AT526141A1 - Brennstoffzellensystem, Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Ablassen von Produktwasser aus einem Brennstoffzellenstapel des Brennstoffzellensystems - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem (50), wobei das Brennstoffzellensystem (50) zumindest einen Brennstoffzellenstapel (10) umfasst, welcher Einlassöffnungen (12), Auslassöffnungen (14) und die Einlassöffnungen (12) strömungstechnisch mit den Auslassöffnungen (14) verbindende Strömungsabschnitte (16) aufweist, wobei das Brennstoffzellensystem (50) zumindest ein Ablaufsystem (30) umfasst, wobei das Ablaufsystem (30) einen Ablaufkanal (32) und zumindest ein in dem Ablaufkanal (32) angeordnetes Ablaufventil (34) zum Ablassen von Produktwasser (1) aus dem zumindest einen Brennstoffzellenstapel (10) aufweist, wobei der zumindest eine Ablaufkanal (32) von zumindest einem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt (17) der Strömungsabschnitte (16) nach außerhalb des Brennstoffzellenstaels (10) führt, und wobei das Brennstoffzellensystem (50) ferner eine Steuervorrichtung (40) zum Öffnen des zumindest einen Ablaufventils (34) aufweist.

Description

Brennstoffzellensystem, Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Ablassen von Produktwasser aus einem Brennstoffzellenstapel des

Brennstoffzellensystems

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem, ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Ablassen von Produktwasser

aus einem Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellensystems.

Aus dem Stand der Technik sind Brennstoffzellensysteme bekannt, in denen das Anodensystem (mit Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, versorgt) ein geschlossener Kreislauf ist, in dem überschüssiger Brennstoff rezirkuliert wird. In diesem geschlossenen Kreislauf wird flüssiges Produktwasser in einem Wasserabscheider auRerhalb des Brennstoffzellenstapels abgeschieden und periodisch abgeführt. Das Kathodensystem (mit Oxidationsmittel, insbesondere Luft, versorgt) ist normalerweise offen. Dem Stack wird Luft aus der Umgebung zugeführt, und die Abluft mit

dem Produktwasser (gasförmig und flüssig) wird an die Umgebung abgegeben.

Insbesondere Polymerelektrolytmembran(PEM)-Brennstoffzellenstapel und diese beinhaltende Brennstoffzellensysteme werden heute meist in Kraftfahrzeugen oder stationären Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Neigungswinkel (insbesondere

>> 8 °) nicht zum normalen Betrieb gehören und allenfalls nur kurzzeitig auftreten.

Bei anderen Anwendungen, wie insbesondere Geländewagen, Baumaschinen, Traktoren, Flugzeuge, Schiffe, Pistenraupen, Schneemobile etc., gehören hohe Neigungen bis z. B. 30 ° (57,7 %) zum Normalbetrieb und können über einen längeren Zeitraum (mehrere Minuten bis Stunden) auftreten. Hier kann sich Produktwasser im Brennstoffzellenstapel ansammeln, da flüssiges Wasser nur bis zu einer bestimmten Neigung von den Mediengasströmen gegen die Schwerkraft oder Gravitationskraft

abtransportiert werden kann.

Typischerweise kann ein PEM-Brennstoffzellenstapel unter einem bestimmten Neigungswinkel nur für eine bestimmte Zeit betrieben werden. Die maximale Neigung und die mögliche Zeit bei dieser Neigung hängen von der Art der Neigung ab. Am kritischsten wurde eine Neigung festgestellt, bei der die Einlass-/Auslassöffnungen

nach oben (entgegen der wirkenden Schwerkraft) gerichtet sind. Dies kann zu einer

unzureichenden Entfernung des (im Brennstoffzellenstapel erzeugten) Produktwas-

sers führen, insbesondere in den Zellsammlern, gefolgt von einer Oxidationsmittel-

/Brennstoffverknappung. Oxidationsmittelmangel kann zu einem Leistungsverlust

führen und den Brennstoffzellenstapel betriebsunfähig machen. Brennstoffmangel

kann außerdem zur Beschädigung des Brennstoffzellenstapels führen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen stabilen, zuverlässigen und sicheren Betrieb von Brennstoffzellenstapeln von Brennstoffzellensystemen auch bei großen Neigungen während ihres

Betriebs für lange und möglichst unbegrenzte Zeit zu ermöglichen.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird oder werden

kann.

Erfindungsgemäß ist ein Brennstoffzellensystem vorgesehen, wobei das Brennstoffzellensystem zumindest einen Brennstoffzellenstapel umfasst, welcher Einlassöffnungen, Auslassöffnungen und die Einlassöffnungen strömungstechnisch mit den Auslassöffnungen verbindende Strömungsabschnitte, insbesondere Strömungskanäle in den einzelnen Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels, aufweist. Das Brennstoffzellensystem umfasst ferner zumindest ein Ablaufsystem, wobei das Ablaufsystem einen Ablaufkanal und zumindest ein in dem Ablaufkanal angeordnetes Ablaufventil zum Ablassen von Produktwasser aus dem zumindest einen Brennstoffzellenstapel aufweist, wobei der Ablaufkanal von zumindest einem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt der Strömungsabschnitte nach außerhalb des Brennstoffzellensta-

pels führt, und wobei das Brennstoffzellensystem ferner eine Steuervorrichtung zum

Anders als im Stand der Technik wird erfindungsgemäß damit eine Lösung bereitgestellt, die eine Ableitung von angesammeltem Produktwasser direkt aus dem Brennstoffzellenstapel des Brennstoffzellensystems, insbesondere eines Fahrzeugs, ermöglicht. Gegenüber bekannten Brennstoffzellensystemen, bei denen eine zusätzliche Ableitung des Produktwassers direkt aus dem Stack selbst im Anodensystem nicht vorgesehen ist und ein zusätzliches Abflusssystem im Kathodensystem nicht erforderlich ist, wie aus der obigen Einleitung folgt, wird bei dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem ein stabiler, zuverlässiger und sicherer Betrieb des Brennstoffzellenstapels auch bei großen Neigungen für unbegrenzte Zeit erreicht. Dabei führt der Ablaufkanal von dem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt nach außerhalb des Brennstoffzellenstapels, also aus dem Brennstoffzellenstapel heraus. Sich so im Ablaufkanal-Strömungsabschnittkanal über längere Betriebszeit bei hohen Neigungen ansammelndes Produktwasser, welches nicht allein von den Mediengasströmen gegen die Schwerkraft, insbesondere zu einem Wasserabscheider außerhalb des Brennstoffzellenstapels, abtransportiert werden kann, kann nun auf einfache Art und Weise durch Öffnen des Ablaufventils mittels der Steuervorrichtung abgelassen wer-

den.

Das Brennstoffzellensystem kann insbesondere in einem Fahrzeug verwendet werden. Ein solches Fahrzeug kann ein beliebiges Land-, Wasser- und/oder Luftfahrzeug sein. Für viele Landfahrzeuge, also Anwendungen in Fahrzeugen auf der Straße, kann davon ausgegangen werden, dass hohe Neigungen nur für eine begrenzte Zeit (z. B. nur einige Minuten) auftreten, gefolgt von einer neutralen Position oder sogar einer Neigung mit in Schwerkraftrichtung nach unten gerichteten AuslassÖffnungen. Daher kann sich das Produktwasser in solchen Fahrzeugen ggf. nicht in einem Maße ansammeln, dass es kritisch für den Fahrzeugbetrieb wird. Für andere Anwendungen gilt diese Annahme nicht, so dass diese Ausführungsformen von Fahrzeugen besonders vorteilhaft sind. Hierbei kann es sich insbesondere um Geländewagen, Baumaschinen, Traktoren, Flugzeuge, Schiffe, Pistenraupen und/oder Schneemobile handeln. Alternativ ist es aber auch möglich, das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem in anderen Vorrichtungen als einem Fahrzeug einzusetzen, wobei die hier zu einem Fahrzeug gemachten Ausführungen entsprechend auch für

andere Vorrichtungen, soweit technisch realisierbar, zutreffen können.

technisch verbunden sein.

Der Ablaufkanal-Strömungsabschnitt ist derjenige zumindest eine Strömungsabschnitt, in dem der Ablaufkanal verläuft oder von dem aus der Ablaufkanal sich nach außerhalb des Brennstoffzellenstapels, also zu einer Umgebung außerhalb des Brennstoffzellenstapels hin, erstreckt. Der Ablaufkanal kann sich dabei in eine Umgebung innerhalb des Brennstoffzellensystems oder des Fahrzeugs außerhalb des Brennstoffzellenstapels oder gänzlich außerhalb des Fahrzeugs erstrecken. Bei der ersten Variante kann das Produktwasser aufgefangen und rezirkuliert werden oder für andere Zwecke verwendet werden. Bei der zweiten Variante kann es vom Fahrzeug abgelassen werden. Selbstverständlich ist es möglich, dass der Ablaufkanal in oder von mehr als einem Strömungsabschnitt verläuft, sodass mehrere AblaufkanalStrömungsabschnitte bestehen. Auch ist möglich, dass mehrere Ablaufkanäle in verschiedenen Strömungsabschnitten vorgesehen sind, die zusammengeführt werden können oder auch nicht, sodass auch separate Ablaufventile für jeden dieser Ablauf-

kanäle vorgesehen werden können.

Als Steuervorrichtung für das Öffnen des zumindest einen Ablaufventils kann eine im Brennstoffzellensystem bereits vorgesehene Steuervorrichtung verwendet werden,

die dort auch andere Steuerungsaufgaben übernimmt, um die Kosten des

Brennstoffzellensystems gering zu halten. Die Steuervorrichtung kann entsprechend

steuerungstechnisch mit dem zumindest einen Ablaufventil verbunden werden, So-

dass dieses zum Öffnen und auch zum Schließen angesteuert werden kann. Möglich

ist aber auch, eine explizit für das zumindest eine Ablaufventil vorgesehene Steuer-

vorrichtung vorzusehen.

Vorteilhafterweise kann der Ablaufkanal zum passiven Ablassen von Produktwasser mittels auf das Produktwasser wirkender Gravitationskraft ausgebildet sein. Dazu kann eine Einbaulage und/oder zumindest teilweise Erstreckungsrichtung des Ablaufkanals gegenüber dem Fahrzeug, insbesondere gegenüber einer für den Betrieb vorgesehenen Normallage, vorgesehen werden, die bei, insbesondere gegenüber der Normallage, geneigtem Fahrzeug und damit geneigtem zumindest einen Brennstoffzellenstapel dafür sorgt, dass das Produktwasser durch die Gravitationskraft mittels des Ablaufkanals bei geöffnetem Ablaufventil abfließen kann. Dabei können die Einlass- und Auslassöffnungen nach entgegen der Schwerkraftrichtung gerichtet sein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Produktwasser bei geöffnetem Ablaufventil ausschließlich mittels der Gravitationskraft abfließen kann. Dies meint, dass keine aktive Beeinflussung des Betriebs des Brennstoffzellensystems (mit Ausnahme des Öffnens des Ablaufventils) notwendig ist, wie beispielswiese eine aktive Spülung oder aktive Drucksteuerung, also eine Veränderung des Medienstroms innerhalb des Brennstoffzellenstapels, um das Abfließen des Produktwassers

zu ermöglichen.

Vorteilhaft ist zudem, wenn das Brennstoffzellensystem ferner einen Wasserabscheider außerhalb des zumindest einen Brennstoffzellenstapels aufweist. Dieser Wasserabscheider ist zusätzlich zum Ablaufsystem des Brennstoffzellensystems vorgesehen und insbesondere wird dieser separat davon betrieben. Dieser Wasserabscheider ist typischerweise in Brennstoffzellensystemen zum Abscheiden von Produktwasser aus dem Brennstoffzellenstapel vorgesehen, wobei das Produktwasser jedoch mittels der Mediengasströme aus dem Brennstoffzellenstapel ausgeleitet werden muss. Der Wasserabscheider kann seinerseits ein oder mehrere Ventile aufweisen. Wie eingangs erläutert ist dies bei großen Neigungswinkeln nicht immer gänzlich möglich, sodass das zusätzliche Ablaufsystem unabhängig von dem Wasserabscheider ein zuverlässiges Abführen des Wassers aus dem Brennstoffzellenstapel bei der-

artigen Situationen ermöglicht. Dabei kann der Ablaufkanal des Ablaufsystems

wiederum zum Wasserabscheider führen oder aber von diesem fluidtechnisch abge-

trennt sein. Möglich ist auch, das Ablaufventil oder ein weiteres Ventil zwischen dem

Ablaufkanal und dem Wasserabscheider vorzusehen, um wahlweise Produktwasser

aus dem Ablaufkanal dem Wasserabscheider zuzuführen oder anderweitig abzufüh-

ren.

Vorteilhaft ist ferner, wenn der Ablaufkanal durch eine Isolatorplatte des zumindest einen Brennstoffzellenstapels verläuft. Isolatorplatten in Brennstoffzellenstapeln sind elektrisch nicht leitend und isolieren Hardware-Komponenten des Brennstoffzellenstapels von stromführenden Teilen des Brennstoffzellenstapels. Durch die Lastplatten können die einzelnen Brennstoffzellen des Brennstoffzellenstapels gegeneinander verspannt sein. Zudem können sie die mechanische Anbindung des Brennstoffzellenstapels an das Brennstoffzellensystem oder das Fahrzeug darstellen. Die Integration des Ablaufkanals in eine Isolatorplatte ermöglicht dabei eine bauraumtechnisch optimierte Integration des Ablaufkanals, sodass bisherige Konstruktionen von Brennstoffzellenstapel nicht umständlich abgeändert werden müssen und der Brennstoffzellenstapel nicht größer als bisher dimensioniert werden muss. Dabei wurde herausgefunden, dass die Isolatorplatte und die Lastplatte in funktionstechnischer und struktureller Hinsicht durch den zusätzlichen Ablaufkanal nicht oder allenfalls nur unwesentlich beeinträchtigt werden. Der Ablaufkanal kann dabei beispielsweise als

eine Bohrung in der Isolatorplatte ausgeführt sein.

Vorteilhaft ist außerdem, wenn in dem Ablaufkanal ein Reservoir zum Sammeln von Produktwasser angeordnet ist. Dieses Reservoir ist außerhalb des Ablaufkanal-Strömungsabschnitt ausgebildet und kennzeichnet sich dadurch, dass es eine vordefinierte Produktwassermenge speichern kann, bevor das Produktwasser bei Öffnen des Ablaufventils ablaufen kann. Dadurch kann bereits vor dem Öffnen des Ablaufventils eine gewisse Menge an Produktwasser aus dem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt entfernt werden, um Beeinträchtigungen und mögliche Beschädigungen des Brennstoffzellenstapels zu verhindern. Zudem kann ein Rückströmen des Produktwassers verhindert oder reduziert werden, wenn sich eine andere Neigung einstellt, insbesondere in entgegengesetzter Richtung (beispielsweise wenn nach langer

Bergauf-Fahrt mit dem Fahrzeug eine Bergab-Fahrt folgt).

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durch das Reservoir.

Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Ablaufventil außerhalb des Brennstoffzellenstapels angeordnet. Gleichwohl ist es vorteilhafterweise nahe des Brennstoffzellenstapel befindlich. So können die Kosten des Ablaufsystems gering gehalten werden, da eine alternativ mögliche Integration des Ablaufventils in den Brennstoffzellenstapel, beispielsweise die Isolatorplatte, sehr kostenaufwändig und bauraumtech-

nisch nur schwierig zu bewerkstelligen wäre.

Vorzugsweise ist der zumindest eine Brennstoffzellenstapel zudem horizontal orientiert in einem Fahrzeug angeordnet. Eine derartige horizontale Brennstoffzellenstapel-Ausrichtung kann z. B. aufgrund von Bauraumbeschränkungen erforderlich sein. So kann es beispielsweise vorkommen, dass ein Brennstoffzellenstapel in vertikaler Ausrichtung bzw. in sog. "Pancake"-Ausrichtung (Brennstoffzellen sind im Stapel in der Art eines Pfannkuchens von unten nach oben in vertikaler Richtung gestapelt) mit angemessener Leistung nicht in einen Motorraum eines Personenkraftwagens als mögliche Ausführungsform des Fahrzeugs passt. Hier ist die Produktwasseransammlung bei Fahrzeugneigung ein besonders häufig auftretendes Problem, dass folglich bei einem erfindungsgemäßem Fahrzeug eliminiert oder zumindest reduziert

werden kann.

Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, von einer Messvorrichtung einen Messwert zu erhalten, welcher indikativ für eine Neigung des Fahrzeugs und/oder des Brennstoffzellenstapels gegenüber einer Horizontalen ist, den Messwert mit einem vordefinierten Vergleichsmesswert zu vergleichen und das zumindest eine Ablaufventil in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs zu öffnen. Dies hat den Vorteil, dass das Ablaufventil nur soweit es notwendig ist, also

sich Produktwasser in hinreichendem Maße ansammelt, geöffnet wird, was durch die

seransammlung besteht, wie herausgefunden worden ist.

Vorteilhaft ist ganz besonders, wenn das Brennstoffzellensystem und/oder das Fahrzeug eine Neigungsmessvorrichtung zum Messen eines Neigungswinkels des Fahrzeugs und/oder des zumindest einen Brennstoffzellenstapels gegenüber einer Horizontalen aufweist und die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil zu öffnen, wenn der gemessene Neigungswinkel einen vordefinierten Neigungswinkel überschreitet. Diese Art von Messvorrichtung erlaubt eine direkte Messung der Neigung des Fahrzeugs und damit des Brennstoffzellenstapels. Dabei

müssen die Neigungswinkel von Fahrzeug und Brennstoffzellenstapel nominal nicht

miteinander übereinstimmen, da der Brennstoffzellenstapel selbst mit seiner Einbau-

lage in dem Fahrzeug gegenüber dem Fahrzeug geneigt sein kann. Die Einbaulage

ist jedoch bekannt und fest, sodass ein gemessener Neigungswinkel vom Fahrzeug

auf den Neigungswinkel des Brennstoffzellenstapels übertragen werden kann.

Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass die zumindest eine Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil zu öffnen, wenn der gemessene Neigungswinkel den vordefinierten Mindestwert für eine vordefinierte Mindestdauer überschreitet. So kann durch geeignete Vordefinition einer Mindestdauer, insbesondere zumindest im Minuten- oder Stundenbereich, verhindert werden, dass bei jeder kurzen Zeitspanne, in der sich noch kein oder nur wenig Produktwasser in dem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt akkumuliert hat, bereits ein Öffnen des Ablaufventils erfolgt, wodurch nur Mediengasströme abgelassen werden würden. Es wird also über die notwendige Mindestdauer vorgegeben, wie lange der vordefinierte Neigungswinkel überschritten werden muss, um das Ablaufventil zu öffnen, sodass sich tatsächlich (hinreichend) Produktwasser angesammelt hat, welches abgelassen wer-

den kann und muss.

Vorteilhaft ist außerdem ganz besonders, zusätzlich oder alternativ, wenn das Brennstoffzellensystem eine Zellspannungsmessvorrichtung zum Messen einer Zellspannung des zumindest einen Brennstoffzellenstapels aufweist und die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil zu öffnen, wenn die gemessene Zellspannung eine vordefinierte Zellspannung unterschreitet. So kann über die Zellspannungsmessung eine Störung im Betrieb der Brennstoffzelle bei entsprechend geringer Zellspannung festgestellt werden. Diese kann als indikativ für eine Ansammlung von Produktwasser betrachtet werden, sodass daraufhin das Ablaufventil zum Ablassen des in dem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt angesammelten

Produktwassers geöffnet werden kann.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil zu öffnen, wenn die gemessene Zellspannung die vordefinierte Zellspannung für eine vordefinierte Mindestdauer unterschreitet. So kann durch geeignete Vordefinition einer Mindestdauer, insbesondere zumindest im Minuten- oder Stundenbereich, verhindert werden, dass bei jeder kurzen Zeitspanne,

in der sich noch kein oder nur wenig Produktwasser in dem Ablaufkanal-

Strömungsabschnitt akkumuliert hat, bereits ein Öffnen des Ablaufventils erfolgt,

wodurch nur Mediengasströme abgelassen werden würde. Es wird also über die not-

wendige Mindestdauer vorgegeben, wie lange die vordefinierte Zellspannung unter-

schritten werden muss, um das Ablaufventil zu öffnen, sodass sich tatsächlich (hin-

reichend) Produktwasser angesammelt hat, welches abgelassen werden kann und

MUSS.

Schließlich kann alternativ oder zusätzlich vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil in vordefinierten Zeitintervallen zu öffnen und zu schließen. Dies ist eine besonders einfache Art und Weise einer indikativen Ermittlung einer Produktwasseransammlung in dem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt, wenn auch diese weniger präzise als die Neigungswinkelmessung oder die Zellspannungsmessung ausfallen kann, die jedoch etwas aufwändiger sind. Die Zeitintervalle können dabei beispielsweise abhängig von dem typischen Betrieb und/oder Erfahrungswerten vordefinierten werden. Vorteilhafterweise können die Zeitintervalle durch eine Zeitintervallmessvorrichtung gemessen werden. Wenn die Zeitintervalle dann ablaufen, kann das Ablaufventil durch die Steu-

ervorrichtung geöffnet werden.

Schließlich kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass die Steuervorrichtung zum Schließen des Ablaufventils in Abhängigkeit von einem Mediendruck in dem zumindest einen Ablaufkanal-Strömungsgasabschnitt eingerichtet ist. Insbesondere kann der Mediendruck in dem zumindest einen Ablaufkanal-Strömungsgasabschnitt überwacht werden, ganz besonders von einer entsprechenden Überwachungsvorrichtung, insbesondere einer Druckmessvorrichtung, und, insbesondere von der Steuervorrichtung, laufend mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich abgeglichen werden. Wenn der gemessene oder überwachte Mediendruck den Sollwert unterschreitet oder außerhalb des Sollwertbereichs liegt kann gefolgert werden, dass das Medium in dem Ablaufkanal-Strömungsgasabschnitt wegen Mediendruckabfalls aus dem Ablaufkanal abgelassen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Produktwasser also bereits abgelassen und das Schließen des Ablaufventils sollte schnellstmöglich erfolgen, um zu verhindern, dass mehr Medium abgelassen wird, welches für die Reaktion in dem Brennstoffzellenstapel benötigt wird. Das Schließen kann durch die Abhängigkeit vom Mediendruck also zeitlich präzise erfolgen. Weiters kann nicht nur

der Sollwert des Mediendrucks überwacht werden, sondern auch durch eine

Überwachung des Druckgradienten ein Abfallen des Druckes ermittelt werden.

Dadurch kann ebenfalls rückgeschlossen werden, dass das Produktwasser bereits

abgelassen wurde und das Ablaufventil geschlossen werden kann.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem erfin-

dungsgemäßen Brennstoffzellensystem.

Damit bringt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem erläutert

worden sind.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ablassen von Produktwasser aus zumindest einem Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellensystems eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgen-

den Schritte aufweist:

— Messen eines Messwerts, welcher indikativ für eine Neigung des Fahrzeugs

und/oder des Brennstoffzellenstapels gegenüber einer Horizontalen ist,

— Vergleichen des Messwerts mit einem vordefinierten Vergleichsmesswert,

und

— Öffnen des zumindest einen Ablaufventils zum Ablassen des Produktwassers

in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs.

Damit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem erläutert worden sind. Dabei kann das Brennstoffzellensystem, insbesondere das Fahrzeug,

insbesondere zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sein.

Wie zuvor erläutert worden ist kann das Verfahren insbesondere in dem Messschritt umfassen, dass ein Messen eines Neigungswinkels des Fahrzeugs und/oder des zumindest einen Brennstoffzellenstapels gegenüber der Horizontalen, ein Messen einer Zellspannung des zumindest einen Brennstoffzellenstapels und/oder ein Messen eines Zeitintervalls erfolgt. Schließlich kann das Verfahren insbesondere in dem Öff-

nungsschritt umfassen, dass das Öffnen des zumindest einen Ablaufventils zum

vordefinierten Zellspannung und/oder dem vordefinierten Zeitintervall zu verstehen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aus-

führungsbeispiele im Einzelnen beschreiben sind. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Frontalansicht auf einen Brennstoffzellenstapel,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf den Brennstoffzellenstapel aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Brennstoffzellenstapel aus Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch ein Fahrzeug gemäß einem Ausfüh-

rungsbeispiel der Erfindung mit dem Brennstoffzellenstapel aus einer der Fig. 7 bis 12,

Fig. 5 Seitenansichten des Brennstoffzellenstapels der Fig. 4 bei unterschied-

lichen Neigungen gegenüber einer Horizontalen,

Fig. 6 Draufsichten des Brennstoffzellenstapels der Fig. 4 bei unterschiedli-

chen Neigungen gegenüber einer Horizontalen,

Fig. 7 eine Seitenansicht auf einen Brennstoffzellenstapel gemäß einem Aus-

führungsbeispiel der Erfindung, Fig. 8 eine Draufsicht auf den Brennstoffzellenstapel aus Fig. 7,

Fig. 9 eine Detail- und Querschnittsansicht des Brennstoffzellenstapels der

Fig. 7 und 8 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 eine Detail- und Querschnittsansicht des Brennstoffzellenstapels der

Fig. 7 und 8 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 und 8 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 eine Detail- und Querschnittsansicht des Brennstoffzellenstapels der

Fig. 7 und 8 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 13 eine schematische Ansicht eines Brennstoffzellenstapels in einer hori-

zontalen Ausrichtung,

Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Brennstoffzellenstapels in einer verti-

kalen Ausrichtung,

Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Brennstoffzellenstapels in einer weite-

ren vertikalen Ausrichtung, und

Fig. 16 eine schematische Ansicht eines Verfahrens gemäß einem Ausfüh-

rungsbeispiel der Erfindung.

Identische oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren 1 bis 16 jeweils mit

demselben Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 zeigt einen Brennstoffzellenstapel 10 in einer Draufsicht. Der Brennstoffzellenstapel 10 umfasst mehrere Einlassöffnungen 12 an einer Seite oder einem Rand seiner hier sichtbaren Oberseite und mehrere Auslassöffnungen 14 an der gegenüberliegenden Seite oder Rand seiner Oberseite. Die Einlassöffnungen 12 und Auslassöffnungen 14 dienen dem Medientransport der von dem Brennstoffzellenstapel 10 während seines Betriebs genutzten Medien, die hier vorliegend beispielhaft mit Fx für Brennstoff (Engl. Fuel), Ox für Oxidationsmittel (Engl. Oxidant) oder Luft und Cx für Kühlmittel (Engl. Coolant) bezeichnet sind und in einer rein beispielhaften Anord-

nung gezeigt sind, die auch anders ausfallen kann.

Figur 2 zeigt den Brennstoffzellenstapel 10 in einer Seitenansicht, um genau zu sein die schmale Seite des Brennstoffzellenstapels 10 (von links der Einlassöffnungen 12 der Fig. 1 aus betrachtet). Innerhalb des Brennstoffzellenstapels 10 befindet sich in bekannter Weise eine Brennstoffzellenreihe 15 oder, mit anderen Worten, ein Paket aus in Serie zueinander angeordneten Brennstoffzellen. Innerhalb dieser verlaufen

Strömungsabschnitte 16, insbesondere in Form von Sammelkanälen, von den

Einlassöffnungen 12 und Auslassöffnungen 14 durch die einzelnen Zellen. Die Ein-

lass-Sammelkanäle sind mit den Auslass-Sammelkanälen über die Strömungskanäle

in den einzelnen Zellen verbunden (also Fx-Einlassöffnung zu Fx-Auslassöffnung,

Ox-Einlassöffnung zu Ox-Auslassöffnung und Cx-Einlassöffnung zu Cx-Auslassöff-

nung).

Die Brennstoffzellenreihe 15 wird an ihren Endseiten durch Lastplatten 20 zusammengehalten, insbesondere mit einem Verpannsystem zusammen verpresst. Zwischen den Lastplatten 20 und der Brennstoffzellenreihe 15 sind zudem Isolatorplat-

ten 18 angeordnet.

Figur 3 zeigt den Brennstoffzellenstapel 10 in einer Seitenansicht auf die breite Seite des Brennstoffzellenstapels 10 (in Fig. 1 von unten auf die lange Seite des Brennstoffzellenstapels 10 aus betrachtet). Hier ist zu sehen, dass der Brennstoffzellenstapel 10 ferner eine Busplatte 22 aufweist. Mittels der Busplatte 22 wird in bekannter Weise eine nicht gezeigte elektrische Verschaltung des Brennstoffzellenstapels 10 ermöglicht, um den vom Brennstoffzellenstapel 10 erzeugten Strom abzuführen, beispielsweise zum Zuführen zu einem Elektromotor des in Fig. 4 gezeigten Fahrzeugs 60.

Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 60 mit einem Brennstoffzellensystem 50 umfassend einen Brennstoffzellenstapel 10, wie er in den Fig. 7 bis 12 gezeigt ist und nachfolgend näher erläutert wird (das später näher

erläuterte Ablaufsystem 30 des Brennstoffzellenstapels 10 ist in Fig. 4 der Übersicht-

lichkeit halber nicht gezeigt, gleichwohl beinhaltet).

Das Brennstoffzellensystem 50 kann neben dem Brennstoffzellenstapel 10 selbstverständlich weitere Peripherie, wie beispielsweise entsprechende Pumpen, Ventilen, Rezirkulationsgebläse etc., umfassen, die aber der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Gezeigt sind aber eine Steuervorrichtung 40 und mehrere Messvorrichtungen 42, 44, 46 (die hier nur rein schematisch gezeigt sind), auf die später näher eingegangen wird, und wobei auch nur eine der Messvorrichtungen 42, 44, 46 vorgesehen sein kann. Außerdem verfügt das Brennstoffzellensystem 50 über einen Wasserabscheider 52 (der hier ebenfalls nur rein schematisch gezeigt ist), der mit dem

Brennstoffzellenstapel 10 fluidtechnisch gekoppelt ist.

wasser 1 in einem unteren Bereich eines der Strömungsabschnitte 16 an.

Figur 5 zeigt unterschiedliche Neigungen eines Brennstoffzellenstapels 10, wobei anhand eines Handzeichens die Neigungswinkelposition des Brennstoffzellenstapels 10 der Fig. 4 angedeutet ist, welche anders als die anhand eines OK-Zeichens (mit Haken) angedeutete Neigungswinkelposition, kritisch ist. Bei der kritischen Neigungswinkelposition sind die Einlassöffnungen 12 und Auslassöffnungen 14 nach oben und entgegen der Gravitationskraftrichtung g ausgerichtet. Dies sorgt dafür, dass, wie in der Fig. 4 gezeigt, sich Produktwasser 1 in einem oder mehreren der Strömungsabschnitte 16 ansammeln kann, welches nicht von den Mediengasströmen innerhalb des Strömungsabschnitts 16 oder der Strömungsabschnitte 16 abgeführt werden

kann.

Figur 6 zeigt demgegenüber anderweitige Neigungswinkelpositionen einer Ausrichtung oder Einbaulage des Brennstoffzellenstapels 10, die vergleichsweise unkritisch sind. Neigungswinkel & des Brennstoffzellenstapels 10 sind hier nicht längs des Brennstoffzellenstapels 10 entlang der Strömungsabschnitte 16 verlaufend, sondern stattdessen sind Neigungen quer den Strömungsabschnitten 16 gezeigt. Die EinlassÖffnungen 12 und Auslassöffnungen 14 sind hier also nicht allesamt nach oben und

entgegen der Gravitationskraftrichtung g ausgerichtet.

Figur 7 zeigt schließlich einen Brennstoffzellenstapel 10, wie er im erfindungsgemäRen Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs 60 eingesetzt werden kann. Wie zu sehen ist, ist hier zusätzlich ein Ablaufsystem 30 vorgesehen, welches im Detail und in möglichen Ausführungsvarianten in den Fig. 9 bis 12 näher gezeigt und mit Bezug

darauf erläutert wird.

Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf den Brennstoffzellenstapel 10 der Fig. 7 und eine Schnittlinie A-A, entlang derer die Ansichten der Fig. 9 bis 12 mit Bezug auf das Ab-

laufsystem 30 gezeigt sind.

bezeichnet.

In der Fig. 9 ist der Ablaufkanal-Strömungsabschnitt 17 derjenige Strömungsabschnitt 16, in dem der Brennstoff transportiert wird. Alternativ kann es sich aber auch um jeden anderen der Strömungsabschnitte 16 handeln. Auch mehrere Strömungsabschnitte 16 können als Ablaufkanal-Strömungsabschnitte 17 vorgesehen werden, sodass auch mehrere Ablaufkanäle 32 vorgesehen sein können, mittels denen in den Strömungsabschnitten 16 bei entsprechender Neigung sich ansammelndes Produkt-

wasser 1 abgelassen werden kann.

Das Ablaufventil 34, welches hier außerhalb des Brennstoffzellenstapels 10 gezeigt ist, wird mittels der zuvor erwähnten Steuervorrichtung 40 betätigt, also zum Öffnen und Schließen angesteuert. Dabei kann die Steuervorrichtung 40 von einer oder mehreren der Messvorrichtungen 42, 44, 46 einen Messwert erhalten, welcher indikativ für eine Neigung des Brennstoffzellenstapels 10 gegenüber der beispielhaft in Fig. 4 gezeigten Horizontalen H ist. Dann kann die Steuervorrichtung 40 den Messwert mit einem vordefinierten Vergleichsmesswert vergleichen und das zumindest eine Ablaufventil 34 in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs öffnen. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Ergebnis des Vergleichs für eine vordefinierte Mindestdauer bestehen muss. Bei den gezeigten Messvorrichtungen 42, 44, 46 handelt es sich dabei beispielhaft um eine Neigungswinkelmessvorrichtung 42, eine

Zellspannungsmessvorrichtung 44 und eine Zeitintervallmessvorrichtung 46.

In der Ausführungsvariante der Fig. 10 erstreckt sich der Ablaufkanal 32 demgegen-

über einzig in der Isolatorplatte 18. Zudem ist der Ablaufkanal 32 hier anders als in

der Fig. 9 nicht gerade ausgeführt, sondern mit einem Knick oder Richtungswechsel.

So weist der Ablaufkanal 32 eine Richtung quer, insbesondere senkrecht, zu dem

Ablaufkanal-Strömungsabschnitt 17 auf.

In den Ausführungsvarianten der Figuren 11 und 12 sind Reservoirs 36 oder, mit anderen Worten, Taschen in dem Ablaufkanal 32 vorgesehen, die hier beispielhaft in der Isolatorplatte 18 ausgebildet sind. Die Reservoirs 36 ermöglichen ein Speichern von Produktwasser 1 darin vor dem Ablassen des Produktwassers 1 bei Öffnen des Ablaufventils 34 sowie ein vermindertes Rückfließen von Produktwasser 1 bei Wechseln der Neigungsrichtung. In der Fig. 11 ist das Reservoir 36 zwischen dem Ablaufkanal 32 angeordnet. In der Fig. 12 ist das Reservoir 36 unmittelbar an den Ablaufkanal-Strömungsabschnitt 17 anschließend gezeigt, von dem aus sich der Ablaufkanal

32 zur Umgebung des Brennstoffzellenstapels 10 hin erstreckt.

Die Figuren 13 bis 15 zeigen unterschiedliche Orientierungen des Brennstoffzellenstapels 10, wie sie im Fahrzeug 60 Verwendung finden können. Oftmals findet dabei die in Fig. 13 gezeigte horizontale Ausrichtung aus bauraumtechnischen Gründen, insbesondere in Personenkraftwagen, Verwendung, die besonders kritisch in Bezug auf mögliche Ansammlungen von Produktwasser ist. Hier können Probleme mit der Ableitung des Produktwassers 1 bei starker Neigung Gefahr der Überflutung, insbesondere der Anode. Ein Verknappen des Brennstoffs und Beschädigung des Brennstoffzellenstapels sind möglich. Eine zusätzliche Entwässerung des Produktwassers 1 innerhalb des Brennstoffzellenstapels 10, wie sie hierin vorgeschlagen wird, kann

dies verhindern.

Die in den Fig. 14 gezeigte vertikale Ausrichtunge (sog. Pancake-Ausrichtungen) sind demgegenüber weniger empfindlich sofern die Einlass- und Auslassöffnungen 12, 14 entsprechend der Gravitationskraftrichtung g nach unten ausgerichtet sind, doch auch bei diesen kann der Einsatz des Ablaufsystems 30, wie zuvor beschrieben, sinnvoll sein. Wenn die Einlass- und Auslassöffnungen 12, 14, wie in Fig. 14 gezeigt, nach unten bzw. in Gravitationskraftrichtung g gerichtet sind, kann bei statischen Neigungen von < 30 ° gegenüber der Horizontalen H in alle Richtungen das

Produktwasser 1 in der Regel jedoch ablaufen. Wenn die Einlass- und

Auslassöffnungen 12, 14, wie in Fig. 15 gezeigt, Jedoch nach oben bzw. entgegen

der Gravitationskraftrichtung g gerichtet sind, kann sich in dem Brennstoffzellensta-

pel 10 Produktwasser 1 ansammeln, sodass die Ableitung des Produktwassers 1 mit-

tels des Ablaufsystems 30, wie hierin vorgeschlagen, sehr vorteilhaft oder für einen

Betrieb sogar zwingend notwendig ist.

Figur 16 zeigt schließlich den Ablauf eines Verfahrens 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem ersten Schritt 102 des Verfahrens 100 erfolgt ein Messen des zuvor erwähnten Messwerts mittels einer oder mehrere der Messvorrichtungen 42, 44, 46, welcher indikativ für eine Neigung des Brennstoffzellenstapels 10 gegenüber der Horizontalen H ist. In einem zweiten Schritt 104 des Verfahrens 104 wird durch die Steuervorrichtung 40 ein vordefinierter Vergleichsmesswert mit dem gemessenen Messwert verglichen. Und in einem dritten Schritt 106 des Verfahrens 100 wird schließlich das Ablaufventil 34 zum Ablassen des Produktwassers 1

in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs des Schritts 104 geöffnet.

Ferner kann in einem weiteren, nicht gezeigten Schritt des Verfahrens 100 das Ablaufventil 34 in Abhängigkeit von einem Mediendruck in dem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt 17 geschlossen werden, um zu verhindern, dass ein Medium in dem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt 17, wie beispielsweise Brennstoff, aus dem Brennstoff-

zellenstapel 10 abgelassen wird.

Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsformen beschreiben die vorlie-

gende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen.

Bezugszeichenliste

1 Produktwasser

10 Brennstoffzellenstapel

12 Einlassöffnung

14 Auslassöffnung

15 Brennstoffzellenreihe

16 Strömungsabschnitt

17 Ablaufkanal-Strömungsabschnitt 18 Isolatorplatte

20 Lastplatte

22 Busplatte

30 Ablaufsystem

32 Ablaufkanal

34 Ablaufventil

36 Reservoir

40 Steuervorrichtung

42 Neigungswinkelmessvorrichtung 44 Zellspannungsmessvorrichtung 46 Zeitintervallmessvorrichtung

50 Brennstoffzellensystem

52 Wasserabscheider

60 Fahrzeug

100 Verfahren

102 erster Schritt

104 zweiter Schritt

106 dritter Schritt

H Horizontale g Gravitationskraftrichtung & Neigungswinkel

AVL List GmbH

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Brennstoffzellensystem (50), wobei das Brennstoffzellensystem (50) zumindest einen Brennstoffzellenstapel (10) umfasst, welcher Einlassöffnungen (12), Auslassöffnungen (14) und die Einlassöffnungen (12) strömungstechnisch mit den Auslassöffnungen (14) verbindende Strömungsabschnitte (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (50) zumindest ein Ablaufsystem (30) umfasst, wobei das Ablaufsystem (30) einen Ablaufkanal (32) und zumindest ein in dem Ablaufkanal (32) angeordnetes Ablaufventil (34) zum Ablassen von Produktwasser (1) aus dem zumindest einen Brennstoffzellenstapel (10) aufweist, wobei der zumindest eine Ablaufkanal (32) von zumindest einem Ablaufkanal-Strömungsabschnitt (17) der Strömungsabschnitte (16) nach außerhalb des Brennstoffzellenstapels (10) führt, und wobei das Brennstoffzellensystem (50) ferner eine Steuervorrichtung (40)

   zum Öffnen des zumindest einen Ablaufventils (34) aufweist.

   2. Brennstoffzellensystem (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufkanal (32) zum passiven Ablassen von Produktwasser (1) mit-

   tels auf das Produktwasser (1) wirkender Gravitationskraft ausgebildet ist.

   3. Brennstoffzellensystem (50) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (10) ferner einen Wasserabscheider

   (52) außerhalb des zumindest einen Brennstoffzellenstapels (10) aufweist.

   4. Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufkanal (32) durch eine Isolatorplatte

   (18) des zumindest einen Brennstoffzellenstapels (10) verläuft.

   5. Brennstoffzellensystem (50) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ablaufkanal (32) ein Reservoir (36) zum Sammeln von Produktwasser (1) angeordnet ist, wobei das Reservoir (36) insbesondere in der Isola-

   torplatte (18) und/oder der Lastplatte (20) ausgebildet ist.

   6. Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Ablaufventil (34) außer-

   halb des Brennstoffzellenstapels (10) angeordnet ist.

   (10) horizontal orientiert in einem Fahrzeug (60) angeordnet ist.

   8. Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Steuervorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, von einer Messvorrichtung (42, 44, 46) einen Messwert zu erhalten, welcher indikativ für eine Neigung des Brennstoffzellenstapels (10) gegenüber einer Horizontalen (H) ist, den Messwert mit einem vordefinierten Vergleichsmesswert zu vergleichen und das zumindest eine Ablaufventil (34) in Abhän-

   gigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs zu öffnen.

   9. Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (50) eine Neigungsmessvorrichtung (42) zum Messen eines Neigungswinkels (a)des zumindest einen Brennstoffzellenstapels (10) gegenüber einer Horizontalen (H) aufweist und die Steuervorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil (34) zu öffnen, wenn der gemessene Neigungswinkel (a) ei-

   nen vordefinierten Neigungswinkel überschreitet.

   10. Brennstoffzellensystem (50) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Steuervorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil (34) zu öffnen, wenn der gemessene Neigungswinkei (@) den vordefinierten Mindestwert für eine vordefinierte Mindestdauer

   überschreitet.

   11. Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (50) eine Zellspannungsmessvorrichtung (44) zum Messen einer Zellspannung des zumindest einen Brennstoffzellenstapels (10) aufweist und die Steuervorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil (34) zu öffnen, wenn die gemessene Zellspannung eine vordefinierte Zellspannung unter-

   schreitet.

   12. Brennstoffzellensystem (50) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

   dass die zumindest eine Steuervorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, das

   schreitet.

   13. Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (40) dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Ablaufventil (34) in vordefinierten Zeitintervallen zu Öff-

   nen und zu schließen.

   14. Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (40) zum Schließen des Ablaufventils (34) in Abhängigkeit von einem Mediendruck in dem zumin-

   dest einen Ablaufkanal-Strömungsgasabschnitt (17) eingerichtet ist.

   15. Fahrzeug (60) mit einem Brennstoffzellensystem (50) nach einem der voran-

   stehenden Ansprüche.

   16. Verfahren (100) zum Ablassen von Produktwasser (1) aus zumindest einem Brennstoffzellenstapel (10) eines Brennstoffzellensystems (50), insbesondere eines Fahrzeugs (60), gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei

   das Verfahren (100) die folgenden Schritte aufweist:

   — Messen eines Messwerts, welcher indikativ für eine Neigung des

   Brennstoffzellenstapels (10) gegenüber einer Horizontalen (H) ist,

   — Vergleichen des Messwerts mit einem vordefinierten Vergleichsmess-

   wert, und

   — Öffnen des zumindest einen Ablaufventils (34) zum Ablassen des Pro-

   duktwassers (1) in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs.