Patent DE-112021000706-B4 (DE)
Title: Brennstoffzellensystem, dessen Verwendung und Verfahren zu dessen Betrieb
Inventor: BANG MADS
IPC: H01M8/04029
Filed: 2021-03-31
Granted: 2024-02-08
Abstract: Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems, wobei das Brennstoffzellensystem (1) Folgendes umfasst:- eine Brennstoffzelle (6), wobei die Brennstoffzelle (6) während des stationären Normalbetriebs nach dem Start eine stationäre Temperatur TFCaufweist;- einen Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) mit Brennstoffzellen-Kühlmittel zum Kühlen der Brennstoffzelle (6), wobei der Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) so konfiguriert ist, dass er die stationäre Temperatur TFCder Brennstoffzelle (6) während des stationären Normalbetriebs nach dem Start aufrechterhält;- eine Batterie (14), wobei die Batterie (14) während des stationären Normalbetriebs nach dem Start eine stationäre Temperatur TBataufweist; wobei TBatniedriger als TFCist;- einen Batteriekühlkreislauf (3) mit Batteriekühlmittel zum Kühlen der Batterie (14), wobei der Batteriekühlkreislauf (3) einen Wärmeenergie-Entferner (13) zum Entfernen von Wärmeenergie aus dem Batteriekühlmittel umfasst, um die stationäre Temperatur TBatder Batterie (14) während des stationären Normalbetriebs nach dem Start aufrechtzuerhalten; wobei der Batteriekühlkreislauf (3) und das Batteriekühlmittel von dem Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) und dem Brennstoffzellen-Kühlmittel getrennt sind;- einen Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher (4), der den Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) mit dem Batteriekühlkreislauf (3) thermisch koppelt, um Wärme von dem Brennstoffzellen-Kühlmittel auf das Batteriekühlmittel zu übertragen, wobei der Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher (4) einen ersten Strömungsbereich und einen zweiten Strömungsbereich mit einer dazwischen liegenden wärmeleitenden Trennwand umfasst, wobei der erste Strömungsbereich mit dem Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) verbunden ist, um Brennstoffzellen-Kühlmittel durch diesen zu leiten, und wobei der zweite Strömungsbereich mit dem Batteriekühlkreislauf (3) verbunden ist, um Batteriekühlmittel durch diesen zu leiten; wobei das Verfahren das Aufrechterhalten der stationären Temperatur TFCder Brennstoffzelle (6) umfasst, indem Wärmeenergie aus der Brennstoffzelle (6) durch Übertragung von Wärmeenergie vom Brennstoffzellen-Kühlmittel auf das Batteriekühlmittel durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher (4) kontinuierlich während des Normalbetriebs nach dem Start entfernt wird und die Wärmeenergie aus dem Batteriekühlmittel durch den Wärmeenergie-Entferner (13) zur Aufrechterhaltung von TBatin der Batterie (14) entfernt wird;dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) eine Brennstoffzellen-Kühlmittelpumpe (5) zum Pumpen des Brennstoffzellen-Kühlmittels durch den Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) umfasst; wobei der Brennstoffzellen-Kühlkreislauf (2) einen Hauptkreislauf (2A) und einen Nebenzweig (2B) umfasst, wobei der Hauptkreislauf ein serielles Strömen in der folgenden Reihenfolge umfasst: von der Brennstoffzellen-Kühlmittelpumpe (5) zu einem Teilungspunkt (7), von dem Teilungspunkt (7) zu der Brennstoffzelle (6), von der Brennstoffzelle (6) zu einem Zusammenführungspunkt (10), von dem Zusammenführungspunkt (10) zu der Brennstoffzellen-Kühlmittelpumpe (5); wobei der Nebenzweig (2B) ein serielles Strömen in der folgenden Reihenfolge umfasst: vom Teilungspunkt (7) zum Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher (4) und vom Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher (4) zum Zusammenführungspunkt (10); wobei das Verfahren das Teilen des Brennstoffzellen-Kühlmittels in zwei Anteile am Teilungspunkt (7) mit einem ersten Anteil durch die Brennstoffzelle (6) und einem zweiten Anteil durch den Kühlmittel-Kühlmittel-Wärmetauscher (4) umfasst.