EP2481116A1 - Verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems

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EP2481116A1
EP2481116A1 EP10734921A EP10734921A EP2481116A1 EP 2481116 A1 EP2481116 A1 EP 2481116A1 EP 10734921 A EP10734921 A EP 10734921A EP 10734921 A EP10734921 A EP 10734921A EP 2481116 A1 EP2481116 A1 EP 2481116A1
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EP
European Patent Office
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fuel cell
cell system
error
restart
control electronics
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10734921A
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English (en)
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Inventor
Rainer Bauer
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fuel cell system according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • Fuel cell systems are known from the general state of the art. In particular, they serve to generate electrical power from educts, for example hydrogen and air, via a fuel cell.
  • educts for example hydrogen and air
  • Fuel cell system may in particular be a fuel cell system with a so-called PEM fuel cell.
  • PEM fuel cell is typically constructed as a stack of individual fuel cells.
  • the anode compartment is separated from the cathode compartment by a proton-conducting membrane (PEM).
  • PEM proton-conducting membrane
  • Fuel cell system are supplemented, are particularly suitable to provide electrical power through which a vehicle can be driven.
  • Fuel cell system has an electronic control unit or a control electronics, which controls the operation of the system and monitors the smooth and safe operation of the system. Should errors now occur in the fuel cell system, then an emergency shutdown of the system can take place via the control electronics, typically either due to an error detected in the area of the hardware via a sensor system or due to a fault in the system
  • Control sequence of the control electronics occurred software error.
  • such an emergency shutdown of a fuel cell system will end in an error message from the control electronics. This then typically needs to be manually evaluated by maintenance personnel before the system,
  • Transport means is connected to an emergency shutdown of the fuel cell system.
  • Fuel cell system can thus be minimized and a user of the
  • Fuel cell system for example, if he uses this in a means of transport, does not have to first visit a workshop, tow the vehicle or let a service technician come before he can continue to use the fuel cell system. Such an effort in terms of manual verification,
  • the evaluation of the error case comprises a division into predetermined error categories, wherein the control electronics stores for each error category whether an automatic restart is permitted.
  • the shutdown of the fuel cell system is caused as emergency shutdown by certain sources of error, which are monitored by the control electronics.
  • the control electronics is thus obvious, which sensor, software error or the like has triggered the error case and thus the emergency shutdown of the fuel cell system. Now it can be stored in a matrix according to which error case is so serious that the system must remain switched off in any case and / or which error case allows a restart of the fuel cell system is possible. According to this classification into different error categories, the control electronics will then cause a final shutdown of the fuel cell system or use the method according to the invention and, if the error allows, effect an automatic restart.
  • the evaluation of the error case comprises the detection of the number of errors.
  • the two variants just described can also be combined so that the number of errors per error category is recorded.
  • a very specific monitoring can be realized and depending on the severity of the error, so the respective error category, it can be determined that after a certain predetermined number of repetitive errors - possibly in an error category - alone because of the high number of such error messages , a restart is finally prevented.
  • Fuel cell system and electrical energy storage device will typically be preferred for the lower performance in passenger cars, while the structure of two parallel fuel cell systems, optionally also with an electrical energy storage device, rather for the field of Commercial vehicles and buses will be considered. In both cases, it is possible to continue to provide at least a portion of the electrical power via the electrical energy storage device and / or the further fuel cell system, while the first fuel cell system is switched off due to an error and an automatic restart takes place in this system. For the user of one
  • the method can not only be used in means of transport, which represent the preferred use of the method according to the invention, but also in stationary systems.
  • maintenance intervals can be extended and unscheduled maintenance during emergency shutdowns due to less serious errors avoided.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a bus as an exemplary means of transport.
  • Fig. 2 shows a possible sequence of the method according to the invention.
  • a bus 1 is shown as a means of transport by way of example. He has an electric traction motor 2, which is supplied from two parallel fuel cell systems 3.1 and 3.2 with electrical power to drive the bus 1.
  • the two parallel fuel cell systems 3.1, 3.2 also have an energy storage device 4 connected in parallel with them.
  • This electrical energy storage device 4 can be constructed, for example, in the form of a battery and / or in the form of high-performance capacitors. It can transiently accumulate electrical energy in the fuel cell systems 3.1, 3.2 save, if this is not needed for the drive of the omnibus 1.
  • the electric traction motor 2 can be operated as a generator to achieve a braking effect with its drag torque.
  • the resulting electrical power can also be stored in the electrical energy storage device 4 accordingly. This process is commonly referred to as recuperation.
  • the hydrogen can in the bus 1 while example in a here also not shown
  • High-pressure accumulator be carried, or it may optionally also be produced from a hydrocarbon-containing starting material on board the bus 1, for example by hot steam reforming or the like.
  • control electronics 5 will typically also correspond with a vehicle electronics, not shown here, which the energy distribution from the two fuel cell systems 3.1, 3.2 and the electric
  • this can also be realized by a button or the like, so that in the first selection box is queried so whether a
  • a second selection box follows, which polls a signal at the terminal 50.
  • This clamp 50 is typically the signal to a starter of the bus 1, that means that the
  • Fuel cell systems 3.1, 3.2 to be started. This triggers a start procedure for the fuel cell systems 3.1, 3.2 and also sets the reset value back to zero. During operation of the fuel cell system 3.1, 3.2, which is indicated by the next box, it comes regularly to queries, whether a
  • Control electronics 5 for each of the affected, disabled error categories a corresponding handling instruction deposited It can now be in the
  • Fuel cell systems 3.1 or 3.2 come to errors that require an immediate emergency shutdown of the fuel cell system 3.1 or 3.2, since the error is so serious that a safe continued operation of the fuel cell system 3.1 or 3.2 is no longer possible. However, it is very common for errors to be categorized in categories that are less critical, so it is possible to continue using the system. In the control electronics 5 such instructions are deposited for each of the individual error categories. In the next selection box accordingly the error category or the
  • the signal at the terminal 15, which symbolizes the ignition of the bus 1, which is always switched on, remains continuously during this operation, since the process takes place automatically and does not require any intervention by the driver of the bus 1.
  • Memory device 4 such a flow in one of the fuel cell systems 3.1 or 3.2 while doing the power or a majority of the power from the other fuel cell system 3.2 or 3.1 and / or the electric
  • Energy storage device 4 is applied. As with vehicles the

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Abstract

Ein Verfahren dient zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems (3.1, 3.2) zur Bereitstellung von elektrischer Leistung. Das Brennstoffzellensystem (3.1, 3.2) wird im Fehlerfall durch eine den Fehlerfall erfassende Steuerungselektronik (5) abgeschaltet. Der Fehlerfall, welcher zur Abschaltung fϋhrte, wird durch die Steuerungselektronik (5) ausgewertet. Ein automatischer Wiederstart des Brennstoffzellensystems (3.1, 3.2) durch die Steuerungseinrichtung (5) erfolgt, wenn die Auswertung des Fehlerfalls dies zulässt.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Brennstoffzellensysteme sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Sie dienen insbesondere dazu, über eine Brennstoffzelle aus bereitgestellten Edukten, beispielsweise Wasserstoff und Luft, elektrische Leistung zu erzeugen. Bei dem
Brennstoffzellensystem kann es sich insbesondere um ein Brennstoffzellensystem mit einer sogenannten PEM-Brennstoffzelle handeln. Eine solche PEM-Brennstoffzelle ist typischerweise als Stapel aus einzelnen Brennstoffzellen aufgebaut. Der Anodenraum ist vom Kathodenraum durch eine protonenleitende Membran (PEM) getrennt. Derartige Systeme, welche mit einer entsprechenden Vorrichtung zur Wasserstoff- und
Luftversorgung sowie gegebenenfalls weiteren Peripherieelementen zu dem
Brennstoffzellensystem ergänzt werden, sind insbesondere dazu geeignet, elektrische Leistung bereitzustellen, über welche ein Fahrzeug angetrieben werden kann.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es ferner bekannt, dass ein solches
Brennstoffzellensystem über eine elektronische Steuerungseinheit beziehungsweise eine Steuerungselektronik verfügt, welche den Betrieb des Systems steuert und den reibungslosen und sicheren Betrieb des Systems überwacht. Sollte es nun in dem Brennstoffzellensystem zu Fehlern kommen, so kann über die Steuerungselektronik eine Notabschaltung des Systems erfolgen, typischerweise entweder aufgrund eines über eine Sensorik detektierten Fehlers im Bereich der Hardware oder aufgrund eines im
Steuerungsablauf der Steuerungselektronik aufgetretenen Softwarefehlers. Im Allgemeinen wird eine solche Notabschaltung eines Brennstoffzellensystems in einer Fehlermeldung der Steuerungselektronik enden. Diese muss dann typischerweise manuell durch Wartungspersonal ausgewertet werden, bevor das System,
gegebenenfalls nach Beheben des Fehlers, wieder gestartet werden kann. Insbesondere beim Einsatz von Brennstoffzellensystemen zur Bereitstellung von elektrischer Leistung in Transportmitteln, wie beispielsweise Kraftfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Omnibussen oder dergleichen, ist dies besonders ärgerlich, da gegebenenfalls ein Ausfall des
Transportmittels mit einer Notabschaltung des Brennstoffzellensystems verbunden ist.
Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet und auch beim Auftreten von Fehlern weiterhin einen möglichst komfortablen und sicheren Betrieb ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dieses Verfahren durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie eine besonders geeignete Verwendung des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß ist es beim Auftreten eines Fehlerfalls in dem Brennstoffzellensystems nun so, dass dieser durch die Steuerungselektronik entsprechend ausgewertet wird, um festzustellen, welcher Fehler zu einer Abschaltung des Systems geführt hat. Wenn erkannt wird, dass der Fehler nicht schwerwiegend oder sicherheitsrelevant ist, dann wird durch die Steuerungselektronik unmittelbar ein automatischer Wiederstart des
Brennstoffzellensystems vorgenommen. Damit kann beim Auftreten von nicht
gravierenden und nicht sicherheitsrelevanten Fehlern ein unmittelbarer automatischer Wiederstart des Brennstoffzellensystems erfolgen. Die Ausfallzeit des
Brennstoffzellensystems kann damit minimiert werden und ein Benutzer des
Brennstoffzellensystems, beispielsweise wenn er dies in einem Transportmittel nutzt, muss nicht erst eine Werkstatt aufsuchen, das Fahrzeug abschleppen oder einen Wartungstechniker kommen lassen, bevor er das Brennstoffzellensystem weiter verwenden kann. Ein derartiger Aufwand hinsichtlich manueller Überprüfung,
Überwachung und Wiederinstandsetzung des Systems ist nur dann noch erforderlich, wenn der Fehler, der zur Notabschaltung des Brennstoffzellensystems geführt hat, so gravierend oder so sicherheitsrelevant war, dass dies unbedingt notwendig ist. In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Auswertung des Fehlerfalls eine Einteilung in vorgegebene Fehlerkategorien umfasst, wobei in der Steuerungselektronik für jede Fehlerkategorie hinterlegt ist, ob ein automatischer Wiederstart zugelassen wird.
Typischerweise wird die Abschaltung des Brennstoffzellensystems als Notabschaltung durch bestimmte Fehlerquellen verursacht, welche von der Steuerungselektronik überwacht werden. Für die Steuerungselektronik ist damit offensichtlich, welcher Sensor, Software-Fehler oder dergleichen den Fehlerfall und damit die Notabschaltung des Brennstoffzellensystems ausgelöst hat. Nun lässt sich in einer Matrix entsprechend hinterlegen, welcher Fehlerfall so gravierend ist, dass das System in jedem Fall abgeschaltet bleiben muss und/oder welcher Fehlerfall es erlaubt, dass ein Wiederstart des Brennstoffzellensystems möglich ist. Entsprechend dieser Einteilung in verschiedene Fehlerkategorien wird die Steuerungselektronik dann eine endgültige Abschaltung des Brennstoffzellensystems veranlassen oder das erfindungsgemäße Verfahren nutzen und, sofern der Fehler dies zulässt, einen automatischen Wiederstart bewirken.
In einer sehr günstigen und vorteilhaften Weiterbildung hiervon ist es ferner vorgesehen, dass die Auswertung des Fehlerfalls die Erfassung der Anzahl an Fehlern umfasst.
Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung können die beiden eben beschriebenen Varianten auch kombiniert werden, sodass die Anzahl von Fehlern je Fehlerkategorie erfasst wird. Damit lässt sich eine sehr konkrete Überwachung realisieren und je nach Schwere des Fehlers, also der jeweiligen Fehlerkategorie, kann festgelegt werden, dass nach einer bestimmten vorgegebenen Anzahl von sich wiederholenden Fehlern - gegebenenfalls in einer Fehler-Kategorie - alleine schon wegen der hohen Anzahl derartiger Fehlermeldungen, ein Wiederstart endgültig verhindert wird.
Gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung des
erfindungsgemäßen Verfahrens kann es nun vorgesehen sein, dass parallel zu dem Brennstoffzellensystem entweder eine elektrische Energiespeichereinrichtung oder ein weiteres Brennstoffzellensystem geschaltet wird. Dieser Aufbau aus
Brennstoffzellensystem und elektrischer Energiespeichereinrichtung wird dabei typischerweise für die geringeren Leistungen in Personenkraftwagen bevorzugt sein, während der Aufbau aus zwei parallelen Brennstoffzellensystemen, gegebenenfalls ebenfalls mit einer elektrischen Energiespeichereinrichtung, eher für den Bereich der Nutzfahrzeuge und Omnibusse angedacht sein wird. In beiden Fällen ist es möglich, über die elektrische Energiespeichereinrichtung und/oder das weitere Brennstoffzellensystem zumindest einen Teil der elektrischen Leistung auch weiterhin bereitzustellen, während das erste Brennstoffzellensystem aufgrund eines Fehlers abgeschaltet ist und ein automatischer Wiederstart in diesem System erfolgt. Für den Nutzer eines
entsprechenden Transportmittels lässt sich so ein sehr komfortables Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellensystems realisieren, bei welchem er den Ausfall des Brennstoffzellensystems, welcher entsprechend kurz ist und durch einen Wiederstart häufig sehr schnell behoben werden kann, nicht bemerkt. Damit lässt sich ein sehr komfortabler Betrieb eines mit einem solchen Brennstoffzellensystem ausgerüsteten Transportmittels realisieren.
Das Verfahren ist prinzipiell nicht nur in Transportmitteln einsetzbar, welche jedoch die bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen, sondern auch in stationären Systemen, auch hier lassen sich Wartungsintervalle verlängern und außerplanmäßige Wartungen bei Notabschaltungen aufgrund von weniger gravierenden Fehlern vermeiden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den verbleibenden abhängigen Ansprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine prinzipmäßige Darstellung eines Omnibus als beispielhaftes Transportmittel; und
Fig. 2 einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Darstellung der Figur 1 ist ein Omnibus 1 als Transportmittel beispielhaft dargestellt. Er verfügt über einen elektrischen Fahrmotor 2, welcher aus zwei parallel geschalteten Brennstoffzellensystemen 3.1 und 3.2 mit elektrischer Leistung zum Antrieb des Omnibus 1 versorgt wird. Die beiden parallelen Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 verfügen außerdem über eine parallel zu ihnen geschaltete Energiespeichereinrichtung 4. Diese elektrische Energiespeichereinrichtung 4 kann beispielsweise in Form einer Batterie und/oder in Form von Hochleistungskondensatoren aufgebaut sein. Sie kann in den Brennstoffzellensystemen 3.1 , 3.2 anfallende elektrische Energie vorübergehend speichern, falls diese nicht für den Antrieb des Omnibus 1 benötigt wird. Außerdem kann beim Abbremsen des Omnibus 1 in an sich bekannter Art und Weise der elektrische Fahrmotor 2 als Generator betrieben werden, um mit seinem Schleppmoment eine Bremswirkung zu erzielen. Die dabei entstehende elektrische Leistung kann ebenfalls in der elektrischen Energiespeichereinrichtung 4 entsprechend gespeichert werden. Dieser Vorgang wird im Allgemeinen als Rekuperation bezeichnet.
Die beiden Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 sind über hier nicht dargestellte
Versorgungseinrichtungen mit Wasserstoff und Luft versorgt. Der Wasserstoff kann in den Omnibus 1 dabei beispielhaft in einem hier ebenfalls nicht dargestellten
Hochdruckspeicher mitgeführt werden, oder er kann gegebenenfalls auch aus einem kohlenwasserstoffhaltigen Ausgangsstoff an Bord des Omnibusses 1 , beispielsweise durch Heißdampfreformierung oder dergleichen, erzeugt werden. Unabhängig davon, mit welchen Edukten die Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 betrieben werden, werden diese durch wenigstens eine Steuerungselektronik 5 in ihrem Ablauf gesteuert beziehungsweise geregelt. Die Steuerungselektronik 5 wird dabei typischerweise außerdem mit einer hier nicht dargestellten Fahrzeug-Elektronik korrespondieren, welche die Energieverteilung aus den beiden Brennstoffzellensystemen 3.1 , 3.2 und der elektrischen
Energiespeichereinrichtung 4 an den Fahrmotor 2 nach entsprechender Vorgabe desFahrers des Omnibusses 1 , welche zum Beispiel aus Fahrpedal- und Bremspedalstellung generiert wäre, vornimmt.
Nun ist es so, dass in derart komplexen Systemen, wie es die Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 sind, immer wieder Fehler auftreten können. Da in den Brennstoffzellensystemen 3.1 , 3.2 mit den Edukten, und hier insbesondere dem Wasserstoff, vergleichsweise reaktive Stoffe vorliegen, ist es bei Brennstoffzellensystemen 3.1 , 3.2 typischerweise vorgesehen, dass die Steuerungselektronik 5 die Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 überwacht und diese im Fall eines Fehlers abschaltet. Bei den herkömmlichen Systemen führte eine solche Notabschaltung immer zu einem kompletten Ausfall des betroffenen Brennstoffzellensystems 3.1 , 3.2, welche dann vergleichsweise aufwändig durch
Wartungspersonal behoben werden musste. Es hat sich aber gezeigt, dass viele der auftretenden Fehler nicht so gravierend sind, dass diese wirklich eine Notabschaltung des betroffenen Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2 in jedem Fall erforderlich machen. Daher wird in dem Omnibus 1 nun ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben der Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 eingesetzt, welches einen höheren Komfort erlaubt und unnötige Wartungsarbeiten an den Brennstoffzellensystemen 3.1 , 3.2 weitestgehend minimiert.
In der Darstellung der Figur 2 ist ein solcher Ablauf für ein Verfahren zum Betreiben eines der Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 dargestellt. Dieses ist dabei typischerweise in Form eines Softwareprogramms in der Steuerungselektronik 5 hinterlegt und stellt
selbstverständlich nur einen kleinen Teil des gesamten Betriebssystems für das jeweilige Brennstoffzellensystem 3.1 , 3.2 dar. Ausgehend von einem Startpunkt A beginnt das Verfahren damit, dass abgefragt wird, ob an der Klemme (KL) 15 des Fahrzeugs 1 ein Signal anliegt. Dies bedeutet, bei der typischen Nummerierung der elektrischen
Anschlussklemmen in einem Fahrzeug, dass die Zündung an ist, also beispielsweise ein Zündschlüssel in der entsprechenden Position für den Betrieb des Fahrzeugs steht.
Anstelle eines Zündschlüssels kann dies auch durch einen Taster oder dergleichen realisiert sein, sodass in der ersten Auswahlbox also abgefragt wird, ob ein
entsprechendes Signal an der Klemme 15 anliegt und der Omnibus 1 damit in Betrieb ist.
Liegt kein Signal an der Klemme 15 an, so ist der Omnibus 1 entweder abgestellt oder hat gerade von einem Zustand im Betrieb in einen abgestellten Zustand, also
beispielsweise durch das Zurückdrehen des Zündschlüssels, gewechselt. In diesem Fall wird das jeweilige Brennstoffzellensystem 3.1 , 3.2 also gestoppt und ein Reset-Wert auf Null gesetzt. Dann wird zurück zum Startpunkt A gesprungen, um auf ein erneutes Einschalten der Zündung und ein Signal an der Klemme 15 zu warten. Liegt dagegen in der ersten Auswahlbox ein Signal an der Klemme 15 an, so folgt eine zweite Auswahlbox, welche ein Signal an der Klemme 50 abfragt. Diese Klemme 50 ist typischerweise das Signal an einen Starter des Omnibusses 1 , bedeutet also, dass die
Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 gestartet werden sollen. Dies löst eine Startprozedur für die Brennstoffzellensysteme 3.1 , 3.2 aus und setzt ebenfalls den Reset-Wert zurück auf Null. Während des Betriebs des Brennstoffzellensystems 3.1 , 3.2, welcher durch die nächste Box angedeutet wird, kommt es regelmäßig zu Abfragen, ob eine
Notabschaltung entweder durch die Hardware oder durch die Software ausgelöst worden ist. Im Falle, dass eine solche Notabschaltung nicht erfolgt ist, wird wiederum zurück zum Startpunkt A gesprungen und das Brennstoffzellensystem 3.1 , 3.2 bleibt weiterhin in Betrieb. Wenn eine solche Notabschaltung detektiert worden ist, dann erfolgt in einem nächsten Verfahrensschritt der Stopp des betroffenen Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2 Im nächsten Verfahrensschritt wird der aufgetretene Fehlerfall dann ausgewertet und typischerweise einer bestimmten Fehlerkategorie zugeordnet. Dabei ist in der
Steuerungselektronik 5 für jede der betroffenen, abgeschalteten Fehlerkategorien eine entsprechende Handlungsanweisung hinterlegt. Es kann nun in den
Brennstoffzellensystemen 3.1 oder 3.2 zu Fehlern kommen, welche eine unmittelbare Notabschaltung des Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2 erfordern, da der Fehler so gravierend ist, dass ein sicherer Weiterbetrieb des Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2 nicht mehr möglich ist. Sehr häufig wird es jedoch auch vorkommen, dass Fehler in Kategorien eingeordnet werden, welche weniger kritisch sind, sodass ein Weiterbetrieb des Systems durchaus möglich ist. In der Steuerungselektronik 5 sind für jede der einzelnen Fehlerkategorien derartige Handlungsanweisungen hinterlegt. In der nächsten Auswahlbox wird dementsprechend die Fehlerkategorie beziehungsweise die
Handlungsanweisung abgefragt, zusammen mit einer Überprüfung des Reset-Werts. Ist die Handlungsanweisung so, dass ein Wiederstart möglich ist, und der Reset-Wert steht auf Null, wurde also bisher kein Wiederstart durchgeführt, so kann durch ein Abschalten des Signals an der Klemme 50 ein Systemstopp bewirkt werden. Danach wird der Reset- Wert auf 1 gesetzt. Liegt nun an der Klemme 50 kein Signal für den Starter an und steht der Reset-Wert auf 1 , was in der nächsten Abfragebox abgefragt wird, so kann durch ein Setzen des Signals an der Klemme 50 ein Wiederstart des Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2, welches von der Notabschaltung betroffen war, realisiert werden. Wenn diese Bedingungen entsprechend nicht vorliegen, so wird immer zurück in die Startposition A gesprungen. Parallel zur Abfrage, ob ein Wiederstart möglich ist und der Reset-Wert auf Null steht, ist es außerdem immer denkbar, einen manuellen Wiederstart, beispielsweise durch eine Betätigung des Zündschlüssels des Omnibusses 1 , entsprechend
vorzunehmen.
Das Signal an der Klemme 15, welches die grundsätzlich eingeschaltete Zündung des Omnibusses 1 symbolisiert, bleibt während dieses Betriebs durchgehend an, da der Vorgang automatisch erfolgt und kein Eingreifen vom Fahrer des Omnibusses 1 erforderlich macht.
Zusätzlich wäre es nun denkbar, dass die Anzahl der aufgetretenen Fehlerfälle entweder insgesamt, insbesondere jedoch je Fehlerkategorie entsprechend gezählt wird. Über eine zusätzliche Abfrageschleife könnte so realisiert werden, dass beispielsweise ein automatischer Wiederstart des betroffenen Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2 aufgrund ein- und desselben Fehlers beispielsweise nur dreimal hintereinander erfolgt, ehe eine endgültige Abschaltung des betroffenen Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2 erfolgt, welche dann eine Wartung durch Servicepersonal nötig macht.
Bei dem eingangs beschriebenen Aufbau eines Omnibusses 1 mit zwei
Brennstoffzellensystemen 3.1 und 3.2 sowie gegebenenfalls einer elektrischen
Speichereinrichtung 4 kann ein solcher Ablauf in einem der Brennstoffzellensysteme 3.1 oder 3.2 dabei erfolgen, während die Leistung beziehungsweise ein Großteil der Leistung von dem anderen Brennstoffzellensystem 3.2 oder 3.1 und/oder der elektrischen
Energiespeichereinrichtung 4 aufgebracht wird. Da bei Fahrzeugen die
Leistungsanforderung während des überwiegend größten Teils ihres Betriebs ohnehin im Teillastbereich erfolgt, ist so ein automatischer Wiederstart eines aufgrund eines
Fehlerfalls abgeschalteten Brennstoffzellensystems 3.1 oder 3.2 im Allgemeinen möglich, ohne dass der Fahrer des Omnibusses 1 dies bemerkt, sodass ein für den Fahrer des Omnibusses 1 sehr komfortabler und angenehmer Betrieb der Brennstoffzellensysteme 3.1 und 3.2 realisiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems zur Bereitstellung von elektrischer Leistung, wobei das Brennstoffzellensystem im Fehlerfall durch eine den Fehlerfall erfassende Steuerungselektronik abgeschaltet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Fehlerfall, welcher zur Abschaltung führte, durch die Steuerungselektronik (5) ausgewertet wird, wobei ein automatischer Wiederstart des
Brennstoffzellensystems (3.1 , 3.2) durch die Steuerungselektronik (5) erfolgt, wenn die Auswertung des Fehlerfalls dies zulässt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswertung des Fehlerfalls eine Einteilung in vorgegebene Fehlerkategorien umfasst, wobei in der Steuerungselektronik (5) für jede Fehlerkategorie hinterlegt ist, ob ein automatischer Wiederstart zugelassen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswertung des Fehlerfalls die Erfassung der Anzahl von Fehlern umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswertung des Fehlerfalls die Erfassung der Anzahl an Fehlern je
Fehlerkategorie umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Auftreten bestimmter vorgegebener Fehler und/oder Anzahlen an Fehlern, insbesondere in einer Fehlerkategorie, ein Wiederstart des Brennstoffzellensystems (3.1 , 3.2) durch die Steuerungseinrichtung (5) verhindert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei verhindertem Wiederstart eine Wartungswarnmeldung generiert und angezeigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
parallel zum Brennstoffzellensystem (3.1 , 3.2) eine elektrische
Energiespeichereinrichtung (4) geschaltet wird, welche während des Wiederstarts des Brennstoffzellensystems (3.1 , 3.2) und/oder wenn dieses abgeschaltet ist, die Bereitstellung der elektrischen Leistung zumindest teilweise ermöglicht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
parallel zum Brennstoffzellensystem (3.1) ein weiteres Brennstoffzellensystem (3.2) geschaltet wird, welches während des Wiederstarts des Brennstoffzellensystems (3.1) und/oder wenn dieses abgeschaltet ist, die Bereitstellung der elektrischen Leistung zumindest teilweise ermöglicht.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das weitere Brennstoffzellensystem (3.2) analog zu dem ersten
Brennstoffzellensystem (3.1) betrieben wird.
10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
zum Betreiben wenigstens eines Brennstoffzellensystems (3.1 , 3.2), welches in einem Transportmittel (1) die elektrische Leistung für den Antrieb bereitstellt. Verwendung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren zum Betreiben von zwei parallelen Brennstoffzellensystemen (3.1 , 3.2) in einem Nutzfahrzeug, insbesondere in einem Omnibus, eingesetzt wird.
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