WO2022263158A1 - Förderaggregat für ein brennstoffzellen-system zur förderung und/oder steuerung eines gasförmigen mediums und verfahren zum betreiben des förderaggregats - Google Patents

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Mark Hellmann
Matthias Rink
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • Conveyor unit for a fuel cell system for the promotion and/or control of a gaseous medium and method for operating the conveyor unit
  • the present invention relates to a delivery unit for a fuel cell system for delivering and/or controlling a gaseous medium, in particular special hydrogen, and a method for operating the delivery unit.
  • gaseous fuels will also play an increasing role in the vehicle sector in the future.
  • Hydrogen gas flows must be controlled, particularly in fuel cell powered vehicles. The gas flows are no longer controlled discontinuously, as with the injection of liquid fuel, but the gas is removed from at least one tank, in particular a high-pressure tank, and routed to an ejector unit via an inflow line of a medium-pressure line system.
  • This ejector unit leads the gas to a fuel cell via a connecting line of a low-pressure line system.
  • DE102018213313 discloses a delivery unit for a fuel cell system for delivering and/or controlling a gaseous medium, in particular hydrogen.
  • the delivery unit has at least one jet pump driven by a driving jet of a pressurized gaseous medium, with an output of the delivery unit being fluidically connected to an anode input of a fuel cell.
  • a nozzle is arranged in a base body of the jet pump, with the base body of the jet pump having an intake area, a mixing tube and a diffuser area and the gaseous medium flowing through it in a flow direction that runs parallel to a longitudinal axis of the jet pump.
  • the conveyor unit known from DE102018213313 can have certain disadvantages.
  • the delivery unit, especially within the anode circuit, is usually designed to be as compact as possible in order to keep the gas volume low and to minimize heat losses.
  • customer requirements require that the installation space for the conveyor unit in the overall vehicle be kept as small as possible.
  • the installation space for sensors is tight.
  • important measured values are generally missing, for example to determine optimal times for triggering a purge event to drain moisture from the fuel cell system, in particular the anode circuit, which can improve the efficiency of the fuel cell system.
  • a side channel compressor can be located in the anode circuit, with the precise coordination of the interaction of the side channel compressor and the jet pump being possible only to a limited extent against the background of changing compositions of the gaseous medium, as well as pressure and temperature.
  • sensors for determining the relative humidity for example, are sluggish, so that the highly dynamic processes occurring during the rinsing of the anode circuit cannot be recorded.
  • a delivery unit for a fuel cell system for delivering and/or controlling a gaseous medium, in particular hydrogen, with a jet pump driven by a propulsion jet of a pressurized gaseous medium, with an output of the delivery unit being fluidic with an anode input of a fuel cell
  • the jet pump has a suction area, a mixing tube, a diffuser area and a base body and a nozzle and is flowed through by the gaseous medium in a flow direction III, which runs parallel to a longitudinal axis of the jet pump.
  • the diffuser area is at least indirectly fluidically connected to the anode inlet of the fuel cell.
  • the configuration of the delivery unit according to the invention offers the advantage that the jet pump has a first bore with a first sensor and a second bore with a second sensor, where the sensors are located in the area of a secondary channel and/or the suction area and/or the mixing tube and wherein the second sensor is located downstream of the first sensor.
  • the advantage can be achieved that a compact design of the delivery unit and/or the jet pump can be retained while at the same time a sensor system can be applied that can bring about a sufficiently precise measurement at the corresponding points, in particular due to their positioning.
  • the efficiency of the conveyor can be improved.
  • the first sensor is located in the area of a first flow cross section and the second sensor is located in the area of a second flow cross section.
  • a measurement can be carried out by means of the sensor at different flow cross sections, resulting in increased measurement accuracy, in particular due to different pressure levels and speed levels of the gaseous medium.
  • the nozzle has a cylindrically elongated nozzle tip, with the nozzle tip in particular protruding at least partially into the region of the mixing tube.
  • a nozzle exit of the nozzle is located downstream of the second bore and/or the second sensor.
  • At least two pressure measurements are carried out in the secondary channel of the jet pump by means of the first sensor and by means of the second sensor.
  • the measured differential pressures can be compared with corresponding reference points (e.g. from the output of a mathematical model or a stored map) are compared.
  • the detection of the differential pressure is significantly more sensitive here than, for example, the signal from a humidity sensor whose sensor tip is saturated above 100% relative humidity and thus impedes the measurement.
  • the measurement accuracy can thus be increased, which leads to better control of the delivery unit with regard to the operating points of the fuel cell system, which means that the efficiency of the fuel cell system and/or the entire vehicle can be improved.
  • a further pressure measurement is carried out in an area outside of the jet pump, in particular in a flow area of the fuel cell system, and/or in a primary channel in order to form a drain valve, in particular a Purge valve to control and open.
  • a drain valve in particular a Purge valve to control and open.
  • several pressure measurements are made in the area of a primary flow IV in the primary channel and/or in the area of the secondary flow V in the secondary channel, and with a reference value and/or a characteristic map/or at least a reference point, and a corresponding deviation is determined, in particular using a mathematical model or a stored characteristic diagram, in order to derive and/or calculate a temperature of the primary flow IV and/or the secondary flow V of the gaseous medium.
  • a moisture-saturated secondary flow V which is in particular a recirculation flow
  • a simultaneous increase in temperature with respect to the primary flow IV the pump power of the jet pump drops sharply.
  • the Achieve advantage that by measuring the differential pressure in combination with a conclusion on the funded mass flow, the temperature of the Pri märfluß IV and / or the secondary flow V of the gaseous medium can be derived or calculated.
  • the costs of the conveying unit can thus be reduced since temperature sensors can be saved and the preheating of the primary flow IV can be controlled by monitoring the differential pressure signal.
  • At least one temperature measurement is carried out in the area of the primary flow IV in the primary channel and/or in the area of the secondary flow V in the secondary channel.
  • This respective measurement is compared with at least one reference value and/or a characteristic diagram in order to determine a corresponding deviation, in particular using a mathematical model or a stored characteristic diagram, in order to derive and/or calculate a relative humidity of the gaseous medium.
  • the relative humidity in the secondary path can be deduced using the described effect via a mathematical model or a map.
  • the advantage can be achieved that, on the one hand, costs can be saved, since no sensors are required to measure the humidity, and on the other hand, the accuracy of the humidity measurement can be increased, particularly when the gaseous medium is highly saturated with humidity .
  • several pressure measurements are made in the area of the primary flow IV in the primary channel and/or in the area of the secondary flow V in the secondary channel.
  • the measurements are compared with at least one reference value and/or a characteristic map and a corresponding deviation is determined, in particular using a mathematical model.
  • This is used to determine the speed of the secondary flow V, especially when the speed The speed of the secondary flow V in the area of the second flow cross-section is close to the speed of sound, so that the side channel compressor can be controlled accordingly, so that the speed and/or flow rate is increased.
  • only the mixing tube insert can be heated in a targeted manner during a cold start procedure, while the base body does not have to be completely heated as well.
  • the maximum delivery capacity is reached, with this effect being referred to in particular as “stall”.
  • a further increase in the primary mass flow therefore does not lead to any further increase in the secondary mass flow.
  • This point can be determined with the aid of the device according to the invention and/or the advantageous embodiment of the method. If a constant differential pressure is detected in the secondary flow V when the primary mass flow increases, then the speed of sound has been reached in the narrowest cross-section of the secondary flow V. In order to further increase the secondary mass flow, the speed of the side channel compressor must be increased. Thus, in this way, the efficiency of the conveyor can be improved who the.
  • several pressure measurements are carried out inside or outside the jet pump and compared with at least one reference value and/or a characteristic map in order to detect a drop and/or stall in the secondary flow V when a specified value is undershot it is in particular a recirculation flow, and if it falls below a specified value, to activate the side channel compressor accordingly, so that the speed and/or flow rate is increased.
  • a deviation from a reference point determined either by a mathematical model or by a characteristic map can be determined at any time during operation. If, under certain circumstances, it is not possible to regenerate the gas mixture in the anode circuit (ie purging), the drop in delivery capacity can be counteracted by increasing the ARB speed.
  • the mass flow in the anode recirculation circuit can thus be stabilized, so the efficiency of the delivery unit can be improved in this way, while at the same time a compact design of the delivery unit can be maintained.
  • several pressure measurements are carried out inside or outside the jet pump and compared with at least one reference value and/or a characteristic map in order to prevent a return flow against flow direction III within the jet pump when a specified value is undershot to prevent. This is done by activating the side channel compressor accordingly, so that the speed and/or delivery rate is increased.
  • the differential pressure measured in the jet pump is very small or can even undergo a sign change. In this case, a reverse flow takes place in the opposite direction of flow direction III through the jet pump. Due to the method according to the invention, the advantage can be achieved that a backflow of the gaseous medium counter to the flow direction II can be prevented by increasing the speed of the side channel compressor to such an extent that the backflow is prevented. In contrast to previous systems, the required side channel compressor speed can be set depending on the actual operating point and does not have to be reduced to a constant minimum speed.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a delivery unit with a jet pump and a metering valve
  • FIG. 2 shows a section of the jet pump of the delivery unit, designated by X in FIG. 1, in an enlarged representation
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a fuel cell arrangement according to the invention with a fuel cell and the delivery unit
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a conveyor unit 1, the conveyor unit 1 having a combined valve-jet pump arrangement 3.
  • the combined valve-jet pump arrangement 3 has a metering valve 10 and a jet pump 4, with the metering valve 10 being connected to the jet pump 4, for example by means of a screw connection, in particular to a base body 8 of the jet pump 4.
  • the jet pump 4 has a first inlet 28 , a second inlet 36 a , an intake area 7 , a mixing tube 9 and a diffuser area 11 .
  • the metering valve 10 has the second inlet 36b and a nozzle 12 .
  • the metering valve 10 is inserted in particular in the direction of a longitudinal axis 52 in the jet pump 4, in particular in an opening in the base body 8 of the jet pump 4. 1 also shows that a medium to be pumped flows through the combined valve-jet pump arrangement 3 in a flow direction III.
  • the majority of the flow-through areas of the valve jet pump system 3 are at least approximately tubular and are used to convey and/or conduct the gaseous medium, which is in particular F with proportions of H2O and N2, in the conveying unit 1.
  • the gaseous medium flows through a central flow area 19 inside the base body 8 parallel to the longitudinal axis 52 in flow direction III, with the central flow area 19 beginning in the area of the mouth of the nozzle 12 in the intake area 7 and extending through the mixing tube 9 to the diffuser area 11 and, for example, extends beyond it, in particular in an area with an at least almost constant diameter of an inner cross-section of the delivery unit 1.
  • the valve-jet pump arrangement 3 is supplied with recirculation through the first inlet 28, with the Recirculation, in particular the unused H2 from an anode area ch 38 (shown in FIG. 3) of a fuel cell 32, in particular a special stack, is where the recirculated material can also contain water and nitrogen.
  • a side channel compressor 2 can be located within the system 31, in particular on a return line 23, which is located between the fuel cell 32 and the jet pump 4.
  • the recirculated material flows into the valve jet pump arrangement 3 on a first flow path IV, in particular as a primary flow IV.
  • a gaseous propellant medium in particular H2
  • the second inlet 36a, b runs through the components of the base body 8 and/or the metering valve 10.
  • the motive medium is pumped, in particular intermittently, through the nozzle 12 into the suction area 7 and/or the mixing tube by means of an actuator and a fully closable valve element 9 drained.
  • the hydrogen flowing through the nozzle 12 and serving as the driving medium has a pressure difference and/or speed difference to the recirculation medium, which flows from the first inlet 28 into the delivery unit 1, where the driving medium has a higher pressure of at least 5 bar having. If a so-called jet pump effect occurs, the recirculation medium is conveyed with a low pressure into the central flow area 19 of the delivery unit 1, for example through the use of a side channel compressor 2 connected upstream of the delivery unit 1.
  • the propellant medium flows with the described pressure difference and a high one Ge speed, which can be close to the speed of sound in particular, through the nozzle 12 into the central flow area 19 of the intake area 7 and/or the mixing tube 9 .
  • the nozzle 12 has an inner recess in the form of a flow opening through which the gaseous medium can flow, in particular coming from the metering valve 10 and entering the suction area 7 and/or the mixing tube 9 .
  • the driving medium hits the recirculation medium, which is already in the central flow area 19 of the intake area 7 and/or the mixing tube 9 . Due to the high speed and/or pressure difference between the motive medium and the recirculation medium, internal friction and turbulence is generated between the media.
  • a delivery rate of the recirculation medium can be regulated and adapted to the respective needs of an entire fuel cell system 31 (not shown in FIG. 1) depending on the operating state and operating requirements.
  • the metering valve 10 In an exemplary operating state of the delivery unit 1 in which the metering valve 10 is in the closed state, it is possible to prevent the motive medium from flowing from the second inlet 36 into the central flow area 19 of the jet pump 4, so that the motive medium cannot continue in flow direction III to the recirculation medium can flow into the intake area 7 and/or the mixing tube 9 and the jet pump effect is thus suspended.
  • the mixed medium to be conveyed which consists in particular of the recirculation medium and the propellant medium, flows in the direction of flow III into the diffuser area 11, and the flow velocity in the diffuser area 11 can be reduced. From there, the medium flows further, for example, into the anode area 38 of the fuel cell 32.
  • the delivery unit 1 from FIG. 1 has technical features that additionally improve the jet pump effect and the delivery efficiency and/or further improve the cold start process and/or manufacturing and assembly costs.
  • the portion of the diffuser area 11 runs conically in the area of its inner flow opening, in particular increasing in flow direction III. This shape of the section diffuser area 11 can produce the advantageous effect that the kinetic energy is converted into pressure energy, whereby the possible delivery volume of the delivery unit 1 can be further increased, whereby more of the medium to be delivered, in particular F , of the fuel cell 32 can be supplied, whereby the efficiency of the entire fuel cell system 31 can be increased.
  • the metering valve 10 can be designed as a proportional valve 10 in order to allow an improved metering function and more precise metering of the propellant medium into the intake area 7 and/or the mixing tube 9 .
  • the nozzle 12 and the mixing tube 9 are designed to be rotationally symmetrical, with the nozzle 12 running coaxially with the mixing tube 9 of the jet pump 4 .
  • FIG. 2 shows a detail of the jet pump 4 of the delivery unit 1, labeled X in FIG. 1, in an enlarged representation.
  • the jet pump 4 has the base body 8 and the nozzle 12 .
  • the nozzle 12 is located along the longitudinal axis 52 within the flow contour of the main body 8 of the jet pump 4 and has a cylindrically elongated nozzle tip 25 along the longitudinal axis 52 on the downstream side.
  • the illustrated in Fig. 2 inventive design of the jet pump 4 shows that there are two flow paths: Firstly, a primary channel 14 within half of the nozzle 12 through which the primary flow IV, which is a propellant medium IV, which is of comes to the tank 34 and is supplied to the jet pump 4 via the second inlet 36 .
  • a secondary channel 16 within the base body 8 through which a secondary flow V, which is a recirculated material V, which comes from the fuel cell 32 as unused anode gas and is fed to the jet pump 4 via the first inlet 28 .
  • the jet pump 4 has a first bore 33 with a first sensor 41 and a second bore 35 with a second sensor 43 .
  • the sensors 41, 43 are located in the area of the secondary channel 16 and/or the intake area 7 and/or the mixing tube 9, with the second sensor 43 being located downstream from the first sensor 41.
  • the first bore 33 has a first bore diameter 37 and the second bore 35 has a second bore diameter 39 .
  • the propellant IV flows at least almost parallel to the direction of flow III through the nozzle 12 until the inner diameter of the nozzle 12 tapers into a first conical area 22 tapering.
  • a third flow cross section 13 decreases to a fourth flow cross section 15 with a smaller diameter.
  • the nozzle 12 can have the cylindrically extended nozzle tip 25 in an exemplary embodiment of the delivery unit 1 , with the nozzle tip 25 in particular protruding at least partially into the area of the mixing tube 9 .
  • Further exemplary embodiments of the nozzle 12 and/or nozzle tip 25 can provide further nozzle geometries, such as a Laval nozzle.
  • the gaseous medium enters the first flow cross section 17 of the jet pump 4 via an inlet opening 42, which has an inlet opening diameter 44. From the inlet opening 42, the gaseous medium flows through the secondary channel 16 as a secondary flow V, which is a recirculation V acts, at least almost parallel to the direction of flow III. In the process, the originally first flow cross section 17 is reduced to a second Flow cross-section 19 with a smaller diameter, which increases the flow rate of the recirculate in particular.
  • the base body 8 of the jet pump 4 has a second tapered area 24, the second tapered area 24 running in the direction of the longitudinal axis 52 at least approximately at the same level as the first tapered area 22.
  • the recirculate is the anode exhaust gas, which is drawn in via the return line 23 (shown in FIG. 3) and mixed with the fresh gaseous medium, in particular the propellant medium, from the primary channel 14, in particular in the intake area 7 and/or in the mixing tube 9.
  • the secondary flow V flows through the secondary channel 16 to the second flow cross-section 19, which for the secondary flow V is an annular surface around the nozzle 12 and/or the cylindrically extended nozzle tip 25.
  • the secondary flow V can also reach the maximum speed of sound. Both streams are mixed downstream of the nozzle openings and discharged via the diffuser area 11 .
  • Fig. 2 shows that the first bore 33 is arranged downstream directly next to the inlet opening 42, in particular in the area of the first flow cross section 17.
  • the second bore 35 is located in the area of the narrowest cross section, which is the second flow cross section 19 han delt, the secondary flow V. Since the secondary flow V is maximally accelerated at this point, the static pressure is significantly below the value measured at the first bore 33 or the corresponding tap.
  • the difference between the two static pressures is proportional to the Ge speed in the area of the narrowest cross-section, which is the second flow cross-section 19, the secondary flow V, or with a known density of the secondary flow V to the mass flow.
  • the nozzle tip 25 it is advantageous for the nozzle tip 25 to be designed as a cylindrically extended nozzle tip 25, so that the narrowest cross section of the secondary flow V, which is in particular the second flow cross section 19, extends at least over the entire second borehole diameter 39 extends.
  • the cylindrically elongated nozzle tip 25 extends over a length 27 along the longitudinal axis 52 in overlap with the second bore 35 and/or is designed to overlap orthogonally to the longitudinal axis 52 . Furthermore, FIG.
  • FIG. 2 shows that the first sensor 41 is in the area of the first flow cross section 17 and the second sensor 43 in the area of the second flow cross section 19 .
  • a nozzle outlet 18 of the nozzle 12 is located downstream of the second bore 35 and/or the second sensor 43.
  • a purge valve 30 to be controlled and opened. If the measured differential pressure falls below a corresponding reference value, a purge event is triggered. This applies in particular in the event that the dew point in the secondary flow V upstream of the jet pump 4 is not reached and liquid water enters the jet pump 4 . In this case, there is a risk that liquid water will enter fuel cell 32, flood it and cause damage to the cells. In addition, the pump capacity of the jet pump 4 collapses in this case, which further increases the risk of cell flooding. This condition manifests itself in strong fluctuations in the measured differential pressure.
  • Several pressure measurements can be carried out in the area of the primary flow IV in the primary channel 14 and/or in the area of the secondary flow V in the secondary channel 16 and compared with a reference value and/or a map/or at least one reference point and a corresponding deviation it is determined, in particular using a mathematical model or a stored characteristic diagram, in order to derive and/or calculate a temperature of the primary flow IV and/or the secondary flow V of the gaseous medium.
  • at least one temperature measurement can also be carried out in the area of the primary flow IV in the primary channel 14 and/or in the area of the secondary flow V in the secondary channel 16 .
  • several pressure measurements can be made in the area of the primary flow IV in the primary channel 14 and/or in the area of the secondary flow V in the secondary channel 16, and with at least one reference value and/or reference value and/or a map, and a corresponding deviation can be determined, in particular using a mathematical model or a stored map, in order to determine the speed of the secondary flow V, in particular if the speed of the secondary flow V in the area of the second flow cross section 19 is close the speed of sound is.
  • the side channel compressor 2 is controlled accordingly on the basis of the measurement results, so that the speed and/or delivery rate is increased.
  • a further exemplary embodiment of the method for operating the delivery unit 1 can provide for several pressure measurements to be carried out inside or outside of the jet pump 4 and compared with at least one reference value and/or a characteristic diagram in order to detect a drop and / or to detect a stall in the secondary flow V, which is in particular a recirculation flow V. If the value falls below a specified value, the side channel compressor 2 is activated accordingly, so that the speed and/or delivery rate is increased.
  • a further exemplary embodiment of the method for operating the delivery unit 1 can be carried out in such a way that several pressure measurements are carried out within or outside of the jet pump 4 and with at least one Reference value and / or a map are compared.
  • a backflow against the flow direction III within the jet pump 4 is prevented in such a way that the side channel compressor 2 is controlled accordingly, so that the speed and/or delivery rate is increased before reverse flow can occur.
  • the pressure drop to build up a recirculation flow is generated either by means of the side channel compressor 2 or passively by means of the jet pump 4.
  • the delivery unit 1 can be operated by means of a combined active and passive recirculation.
  • the use of the jet pump 4 according to the invention is advantageous especially for mobile applications, since the maintenance effort is lower and no additional energy consumption is required to maintain the recirculation during operation.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the fuel cell system 31, in particular an anode circuit. It is shown here that the delivery unit 1 and/or the jet pump 4 is connected via a connecting line 29 to the fuel cell 32 which comprises the anode area 38 and a cathode area 40 .
  • the return line 23 is provided, which connects the anode area 38 of the fuel cell 32 to the first inlet 28 and thus in particular to the intake area 7 of the delivery unit 1 .
  • the first gaseous medium that is not utilized in the anode region 38 during operation of the fuel cell 32 can be returned to the first inlet 28 by means of the return line 23 . This first gaseous medium is in particular the previously described recirculation medium.
  • the side channel compressor 2 can also be in the area of the return line 23.
  • the unused gaseous medium thus flows from the fuel cell 32 into a first part of the return line 23a, which is connected to the side channel compressor 2, and from there the gaseous Funded medium in a second part of the return line 23b, which connects the side channel compressor 2 with a first inlet 28 of the jet pump 4, in particular fluidly.
  • a node 46 which is a flow branch. The node 46 connects the return line 23 with the drain valve 30, which is used if necessary to direct water out of the fuel cell system 31 to a portion of an environment 26 .
  • the second gaseous medium stored in the tank 34 is fed via an inflow line 21 to an inflow region, which is designed in particular as the second inlet 36, to the delivery unit 1 and/or the jet pump 4.

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Abstract

Förderaggregat (1) für ein Brennstoffzellen-System (31) zur Förderung und/oder Steuerung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einer von einem Treibstrahl eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums angetriebenen Strahlpumpe (4), wobei ein Ausgang des Förderaggregats (1) mit einem Anodeneingang (5) einer Brennstoffzelle (32) fluidisch verbunden ist, wobei die Strahlpumpe (4) einen Ansaugbereich (7), ein Mischrohr (9) und einen Diffusorbereich (11) einen Grundkörper (8) und eine Düse (12) aufweist und vom gasförmigen Medium in einer Strömungsrichtung III durchströmt wird, die parallel zu einer Längsachse (52) der Strahlpumpe (4) verläuft und wobei der Diffusorbereich (11) mit dem Anodeneingang (5) der Brennstoffzelle (32) zumindest mittelbar fluidisch verbunden ist. Erfindungsgemäß weist die Strahlpumpe (4) eine erste Bohrung (33) mit einem ersten Sensor (41) und eine zweite Bohrung (35) mit einem zweiten Sensor (43) auf, wobei sich die Sensoren (41, 43) im Bereich eines sekundären Kanals (16) und/oder des Ansaugbereichs (7) und/oder des Mischrohrs (9) befinden und wobei sich der zweite Sensor (43) stromabwärts vom ersten Sensor (41) befindet.

Description

Beschreibung
Titel
Förderaggregat für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Steue rung eines gasförmigen Mediums und Verfahren zum Betreiben des Förderag gregats
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Förderaggregat für ein Brennstoffzellen- System zur Förderung und/oder Steuerung eines gasförmigen Mediums, insbe sondere Wasserstoff, und ein Verfahren zum Betreiben des Förderaggregats.
Im Fahrzeugbereich spielen neben flüssigen Kraftstoffen in Zukunft auch gasför mige Kraftstoffe eine zunehmende Rolle. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb müssen Wasserstoffgasströme gesteuert werden. Die Gasströme werden hierbei nicht mehr diskontinuierlich, wie bei der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff gesteuert, sondern es wird das Gas aus mindestens ei nem Tank, insbesondere einem Hochdrucktank, entnommen und über eine Zu- strömleitung eines Mitteldruckleitungssystem an eine Ejektoreinheit geleitet.
Diese Ejektoreinheit führt das Gas über eine Verbindungsleitung eines Nieder druckleitungssystems zu einer Brennstoffzelle.
Aus der DE102018213313 ist ein Förderaggregat für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Steuerung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, bekannt. Dabei weist das Förderaggregat zumindest eine von ei nem Treibstrahl eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums angetriebe nen Strahlpumpe auf, wobei ein Ausgang des Förderaggregats mit einem Ano deneingang einer Brennstoffzelle fluidisch verbunden ist. Dabei ist in einem Grundkörper der Strahlpumpe eine Düse angeordnet, wobei der Grundkörper der Strahlpumpe einen Ansaugbereich, ein Mischrohr und einen Diffusorbereich auf weist und vom gasförmigen Medium in einer Strömungsrichtung durchströmt wird, die parallel zu einer Längsachse der Strahlpumpe verläuft.
Das aus der DE102018213313 bekannte Förderaggregat kann gewisse Nach teile aufweisen. Das Förderaggregat, insbesondere innerhalb des Anodenkreislaufs, wird in der Regel so kompakt wie möglich ausgeführt um das Gasvolumen gering zu halten und um Wärmeverluste zu minimieren. Zudem erfordern Kundenanforderungen den Einbauraum des Förderaggregats im Gesamtfahrzeug so gering wie möglich zu halten. Das hat zur Folge, dass der Bauraum für Sensorik knapp ist. Somit fehlen in der Regel wichtige Messwerte, um beispielsweise optimale Zeitpunkte für die Auslösung eines Purge-Events zum Ablassen von Feuchtigkeit aus dem Brennstoffzellensystem, insbesondere dem Anodenkreislauf, zu bestimmen, wodurch der Wirkungsgrad des Brennstoffzellen-Systems verbessert werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform des Förderaggregats kann sich ein Seitenkanalverdichter im Anodenkreislauf befinden, wobei sich die zielge naue Abstimmung des Zusammenwirkens vom Seitenkanalverdichters und der Strahlpumpe vor dem Hintergrund veränderlicher Zusammensetzungen des gas förmigen Mediums, sowie Druck und Temperatur, nur bedingt möglich ist. Dar über hinaus ist beispielsweise Sensorik zur Bestimmung der relativen Feuchte träge, so dass die hochdynamischen Vorgänge während der Spülung des Ano denkreislaufs nicht erfasst werden können.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Förderaggregat für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Steuerung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Was serstoff, mit einer von einem Treibstrahl eines unter Druck stehenden gasförmi gen Mediums angetriebenen Strahlpumpe, wobei ein Ausgang des Förderaggre gats mit einem Anodeneingang einer Brennstoffzelle fluidisch verbunden ist, wo bei die Strahlpumpe einen Ansaugbereich, ein Mischrohr, einen Diffusorbereich sowie einen Grundkörper und eine Düse aufweist und vom gasförmigen Medium in einer Strömungsrichtung III durchströmt wird, die parallel zu einer Längsachse der Strahlpumpe verläuft. Dabei ist der Diffusorbereich mit dem Anodeneingang der Brennstoffzelle zumindest mittelbar fluidisch verbunden.
Bezugnehmend auf Anspruch 1 bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Förderaggregats den Vorteil, dass die Strahlpumpe eine erste Bohrung mit einem ersten Sensor und eine zweite Bohrung mit einem zweiten Sensor aufweist, wo bei sich die Sensoren im Bereich eines sekundären Kanals und/oder des An- saugbereichs und/oder des Mischrohrs befinden und wobei sich der zweite Sen sor stromabwärts vom ersten Sensor befindet. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass eine kompakte Bauform des Förderaggregats und/oder der Strahlpumpe beibehalten werden kann während gleichzeitig eine Sensorik appli ziert werden kann, die an den entsprechenden Stellen eine hinreichend genaue Messung insbesondere aufgrund Ihrer Positionierung herbeiführen kann. Somit kann der Wirkungsgrad der Fördereinrichtung verbessert werden.
Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Förderaggregats befindet sich der erste Sensor im Bereich eines ersten Strömungsquerschnitts und der zweite Sensor im Bereich eines zweiten Strömungsquerschnitts. Auf diese Weise kann an unterschiedlichen Strömungsquerschnitten eine Messung mittels des Sensors durchgeführt werden wodurch sich eine erhöhte Messgenauigkeit ergibt, insbe sondere aufgrund unterschiedlicher Druckniveaus und Geschwindigkeitsniveaus des gasförmigen Mediums.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Förderaggregats weist die Düse eine zylindrisch verlängerte Düsenspitze auf, wobei insbesondere die Düsenspitze zumindest teilweise in den Bereich des Mischrohrs hineinragt. Dabei liegt ein Düsenaustritt der Düse stromabwärts der zweiten Bohrung und/oder des zweiten Sensors. Auf diese Weise kann eine Genauigkeit der Messungen, bei spielsweise des Differenzdrucks, insbesondere zwischen den beiden statischen Drücken, verbessert werden, da sich der engste Querschnitt einer Sekundärströ mung im Bereich des zweiten Strömungsquerschnitts zumindest nahezu vollstän dig über den gesamten Durchmesser der zweiten Bohrung in Längsrichtung er streckt. Somit lässt sich eine bessere Ansteuerung des Förderaggregats, bei spielsweise eines Dosierventils und/oder eines Seitenkanalverdichters hinsicht lich dem Betriebszustand der Brennstoffzelle erzielen.
Erfindungsgemäß erfolgen bei dem Verfahren zum Betreiben des erfindungsge mäßen Förderaggregats mindestens zwei Druckmessungen in dem sekundären Kanal der Strahlpumpe mittels des ersten Sensors und mittels des zweiten Sen sors. Auf diese Weise können die gemessenen Differenzdrücke mit entsprechen den Referenzpunkten (beispielsweise aus der Ausgabe eines mathematischen Modells oder eines hinterlegten Kennfelds) verglichen werden. Die Detektion des Differenzdruck ist hierbei wesentlich sensitiver als beispielsweise das Signal ei nes Feuchtesensors, dessen Sensorspitze oberhalb von 100% relativer Feuchte gesättigt ist und somit die Messung behindert. Somit kann die Messgenauigkeit erhöht werden, was zu einer besseren Steuerung des Förderaggregats hinsicht lich der Betriebspunkte des Brennstoffzellen-Systems führt, wodurch sich der Wirkungsgrad des Brennstoffzellen-Systems und/oder des Gesamtfahrzeugs ver bessern lässt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens zum Betrei ben des erfindungsgemäßen Förderaggregats wird eine weitere Druckmessung in einem Bereich außerhalb der Strahlpumpe, insbesondere in einem Strömungs bereich des Brennstoffzellen-Systems, und/oder in einem primären Kanal durch geführt, um ein Ablassventil, insbesondere ein Purge-Ventil, anzusteuern und zu öffnen. Auf diese Weise lässt dich der Vorteil erzielen, dass verhindert wird, dass flüssiges Wasser, welches den Taupunkt in der Sekundärströmung stromauf wärts der Jet-Pump unterschritten hat, durch die Strahlpumpe hindurch bis in die Brennstoffzelle gelangt, diese flutet und ein die Zellen schädigender Zustand ent steht. Zudem kann verhindert werden, dass in diesem Fall die Pumpleistung der Jet-Pump einbricht was die Gefahr der Zellflutung noch steigert, wie es sich bei spielsweise bei einem Zustand starker Schwankungen des gemessenen Diffe renzdrucks ereignen könnte, der durch die vorteilhafte Weiterbildung des Verfah rens zum Betreiben des Förderaggregats verhindern lässt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zum Betreiben des er findungsgemäßen Förderaggregats erfolgen mehrere Druckmessungen im Be reich einer Primärströmung IV in dem primären Kanal und/oder im Bereich der Sekundärströmung V in dem sekundären Kanal erfolgen, und mit Referenzwert und/oder einem Kennfeld /oder mindestens einem Referenzpunkt, verglichen und eine entsprechende Abweichung ermittelt wird, insbesondere anhand eines ma thematischen Models oder eines hinterlegten Kennfeldes, um eine Temperatur der Primärströmung IV und/oder der Sekundärströmung V des gasförmigen Me diums abzuleiten und/oder zu errechnen. Es ist bekannt, dass im Fall einer mit Feuchtigkeit gesättigten Sekundärströmung V, bei der es sich insbesondere um eine Rezirkulationsströmung handelt, und einer gleichzeitigen Temperaturüber höhung bezüglich der Primärströmung IV die Pumpleistung der Strahlpump stark sinkt. Aufgrund des vorgeschlagenen Verfahrens lässt sich demgegenüber der Vorteil erzielen, dass durch die Messung des Differenzdrucks in Kombination mit einem Rückschluss auf den geförderten Massenstrom die Temperatur der Pri märströmung IV und/oder der Sekundärströmung V des gasförmigen Mediums abgeleitet oder errechnet werden kann. Somit können die Kosten des Förderag gregats reduziert werden, da Temperatursensoren eingespart werden können und die Regelung der Vorheizung der Primärströmung IV über eine Beobachtung des Differenzdruck-Signals erfolgen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben des er findungsgemäßen Förderaggregats erfolgt zusätzlich zu mehreren Druckmes sung mindestens jeweils eine Temperaturmessung im Bereich der Primärströ mung IV in dem primären Kanal und/oder im Bereich der Sekundärströmung V in dem sekundären Kanal. Diese jeweilige Messung wird mit mindestens einem Re ferenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen, um eine entsprechende Abwei chung zu ermitteln, insbesondere anhand eines mathematischen Models oder ei nes hinterlegten Kennfeldes, um eine relative Feuchte des gasförmigen Mediums abzuleiten und/oder zu errechnen. Es ist bekannt, dass die Pumpleistung der Strahlpump bei einer Überhöhung der Temperatur der Sekundärströmung V, ins besondere der Rezirkulationsströmung, bezogen auf die Temperatur der Pri märströmung IV im Bereich von 15% (TR/TP=1,15) um bis zu 50% sinken kann. Ist eine Messung der Temperaturen am Eintritt der Jet-Pump vorhanden (Primär- und Sekundärströmung IV, V), so kann mit Hilfe des beschriebenen Effekts über ein mathematisches Modell, bzw. ein Kennfeld, auf die relative Feuchte im Se kundärpfad geschlossen werden. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt wer den, dass zum Einen Kosten eingespart werden können, da keine Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit erforderlich sind und zum Anderen kann die Genauig keit der Feuchtigkeitsmessung erhöht werden, insbesondere bei einer hohen Sät tigung mit Feuchtigkeit des gasförmigen Mediums.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgen mehrere Druckmessungen im Bereich der Primärströmung IV in dem primären Kanal und/oder im Bereich der Sekundärströmung V in dem sekundären Kanal. Dabei werden die Messungen mit mindestens einem Referenzwert und/oder ei nem Kennfeld verglichen und es wird eine entsprechende Abweichung ermittelt insbesondere anhand eines mathematischen Models. Dies dient zur Ermittlung der Geschwindigkeit der Sekundärströmung V, insbesondere wenn die Ge- schwindigkeit der Sekundärströmung V im Bereich des zweiten Strömungsquer schnitts nahe der Schallgeschwindigkeit liegt, so dass der Seitenkanalverdichter entsprechend angesteuert werden kann, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder Fördermenge erfolgt. Auf diese Weise kann gezielt nur der Mischrohr- Einsatz bei einer Kaltstartprozedur erhitzt werden während der Grundkörper nicht komplett miterhitzt werden muss. Sobald im zweiten Strömungsquerschnitt die Sekundärströmung V zumindest nahezu Schallgeschwindigkeit erreicht, ist das Maximum der Förderleistung erreicht, wobei dieser Effekt insbesondere als „Stall“ bezeichnet wird. Somit führt eine weitere Steigerung des Primär-Massen- stroms zu keiner weiteren Steigerung des Sekundär-Massenstroms. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder der vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens lässt sich dieser Punkt bestimmen. Wird bei einer Erhöhung des Pri- mär-Massenstroms ein gleich bleibender Differenzdruck in der Sekundärströ mung V detektiert, so ist im engsten Querschnitt der Sekundärströmung V die Schallgeschwindigkeit erreicht. Um den Sekundär-Massenstrom weiter zu erhö hen muss somit die Drehzahl des Seitenkanalverdichters erhöht werden. Somit kann auf diese Weise der Wirkungsgrad der Fördereinrichtung verbessert wer den.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden mehrere Druck messungen innerhalb oder außerhalb der Strahlpumpe durchgeführt und mit min destens einem Referenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen, um beim Un terschreiten eines festgelegten Wertes ein Abfallen und/oder ein Stall der Sekun därströmung V, bei der es sich insbesondere um eine Rezirkulationsströmung handelt, zu detektieren und beim Unterschreiten eines festgelegten Wertes den Seitenkanalverdichter entsprechend anzusteuern, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder Fördermenge erfolgt. Über die Messung des Differenzdrucks mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung kann im Betrieb jederzeit eine Abwei chung zu einem entweder durch ein mathematisches Modell oder durch ein Kennfeld bestimmten Referenzpunkt bestimmt werden. Ist unter bestimmten Um ständen die Regeneration des Gasgemischs im Anodenkreis nicht möglich (d.h. Purgen), so kann dem Rückgang der Förderleistung durch eine Erhöhung der ARB-Drehzahl entgegengewirkt werden. Insgesamt lässt sich somit der Massen strom im Anoden-Rezirkulationskreis stabilisieren, daher kann auf diese Weise der Wirkungsgrad des Förderaggregats verbessert werden, während gleichzeitig eine kompakte Bauform des Fördergaggregats beibehalten werden kann. Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens zum Betrei ben des erfindungsgemäßen Förderaggregats werden mehrere Druckmessungen innerhalb oder außerhalb der Strahlpumpe durchgeführt und mit mindestens ei nem Referenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen, um beim Unterschreiten eines festgelegten Wertes eine Rückströmung entgegen der Strömungsrichtung III innerhalb der Strahlpumpe zu verhindern. Dies erfolgt indem der Seitenkanal verdichter entsprechend angesteuert wird, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder Fördermenge erfolgt. Bei geringer Last des Brennstoffzellensystems und daraus resultierend niedrigem Massenstrom des gasförmigen Mediums ist der in der Strahlpumpe gemessene Differenzdruck sehr klein, beziehungsweise kann sogar einen Vorzeichenwechsel durchlaufen. In diesem Fall findet ein Rückstrom in umgekehrter Richtung der Strömungsrichtung III durch die Strahl pumpe statt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich der Vorteil erzielen, dass eine Rückströmung des gasförmigen Mediums entgegen der Strö mungsrichtung II verhindert werden kann indem die Drehzahl des Seitenkanal verdichters so weit erhöht wird, dass der Rückstrom unterbunden wird. Im Ge gensatz zu bisherigen Systemen kann hierbei die jeweils erforderliche Seitenka nalverdichter-Drehzahl abhängig vom tatsächlichen Betriebspunkt eingestellt werden und muss nicht auf eine konstante Mindest-Drehzahl abgesenkt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrie ben.
Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Förderaggregats mit einer Strahlpumpe und einem Dosierventil,
Figur 2 einen in Figur 1 mit X bezeichneten Ausschnitt der Strahlpumpe des Förderaggregats in vergrößerter Darstellung,
Figur 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennstoff zellenanordnung mit einer Brennstoffzelle und dem Förderaggregat
Ausführungsformen der Erfindung
Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines För deraggregats 1, wobei das Förderaggregat 1 eine kombinierte Ventil-Strahlpum penanordnung 3 aufweist. Die kombinierte Ventil-Strahlpumpenanordnung 3 weist dabei ein Dosierventil 10 und eine Strahlpumpe 4 auf, wobei das Dosier ventil 10 beispielsweise mittels einer Verschraubung mit der Strahlpumpe 4 ver bunden ist, insbesondere mit einem Grundkörper 8 der Strahlpumpe 4.
Dabei weist die Strahlpumpe 4 einen ersten Zulauf 28, einen zweiten Zulauf 36a einen Ansaugbereich 7, ein Mischrohr 9 und einen Diffusorbereich 11 auf. Das Dosierventil 10 weist dabei den zweiten Zulauf 36b und eine Düse 12 auf. Dabei ist das Dosierventil 10 insbesondere in Richtung einer Längsachse 52 in die Strahlpumpe 4, insbesondere in eine Öffnung in dem Grundkörper 8 der Strahl pumpe 4 eingeschoben. In Fig. 1 ist zudem dargestellt, dass die kombinierte Ventil-Strahlpumpenanord nung 3 von einem zu fördernden Medium in einer Strömungsrichtung III durch strömt wird. Der Großteil der durchströmten Bereiche der Ventil-Strahlpumpenan ordnung 3 sind dabei zumindest annährend rohrförmig ausgebildet und dienen zum Fördern und/oder Leiten des gasförmigen Mediums, bei dem es sich insbe sondere um F mit Anteilen an H2O und N2 handelt, in dem Förderaggregat 1. Dabei durchströmt das gasförmige Medium einen zentralen Strömungsbereich 19 im Inneren des Grundkörpers 8 parallel zur Längsachse 52 in der Strömungsrich tung III, wobei der zentrale Strömungsbereich 19 im Bereich der Mündung der Düse 12 im Ansaugbereich 7 beginnt und sich durch das Mischrohr 9 bis in den Diffusorbereich 11 und beispielsweise darüber hinaus erstreckt, insbesondere in einem Bereich mit einem zumindest nahezu gleichbleibenden Durchmesser ei nes inneren Querschnitts des Förderaggregats 1. Dabei wird der Ventil-Strahl pumpenanordnung 3 zum einen ein Rezirkulat durch den ersten Zulauf 28 zuge führt, wobei es sich bei dem Rezirkulat insbesondere um das unverbrauchte H2 aus einem Anodenbereich 38 (gezeigt in Fig. 3) einer Brennstoffzelle 32, insbe sondere einem Stack, handelt, wobei das Rezirkulat auch Wasser und Stickstoff aufweisen kann. Innerhalb des Systems 31 kann sich optional ein Seitenkanal verdichter 2 befinden insbesondere an einer Rückführleitung 23, die sich zwi schen der Brennstoffzelle 32 und der Strahlpumpe 4 befindet.
Das Rezirkulat strömt dabei auf einem ersten Strömungspfad IV, insbesondere als eine Primärströmung IV, in die Ventil-Strahlpumpenanordnung 3 ein. Zum an deren strömt durch den zweiten Zulauf 36 auf einem zweiten Strömungspfad V, insbesondere als Sekundärstimmung V von außerhalb der Ventil-Strahlpumpena nordnung 3 ein gasförmiges Treibmedium, insbesondere H2, in eine Öffnung der Ventil-Strahlpumpenanordnung 3 und/oder in den Grundkörper 8 und/oder das Dosierventil 10 ein, wobei das Treibmedium von einem Tank 34 kommen kann und unter hohen Druck, insbesondere von mehr als 5 bar, steht. Dabei verläuft der zweite Zulauf 36a, b durch die Bauteile Grundkörper 8 und/oder Dosierventil 10. Vom Dosierventil 10 wird das Treibmedium mittels einer Aktorik und eines vollständig schließbaren Ventilelements, insbesondere stoßweise, durch die Düse 12 in den Ansaugbereich 7 und/oder das Mischrohr 9 abgelassen. Der durch die Düse 12 strömende und als Treibmedium dienende Wasserstoff weist eine Druckdifferenz und/oder Geschwindigkeitsdifferenz zum Rezirkulationsme- dium auf, das aus dem ersten Zulauf 28 in das Förderaggregat 1 einströmt, wo bei das Treibmedium insbesondere einen höheren Druck von mindestens 5 bar aufweist. Wenn sich ein sogenannter Strahlpumpeneffekt einstellt wird das Rezir- kulationsmedium mit einem geringen Druck in den zentralen Strömungsbereich 19 des Förderaggregats 1 gefördert, beispielsweise durch den Einsatz eines, dem Förderaggregat 1 vorgeschalteten, Seitenkanalverdichters 2. Dabei strömt das Treibmedium mit der beschriebenen Druckdifferenz und einer hohen Ge schwindigkeit, die insbesondere nahe der Schallgeschwindigkeit liegen kann, durch die Düse 12 in den zentralen Strömungsbereich 19 des Ansaugbereichs 7 und/oder des Mischrohrs 9 ein. Die Düse 12 weist dabei eine innere Ausneh mung in Form eines Strömungsöffnung auf, durch die das gasförmige Medium strömen kann, insbesondere vom Dosierventil 10 kommend und in den Ansaug bereich 7 und/oder das Mischrohr 9 einströmend. Dabei trifft das Treibmedium auf das Rezirkulationsmedium, das sich bereits im zentralen Strömungsbereich 19 des Ansaugbereichs 7 und/oder des Mischrohrs 9 befindet. Aufgrund der ho hen Geschwindigkeits- und/oder Druck-Differenz zwischen dem Treibmediums und dem Rezirkulationsmedium wird eine innere Reibung und Turbulenzen zwi schen den Medien erzeugt. Dabei entsteht eine Scherspannung in der Grenz schicht zwischen dem schnellen Treibmedium und dem wesentlich langsameren Rezirkulationsmedium. Diese Spannung bewirkt eine Impulsübertragung, wobei das Rezirkulationsmedium beschleunigt und mitgerissen wird. Die Mischung ge schieht nach dem Prinzip der Impulserhaltung. Dabei wird das Rezirkulationsme dium in der Strömungsrichtung III beschleunigt und es entsteht für das Rezirkula tionsmedium ein Druckabfall, wodurch eine Saugwirkung einsetzt und somit wei teres Rezirkulationsmedium aus dem Bereich des ersten Zulaufs 28 nachgeför dert wird. Dieser Effekt kann als Strahlpumpeneffekt bezeichnet werden. Durch das Ansteuern der Zu-Dosierung des Treibmediums mittels des Dosierventils 10 kann eine Förderrate des Rezirkulationsmediums reguliert werden und auf den jeweiligen Bedarf eines gesamten Brennstoffzellen-Systems 31 (nicht gezeigt in Fig. 1) je nach Betriebszustand und Betriebsanforderungen angepasst werden.
In einem beispielhaften Betriebszustand des Förderaggregats 1 bei dem sich das Dosierventil 10 in geschlossenem Zustand befindet, kann verhindert werden, dass das Treibmedium aus dem zweiten Zulauf 36 in den zentralen Strömungs bereich 19 der Strahlpumpe 4 nachströmt, so dass das Treibmedium nicht weiter in Strömungsrichtung III zum Rezirkulationsmedium in den Ansaugbereich 7 und/oder das Mischrohr 9 einströmen kann und somit der Strahlpumpeneffekt aussetzt. Nach dem Passieren des Mischrohrs 9 strömt das vermischte und zu fördernde Medium, das insbesondere aus dem Rezirkulationsmedium und dem Treibme dium besteht, in der Strömungsrichtung III in den Diffusorbereich 11, wobei es im Diffusorbereich 11 zu einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit kommen kann. Von dort strömt das Medium beispielsweise weiter in den Anodenbereich 38 der Brennstoffzelle 32.
Weiterhin weist das Förderaggregat 1 aus der Fig. 1 technische Merkmale auf, die den Strahlpumpeneffekt und die Fördereffizienz zusätzlich verbessern und/oder den Kaltstartvorgang und/oder Fertigungs- und Montage- Kosten weiter verbessern. Dabei verläuft das Teilstück Diffusorbereich 11 im Bereich seiner in neren Strömungsöffnung konisch, insbesondere sich in der Strömungsrichtung III vergrößernd. Durch diese Ausformung des Teilstücks Diffusorbereich 11 kann der vorteilhafte Effekt erzeugt werden, dass die kinetische Energie in Druckener gie umgewandelt wird, wodurch das mögliche Fördervolumen des Förderaggre gats 1 weiter erhöht werden kann, wodurch mehr des zu fördernden Mediums, insbesondere F , der Brennstoffzelle 32 zugeführt werden kann, wodurch der Wirkungsgrad des gesamten Brennstoffzellen-Systems 31 erhöht werden kann.
Erfindungsgemäß kann das Dosierventil 10 als ein Proportionalventil 10 ausge führt sein, um eine verbesserte Dosierfunktion und ein exakteres Dosieren des Treibmediums in den Ansaugbereich 7 und/oder das Mischrohr 9 zu ermögli chen. Zur weiteren Verbesserung der Strömungsgeometrie und des Wirkungs grads des Förderaggregats 1 sind die Düse 12 und das Mischrohr 9 rotationssy- metrisch ausgeführt, wobei die Düse 12 koaxial zum Mischrohr 9 der Strahl pumpe 4 verläuft.
Fig. 2 zeigt einen in Fig. 1 mit X bezeichneten Ausschnitt der Strahlpumpe 4 des Förderaggregats 1 in vergrößerter Darstellung. Dabei weist die Strahlpumpe 4 den Grundkörper 8 und die Düse 12 auf. Die Düse 12 befindet sich entlang der Längsachse 52 innerhalb der Strömungskontur des Grundkörpers 8 der Strahl pumpe 4 und weist auf der stromabwärtigen Seite eine zylindrisch verlängerte Düsenspitze 25 entlang der Längsachse 52 auf. Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Gestaltung der Strahlpump 4 zeigt, dass es zwei Strömungspfade gibt: Zum Einen einen primären Kanal 14 inner halb der Düse 12, durch den die Primärströmung IV, bei der es sich um ein Treib medium IV handelt, das von dem Tank 34 kommt und über den zweiten Zulauf 36 der Strahlpumpe 4 zugeführt wird. Zum Anderen einen sekundären Kanal 16 innerhalb des Grundkörpers 8, durch den eine Sekundärströmung V, bei der es sich um ein Rezirkulat V handelt, das von der Brennstoffzelle 32 als unver brauchtes Anodengas kommt und über den ersten Zulauf 28 der Strahlpumpe 4 zugeführt wird. Dabei ist gezeigt, dass die Strahlpumpe 4 eine erste Bohrung 33 mit einem ersten Sensor 41 und eine zweite Bohrung 35 mit einem zweiten Sen sor 43 aufweist. Die Sensoren 41, 43 befinden sich dabei im Bereich des sekun dären Kanals 16 und/oder des Ansaugbereichs 7 und/oder des Mischrohrs 9, wobei sich der zweite Sensor 43 stromabwärts vom ersten Sensor 41 befindet. Die erste Bohrung 33 weist dabei einen ersten Bohrungsdurchmesser 37 und die zweite Bohrung 35 einen zweiten Bohrungsdurchmesser 39 auf.
Innerhalb des primären Kanals 14 fließt das Treibmedium IV zumindest nahezu parallel zur Strömungsrichtung III durch die Düse 12, bis sich der Innendurch messer der Düse 12 in einen ersten konischen zulaufenden Bereich 22 verjüngt. Dabei verkleinert sich ein dritter Strömungsquerschnitt 13 zu einem vierten Strö mungsquerschnitt 15 mit einem geringeren Durchmesser. Dabei kann die Düse 12 in einer beispielhaften Ausführungsform des Förderaggregats 1 die zylindrisch verlängerte Düsenspitze 25 aufweisen, wobei insbesondere die Düsenspitze 25 zumindest teilweise in den Bereich des Mischrohrs 9 hineinragt. Weitere bei spielshafte Ausführungsformen der Düse 12 und/oder Düsenspitze 25 können weitere Düsengeometrien vorsehen, wie beispielsweise eine Laval-Düse. Beim Durchströmen der Düse 12 kann die Primärströmung IV des gasförmigen Medi ums maximal Schallgeschwindigkeit im vierten Strömungsquerschnitt 15 errei chen.
Das gasförmige Medium gelangt über eine Eintrittsöffnung 42, die einen Eintritts öffnungsdurchmesser 44 aufweist, in den ersten Strömungsquerschnitt 17 der Strahlpumpe 4. Von der Eintrittsöffnung 42 strömt das gasförmige Medium durch den sekundären Kanal 16 als Sekundärströmung V, bei dem es sich um ein Re zirkulat V handelt, zumindest nahezu parallel zur Strömungsrichtung III. Dabei verkleinert sich der ursprünglich erste Strömungsquerschnitt 17 zu einem zweiten Strömungsquerschnitt 19 mit einem geringeren Durchmesser, wodurch sich ins besondere die Strömungsgeschwindigkeit des Rezirkulats erhöht. Dabei weist der Grundkörper 8 der Strahlpumpe 4 einen zweiten konisch zulaufenden Be reich 24 auf, wobei der zweite konisch zulaufende Bereich 24 in Richtung der Längsachse 52 zumindest annähernd auf gleicher Höhe, wie der erste konisch zulaufende Bereich 22 verläuft. Beim Rezirkulat handelt es sich um das Ano denabgas, welches über die Rückführleitung 23 (gezeigt in Fig. 3) angesaugt und mit dem frischen gasförmigen Medium, insbesondere dem Treibmedium aus dem primären Kanal 14 vermischt wird, insbesondere im Ansaugbereich 7 und/oder im Mischrohr 9. Ausgehend von der Eintrittsöffnung 42 fließt die Sekun därströmung V durch den sekundären Kanal 16 bis zum zweiten Strömungsquer schnitt 19 der sich für die Sekundärströmung V als Ringfläche um die Düse 12 und/oder die zylindrisch verlängerte Düsenspitze 25 darstellt. Hierbei kann die Sekundärströmung V ebenfalls maximal Schallgeschwindigkeit erreichen. Strom abwärts der Düsenöffnungen werden beide Ströme vermischt und über den Dif fusorbereich 11 ausgeleitet.
Weiterhin zeigt Fig. 2, dass die erste Bohrung 33 stromabwärts direkt neben der Eintrittsöffnung 42 angeordnet ist, insbesondere im Bereich des ersten Strö mungsquerschnitts 17. Die zweite Bohrung 35 befindet sich im Bereich des engs ten Querschnitts, bei dem es sich um den zweiten Strömungsquerschnitt 19 han delt, der Sekundärströmung V. Da die Sekundärströmung V an diesem Punkt maximal beschleunigt wird, liegt der statische Druck deutlich unterhalb dem an der ersten Bohrung 33, bzw. dem entsprechenden Abgriff, gemessenen Wert.
Die Differenz zwischen den beiden statischen Drücken ist proportional zur Ge schwindigkeit im Bereich des engsten Querschnitts, bei dem es sich um den zweiten Strömungsquerschnitt 19 handelt, der Sekundärströmung V, beziehungs weise bei bekannter Dichte der Sekundärströmung V zum Massenstrom. Zur Verbesserung der Messgenauigkeit ist es vorteilhaft, dass die Düsenspitze 25 als zylindrisch verlängerte Düsenspitze 25 ausgeführt ist, so dass sich der engste Querschnitt der Sekundärströmung V, bei dem es sich insbesondere um den zweiten Strömungsquerschnitt 19 handelt, mindestens über den gesamten zwei ten Bohrungsdurchmesser 39 erstreckt. Die zylindrisch verlängerte Düsenspitze 25 erstreckt sich über eine Länge 27 entlang der Längsachse 52 in Überdeckung mit der zweiten Bohrung 35 steht und/oder orthogonal zur Längsachse 52 über lappend ausgeführt ist. Weiterhin zeigt Fig. 2, dass sich der erste Sensor 41 im Bereich des ersten Strö mungsquerschnitts 17 und der zweite Sensor 43 im Bereich des zweiten Strö mungsquerschnitts 19 befindet. Dabei befindet sich ein Düsenaustritt 18 der Düse 12 stromabwärts der zweiten Bohrung 35 und/oder des zweiten Sensors 43. Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Förderag gregats 1 werden dabei mindestens zwei Druckmessungen in dem sekundären Kanal 16 der Strahlpumpe 4 mittels des ersten Sensors 41 und mittels des zwei ten Sensors 43 durchgeführt. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens kann eine weitere Druckmessung in einem Bereich außerhalb der Strahlpumpe 4, insbesondere in einem Strömungsbereich des Brennstoffzel- len-Systems 31, und/oder in dem primären Kanal 14 durchgeführt werden um ein Ablassventil 30 (gezeigt in Fig. 3), insbesondere ein Purge-Ventil 30, anzusteu ern und zu öffnen. Sinkt der gemessene Differenzdruck unter einen entsprechen den Referenzwert, wird ein Purge-Event ausgelöst. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der Taupunkt in der Sekundärströmung V stromaufwärts der Strahlpumpe 4 unterschritten wird und flüssiges Wasser in die Strahlpumpe 4 eintritt. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass flüssiges Wasser in die Brenn stoffzelle 32 eingetragen wird, diese flutet und ein die Zellen schädigender Zu stand entsteht. Zudem bricht in diesem Fall die Pumpleistung der Strahlpumpe 4 ein, was die Gefahr der Zellflutung noch steigert. Dieser Zustand äußert sich durch starke Schwankungen des gemessenen Differenzdrucks. Dabei können mehrere Druckmessungen im Bereich der Primärströmung IV in dem primären Kanal 14 und/oder im Bereich der Sekundärströmung V in dem sekundären Ka nal 16 erfolgen, und mit Referenzwert und/oder einem Kennfeld /oder mindes tens einem Referenzpunkt, verglichen und eine entsprechende Abweichung er mittelt werden, insbesondere anhand eines mathematischen Models oder eines hinterlegten Kennfeldes, um eine Temperatur der Primärströmung IV und/oder der Sekundärströmung V des gasförmigen Mediums abzuleiten und/oder zu er rechnen. Zusätzlich zu mehreren Druckmessung kann zudem mindestens jeweils eine Temperaturmessung im Bereich der Primärströmung IV in dem primären Kanal 14 und/oder im Bereich der Sekundärströmung V in dem sekundären Ka nal 16 erfolgen. Diese Druckmessungen werden dann mit mindestens einem Re ferenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen und es wird eine entsprechende Abweichung ermittelt , insbesondere anhand eines mathematischen Models oder eines hinterlegten Kennfeldes, um eine relative Feuchte des gasförmigen Medi ums abzuleiten und/oder zu errechnen. Auf diese Weise können die gemessenen Differenzdrücke mit den entsprechenden Referenzpunkten (beispielsweise aus der Ausgabe eines mathematischen Modells oder eines hinterlegten Kennfelds) verglichen werden. So kann ein Zusammenhang zur momentan herrschenden relativen Feuchte hergestellt werden. Es ist bekannt, dass die Pump-Ieistung der Strahlpumpe 4 um ca. 15% sinkt, wenn die relative Feuchte von 0 auf 100% steigt. Über 100% relativer Feuchte kann es sogar zu Instabilitätseffekten der Se kundärströmung V kommen, wodurch die Pumpwirkung weiter degradiert, bezie hungsweise stark schwankt. Die Detektion des Differenzdruck ist hierbei wesent lich sensitiver als beispielsweise das Signal eines Feuchtesensors, dessen Sen sorspitze oberhalb von 100% relativer Feuchte gesättigt ist und somit die Mes sung behindert.
Des Weiteren können in einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben des Förderaggregats 1 mehrere Druckmessungen im Bereich der Primärströmung IV in dem primären Kanal 14 und/oder im Bereich der Sekun därströmung V in dem sekundären Kanal 16 erfolgen, und mit mindestens einem Referenzwert und/oder Referenzwert und/oder einem Kennfeld, verglichen und eine entsprechende Abweichung ermittelt werden, insbesondere anhand eines mathematischen Modells oder eines hinterlegten Kennfeldes, um die Geschwin digkeit der Sekundärströmung V zu ermitteln, insbesondere wenn die Geschwin digkeit der Sekundärströmung V im Bereich des zweiten Strömungsquerschnitts 19 nahe der Schallgeschwindigkeit liegt. Dabei wird aufgrund der Messergeb nisse der Seitenkanalverdichter 2 derart entsprechend angesteuert, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder Fördermenge erfolgt.
Zudem kann eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben des Förderaggregats 1 vorsehen, dass mehrere Druckmessungen in nerhalb oder außerhalb der Strahlpumpe 4 durchgeführt und mit mindestens ei nem Referenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen werden, um beim Unter schreiten eines festgelegten Wertes ein Abfallen und/oder ein Stall der Sekun därströmung V, bei der es sich insbesondere um eine Rezirkulationsströmung V handelt, zu detektieren. Beim Unterschreiten eines festgelegten Wertes wird der Seitenkanalverdichter 2 entsprechend angesteuert, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder Fördermenge erfolgt.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben des Förderaggregats 1 kann derart erfolgen, dass mehrere Druckmessungen inner halb oder außerhalb der Strahlpumpe 4 durchgeführt und mit mindestens einem Referenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen werden. In dieser beispielhaf ten Ausführungsform des Verfahrens wird dabei beim Unterschreiten eines fest gelegten Wertes eine Rückströmung entgegen der Strömungsrichtung III inner halb der Strahlpumpe 4 derart verhindert, indem der Seitenkanalverdichter 2 ent sprechend angesteuert wird, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder För dermenge erfolgt, bevor eine Rückströmung erfolgen kann.
Es existieren verschiedene Topologien für die Gestaltung des Brennstoffzellen- Systems 31. Das Druckgefälle zum Aufbau einer Rezirkulationsströmung wird entweder mittels des Seitenkanalverdichters 2 oder passiv mittels der Strahl pumpe 4 erzeugt. Alternativ kann das Förderaggregat 1 mittels einer kombinier ten aktiven und passiven Rezirkulation betrieben werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Strahlpumpe 4 ist speziell für mobile Anwendungen von Vor teil, da der Wartungsaufwand geringer ist und zudem im Betrieb kein zusätzlicher Energieverbrauch für die Aufrechterhaltung der Rezirkulation benötigt wird.
In Fig. 3 ist eine beispielhafte Ausführungsform des Brennstoffzellen-Systems 31 dargestellt, insbesondere eines Anodenkreislaufs. Dabei ist gezeigt, dass das Förderaggregat 1 und/oder die Strahlpumpe 4 über eine Verbindungsleitung 29 mit der Brennstoffzelle 32 verbunden ist, die den Anodenbereich 38 und einen Kathodenbereich 40 umfasst. Zudem ist die Rückführleitung 23 vorgesehen, die den Anodenbereich 38 der Brennstoffzelle 32 mit dem ersten Zulauf 28, und so mit insbesondere mit dem Ansaugbereich 7, des Förderaggregats 1 verbindet. Mittels der Rückführleitung 23 kann das im Anodenbereich 38 beim Betrieb der Brennstoffzelle 32 nicht verwertete erste gasförmige Medium zum ersten Zulauf 28 zurückgeführt werden. Bei diesem ersten gasförmigen Medium handelt es sich insbesondere um das vorangegangen beschriebene Rezirkulationsmedium. Es kann sich zudem in einer beispielhaften Ausführungsform im Bereich der Rückführleitung 23 der Seitenkanalverdichter 2. Somit strömt das unverbrauchte gasförmige Medium aus der Brennstoffzelle 32 in einen ersten Teil der Rückführ leitung 23a, die mit dem Seitenkanalverdichter 2 verbunden ist, und von dort wird das gasförmige Medium in einen zweiten Teil der Rückführleitung 23b gefördert, die den Seitenkanalverdichter 2 mit einem ersten Zulauf 28 der Strahlpumpe 4 verbindet, insbesondere fluidisch. Weiterhin kann sich im Bereich des ersten Teils der Rückführleitung 23a ein Knotenpunkt 46 befinden, wobei es sich um eine Strömungsverzweigung handelt. Der Knotenpunkt 46 verbindet dabei die Rückführleitung 23 mit dem Ablassventil 30, welches bei Bedarf dazu genutzt werden kann, Wasser aus dem Brennstoffzellensystem 31 einen Bereich einer Umgebung 26 herauszuleiten.
Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich, wird das in dem Tank 34 gespeicherte zweite gasförmige Medium über eine Zuströmleitung 21 einem Zuströmbereich, der ins besondere als der zweite Zulauf 36 ausgebildet ist, dem Förderaggregat 1 und/oder der Strahlpumpe 4 zugeführt.

Claims

Ansprüche
1. Förderaggregat (1) für ein Brennstoffzellen-System (31) zur Förderung und/oder Steuerung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasser stoff, mit einer von einem Treibstrahl eines unter Druck stehenden gas förmigen Mediums angetriebenen Strahlpumpe (4), wobei ein Ausgang des Förderaggregats (1) mit einem Anodeneingang (5) einer Brennstoff zelle (32) fluidisch verbunden ist, wobei die Strahlpumpe (4) einen An saugbereich (7), ein Mischrohr (9), einen Diffusorbereich (11) sowie ei nen Grundkörper (8) und eine Düse (12) aufweist und vom gasförmigen Medium in einer Strömungsrichtung III durchströmt wird, die parallel zu einer Längsachse (52) der Strahlpumpe (4) verläuft und wobei der Dif fusorbereich (11) mit dem Anodeneingang (5) der Brennstoffzelle (32) zumindest mittelbar fluidisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlpumpe (4) eine erste Bohrung (33) mit einem ersten Sen sor (41) und eine zweite Bohrung (35) mit einem zweiten Sensor (43) aufweist, wobei sich die Sensoren (41, 43) im Bereich eines sekundären Kanals (16) und/oder des Ansaugbereichs (7) und/oder des Mischrohrs (9) befinden und wobei sich der zweite Sensor (43) stromabwärts vom ersten Sensor (41) befindet.
2. Förderaggregat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Sensor (41) im Bereich eines ersten Strömungsquer schnitts (17) und der zweite Sensor (43) im Bereich eines zweiten Strö mungsquerschnitts (19) befindet.
3. Förderaggregat (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (12) eine zylindrisch verlängerte Düsenspitze (25) auf weist, wobei insbesondere die Düsenspitze (25) zumindest teilweise in den Bereich des Mischrohrs (9) hineinragt und ein Düsenaustritt (18) der Düse (12) stromabwärts der zweiten Bohrung (35) und/oder des zweiten Sensors (43) liegt.
4. Verfahren zum Betreiben eines Förderaggregats (1) nach einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Druckmessungen in dem sekundären Kanal (16) der Strahlpumpe (4) mittels des ersten Sensors (41) und mittels des zweiten Sensors (43) durchgeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine wei tere Druckmessung in einem Bereich außerhalb der Strahlpumpe (4), insbesondere in einem Strömungsbereich des Brennstoffzellen-Systems (31), und/oder in einem primären Kanal (14) durchgeführt wird um ein Ablassventil (30), insbesondere ein Purge-Ventil (30), anzusteuern und zu öffnen.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckmessungen im Bereich einer Primärströmung IV in dem primären Kanal (14) und/oder im Bereich einer Sekundärströmung V in dem sekundären Kanal (16) erfolgen, und mit Referenzwert und/oder ei nem Kennfeld /oder mindestens einem Referenzpunkt, verglichen und eine entsprechende Abweichung ermittelt wird, insbesondere anhand ei nes mathematischen Models oder eines hinterlegten Kennfeldes, um eine Temperatur der Primärströmung IV und/oder der Sekundärströ mung V des gasförmigen Mediums abzuleiten und/oder zu errechnen.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu sätzlich zu mehreren Druckmessung mindestens jeweils eine Tempera turmessung im Bereich der Primärströmung IV in dem primären Kanal (14) und/oder im Bereich der Sekundärströmung V in dem sekundären Kanal (16) erfolgt, und mit mindestens einem Referenzwert und/oder ei nem Kennfeld verglichen und eine entsprechende Abweichung ermittelt wird, insbesondere anhand eines mathematischen Models oder eines hinterlegten Kennfeldes, um eine relative Feuchte des gasförmigen Me diums abzuleiten und/oder zu errechnen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckmessungen im Bereich der Primärströmung IV in dem primären Kanal (14) und/oder im Bereich der Sekundärströmung V in dem sekundären Kanal (16) erfolgen, und mit mindestens einem Referenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen werden und eine ent sprechende Abweichung ermittelt wird, insbesondere anhand eines ma thematischen Models, um die Geschwindigkeit der Sekundärströmung V zu ermitteln, insbesondere wenn die Geschwindigkeit der Sekundärströ mung V im Bereich des zweiten Strömungsquerschnitts (19) nahe der Schallgeschwindigkeit liegt, und einen Seitenkanalverdichter (2) entspre chend anzusteuern, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder För dermenge erfolgt.
9. Verfahren nach der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckmessungen innerhalb oder außerhalb der Strahl pumpe (4) durchgeführt und mit mindestens einem Referenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen werden, um beim Unterschreiten eines festgelegten Wertes ein Abfallen und/oder ein Stall der Sekun därströmung V, bei der es sich insbesondere um eine Rezirkulationsströ- mung V handelt, zu detektieren und beim Unterschreiten eines festge legten Wertes den Seitenkanalverdichter (2) entsprechend anzusteuern, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder Fördermenge erfolgt.
10. Verfahren nach der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckmessungen innerhalb oder außerhalb der Strahl pumpe 4 durchgeführt und mit mindestens einem Referenzwert und/oder einem Kennfeld verglichen werden, um beim Unterschreiten eines fest gelegten Wertes eine Rückströmung entgegen der Strömungsrichtung III innerhalb der Strahlpumpe (4) zu verhindern, indem der Seitenkanalver dichter (2) entsprechend angesteuert wird, so dass eine Erhöhung der Drehzahl und/oder Fördermenge erfolgt.
11. Verwendung des Förderaggregates (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Brennstoffzellen-System 31.
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