftgekühlte Brennstoffzelle. (Ausführungsform)
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2 ist ein Blockdiagramm der Lufteinnahmevorrichtung für eine luftgekühlte Brennstoffzelle. (Ausführungsform)
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3 ist eine Zeichnung, die die Gasströmung für den Fall illustriert, in dem die Temperatur der Außenluft innerhalb eines Temperaturbereiches liegt, die sie als Oxidationsgas geeignet macht. (Ausführungsform)
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4 ist eine Zeichnung einer Gasströmung, in dem Fall, in dem die Temperatur der Innenluft in dem Temperaturbereich liegt, der geeignet ist für das Oxidationsgas. (Ausführungsform)
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5 ist eine Zeichnung, die eine Gasströmung veranschaulicht, in dem Fall, in dem die Temperatur der Innenluft näher an dem Temperaturbereich liegt, der für das Oxidationsgas geeignet ist, als die Temperatur der Außenluft. (Ausführungsform)
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6 ist eine Zeichnung, die eine Gasströmung veranschaulicht, in dem Fall, in dem die Temperatur der Außenluft näher an dem Temperaturbereich liegt, der für das Oxidationsgas geeignet ist, als die Temperatur der Innenluft. (Ausführungsform)
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7 ist ein Blockdiagramm einer wassergekühlten Brennstoffzelle. (Stand der Technik)
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8 ist ein Blockdiagramm einer luftgekühlten Brennstoffzelle. (Stand der Technik)
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Beschreibung einer Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform dieser Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform
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Die 1 bis 6 veranschaulichen die Ausführungsform dieser Erfindung. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Fahrzeug und das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Klimaanlageneinrichtung. Die Klimaanlageneinrichtung 2 stellt luftbehandelte Luft an einen Fahrzeuginnenraum 4 über einen Klimaanlagenkanal 3 zur Verfügung. Darüber hinaus führt die Klimaanlageneinrichtung 2 Außenluft, wenn nötig, über einen Außenlufteinführungskanal 6 ein, der zu einer Außenseite 5 geöffnet ist. Das Fahrzeug 1 ist mit einer luftgekühlten Brennstoffzelle 7 versehen. Die luftgekühlte Brennstoffzelle 7 ist mit einer Brennstoffzellenhaupteinheit 8 ausgestattet, die eine Vielzahl von Zellen der kleinsten Bestandteile (Einheitszellen) umfasst, die darin gestapelt sind, und sie umfasst keine Kühlstrukturen, wie beispielsweise einen Kühlmittelkanal, der zum Kühlen verwendet wird, innerhalb der Brennstoffzellenhaupteinheit 8.
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Die luftgekühlte Brennstoffzelle 7 verringert den Druck eines komprimierten Wasserstoffgases, das in einem Hochdruckwasserstofftank 9 gespeichert ist, mittels eines Druckminderventils 11 eines Anodenlufteinnahmekanals 10, und führt daraufhin das Gas in eine Anodenlufteinnahmeeinheit 12 der luftgekühlten Brennstoffzelle 8 ein. Andererseits verwendet die luftgekühlte Brennstoffzelle 7 Einnahmeluft, die in einen Kathodenlufteinnahmekanal 14 durch einen Filter 13 eingenommen worden ist, als Oxidationsgas, und stellt dieses Oxidationsgas an die Kathodenlufteinnahmeeinheit 16 der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 über ein Gaszuführungsgebläse 15 bereit. Das Oxidationsgas, das der Kathodenlufteinnahmeeinheit 16 bereitgestellt wird, ist nicht nur förderlich für die Leistungserzeugungsreaktion in der Vielzahl von Zellen, die innerhalb der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 gestapelt sind, als ein Gas für die Reaktion mit Wasserstoff, sondern hat auch die Rolle, Abwärme von der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 abzuführen und die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 zu kühlen.
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Nachdem das Oxidationsgas mit dem Wasserstoff reagiert hat und die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 abgekühlt hat, wird es von der Kathodenabgasungseinheit 17 der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 in einen Kathodenabgasungskanal 18 abgegeben und in die Außenluft freigesetzt. Ein Anodenabgas, das von einer Anodenabgasungseinheit 19 der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 abgegeben wird, wird in einen Anodenabgasungskanal 20 eingeführt. Der Anodenabgasungskanal 20 ist mit dem Kathodenabgasungskanal 18 über ein Entlüftungsventil 21 verbunden, das in einer mittleren Position zwischen diesen beiden angeordnet ist. Das Anodenabgas des Anodenabgasungskanals 20 wird in das Kathodenabgas des Kathodenabgasungskanals 18 über das Entlüftungsventil 21 eingemischt. Wenn anodenseitig Wasserstoffgas entlüftet wird, wird ein abgegebenes Wasserstoffgas, kathodenseitiges Abgas verdünnt auf einen Grenzwert geringer als die niedrigste Konzentration der Entzündlichkeit und an die Außenluft freigesetzt.
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Die luftgekühlte Brennstoffzelle 7 ist mit einer Lufteinnahmevorrichtung 22 ausgestattet, die dazu dient, ein temperaturgeregeltes Oxidationsgas an die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 bereitzustellen und die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 durch Verwenden eines oder mehrerer dieser Oxidationsgase und einer Umgebungsatmosphäre zu kühlen (die Innenluft, die Außenluft und luftbehandelte Luft des Fahrzeugs 1).
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Die Lufteinnahmevorrichtung 22 ist derart eingerichtet, dass eine Lufteinnahmekammer 23 mit der stromaufwärtigen Seite des Filters 13 des Kathodenlufteinnahmekanals 14 verbunden ist, um das Oxidationsgas der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 bereitzustellen. Ein Außenluftdurchflusskanal 24 zum Einführen der Außenluft (Luft von der Außenseite 5) des Fahrzeugs 1, ein Innenluftdurchflusskanal 25 zum Einführen der Innenluft (Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 4) des Fahrzeugs 1, und ein Klimaanlagenluftkanal 26 zum Einführen der temperaturbehandelten Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 sind mit der Lufteinnahmekammer 23 verbunden. Der Außenluftdurchflusskanal 24 ist derart eingerichtet, dass die stromaufwärtige Seite davon zur Außenseite 5 des Fahrzeugs 1 geöffnet ist, über einen Außenlufteinführungskanal 6, und die stromabwärtige Seite davon ist verbunden mit der Lufteinnahmekammer 23. Der Innenluftdurchflusskanal 25 ist derart eingerichtet, dass die stromaufwärtige Seite davon mit dem Fahrzeuginnenraum 4 verbunden ist, in welchen die luftbehandelte Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 bereitgestellt wird, und die stromabwärtige Seite davon ist verbunden mit der Lufteinnahmekammer 23. Der Klimaanlagenluftkanal 26 ist derart eingerichtet, dass die stromaufwärtige Seite davon mit dem Klimaanlagenkanal 3 der Klimaanlageneinrichtung 2 verbunden ist, und die stromabwärtige Seite davon mit der Lufteinnahmekammer 23 verbunden ist. Ein Außenluftdurchflussregelungsventil 27 zum Regeln der Durchflussrate eines Gases, das durch diesen Außenluftdurchflusskanal 24 fließt, ist in dem Außenluftdurchflusskanal 24 bereitgestellt. Ein Innenluftdurchflussregelungsventil 28 zum Regeln der Durchflussrate eines Gases, das durch den Innenluftdurchflusskanal 25 fließt, ist in dem Innenluftdurchflusskanal 25 bereitgestellt. Ein Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil 29 zum Regeln der Durchflussrate eines Gases, das durch diesen Klimaanlagenluftkanal 26 fließt, ist in dem Klimaanlagenluftdurchflusskanal 26 bereitgestellt.
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Das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, das Innenluftdurchflussratenregelventil 28 und das Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil 29 sind mit den Lufteinnahmesteuerungsmitteln 30 verbunden. Außenlufttemperaturfeststellmittel 31 zum Feststellen der Temperatur der Außenluft des Fahrzeugs 1, Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 zum Feststellen der Temperatur der Innenluft des Fahrzeugs 1, Brennstoffzellentemperaturfeststellmittel 33 zum Feststellen der Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8, und Lufteinnahmekammertemperaturfeststellmittel 34 zum Feststellen der Temperatur eines Oxidationsgases innerhalb der Lufteinnahmekammer 23, das durch Mischen einer frei ausgewählten Zusammensetzung der Innenluft, der Außenluft und der Klimaanlagenluft gebildet wird und der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 bereitgestellt wird, sind mit den Lufteinnahmesteuerungsmitteln 30 verbunden.
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Das Lufteinnahmesteuerungsmittel 30 betreibt und steuert das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, das Innenluftdurchflussratenregelventil 28 und das Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil 29 mittels einer selbstständigen Steuerung auf Grundlage der jeweiligen Temperaturen, die durch die Außenlufttemperaturfeststellungsmittel 31 und die Innenlufttemperaturfeststellungsmittel 32 festgestellt werden, sodass die Temperaturen in einen Temperaturbereich (T1–T2) der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 fallen, der geeignet ist, eine Leistungserzeugung hervorzurufen. Das Lufteinnahmesteuerungsmittel 30 erzeugt ein Gas, das eine Temperatur aufweist, die dadurch optimiert ist, dass das Gas durch eine oder mehrere der Durchflusskanäle 24–26 und Regelventile 27–29 strömt, und stellt dieses Gas der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 als Oxidationsgas zur Verfügung.
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Darüber hinaus berechnet das Lufteinnahmesteuerungsmittel 30 den Temperaturbereich T1–T2, der geeignet ist für das Oxidationsgas aus der Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8, die durch das Brennstoffzellentemperaturfeststellmittel 33 festgestellt wird. Daraufhin temperaturreguliert das Lufteinnahmesteuermittel 30 das Oxidationsgas durch eine oder mehrere der jeweiligen Kanäle 24–26 und die jeweiligen Regelventile 27–29, sodass das Oxidationsgas sich in dem Temperaturbereich T1–T2 einregelt.
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Falls eine Temperatur t1 der Außenluft durch das Außenlufttemeperaturfeststellmittel 31 festgestellt wird, die in dem Temperaturbereich T1–T2 (T1 < t1 < t2) eingeschlossen ist, regelt das Lufteinnahmesteuermittel 30 die Außenluft mittels des Außenluftdurchflussratenregelventils 27 und stellt die Außenluft an der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 als Oxidationsgas zur Verfügung.
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Falls eine Temperatur t2 von Innenluft von dem Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 festgestellt wird, die in dem Temperaturbereich T1–T2 (T1 < t2 < T2) eingeflossen ist, reguliert das Lufteinnahmesteuermittel 30 die Innenluft durch das Innenluftdurchflussratenregelventil 28 und die Außenluft durch das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, und stellt ein Gas, das durch Mischen dieser Gase gebildet wird, der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 als Oxidationsgas bereit.
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Zusätzlich reguliert das Lufteinnahmesteuermittel 30 die temperaturbehandelte Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 mittels des Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventils 29, die Innenluft mittels des Innenluftdurchflussratenregelventils 28 und die Außenluft mittels des Außenluftdurchflussratenregelventils 27 und stellt der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 ein Gas, das durch Mischen dieser Gase gebildet worden ist, zur Verfügung, wenn eine Temperatur t3 des Gases, das durch Mischen auf Grundlage t2 der Innenluft, die durch das Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 festgestellt worden ist, und die Temperatur t1 der Außenluft, die durch das Außenlufttemperaturfeststellmittel 31 festgestellt worden ist, nicht in den Temperaturbereich T1–T2 (t3 ≤ T1, T2 ≤ t3) eingeschlossen werden kann und falls die Temperatur t2 der Innenluft, die von dem Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 festgestellt wird, näher an dem Temperaturbereich T1–T2 liegt.
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Falls die Temperatur t3 des Gases, das durch Mischen auf Grundlage der Temperaturen t2 der Innenluft, die durch das Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 bestimmt wird, und die Temperatur t1 der Außenluft, die durch das Außenlufttemperaturfeststellmittel 31 festgestellt wird, nicht in den Temperaturbereich T1–T2 (t3 ≤ T1, T2 ≤ t3) eingeschlossen werden kann und falls die Temperatur t1 der Außenluft, die durch das Außentemperaturfeststellmittel 31 festgestellt wird, näher an dem Temperaturbereich T1–T2 liegt, regelt das Lufteinnahmesteuermittel 30 die temperaturbehandelte Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 über das Klimaanlagenluftdurchflussregelventil 29 und die Außenluft über das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, und stellt ein Gas, das aus Mischen dieser Gase gebildet wird, an der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 als Oxidationsgas zur Verfügung. Zu berücksichtigen ist, dass die Temperatur t3 des gemischten Gases eine Temperatur ist, die durch das Lufteinnahmekammertemperaturfestellmittel 34, das in der Lufteinnahmekammer 23 bereitgestellt ist, festgestellt wird.
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Als nächstes wird die Funktionsweise beschrieben. Wenn die Steuerung durch das Lufteinnahmesteuermittel 30 beginnt (A01), wie in 1 veranschaulicht, misst die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 eine Temperatur t0 der Brennstoffzellenhaupteinheit 8, die Temperatur t1 der Außenluft, die Temperatur t2 der Innenluft, die Temperatur t3 des Oxidationsgases der Lufteinnahmekammer 23 durch die jeweiligen Feststellungsmittel 31–34 (A02), und berechnet den Temperaturbereich T1–T2, der für das Oxidationsgas geeignet ist, von der Temperatur t0 der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 (A03). In diesem Fall bezeichnet T1 einen unteren Grenzwert der Temperatur, die für das Oxidationsgas, das zur Brennstoffzellenhaupteinheit 8 bereitgestellt wird, geeignet ist, und T2 bezeichnet einen oberen Grenzwert der Temperatur, die geeignet ist für das Oxidationsgas, das der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 bereitgestellt wird.
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Nach Berechnen des Temperaturbereichs T1–T2 (A03) ermittelt die Lufteinnahmevorrichtung 22, ob die Temperatur t1 der Außenluft innerhalb des berechneten Temperaturbereichs T1–T2 liegt (A04). Falls diese Ermittlung (A04) ein Ja zur Folge hat, regelt die Lufteinnahmevorrichtung 22 die Außenluft über das Außenluftdurchflussratenregelventil 27 und sendet die Außenluft zur Lufteinnahmekammer 23 (A05), stellt ein Gas, das aus der Außenluft der Lufteinnahmekammer 23 gebildet ist, der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 als Oxidationsgas zur Verfügung (A06), und kehrt zum Startschritt zurück (A01) (A07), wie in 3 veranschaulicht ist.
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Falls die Ermittlung in (A04) zu einem Nein führt, ermittelt die Lufteinnahmevorrichtung 22, ob die Temperatur t2 der Innenluft in dem berechneten Temperaturbereich T1–T2 liegt (A08). Falls diese Ermittlung (A08) zu einem Ja führt, regelt die Lufteinnahmevorrichtung 22 über das Innenluftdurchflussratenregelventil 28 die Innenluft, die durch die Klimaanlageneinrichtung 2 luftbehandelt ist und dem Fahrzeuginnenraum 4 bereitgestellt wird, regelt die Außenluft durch das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, sendet die Außenluft an die Lufteinnahmekammer 23 (A09), und ermittelt, ob die Temperatur t3 der Innenluft und der Außenluft innerhalb der Lufteinnahmekammer 23 in dem berechneten Temperaturbereich T1–T2 liegt (A10), wie in 4 veranschaulicht ist.
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Falls diese Ermittlung (A10) zu einem Ja führt, stellt die Lufteinnahmevorrichtung 22 ein Gas, das durch Mischen der Innenluft und der Außenluft der Lufteinnahmekammer 23 für die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 (A06) als das Oxidationsgas bereit, und kehrt zum Startschritt zurück (A01) (A07). Wenn die Temperatur t2 der Innenluft in dem berechneten Temperaturbereich T1–T2 liegt (A08: Ja), wird die Außenluft verwendet, um ein Defizit in der Durchflussrate der Innenluft zu kompensieren.
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Falls die Temperatur des Gases aus dem Temperaturbereich T1–T2 aufgrund der kombinierten Außenluft herausfällt (A08: Nein, A10: Nein), führt die Lufteinnahmevorrichtung 22 eine Temperaturregelung nach den Schritten (A11–A14) durch, die unten beschrieben werden, indem die temperaturgeregelte Klimaanlagenluft der Klimaanlageneinrichtung 2 verwendet wird.
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Falls die Ermittlung (A08) zu einem Nein führt und falls die Ermittlung (A10) gleichfalls zu einem Nein führt, ermittelt die Lufteinnahmevorrichtung 22, ob die Temperatur t2 der Innenluft näher an dem Temperaturbereich T1–T2 liegt, als die Temperatur t1 der Außenluft (t1 < t2 < T1, T2 < t2 < t1) (A11). Falls diese Ermittlung (A11) zu einem Ja führt, regelt die Lufteinnahmevorrichtung 22 durch das Innenluftdurchflussratenregelventil 28 die Innenluft, die durch die Klimaanlageneinrichtung 2 luftbehandelt ist und dem Fahrzeuginnenraum 4 bereitgestellt wird, und regelt die Außenluft durch das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, um die Außenluft in die Lufteinnahmekammer 23 (A12) zu senden, wie in 5 veranschaulicht.
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Die Lufteinnahmevorrichtung 22 regelt die temperaturbehandelte Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 durch das Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil 29, sodass die Temperatur t3 der Innenluft und der Außenluft innerhalb der Lufteinnahmekammer 23 in den Temperaturbereich T1–T2 fällt und sendet die Luft zur Lufteinnahmekammer 23 (A13). Dann stellt die Lufteinnahmevorrichtung 22 ein Gas, das durch Mischen der Innenluft und der Außenluft der Lufteinnahmekammer 23 und Luft in der Atmosphäre gebildet ist, der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 bereit (A06) als das Oxidationsgas, und kehrt zum Startschritt zurück (A01) (A07). Wenn die Temperatur t2 der Innenluft näher an dem Temperaturbereich T1–T2 liegt, als die Temperatur t1 der Außenluft (A12: Ja), werden die Außenluft und die Innenluft der Klimaanlageneinrichtung 2 verwendet, um ein Defizit in der Durchflussrate zu kompensieren. Wenn die Ermittlung (A11) zu einem Nein führt, ist die Temperatur t1 der Außenluft näher an dem Temperaturbereich T1 bis T2 (t2 < t1 < T1, T2 < t1 < t2) als die Temperatur t2 der Innenluft, und deshalb regelt die Lufteinnahmevorrichtung 22 die Außenluft durch das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, sendet die Außenluft zur Lufteinnahmekammer 23 (A14), regelt die temperaturbehandelte Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 durch das Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil 29, sodass die Temperatur t3 der Außenluft innerhalb der Lufteinnahmekammer 23 in den Temperaturbereich T1–T2 fällt, sendet die Luft zur Lufteinnahmekammer 23 (A13), stellt ein Gas, das durch Mischen der Innenluft und der Außenluft der Lufteinnahmekammer 23 und der Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 gebildet ist, der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 als Oxidationsgas zur Verfügung (A06), und kehrt zum Startschritt zurück (A01) (A07), wie in 6 gezeigt ist.
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Die Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 wird verwendet, um ein Defizit in der Durchflussrate zu kompensieren, wenn die Temperatur t1 der Außenluft näher an dem Temperaturbereich T1–T2 als die Temperatur t2 der Innenluft liegt (A12: Nein).
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Wie oben beschrieben wurde, betreibt und steuert die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die jeweiligen Regelventile 27–29 auf Grundlage der entsprechenden Temperaturen, die durch das Lufteinnahmesteuermittel 30 durch Verwendung der jeweiligen Feststellungsmittel 31–34 festgestellt werden, sodass die Temperatur t3 des Oxidationsgases, das der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 bereitgestellt wird, innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereiches (T1–T2) fällt, wodurch er ein Gas erzeugt, das hinsichtlich der Temperatur optimiert ist, indem es durch die jeweiligen Kanäle 24–26 und jeweiligen Regelventile 27–29 läuft, und stellt dieses Gas der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 als Oxidationsgas bereit.
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Entsprechend kann diese Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 auf einer Temperatur halten, die eine effiziente Leistungserzeugung ermöglicht, indem sie eine temperaturregulierte Einnahmeluft an die luftgekühlte Brennstoffzelle 7 als das Oxidationsgas (das auch als Kühlwind dient) bereitstellt. Darüber hinaus kann diese Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 effizient kühlen und erwärmen durch Verwendung der Innenluft des Fahrzeugs.
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Darüber hinaus berechnet die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 den Temperaturbereich T1–T2, der für das Oxidierungsgas geeignet ist, aus der Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8, die durch das Brennstoffzellentemperaturfeststellmittel 33 durch das Lufteinnahmemittel 30 festgestellt wird, sodass sich das Oxidationsgas innerhalb dieses Temperaturbereichs T1–T2 einregelt, und temperaturreguliert das Gas durch eine oder mehrere der entsprechenden Passagen 24–26 und der jeweiligen Regelventile 27–29, wodurch sie die Temperatur t3 des Oxidationsgases für die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 reguliert auf Grundlage der Temperatur t0 der Brennstoffzellenhaupteinheit 8. Somit kann die Lufteinnahmevorrichtung 22 die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 in einem Zustand halten, in dem sie in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen.
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Falls die Temperatur t1 der Außenluft, die durch das Außenlufttemperaturfeststellmittel 31 festgestellt wird, innerhalb des Temperaturbereiches T1–T2 (T1 < t1 < T2) liegt, reguliert die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die Außenluft durch das Außenluftdurchflussratenregelventil 27 und stellt die Außenluft der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 durch das Lufteinnahmesteuermittel 30 als Oxidationsgas zur Verfügung. Entsprechend kann die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 eine große Menge des Oxidationsgases, das als Medium zur Temperaturregulierung dient, sicherstellen, indem die Außenluft als Oxidationsgas verwendet wird, und kann dementsprechend eine lange Zeitdauer für das Durchführen des Kühlens und des Erwärmens sicherstellen.
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Falls die Temperatur t2 der Innenluft, die durch das Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 festgestellt wird, in den Temperaturbereich T1–T2 (T1 < t2 < T2) liegt, reguliert die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die Innenluft durch das Innenluftdurchflussratenregelventil 28 und die Außenluft durch das Außenluftdurchflussratenregelventil 27 und stellt ein Gas, das durch Mischen dieser Gase gebildet ist, an der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 durch das Lufteinnahmesteuermittel 30 als das Oxidationsgas zur Verfügung. Aus diesem Grund muss die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 eine große Menge von Oxidationsgas, das als Medium zur Temperaturregelung dient, sicherstellen, um einen ausgedehnten Zeitraum zum Kühlen und Erwärmen der Brennstoffzelleneinheit 8 sicherzustellen. Durch Kombinieren der Außenluft mit einer begrenzten Menge der Innenluft sichert die Lufteinnahmevorrichtung 22 ein benötigtes Volumen des Oxidationsgases und kann deshalb einen ausgedehnten Zeitraum zum Durchführen des Kühlens und des Erwärmens sicherstellen.
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Zusätzlich reguliert die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die temperaturbehandelte Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 durch das Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil 29, die Innenluft durch das Innenluftdurchflussratenregelventil 28 und die Außenluft durch das Außenluftdurchflussratenregelventil 27 und stellt ein Gas, das durch Mischen dieser Gase gebildet worden ist, an der Brennstoffzellenhaupteinheit 4 durch das Lufteinnahmesteuermittel 30 als das Oxidationsgas zur Verfügung, falls die Temperatur t3 des Gases, was durch Bilden einer Mischung auf Grundlage der Temperatur t2 der Innenluft, die durch das Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 festgestellt worden ist, und der Temperatur t1 der Außenluft, die durch das Außenlufttemperaturfeststellmittel 31 festgestellt worden ist, nicht in den Temperaturbereich T1–T2 (t3 ≤ T1, T2 ≤ t3) eingeschlossen werden kann, und falls die Temperatur t2 der Innenluft, die durch das Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 festgestellt wird, näher an dem Temperaturbereich T1–T2 liegt.
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Entsprechend kann, auch wenn die Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 nicht sofort den optimalen Zustand für die gegenwärtige Einnahmeluft einnimmt, die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 zur optimalen Bedingung einregeln in einer verhältnismäßig kurzen Zeitperiode. Das bedeutet, die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 kann die Zeit, die benötigt wird, um die Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 zur optimalen Bedingung zu bringen, verkürzen, den Betrieb unter Optimalbedingungen an einem frühen Zeitpunkt beginnen, und den Betrieb für einen ausgedehnten Zeitraum aufrecht erhalten.
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Weiterhin regelt die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 die temperaturbehandelte Luft der Klimaanlageneinrichtung 2 über das Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil 29 und die Außenluft über das Außenluftdurchflussratenregelventil 27, und stellt ein Gas, das durch Mischen dieser Gase gebildet ist, der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 über das Lufteinnahmesteuermittel 30 als das Oxidationsgas zur Verfügung, falls die Temperatur t3 des Gases, das durch Mischen auf Grundlage der Temperaturen t2 der Innenluft, die durch das Innenlufttemperaturfeststellmittel 32 festgestellt wird, und die Temperatur t1 der Außenluft, die durch das Außenlufttemperaturfeststellmittel 31 festgestellt wird, nicht in den Temperaturbereich T1–T2 fallen (t3 ≤ T1, T2 ≤ t3) und falls die Temperatur t1 der Außenluft, die durch das Außenlufttemperaturfeststellmittel 31 festgestellt ist, näher zu dem Temperaturbereich T1–T2 liegt.
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Entsprechend kann die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7, selbst wenn die Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 möglicherweise nicht sofort die optimale Bedingung für die gegenwärtige Einnahmeluft einnimmt, die Temperatur der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 zur optimalen Bedingung in einer relativ kurzen Zeitperiode einregeln. Das heißt, die Lufteinnahmevorrichtung 22 der luftgekühlten Brennstoffzelle 7 kann die Zeit, die es benötigt, die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 zu optimalen Bedingungen zu bringen, verkürzen, den Betrieb unter optimalen Bedingungen zu einem frühen Zeitpunkt beginnen und den Betrieb für eine ausgedehnte Zeitperiode fortsetzen.
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Es bleibt zu berücksichtigen, dass obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform die Brennstoffzelle so eingerichtet ist, dass der Außenraum der Brennstoffzellenhaupteinheit 8 durch Außenluft gekühlt wird, alternativ die Brennstoffzellenhaupteinheit 8 innerhalb des Fahrzeuginnenraums 4 angeordnet sein kann. Darüber hinaus ist es in der oben beschriebenen Ausführungsform auch möglich, eine Zielausblastemperatur, die durch ein Zielausblastemperaturberechnungsmittel 35 innerhalb der Steuereinheit der Klimaanlageneinrichtung 2 angeordnet ist, zu verwenden, indem die Zielausblastemperatur an die Lufteinnahmesteuermittel 28 durch Kommunikationsmittel (CAN) über die Steuereinheit der Klimaanlageneinrichtung 2 eingegeben wird, wie durch gestrichelte Linien in 2 gezeigt ist. Die luftgekühlte Brennstoffzelle 7 kann außerdem die Genauigkeit der Steuerung der Oxidationsgastemperatur verbessern, indem sie die Steuerung der Regelung der Temperatur t3 des Oxidationsgases der Lufteinnahmekammer 23 zu einer erwünschten Temperatur durch Verwendung der Zielausblastemperatur durchführt.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Diese Erfindung kann die Brennstoffzellenhaupteinheit einer luftgekühlten Brennstoffzelle bei einer Temperatur halten, die in der Lage ist, eine Leistungserzeugung hervorzurufen, indem sie ein temperaturreguliertes Oxidationsgas der Brennstoffzellenhaupteinheit bereitstellt, und kann die Effizienz von Kühlen und Erhitzen verbessern, indem sie Luft innerhalb eines Fahrzeuginnenraums als Oxidationsgas der Brennstoffzellenhaupteinheit auch in einer wassergekühlten Brennstoffzelle nutzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Klimaanlageneinrichtung
- 4
- Fahrzeuginnenraum
- 5
- Außenseite
- 7
- luftgekühlte Brennstoffzelle
- 8
- Brennstoffzellenhaupteinheit
- 9
- Hochdruckwasserstofftank
- 11
- Druckminderventil
- 13
- Filter
- 14
- Kathodenlufteinnahmekanal
- 15
- Gasbereitstellungsgebläse
- 18
- Kathodenabgasungskanal
- 20
- Anodenabgasungskanal
- 21
- Entlüftungsventil
- 22
- Lufteinnahmevorrichtung
- 23
- Lufteinnahmekammer
- 24
- Außenluftströmungskanal
- 25
- Innenluftströmungskanal
- 26
- Klimaanlagenluftkanal
- 27
- Außenluftdurchflussratenregelventil
- 28
- Innenluftdurchflussratenregelventil
- 29
- Klimaanlagenluftdurchflussratenregelventil
- 30
- Lufteinnahmesteuermittel
- 31
- Außenlufttemperaturfeststellungsmittel
- 32
- Innenlufttemperaturfeststellungsmittel
- 33
- Brennstoffzellentemperaturfeststellungsmittel
- 34
- Lufteinnahmekammertemperaturfeststellungsmittel
- 35
- Zielausblastemperaturberechnungsmittel
