EP4150690A1 - Überwachungsvorrichtung zur temperatur- und spannungsüberwachung eines brennstoffzellen-stacks, energieumwandlungssystem mit einer solchen überwachungsvorrichtung und verfahren hierfür - Google Patents

Überwachungsvorrichtung zur temperatur- und spannungsüberwachung eines brennstoffzellen-stacks, energieumwandlungssystem mit einer solchen überwachungsvorrichtung und verfahren hierfür

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Publication number
EP4150690A1
EP4150690A1 EP21789696.8A EP21789696A EP4150690A1 EP 4150690 A1 EP4150690 A1 EP 4150690A1 EP 21789696 A EP21789696 A EP 21789696A EP 4150690 A1 EP4150690 A1 EP 4150690A1
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EP
European Patent Office
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fuel cell
temperature
stack
fuel
fuel cells
Prior art date
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Pending
Application number
EP21789696.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Dietzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • Monitoring device for temperature and voltage monitoring of a fuel cell stack, energy conversion system with such a monitoring device and method therefor
  • the invention relates to a monitoring device for monitoring the temperature and voltage of a stack formed from a large number of fuel cells and the fuel cells of the stack, an energy conversion system with such a monitoring device and a stack, and a method for controlling such an energy conversion system.
  • a large number of monitoring devices for stacks formed from a large number of fuel cells or energy conversion systems with such stacks and associated monitoring devices are already known in the prior art.
  • a stack which can also be referred to as a cell stack, is understood to mean a plurality of fuel cells which are usually arranged one behind the other and are electrically connected in series, which can also be referred to simply as cells.
  • the output of the stack can be varied via the number of individual fuel cells connected in series, with the total voltage of the stack corresponding to the sum of the individual cell voltages of the fuel cells in the stack.
  • the known systems are usually based on the fact that only the total voltage across all fuel cells in the stack or the voltage of several fuel cells in the stack is/are measured together, so that no conclusions can be drawn about the state of individual fuel cells.
  • the known systems cannot be controlled according to the states of individual fuel cells either, so that faults or damage cannot be recognized or recognized, but countermeasures cannot be taken in a targeted manner. This often shortens the service life and reduces the efficiency of the stacks or the systems formed with them.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and providing a monitoring system or an energy conversion system with such a monitoring system and an associated method for control by which the service life and efficiency of the stack or the fuel cells of the stack are increased can.
  • This object is achieved by the combination of features according to claim 1.
  • a monitoring device for monitoring the temperature and voltage of a stack formed from a large number of fuel cells and the fuel cells of the stack is proposed, so that both the individual fuel cells and the stack formed from them are monitored and the stack or its individual fuel cells are influenced Devices can be controlled based on it.
  • the fuel cells of the stack are preferably arranged in a stack and are electrically connected to one another in series.
  • the stack has at least one first fuel cell and one last fuel cell and optionally at least one further fuel cell located between the first and the last fuel cell.
  • a minimal configuration therefore provides a stack with exactly two fuel cells, the first and the last fuel cell, with a plurality of further fuel cells usually being able to be provided between the first and the last fuel cell.
  • the monitoring device according to the invention also has a multiplicity of voltage measuring devices, with one voltage measuring device of the multiplicity of voltage measuring devices for measuring the voltage of the respective fuel cell of the stack
  • Fuel cell can be arranged. In this way, a respective cell voltage of each fuel cell in the stack can be detected. Furthermore, the monitoring device has at least two temperature measuring devices, wherein a temperature measuring device for measuring the temperature of the respective fuel cell can be arranged at least on the first fuel cell and on the last fuel cell of the stack. If the stack has additional fuel cells, additional temperature measuring devices can be provided on the fuel cells located between the first fuel cell and the last fuel cell. For example, on each fuel cell or only on a part, such as on every second fuel A respective temperature measuring device can be provided for each fuel cell. At least one temperature of the first fuel cell and one temperature of the last fuel cell can be recorded by the temperature measuring devices, with further temperatures also being able to be recorded in the case of further fuel cells and further temperature measuring devices.
  • An advantageous variant of the monitoring device provides that it also has an evaluation unit which is designed to determine a condition and an expected service life of the individual fuel cells of the stack and/or of the entire stack formed from the fuel cells from the cell voltages of the fuel cells and the temperatures least of the first fuel cell and the last fuel cell. If the temperatures of other fuel cells in the stack are known, they can be included in the determination of the condition and the expected service life.
  • stored diagrams can be stored in the evaluation unit or used, from which the desired variables can be determined as a function of the known values.
  • the efficiency of the individual fuel cells and/or the stack formed from the fuel cells can also be determined, for example. The states and values of the stack and individual fuel cells determined in this way can also be reported to a higher-level system.
  • a further temperature sensor for measuring the temperature of the evaluation unit and/or an area surrounding the monitoring device is integrated into the evaluation unit.
  • the temperature of the fuel cells and the states of the fuel cells are usually also dependent on the ambient temperature of the monitoring device or the stack, so that an additional temperature sensor can be provided to record these temperatures. are cash. The temperatures determined in this way can then be taken into account when determining the condition, service life and efficiency of the individual fuel cells or the entire stack.
  • a further aspect of the invention relates to an energy conversion system with a monitoring device according to the invention and a stack formed from a large number of fuel cells.
  • the stack is constructed as already described and accordingly has at least a first fuel cell and a last fuel cell and optionally at least one further fuel cell arranged between the first and the last fuel cell and connected in series with them.
  • a voltage measuring device of the plurality of voltage measuring devices for measuring the voltage of the respective fuel cell is arranged on each fuel cell of the stack, so that one or one cell voltage of each fuel cell of the stack can be detected.
  • the monitoring system has at least two temperature measuring devices, with one temperature measuring device for measuring the respective temperature of the respective fuel cell being arranged at least on the first fuel cell and on the last fuel cell of the stack, so that at least one temperature of the first fuel cell and one temperature of the last fuel cell can be detected. If further fuel cells of the stack are provided, further temperature measuring devices for detecting the respective temperature can be provided on these further fuel cells.
  • the monitoring device has an evaluation unit, which can be, for example, the evaluation unit described above, which is designed to indicate a state and an expected service life of the individual fuel cells of the stack and/or the stack to determine the cell voltages of the fuel cells and the temperatures of at least the first fuel cell and the last fuel cell.
  • the energy conversion system has a heating device and the monitoring device is designed to control the heating device as a function of at least the temperature of the first fuel cell and the temperature of the last fuel cell and, if present, the individual temperatures of the other fuel cells of the To control stacks, so that the fuel cells of the stack and / or individual fuel cells of the stack depending on at least the temperature of the first fuel cell and the temperature of the last fuel cell can be heated.
  • the heating device can be designed to heat all fuel cells of the stack together or the individual fuel cells of the stack, so that, for example, only individual fuel cells can be heated and control can be successful in such a way that all or only certain fuel cells of the stack are heated .
  • the energy conversion system can also have a cooling device, in which case the monitoring device can be designed to make the cooling device dependent on at least the temperature of the first fuel cell and the temperature of the last fuel cell and, if present, the individual temperatures of the others Control fuel cells of the stack, so that the
  • Fuel cells of the stack and/or individual fuel cells of the stack can be cooled depending on at least the temperature of the first fuel cell and the temperature of the last fuel cell.
  • the cooling device can be designed to cool all fuel cells of the stack together or the individual fuel cells of the stack, so that, for example, only individual fuel cells can be cooled and control can take place in such a way that all or only certain fuel cells of the stack are cooled.
  • the heating device and/or the cooling device can also be a higher-level system can be controlled, to which exceeding or falling below any temperature limit values can be reported, which include, for example, a minimum temperature and a maximum temperature.
  • the energy conversion system also has a fuel/fluid system for supplying a fuel to the fuel cells of the stack, the fuel in a hydrogen-oxygen fuel cell being hydrogen (H 2 ), for example.
  • the monitoring device is designed to control the fuel-fluid system as a function of the cell voltages of the fuel cells in the stack, so that a pressure and/or a fuel volume flow of the fuel supplied to the fuel cells by the fuel-fluid system can/is controllable.
  • the control of the fuel-fluid system can be based both on the evaluation of individual cell voltages and on a calculation based on a number of cell voltages.
  • a respective pressure and/or a respective fuel volume flow of the individual fuel cells of the stack or the pressure and/or the fuel volume flow of all fuel cells of the stack can be controlled or changed jointly by the fuel-fluid system .
  • the energy conversion system has, in an advantageous embodiment, an oxidizer-fluid system for supplying an oxidizer to the fuel cells of the stack, the oxidizer being oxygen (O2) in a hydrogen-oxygen fuel cell, for example.
  • the monitoring device is designed to control the oxidizer fluid system depending on the cell voltages of the fuel cells of the stack, so that a pressure and/or an oxidizer volume flow of the oxidizer supplied to the fuel cells by the oxidizer fluid system can be controlled.
  • the activation of the oxidizer-fluid system can be based both on the evaluation of individual cell voltages and on a calculation based on a number of cell voltages.
  • the pressure and/or the oxidizer volume flow of the stack or the pressure and/or the oxidizer volume flow of all fuel cells in the stack can be controlled or changed together.
  • a further aspect of the invention relates to a method for controlling the energy conversion system according to the invention.
  • the evaluation unit determines a state and a state from the respective cell voltages of the fuel cells and preferably all fuel cells of the stack as well as the temperatures of at least the first fuel cell and the last fuel cell Expected service life of the individual fuel cells in the stack and/or the entire stack.
  • the status and/or the expected service life is/are passed on to higher-level systems.
  • the status is also understood to mean, in particular, whether the individual fuel cells of the stack are within permissible operating parameters.
  • Operating parameters include, for example, the maximum and minimum temperatures explained below, as well as the upper and lower voltage limit values.
  • the evaluation unit in an initialization mode, i.e. when the energy conversion system is started up and before it is switched to continuous operation mode, for the temperature measured by the at least two temperature measuring devices Temperatures and, if present, other temperatures of other fuel cells are compared to a predetermined minimum temperature of the fuel cells and, if the temperatures fall below the minimum temperature, the heating device described above activates the fuel cells to be heated.
  • the heating device can be controlled in such a way that all fuel cells in the stack heat up together or individual fuel cells in the stack heat up.
  • the comparison and the monitoring in the initialization mode preferably take place continuously or at intervals and until all temperatures or all fuel cells have reached the minimum temperature or are above it. In this way, in particular, damage caused by water or ice on the fuel cells, for example, can be prevented.
  • an advantageous development of the method provides that the evaluation unit in the continuous operating mode compares the temperatures detected by the at least two temperature measuring devices, for example continuously or at intervals, with a predetermined maximum temperature of the fuel cells and, if the temperatures or a temperature exceeds the maximum temperature, compares the temperature previously described Cooling device controlled in such a way that all fuel cells of the stack or individual fuel cells of the stack and preferably the fuel cells of the stack whose temperature is above the maximum temperature, are controlled cooling, whereby damage to the fuel cells can be prevented by excessive temperatures.
  • the fuel cells can also be monitored with regard to the minimum temperature during continuous operation, although this is usually not necessary if the harsh environmental conditions of the energy conversion system do not require it.
  • the evaluation unit can also measure the cell voltage Compare the voltages of each of the fuel cells, for example continuously or at intervals, with a lower voltage limit value and an upper voltage limit value, and if one of the cell voltages exceeds the upper voltage limit value and/or if the cell voltage falls below the lower voltage limit value, the previously described fuel-fluid system and/or or the previously described oxidizer fluid system flushes the respective fuel cell and/or all fuel cells by increasing the pressure or volume flow accordingly. Furthermore, a message can be sent to a higher-level system, in which case the fuel-fluid system and/or the oxidizer-fluid system can also be controlled via the higher-level system.
  • the lower voltage limit can be 0 V and the upper voltage limit can be 1.5 V, for example.
  • values below 0 V are also possible as the lower voltage limit value. If the voltage value of an individual fuel cell falls below or exceeds these values, a cell number belonging to the fuel cell can be output to the higher-level system or to the fuel and oxidizer fluid system, which then initiates a flushing process of the corresponding fuel cell by increasing the pressure .
  • the supply of the individual fuel cells with fuel and oxidizer or O2 and H2 for all fuel cells in the stack can be individually adjusted based on the associated temperature and voltage values, so that the overall energy efficiency of the stack improves and the service life of the individual fuels increases cells increased.
  • FIG. 1 shows schematically a stack 100 with several individual fuel cells 110, 120, 130, with a first fuel cell 110, a second fuel cell 120 and a last fuel cell 130 being shown by way of example. Further fuel cells can be arranged between the second fuel cell 120 and the last fuel cell 130, as indicated by the dotted lines.
  • voltage and temperature measuring devices 111, 112, 121, 122, 131, 132 integrated into the evaluation unit 140 both the voltage Uno, U120, U130 and the temperature T110, T120, T130 of each fuel cell 110 , 120, 130 of the stack 100 are recorded individually.
  • the evaluation unit 140 in the present case also has a further temperature sensor 142, by means of which the temperature Tuo of the monitoring unit can be detected.
  • the evaluation unit 140 also has a communication interface 140, through which corresponding signals can be sent and received.
  • FIG. 2 illustrates an exemplary process sequence of the proposed process.
  • the steps and transition conditions are as follows:

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Temperatur- und Spannungsüberwachung eines aus einer Vielzahl von Brennstoffzellen (110, 120, 130) gebildeten Stacks (100) und der Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) sowie ein Energieumwandlungssystem mit einem Stack (100) und einem Überwachungssystem, wobei das Überwachungssystem eine Vielzahl von Spannungsmessvorrichtungen (111, 121, 131) aufweist, wobei an jeder Brennstoffzelle (110, 120, 130) des Stacks (100) eine Spannungsmessvorrichtung (111, 121, 131) zur Messung der Spannung (U110, U120, U130) der jeweiligen Brennstoffzelle (110, 120, 130) anordenbar ist, so dass eine Zellspannung (U110, U120, U130) jeder Brennstoffzelle (110, 120, 130) des Stacks (100) erfassbar ist, und wobei das Überwachungssystem zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen (112, 122, 132) aufweist, wobei zumindest an der ersten Brennstoffzelle (110) und an der letzten Brennstoffzelle (130) des Stacks (100) jeweils eine Temperaturmessvorrichtungen (112, 122, 132) zur Messung der Temperatur (Τ110, T120, T130) der jeweiligen Brennstoffzelle (110, 120, 130) anordenbar ist, so dass zumindest eine Temperatur (T110) der ersten Brennstoffzelle (110) und eine Temperatur (T130) der letzten Brennstoffzelle (130) erfassbar ist.

Description

Überwachungsvorrichtung zur Temperatur- und Spannungsüberwachung eines Brennstoffzellen-Stacks, Energieumwandlungssystem mit einer solchen Überwachungsvorrichtung und Verfahren hierfür
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Temperatur- und Spannungsüberwachung eines aus einer Vielzahl von Brennstoffzellen gebil deten Stacks und der Brennstoffzellen des Stacks, ein Energieumwandlungssystem mit einer solchen Überwachungsvorrichtung und einem Stack sowie ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Energieumwandlungssys tems. Im Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von Überwachungsvorrichtun gen für aus einer Vielzahl von Brennstoffzellen gebildeten Stacks bzw. Energieumwandlungssysteme mit solchen Stacks und zugehörigen Überwa chungsvorrichtungen bekannt. Als Stack, welcher auch als Zellenstapel bezeichnet werden kann, werden mehrere meist hintereinander angeordnete und elektrisch in Reihe geschalte te Brennstoffzellen verstanden, welche auch vereinfacht als Zellen bezeich net werden können. Über die Anzahl der einzelnen in Reihe geschalteten Brennstoffzellen lässt sich die Leistung des Stacks variieren, wobei die Ge- samtspannung des Stacks der Summe der einzelnen Zellspannungen der Brennstoffzellen des Stacks entspricht.
Die bekannten Systeme basieren jedoch meist darauf, dass lediglich die Ge samtspannung über alle Brennstoffzellen des Stacks oder die Spannung mehrerer Brennstoffzellen des Stacks gemeinsam gemessen wird/werden, so dass kein Rückschluss auf den Zustand einzelner Brennstoffzellen mög lich ist.
Entsprechend können die bekannten Systeme auch nicht gemäß den Zuständen einzelner Brennstoffzellen angesteuert werden, so dass Fehler bzw. Schäden nicht erkannt oder erkannt aber diesen nicht gezielt gegengesteuert werden kann. Hierdurch verkürzt sich oftmals die Lebensdauer und verringert sich die Effizienz der Stacks bzw. der mit diesen gebildeten Systeme.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nach teile zu überwinden und ein Überwachungssystem bzw. ein Energieumwand lungssystem mit einem solchen Überwachungssystem sowie ein zugehöriges Verfahren zur Steuerung bereitzustellen, durch welche die Lebensdauer und Effizienz des Stacks bzw. der Brennstoffzellen des Stacks erhöht werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Überwachungsvorrichtung zur Temperatur- und Spannungsüberwachung eines aus einer Vielzahl von Brennstoffzellen gebil- deten Stacks und der Brennstoffzellen des Stacks vorgeschlagen, so dass sowohl die einzelnen Brennstoffzellen als auch der aus diesen gebildete Stack überwacht und den Stack bzw. dessen einzelne Brennstoffzellen be einflussende Vorrichtungen darauf basierend angesteuert werden können.
Die Brennstoffzellen des Stacks sind dabei, wie zuvor erwähnt, vorzugsweise gestapelt angeordnet und elektrisch miteinander in Reihe geschalten. Der Stack weist dabei zumindest eine erste Brennstoffzelle und eine letzte Brennstoffzelle sowie optional zumindest eine zwischen der ersten und der letzten Brennstoffzelle liegende weitere Brennstoffzelle auf. Eine Minimalkon figuration sieht also einen Stack mit genau zwei Brennstoffzellen, der ersten und der letzten Brennstoffzelle vor, wobei meist mehrere zwischen der ersten und der letzten Brennstoffzelle liegende weitere Brennstoffzellen vorgesehen sein können. Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung weist zudem einer Vielzahl von Spannungsmessvorrichtungen auf, wobei an jeder Brenn stoffzelle des Stacks eine Spannungsmessvorrichtung der Vielzahl von Spannungsmessvorrichtungen zur Messung der Spannung der jeweiligen
Brennstoffzelle anordenbar ist. Hierdurch kann eine jeweilige Zellspannung jeder Brennstoffzelle des Stacks erfasst werden. Ferner weist die Überwa chungsvorrichtung zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen auf, wobei zumindest an der ersten Brennstoffzelle und an der letzten Brennstoffzelle des Stacks jeweils eine Temperaturmessvorrichtungen zur Messung der Temperatur der jeweiligen Brennstoffzelle anordenbar ist. Verfügt der Stack über weitere Brennstoffzellen, können weitere Temperaturmessvorrichtungen an den zwischen der ersten Brennstoffzelle und der letzten Brennstoffzelle liegenden Brennstoffzellen vorgesehen sein. Dabei kann beispielsweise an jeder Brennstoffzelle oder nur an einem Teil, wie an jeder zweiten Brenn- stoffzelle eine jeweilige Temperaturmessvorrichtung vorgesehen sein. Durch die Temperaturmessvorrichtungen sind zumindest eine Temperatur der ers ten Brennstoffzelle und eine Temperatur der letzten Brennstoffzelle erfass bar, wobei bei weiteren Brennstoffzellen und weiteren Temperaturmessvor- richtungen auch weitere Temperaturen erfasst werden können.
Eine vorteilhafte Variante der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass diese ferner eine Auswerteeinheit aufweist, welche ausgebildet ist, einen Zustand und eine zu erwartende Lebensdauer der einzelnen Brennstoffzellen des Stacks und/oder des gesamten aus den Brennstoffzellen gebildeten Stacks aus den Zellspannungen der Brennstoffzellen und den Temperaturen zumin dest der ersten Brennstoffzelle und der letzten Brennstoffzelle zu bestimmen. Sind die Temperaturen weiterer Brennstoffzellen des Stacks bekannt, können diese in die Bestimmung des Zustands und der zu erwartenden Lebens dauer einbezogen werden. Zur Bestimmung des Zustands und der Lebens- dauer können beispielsweise in der Auswerteeinheit hinterlegt bzw. gespei cherte Diagramme verwendet werden, aus welchen sich die gewünschten Größen in Abhängigkeit der bekannten Werte bestimmen lassen. Neben Zu stand und der zu erwartenden Lebensdauer kann beispielsweise auch die Effizienz der einzelnen Brennstoffzellen und/oder des aus den Brennstoffzel- len gebildeten Stacks bestimmt werden. Die dadurch bestimmten Zustände und Werte des Stacks und einzelner Brennstoffzellen können zudem an ein übergeordnetes System gemeldet werden.
Vorteilhaft ist zudem eine Ausführungsform, bei welcher in die Auswerteein heit ein weiterer Temperatursensor zur Messung der Temperatur der Aus- Werteeinheit und/oder einer Umgebung der Überwachungsvorrichtung inte griert ist. Die Temperatur der Brennstoffzellen und die Zustände der Brenn stoffzellen sind meist auch von der Umgebungstemperatur der Überwa chungsvorrichtung bzw. des Stacks abhängig, so dass ein weiterer Tempera tursensor vorgesehen sein kann, durch welchen diese Temperaturen erfass- bar sind. Die dadurch ermittelten Temperaturen können dann bei der Bestimmung des Zustandes, der Lebensdauer sowie einer Effizienz der einzel nen Brennstoffzellen bzw. des gesamten Stacks berücksichtigt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Energieumwandlungssystem mit einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung sowie einem aus einer Vielzahl von Brennstoffzellen gebildeten Stack. Der Stack ist wie bereits beschrieben aufgebaut und weist entsprechend zumindest eine erste Brenn stoffzelle und eine letzte Brennstoffzelle sowie optional zumindest eine zwi schen der ersten und der letzten Brennstoffzelle angeordnete und mit diesen in Reihe geschaltete weitere Brennstoffzelle auf. An jeder Brennstoffzelle des Stacks ist eine Spannungsmessvorrichtung der Vielzahl von Spannungsmessvorrichtungen zur Messung der Spannung der jeweiligen Brennstoffzel le angeordnet, so dass eine bzw. jeweils eine Zellspannung jeder Brennstoff zelle des Stacks erfassbar ist. Ferner weist das Überwachungssystem zu- mindest zwei Temperaturmessvorrichtungen auf, wobei zumindest an der ersten Brennstoffzelle und an der letzten Brennstoffzelle des Stacks jeweils eine Temperaturmessvorrichtungen zur Messung der jeweiligen Temperatur der jeweiligen Brennstoffzelle angeordnet ist, so dass zumindest eine Tem peratur der ersten Brennstoffzelle und eine Temperatur der letzten Brenn- stoffzelle erfassbar ist. Sind weitere Brennstoffzellen des Stacks vorgesehen, können an diesen weiteren Brennstoffzellen weitere Temperaturmessvor richtungen zur Erfassung der jeweiligen Temperatur vorgesehen sein.
Vorteilhaft ist zudem eine Ausführung, bei welcher die Überwachungsvorrich tung eine Auswerteeinheit aufweist, bei welcher es sich beispielsweise um die zuvor beschriebene Auswerteeinheit handeln kann, welche ausgebildet ist, einen Zustand und eine zu erwartende Lebensdauer der einzelnen Brennstoffzellen des Stacks und/oder des Stacks aus den Zellspannungen der Brennstoffzellen und den Temperaturen zumindest der ersten Brenn stoffzelle und der letzten Brennstoffzelle zu bestimmen. Weiter ist eine Variante von Vorteil, bei welcher das Energieumwandlungs system eine Heizvorrichtung aufweist und die Überwachungsvorrichtung ausgebildet ist, die Heizvorrichtung abhängig von zumindest der Temperatur der ersten Brennstoffzelle und der Temperatur der letzten Brennstoffzelle sowie, sofern vorhanden, den einzelnen Temperaturen der weiteren Brenn stoffzellen des Stacks anzusteuern, so dass die Brennstoffzellen des Stacks und/oder einzelne Brennstoffzellen des Stacks abhängig von zumindest der Temperatur der ersten Brennstoffzelle und der Temperatur der letzen Brenn stoffzelle erwärmbar sind. Die Heizvorrichtung kann dabei ausgebildet sein, alle Brennstoffzellen des Stacks gemeinsam oder die einzelnen Brennstoff zellen des Stacks zu erwärmen, so dass beispielsweise auch nur einzelne Brennstoffzellen erwärmt werden können und eine Ansteuerung derart erfol gen kann, dass alle oder nur bestimmte Brennstoffzellen des Stacks erwärmt werden. Alternativ oder zusätzlich zu der Heizvorrichtung kann das Energieumwandlungssystem zudem eine Kühlvorrichtung aufweisen, wobei die Überwa chungsvorrichtung ausgebildet sein kann, die Kühlvorrichtung abhängig von zumindest der Temperatur der ersten Brennstoffzelle und der Temperatur der letzten Brennstoffzelle sowie, sofern vorhanden, den einzelnen Temperatu- ren der weiteren Brennstoffzellen des Stacks anzusteuern, so dass die
Brennstoffzellen des Stacks und/oder einzelne Brennstoffzellen des Stacks abhängig von zumindest der Temperatur der ersten Brennstoffzelle und der Temperatur der letzen Brennstoffzelle kühlbar sind. Die Kühlvorrichtung kann dabei ausgebildet sein, alle Brennstoffzellen des Stacks gemeinsam oder die einzelnen Brennstoffzellen des Stacks zu kühlen, so dass beispielsweise auch nur einzelne Brennstoffzellen gekühlt werden können und eine Ansteuerung derart erfolgen kann, dass alle oder nur bestimmte Brennstoffzellen des Stacks gekühlt werden.
Die Heizvorrichtung und/oder die Kühlvorrichtung kann alternativ auch über ein übergeordnetes System gesteuert werden, an welches ein Über- oder Unterschreiten etwaiger Temperaturgrenzwerte gemeldet werden kann, zu welchen beispielsweise eine Minimaltemperatur und eine Maximaltemperatur gehören. Weiter weist das Energieumwandlungssystem gemäß einer vorteilhaften Variante ein Brennstoff-Fluidsystem zur Zuführung eines Brennstoffes in die Brennstoffzellen des Stacks auf, wobei es sich beispielsweise bei dem Brennstoff bei einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle um Wasserstoff (H2) handelt. Zudem ist hierbei die Überwachungsvorrichtung ausgebildet, das Brennstoff-Fluidsystem abhängig von den Zellspannungen der Brenn stoffzellen des Stacks anzusteuern, so dass ein Druck und/oder einen Brennstoff-Volumenstrom des durch das Brennstoff-Fluidsystem den Brenn stoffzellen zugeführten Brennstoffs steuerbar sind/ist. Dabei kann die An steuerung des Brennstoff-Fluidsystems sowohl auf der Auswertung einzelner Zellenspannungen als auch auf einer Berechnung auf Grundlage mehrerer Zellenspannungen basieren. Zudem kann vorgesehen sein, dass durch das Brennstoff-Fluidsystem ein jeweiliger Druck und/oder ein jeweiliger Brenn stoff-Volumenstrom der einzelnen Brennstoffzellen des Stacks oder der Druck und/oder der Brennstoff-Volumenstrom aller Brennstoffzellen des Stacks gemeinsam steuerbar bzw. veränderlich sind/ist.
Neben dem Brennstoff-Fluidsystem weist das Energieumwandlungssystem bei einer vorteilhaften Ausführungsform ein Oxidator-Fluidsystem zur Zufüh rung eines Oxidationsmittels in die Brennstoffzellen des Stacks auf, wobei es sich beispielsweise bei dem Oxidator bei einer Wasserstoff-Sauerstoff- Brennstoffzelle um Sauerstoff (O2) handelt. Dabei ist die Überwachungsvorrichtung ausgebildet, das Oxidator -Fluidsystem abhängig von den Zellspan nungen der Brennstoffzellen des Stacks anzusteuern, so dass ein Druck und/oder einen Oxidator-Volumenstrom des durch das Oxidator-Fluidsystem den Brennstoffzellen zugeführten Oxidationsmittels steuerbar sind/ist. Wie bei dem Brennstoff-Fluidsystem kann auch bei dem Oxidator-Fluidsystem vorgesehen sein, dass die Ansteuerung des Oxidator -Fluidsystems sowohl auf der Auswertung einzelner Zellenspannungen als auch auf einer Berech nung auf Grundlage mehrerer Zellenspannungen basieren kann. Ferner kann der Druck und/oder der Oxidator-Volumenstrom des Stacks oder der Druck und/oder der Oxidator-Volumenstrom aller Brennstoffzellen des Stacks gemeinsam steuerbar bzw. veränderlich sein.
Neben dem Überwachungssystem und dem ein solches Überwachungssystem umfassendes Energieumwandlungssystem betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des erfindungsgemäßen Ener gieumwandlungssystems. Die Auswerteeinheit bestimmt in einem Dauerbe triebsmodus, in welchem das Energieumwandlungssystem regulär bzw. sta tionär betrieben wird, aus den jeweiligen Zellspannungen der Brennstoffzel len und vorzugsweise aller Brennstoffzellen des Stacks sowie den Tempera- turen zumindest der ersten Brennstoffzelle und der letzten Brennstoffzelle einen Zustand und eine zu erwartende Lebensdauer der einzelnen Brenn stoffzellen des Stacks und/oder des gesamten Stacks. Zudem kann vorgese hen sein, dass der Zustand und/oder die zu erwartende Lebensdauer an übergeordnete Systeme weitergegeben werden/wird. Als Zustand wird hier- bei auch insbesondere verstanden, ob sich die einzelnen Brennstoffzellen des Stacks innerhalb zulässiger Betriebsparameter befinden. Als Betriebspa rameter sind beispielsweise die nachfolgend erläuterte Maximal- und Mini maltemperatur sowie der obere und untere Spannungsgrenzwert zu verstehen. Zudem ist zur Erkennung einer Vorschädigung der Brennstoffzellen vorteil haft, dass die Auswerteeinheit gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in einem Initialisierungsmodus, also bei einer Inbetriebnahme des Energieum wandlungssystems und bevor dieses in den Dauerbetriebsmodus geschalten wird, die von den zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen erfassten Temperaturen und sofern vorhanden weitere Temperaturen weiterer Brennstoffzellen mit einer vorbestimmten Minimaltemperatur der Brennstoffzellen vergleicht und bei einem Unterschreiten der Temperaturen unter die Minimaltemperatur die zuvor beschriebene Heizvorrichtung die Brennstoffzellen er- wärmend ansteuert. Dabei kann die Heizvorrichtung derart angesteuert wer den, dass alle Brennstoffzellen des Stacks gemeinsam oder einzelne Brenn stoffzellen des Stacks sich erwärmen. Vorzugsweise erfolgen der Vergleich und die Überwachung im Initialisierungsmodus kontinuierlich oder intervallweise und so lange, bis alle Temperaturen bzw. alle Brennstoffzellen die Mi- nimaltemperatur erreicht haben bzw. oberhalb dieser liegen. Hierdurch kön nen insbesondere Schäden durch beispielsweise Wasser oder Eis an den Brennstoffzellen verhindert werden.
Zudem sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahren vor, dass die Auswerteeinheit in dem Dauerbetriebsmodus die von den zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen erfassten Temperaturen beispielsweise kontinuierlich oder intervallweise mit einer vorbestimmten Maximaltemperatur der Brennstoffzellen vergleicht und bei einem Überschreiten der Temperaturen bzw. einer Temperatur über die Maximaltemperatur die zuvor beschriebene Kühlvorrichtung derart ansteuert, dass alle Brennstoffzellen des Stacks oder einzelne Brennstoffzellen des Stacks und vorzugsweise die Brennstoffzellen des Stacks, dessen Temperatur oberhalb der Maximaltemperatur liegen, kühlend angesteuert werden, wodurch sich eine Schädigung der Brennstoff zellen durch zu hohe Temperaturen verhindern lässt.
Grundsätzlich kann auch während des Dauerbetriebs eine Überwachung der Brennstoffzellen hinsichtlich der Minimaltemperatur vorgesehen sein, wobei dies meist nicht notwendig ist, sofern harsche Umgebungsbedingungen des Energieumwandlungssystems dies nicht erfordern.
Die Auswerteeinheit kann in dem Dauerbetriebsmodus zudem die Zellspan- nungen jeder der Brennstoffzellen wiederum beispielsweise kontinuierlich oder intervallweise mit einem unteren Spannungsgrenzwert und einem obe ren Spannungsgrenzwert vergleichen und bei einem Überschreiten einer der Zellspannungen über den oberen Spannungsgrenzwert und/oder bei einem Unterschreiten der Zellspannung unter den unteren Spannungsgrenzwert das zuvor beschriebene Brennstoff-Fluidsystem und/oder das zuvor be schriebene Oxidator-Fluidsystem die jeweilige Brennstoffzelle und/oder alle Brennstoffzellen durch eine entsprechende Druck- bzw. Volumenstromerhö hung spülend ansteuern. Ferner kann eine Meldung an ein übergeordnetes System erfolgen, wobei die Steuerung des Brennstoff-Fluidsystems und/oder des Oxidator-Fluidsystems auch über das übergeordnete System erfolgen kann.
Der untere Spannungsgrenzwert kann beispielsweise 0 V und der obere Spannungsgrenzwert 1 ,5 V sein. Als unterer Spannungsgrenzwert sind alter- nativ auch Werte kleiner 0 V möglich. Unter- bzw. Überschreitet der Span nungswert einer einzelnen Brennstoffzelle diese Werte, kann eine Ausgabe einer zu der Brennstoffzelle gehörenden Zellnummer an das übergeordnete System oder an das Brenstoff- und Oxidator-Fluidsystem erfolgen, welche dann durch Druckerhöhung einen Spülvorgang der entsprechenden Brenn- stoffzelle einleiten.
Entsprechend kann die Versorgung der einzelnen Brennstoffzellen mit Brennstoff und Oxidator bzw. O2 und H2 für alle Brennstoffzellen des Stacks basierend auf den jeweils zugehörigen Temperatur- und Spannungswerte einzeln angepasst werden, so dass sich die energetische Gesamteffizienz des Stacks verbessert und sich die Lebensdauer der einzelnen Brennstoff zellen erhöht.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Be schreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Stack mit einer Auswerteeinheit;
Fig. 2 Ablaufdiagramm zur Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens.
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin. Figur 1 stellt schematisch einen Stack 100 mit mehreren einzelnen Brenn stoffzellen 110, 120, 130 dar, wobei beispielhaft eine erste Brennstoffzelle 110, eine zweite Brennstoffzelle 120 und eine letzte Brennstoffzelle 130 dar gestellt sind. Dabei können zwischen der zweiten Brennstoffzelle 120 und der letzten Brennstoffzelle 130 weitere Brennstoffzellen angeordnet sein, wie durch die gepunkteten Linien angedeutet wird. Durch entsprechende in die Auswerteinheit 140 integrierte Spannungs- und Temperatur-Messvorrich tungen 111 , 112, 121 , 122, 131 , 132 können bei der dargestellten Variante sowohl die Spannung Uno, U120, U130 als auch die Temperatur T110, T120, T130 jeder Brennstoffzelle 110, 120, 130 des Stacks 100 einzeln erfasst werden. Alternativ könnte beispielsweise auch nur die Temperatur T110, T130 der ers ten Brennstoffzelle 110 und der letzten Brennstoffzelle 130 durch einen je weiligen Temperatursensor 112, 132 erfasst werden. Zur Einbeziehung der Umgebungsbedingungen bzw. insbesondere der Umgebungstemperatur, weist die Auswerteeinheit 140 vorliegend zudem einen weiteren Temperatur- sensor 142 auf, durch welchen die Temperatur Tuo der Überwachungsein heit erfassbar ist. Zur Übermittlung der mit den Spannungswerten Uno, U120, U130 und den Temperaturen T110, T120, T130 der Brennstoffzellen 110, 120,
130 bestimmten Zustände der Brennstoffzellen 110, 120, 130 sowie des dar- aus gebildeten Stacks 100 an ein übergeordnetes System, weist die Auswer teeinheit 140 ferner eine Kommunikationsschnittelle 140 auf, durch welche entsprechende Signale gesendet und empfangen werden können.
Figur 2 illustriert einen beispielhaften Verfahrensablauf des vorgeschlagenen Verfahrens. Die Schritte und Übergangsbedingungen sind dabei wie folgt:
1 Start
2 Start des Initialisierungsmodus
3 Ermittlung der Temperaturen Tno, T120, T130 der Brennstoffzellen 110, 120, 130 4 Sind alle Temperaturen Tno, T120, T130 der Brennstoffzellen 110, 120,
130 oberhalb der Minimaltemperatur Tmin?
4a Falls Ja, dann weiter zu Schritt 6
4b Falls Nein, dann weiter zu Schritt 5
5 Ansteuern der Fleizvorrichtung zur Erwärmung aller Brennstoffzellen 110, 120, 130 oder zumindest der Brennstoffzelle, deren Temperatur unterhalb der Minimaltemperatur Tmin ist
6 Umschalten aus dem Initialisierungsmodus in den Dauerbetriebsmo dus
7 Ermittlung der Temperaturen Tno, T120, T130 der Brennstoffzellen 110, 120, 130
8 Sind alle Temperaturen T110, T120, T130 der Brennstoffzellen 110, 120, 130 unterhalb der Maximaltemperatur Tmax?
8a Falls Ja, dann zurück zu Schritt 7 zur weiteren Überwachung 8b Falls Nein, dann weiter zu Schritt 9
9 Melden an ein übergeordnetes System, dass eine der Brennstoffzellen 110, 120, 130 die maximal zulässige Maximaltemperatur Tmax über schreitet, wobei optional eine Zellnummer der Brennstoffzelle übermit- telt werden kann, welche die maximal zulässige Maximaltemperatur
Tmax überschreitet
10 Ansteuern der Kühlvorrichtung zur Kühlung aller Brennstoffzellen 110, 120, 130 oder zumindest der Brennstoffzelle, deren Temperatur ober halb der Maximaltemperatur Tmax ist 11 Ermittlung der Spannungen bzw. Zellspannungen Uno, U120, U130 der
Brennstoffzellen 110, 120, 130
12 Sind alle Zellspannungen U110, U120, U130 größer als ein unterer Span nungsgrenzwert Umin und kleiner als ein oberer Spannungsgrenzwert
Umax? 12a Falls Ja, dann weiter zu Schritt 13
12b Falls Nein, dann weiter zu den Schritten 14 und 15
13 Alle Zellspannungen Uno, U120, U130 im zulässigen Spannungsbereich und somit Betrieb aller Brennstoffzellen 110, 120, 130 innerhalb des Betriebspunkts bzw. Betriebsbereichs 14 Melden an das übergeordnete System, dass eine der Brennstoffzellen
110, 120, 130 den unteren Spannungsgrenzwert Umin unterschreitet oder den oberen Spannungsgrenzwert Umax überschreitet
15 Ausgabe der Zellnummer der Brennstoffzelle 110, 120, 130 an das übergeordnete System, welche den unteren Spannungsgrenzwert Umin unterschreitet oder den oberen Spannungsgrenzwert Umax überschrei- tet
16 Ansteuern des Brennstoff-Fluidsystems zur Druckerhöhung der Brennstoffzufuhr in der Brennstoffzelle 110, 120, 130, welche den un teren Spannungsgrenzwert Umin unterschreitet oder den oberen Span- nungsgrenzwert Umax überschreitet
17 Ansteuern des Oxidator-Fluidsystems zur Druckerhöhung der Oxida torzufuhr in der Brennstoffzelle 110, 120, 130, welche den unteren Spannungsgrenzwert Umin unterschreitet oder den oberen Span nungsgrenzwert Umax überschreitet 18 Erhöhung des Drucks des Brennstoff in der Brennstoffzelle 110, 120,
130, welche den unteren Spannungsgrenzwert Umin unterschreitet o- der den oberen Spannungsgrenzwert Umax überschreitet
19 Erhöhung des Drucks des Oxidators in der Brennstoffzelle 110, 120, 130, welche den unteren Spannungsgrenzwert Umin unterschreitet o- der den oberen Spannungsgrenzwert Umax überschreitet

Claims

Patentansprüche
1 . Überwachungsvorrichtung zur Temperatur- und Spannungsüberwa chung eines aus einer Vielzahl von Brennstoffzellen (110, 120, 130) gebildeten Stacks (100) und der Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100), welcher zumindest eine erste Brennstoffzelle (110) und eine letzte Brennstoffzelle (130) aufweist, mit einer Vielzahl von Spannungsmessvorrichtungen (111 , 121 , 131), wobei an jeder Brennstoffzelle (110, 120, 130) des Stacks (100) eine Spannungsmessvorrichtung (111 , 121 , 131) zur Messung der Spannung (Uno, U120, U130) der jeweiligen Brennstoffzelle (110, 120,
130) anordenbar ist, so dass eine Zellspannung (U110, U120, U130) jeder Brennstoffzelle (110, 120, 130) des Stacks (100) erfassbar ist, und mit zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen (112, 122, 132), wobei zumindest an der ersten Brennstoffzelle (110) und an der letzten Brennstoffzelle (130) des Stacks (100) jeweils eine Tempe raturmessvorrichtungen (112, 122, 132) zur Messung der Temperatur (T110, T120, T130) der jeweiligen Brennstoffzelle (110, 120, 130) anordenbar ist, so dass zumindest eine Temperatur (T110) der ersten Brennstoffzelle (110) und eine Temperatur (T130) der letzten Brenn- stoffzelle (130) erfassbar ist.
2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 , ferner aufweisend eine Auswerteeinheit (140), welche ausge bildet ist, einen Zustand und eine zu erwartende Lebensdauer der ein zelnen Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) und/oder des Stacks (100) aus den Zellspannungen (Uno, U120, U130) der
Brennstoffzellen (110, 120, 130) und den Temperaturen (T110, T120, T130) zumindest der ersten Brennstoffzelle (110) und der letzten Brennstoffzelle (130) zu bestimmen. 3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei in die Auswerteeinheit (140) ein weiterer Temperatur sensor (142) zur Messung der Temperatur (Tuo) der Auswerteeinheit (140) und/oder einer Umgebung der Überwachungsvorrichtung inte- griert ist.
4. Energieumwandlungssystem mit einer Überwachungsvorrichtung ge mäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einem aus einer Viel zahl von Brennstoffzellen (110, 120, 130) gebildeten Stack (100), welcher zumindest eine erste Brennstoffzelle (110) und eine letzte Brennstoffzelle (130) aufweist, wobei an jeder Brennstoffzelle (110, 120, 130) des Stacks (100) eine Spannungsmessvorrichtung (111 , 121 , 131 ) zur Messung der Spannung (Uno, U120, U130) der jeweiligen Brennstoffzelle (110, 120, 130) angeordnet ist, so dass eine Zellspannung (U110, U120, U130) jeder Brennstoffzelle (110, 120, 130) des Stacks (100) erfassbar ist, und mit zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen (112, 122, 132), wobei zumindest an der ersten Brennstoffzelle (110) und an der letzten Brennstoffzelle (130) des Stacks (100) jeweils eine Temperaturmessvorrichtungen (112, 122, 132) zur Messung derTemperatur (T110, T120, T 130) der jeweiligen Brennstoffzelle (110, 120, 130) angeordnet ist, so dass zumindest eine Temperatur (Tuo) der ersten Brennstoffzelle (110) und eine Temperatur (T130) der letzten Brenn stoffzelle (130) erfassbar ist.
5. Energieumwandlungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Überwachungsvorrichtung eine Auswerteeinheit (140) aufweist.
6. Energieumwandlungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Energieumwandlungssystem eine Heizvorrichtung aufweist und die Überwachungsvorrichtung ausgebildet ist, die Heiz vorrichtung abhängig von zumindest der Temperatur (Tno) der ersten Brennstoffzelle (110) und der Temperatur (T130) der letzten Brenn stoffzelle (130) anzusteuern, so dass die Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) und/oder einzelne Brennstoffzellen (110, 120,
130) des Stacks (100) abhängig von zumindest der Temperatur (T110) der ersten Brennstoffzelle (110) und der Temperatur (T130) der letzen Brennstoffzelle (130) erwärmbar sind, und/oder wobei das Energieumwandlungssystem eine Kühlvor- richtung aufweist und die Überwachungsvorrichtung ausgebildet ist, die Kühlvorrichtung abhängig von zumindest der Temperatur (T 110) der ersten Brennstoffzelle (110) und der Temperatur (T130) der letzten Brennstoffzelle (130) anzusteuern, so dass die Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) und/oder einzelne Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) abhängig von zumindest der Temperatur
(T110) der ersten Brennstoffzelle (110) und der Temperatur (T130) der letzen Brennstoffzelle (130) kühlbar sind.
7. Energieumwandlungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Energieumwandlungssystem ein Brennstoff- Fluidsystem zur Zuführung eines Brennstoffes in die Brennstoffzellen
(110, 120, 130) des Stacks (100) aufweist und die Überwachungsvor richtung ausgebildet ist, das Brennstoff-Fluidsystem abhängig von den Zellspannungen (U110, U120, U130) der Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) anzusteuern, so dass ein Druck und/oder einen Brennstoff-Volumenstrom des durch das Brennstoff-Fluidsystem den
Brennstoffzellen (110, 120, 130) zugeführten Brennstoffs steuerbar sind/ist, wobei das Energieumwandlungssystem ein Oxidator- Fluidsystem zur Zuführung eines Oxidationsmittels in die Brennstoff- zellen (110, 120, 130) des Stacks (100) aufweist und die Überwa- chungsvorrichtung ausgebildet ist, das Oxidator -Fluidsystem abhän gig von den Zellspannungen (Uno, U120, U130) der Brennstoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) anzusteuern, so dass ein Druck und/oder einen Oxidator-Volumenstrom des durch das Oxidator- Fluidsystem den Brennstoffzellen (110, 120, 130) zugeführten Oxida tionsmittels steuerbar sind/ist.
8. Verfahren zur Steuerung eines Energieumwandlungssystems gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Auswerteeinheit (140) in einem Dauerbetriebsmodus aus den Zellspannungen (Uno, U120, U130) der Brennstoffzellen (110,
120, 130) und den Temperaturen (T110, T120, T130) zumindest der ers ten Brennstoffzelle (110) und der letzten Brennstoffzelle (130) einen Zustand und eine zu erwartende Lebensdauer der einzelnen Brenn stoffzellen (110, 120, 130) des Stacks (100) und/oder des Stacks (100) bestimmt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Auswerteeinheit (140) in einem Initialisierungsmodus die von den zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen (112, 122, 132) erfassten Temperaturen (T110, T120, T130) mit einer vorbestimmten Minimaltemperatur (Tmin) der Brennstoffzellen (110, 120, 130) ver gleicht und bei einem Unterschreiten der Temperaturen (T 110, T120,
T 130) unter die Minimaltemperatur (Tmin) die Heizvorrichtung gemäß Anspruch 6 die Brennstoffzellen (110, 120, 130) erwärmend ansteuert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Auswerteeinheit (140) in dem Dauerbetriebsmodus die von den zumindest zwei Temperaturmessvorrichtungen (112, 122, 132) erfassten Temperaturen (T110, T120, T130) mit einer vorbestimmten Maximaltemperatur (Tmax) der Brennstoffzellen (110, 120, 130) ver- gleicht und bei einem Überschreiten der Temperaturen (Tno, T120,
T 130) über die Maximaltemperatur (Tmax) die Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 6 die Brennstoffzellen (110, 120, 130) kühlend ansteuert.Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Auswerteeinheit (140) in dem Dauerbetriebsmodus die Zellspannungen (Uno, U120, U130) jeder der Brennstoffzellen (110, 120, 130) mit einem unteren Spannungsgrenzwert (Umin) und einem oberen Spannungsgrenzwert (Umax) vergleicht und bei einem Über schreiten einer der Zellspannungen (Uno, U120, U130) über den oberen Spannungsgrenzwert (Umax) und/oder bei einem Unterschreiten der
Zellspannung (U110, U120, U130) unter den unteren Spannungsgrenz wert (Umin) das Brennstoff-Fluidsystem und/oder das Oxidator- Fluidsystem gemäß Anspruch 7 die jeweilige Brennstoffzelle (110, 120, 130) und/oder alle Brennstoffzellen (110, 120, 130) spülend an- steuert.
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