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DE19962680A1 - Brennstoffzellenanlage mit Notabschaltung - Google Patents

Brennstoffzellenanlage mit Notabschaltung

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DE19962680A1
DE19962680A1 DE19962680A DE19962680A DE19962680A1 DE 19962680 A1 DE19962680 A1 DE 19962680A1 DE 19962680 A DE19962680 A DE 19962680A DE 19962680 A DE19962680 A DE 19962680A DE 19962680 A1 DE19962680 A1 DE 19962680A1
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Rolf Brueck
Joerg-Roman Konieczny
Meike Reizig
Joachim Grose
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Siemens Corp
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Siemens Corp
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenanlage mit Notabschaltung, bevorzugt eine Brennstoffzellenanlage, die im mobilen Bereich eingesetzt wird. Die Vorrichtung zur Notabschaltung sieht zunächst eine Schließung der Wasserstoffzufuhr und weitergehend im Bedarfsfall weitere Maßnahmen bis hin zur Abkopplung und/oder Absprengung der Vorrichtungen zum Strom- und/oder Spannungstransport.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzellenanlage mit Notab­ schaltung.
Aus der US 5,193,635 ist ein Fahrzeug mit Brennstoffzellenan­ trieb bekannt, bei dem der Brennstoffzellenstapel als Ener­ gieträger der Antriebseinheit des Fahrzeugs eingesetzt ist. Nachteilig an dem System ist, daß für den Fall, dass die Brennstoffzellenanlage sich einem kritischen Punkt nähert, sei es im Hinblick auf die Temperatur, den Druck, etc. keine Sicherungsmaßnahme vorsieht, die der erheblichen Explosions­ gefahr, die von der Brennstoffzelle, insbesondere von der Wasserstoffzufuhr, dem Wasserstofftank etc. bei der Brenn­ stoffzelle ausgeht, Rechnung trägt. Auch sonst sind keine Maßnahmen zur Sicherung von Brennstoffzellenanlagen, insbe­ sondere solcher, die im mobilen Bereich eingesetzt werden, bekannt. Dabei ist angesichts der Tatsache, daß bei einem Kurzschluß, eventuell verursacht durch einen Fahrzeugunfall, die Brennstoffzellenanlage weiter Strom erzeugt, der nicht verbraucht wird, eine Sicherungsmaßnahme, die die Gefahr ei­ nes Stromschlages abhält, geradezu unerläßlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherungsmaßnahme für ei­ ne Brennstoffzellenanlage zu schaffen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Brennstoffzellenanlage, die eine Vorrichtung zur Notabschaltung hat. Außerdem ist Gegen­ stand der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Brenn­ stoffzellenanlage in einem Fahrzeug, bei dem gewährleistet ist, dass, sobald die Gefahr besteht, dass ein kritischer Be­ triebszustand erreicht werden könnte die Anlage und/oder der Reformer automatisch abgeschaltet, von der Kraftstoffzufuhr abgekoppelt und/oder die Vorrichtungen zum Strom- und/oder Spannungstransport entfernt werden.
Bevorzugt umfaßt die Vorrichtung zur Notabschaltung im Stapel und/oder in den Endplatten und/oder im Gehäuse des Stapels ein Steuer- und Messgerät, so dass beim Eintreten bestimmter Betriebszustände (Temperatur, Druck, Spannung), die Kraft­ stoffzufuhr und/oder die elektrischen Verbindungen automa­ tisch verschlossen bzw. isoliert werden. Dies führt dann auch unmittelbar zum Abschalten der Anlage.
Nach einer Ausführungsform versorgen mehrere Sensoren, die an notorischen Punkten in der Anlage angebracht sind, das Mess­ gerät mit den Informationen über den Betriebszustand der An­ lage und/oder einen Kurzschluß. Falls eine der Messungen die Annäherung der Anlage an einen kritische Betriebszustand er­ gibt, so schaltet automatisch das angeschlossene Steuergerät die Kraftstoffzufuhr ab. Unter "Kraftstoff" werden dabei nicht nur die Prozeßgase verstanden, sondern auch der Kraft­ stoff, der in den Reformer fließt.
Falls diese Maßnahme nicht zu einer Beruhigung des Systems führt, so zündet das Steuergerät die Abkopplung und gegebe­ nenfalls auch die Absprengung der Vorrichtungen zum Strom- und/oder Spannungstransport und/oder bewirkt mit Hilfe eines Crashsensors den Verschluß sämtlicher Ventile.
Unter "Vorrichtungen zum Strom- und/oder Spannungstransport" werden die stromführenden Kabel und Spannungsabnehmer, elek­ trischen Leitungen und/oder Verteiler verstanden, durch die die bis zu 500 V der Anlage transportiert werden.
Die Brennstoffzellenanlage nach der Erfindung hat eine Vor­ richtung zur Notabschaltung, so daß im Fall einer Gefahr durch Kurzschluß und/oder Erreichen eines kritischen Be­ triebszustandes die Vorrichtungen zum Strom- und/oder Span­ nungstransport wie die elektrischen Leitungen, Verteiler etc. automatisch vom Fahrzeug und/oder vom Stack abgetrennt und/oder die Kraftstoffzufuhr verschlossen wird. Die Vorrich­ tung zur Notabschaltung sieht zunächst zumindest eine Schlie­ ßung der Kraftstoffzufuhr und weitergehend im Bedarfsfall weitere Maßnahmen wie eine Abkopplung und/oder Absprengung der Vorrichtungen zum Strom- und/oder Spannungstransport vor.

Claims (4)

1. Brennstoffzellenanlage, die eine Vorrichtung zur Notab­ schaltung hat.
2. Brennstoffzellenanlage nach Anspruch 1, die im Bereich der Elektrotraktion eingesetzt ist.
3. Brennstoffzellenanlage nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, wobei die Vorrichtung zur Notabschaltung mehrere Senso­ ren und ein Meß- und Steuergerät umfaßt.
4. Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzellenanlage in ei­ nem Fahrzeug, bei dem gewährleistet ist, dass, sobald die Ge­ fahr besteht, dass ein kritischer Betriebszustand erreicht werden könnte die Anlage und/oder der Reformer automatisch abgeschaltet, von der Kraftstoffzufuhr abgekoppelt und/oder die Vorrichtungen zum Strom- und/oder Spannungstransport ent­ fernt werden.
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