DE102017204715A1 - Filter system for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Filtersystem (1) für ein Kraftfahrzeug (100), mit einem Belüftungssystem (10) für einen Fahrzeuginnenraum (101) und einem Brennstoffzellensystem (20) für einen Antrieb (102) des Kraftfahrzeuges (100), wobei eine gemeinsame Filtervorrichtung (30) für das Belüftungssystem (10) und das Brennstoffzellensystem (20) vorgesehen ist, um eine gefilterte Umgebungsluft an das Belüftungssystem (10) und das Brennstoffzellensystem (20) bereitzustellen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Filtersystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs, ein Verfahren zum Versorgen eines Belüftungssystems für einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges und eines Brennstoffzellensystems für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges mit einer gefilterten Umgebungsluft nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs und ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.The invention relates to a filter system for a motor vehicle according to the preamble of the independent device claim, a method for supplying a ventilation system for a vehicle interior of a motor vehicle and a fuel cell system for driving the motor vehicle with a filtered ambient air according to the preamble of the independent method claim and a motor vehicle according to the preamble of the independent device claim.
Stand der TechnikState of the art
Es sind Kraftfahrzeuge bekannt, die mit Brennstoffzellensystemen für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges ausgestattet sind und die eine Innenraumbelüftung benötigen. Den Brennstoffzellensystemen wird in der Regel das Oxidationsmittel Sauerstoff aus der Umgebungsluft zugefügt, welches im Brennstoffzellensystem mit Wasserstoff zu Wasser bzw. Wasserdampf reagieren kann. Durch eine elektrochemische Wandlung im Brennstoffzellensystem wird eine elektrische Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeuges erzeugt. Die Umgebungsluft enthält jedoch außer der natürlichen Zusammensetzung der Luft noch weitere unerwünschte Bestandteile, die für den Betrieb einer Brennstoffzelle von Nachteil sind und deshalb möglichst komplett eliminiert bzw. reduziert werden sollten. Im Wesentlichen können diese unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft in zwei Gruppen eingeteilt werden. Eine Gruppe der unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft bilden im Allgemeinen Partikel, darunter auch Staub, Schmutz oder Fasern, oder mit anderen Worten mechanische Partikel bzw. grobe Partikel. Diese Verunreinigungen können durch verschiedene Wirkmechanismen, z.B. Blockierung bzw. Verkleinerung von Strömungskanälen, Verschleiß an Aktoren, Störung von Sensoren zu unerwünschten Auswirkungen im Brennstoffzellensystem führen. Eine weitere Gruppe der unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft bilden chemische, bspw. gasförmige oder dampfförmige, Substanzen, wie z. B. Aerosole etc., die das Brennstoffzellensystem durch verschiedene chemische Mechanismen, wie z. B. Blockierung des Platin-Katalysators, Schädigung der PEM-Membran reversibel oder irreversibel beschädigen können. Unter die zweite Gruppe der unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft fallen außerdem Schwefelverbindungen, Stickoxidverbindungen, etc. Um die genannten unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft teilweise oder ganz herauszufiltern, werden meist kombinierte Filter eingesetzt, die eine mechanische, strömungstechnische Abscheidung der Partikel kombiniert mit chemischer Abscheidung bzw. Umwandlung der chemischen Substanzen ermöglichen.There are motor vehicles are known which are equipped with fuel cell systems for driving the motor vehicle and require an interior ventilation. The fuel cell systems, the oxidant oxygen is usually added from the ambient air, which can react in the fuel cell system with hydrogen to water or water vapor. By an electrochemical conversion in the fuel cell system, an electric power for the drive of the motor vehicle is generated. However, the ambient air contains, in addition to the natural composition of the air, other unwanted components which are disadvantageous for the operation of a fuel cell and should therefore be eliminated or reduced as completely as possible. In essence, these undesirable components of the ambient air can be divided into two groups. A group of the undesirable constituents of the ambient air generally form particles, including dust, dirt or fibers, or in other words, mechanical particles or coarse particles. These impurities can be removed by various mechanisms of action, e.g. Blocking or reduction of flow channels, wear on actuators, disruption of sensors lead to undesirable effects in the fuel cell system. Another group of unwanted components of the ambient air form chemical, for example. Gaseous or vaporous, substances such. As aerosols, etc., the fuel cell system by various chemical mechanisms such. As blocking the platinum catalyst, damage to the PEM membrane can reversibly or irreversibly damage. Sulfur compounds, nitrogen oxide compounds, etc. fall under the second group of unwanted components of the ambient air, etc. In order to filter out the aforementioned undesirable components of the ambient air partially or completely, combined filters are usually used, which combines a mechanical, fluidic separation of the particles combined with chemical deposition or conversion allow the chemical substances.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung sieht ein Filtersystem für ein Kraftfahrzeug nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch, sowie ein Verfahren zum Versorgen eines Belüftungssystems für einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges und eines Brennstoffzellensystems für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges mit einer gefilterten Umgebungsluft nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch sowie ein Kraftfahrzeug nach dem weiteren unabhängigen Vorrichtungsanspruch vor. Weitere Vorteile, 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 Filtersystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The present invention provides a filter system for a motor vehicle according to the independent device claim, and a method for supplying a ventilation system for a vehicle interior of a motor vehicle and a fuel cell system for driving the motor vehicle with a filtered ambient air according to the independent method claim and a motor vehicle according to the further independent device claim in front. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the filter system according to the invention apply, of course, in connection with the inventive method or the motor vehicle according to the invention and in each case vice versa, so with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocal reference or can be.
Die Erfindung stellt ein Filtersystem für ein Kraftfahrzeug bereit, welches mit einem Belüftungssystem für einen Fahrzeuginnenraum und einem Brennstoffzellensystem für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges ausgeführt ist. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine gemeinsame Filtervorrichtung für das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem vorgesehen ist, um eine gefilterte Umgebungsluft an das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem bereitzustellen.The invention provides a filter system for a motor vehicle, which is designed with a ventilation system for a vehicle interior and a fuel cell system for driving the motor vehicle. For this purpose, it is inventively provided that a common filter device for the ventilation system and the fuel cell system is provided to provide a filtered ambient air to the ventilation system and the fuel cell system.
Das erfindungsgemäße Filtersystem kann dabei sowohl für mobile Anwendungen, bspw. in Kraftfahrzeugen, als auch für stationäre Anwendungen, bspw. in einer Notstromversorgung und/oder als ein Generator oder dergleichen, verwendet werden.The filter system according to the invention can be used both for mobile applications, for example in motor vehicles, as well as for stationary applications, for example. In an emergency power supply and / or as a generator or the like.
Die Erfindung macht sich zu nutzen, dass eine Filtervorrichtung für das Belüftungssystem für eine Innenraumbelüftung bzw. Klimatisierung eines Kraftahrzeuges ähnliche Anforderungen erfüllen muss, wie eine Filtervorrichtung für das Brennstoffzellensystem für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges. Darunter sind Partikelabscheidung und Abscheidung von chemischen Substanzen, z. B. von geruchsintensiven und/oder schädlichen Substanzen für die Atemwege, etc. Mit anderen Worten sind die technischen Aufgaben und Anforderungen der Filtervorrichtung für das Belüftungssystem des Kraftfahrzeuges und der Filtervorrichtung für das Brennstoffzellensystem des Kraftfahrzeuges gleich oder zumindest sehr ähnlich. Sie müssen zwei Gruppen der unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft herausfiltern, nämlich eine erste Gruppe, welche Partikel, darunter auch Fasern, oder mit anderen Worten mechanische Partikel bzw. grobe Partikel umfasst, und eine zweite Gruppe, welche chemische, bspw. gasförmige oder dampfförmige, Substanzen, wie z. B. Aerosole etc. umfasst. Sowohl für die Filtervorrichtung für das Belüftungssystem des Kraftfahrzeuges als auch für die Filtervorrichtung für das Brennstoffzellensystem des Kraftfahrzeuges kann Aktivkohle als ein chemischer Filter eingesetzt werden. Folglich ist auch die konstruktive Auslegung der beiden Filtervorrichtungen ähnlich. Beide Filtervorrichtungen können vorzugsweise in einem entsprechenden Wartungsintervall gewechselt werden und deshalb ausreichend zugänglich sein im verbauten Zustand im Kraftfahrzeug.The invention makes use of that a filter device for the ventilation system for an interior ventilation or air conditioning of a motor vehicle must meet similar requirements, such as a filter device for the fuel cell system for a drive of the motor vehicle. These include particle separation and deposition of chemical substances, eg. As of odorous and / or harmful substances for the respiratory tract, etc. In other words, the technical tasks and requirements of the filter device for the ventilation system of the motor vehicle and the filter device for the fuel cell system of the motor vehicle are the same or at least very similar. They must filter out two groups of the undesirable components of the ambient air, namely a first group, which comprises particles, including fibers, or in other words mechanical particles or coarse particles, and a second group, which chemical, for example. Gaseous or vaporous, substances such. As aerosols etc. includes. Activated carbon can be used as a chemical filter both for the filter device for the ventilation system of the motor vehicle and for the filter device for the fuel cell system of the motor vehicle. Consequently, the structural design of the two filter devices is similar. Both filter devices can preferably be changed in a corresponding maintenance interval and therefore be sufficiently accessible in the installed state in the motor vehicle.
Die Erfindung nutzt die Ähnlichkeit des Einsatzgebietes der Filtervorrichtungen in einem Kraftfahrzeug, der Aufgaben, der Anforderungen und deren Auslegung, um den Bauraum, die Einbaubedingungen, die Wartung, die Nutzung und die Überwachung der Filtervorrichtungen zu optimieren.The invention makes use of the similarity of the field of application of the filter devices in a motor vehicle, the tasks, the requirements and their design to optimize the installation space, the installation conditions, the maintenance, the use and the monitoring of the filter devices.
Der Kern der Erfindung liegt dabei in der Zusammenlegung bzw. Vereinigung der Filtervorrichtungen für die Umgebungsluft für das Brennstoffzellensystem und das Belüftungssystem für den Fahrzeuginnenraum. Erfindungsgemäß wird (nur) eine („1“) gemeinsame Filtervorrichtung für das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem bereitgestellt, wobei die Umgebungsluft in einer Strömungsrichtung durch dieselbe Fläche der gemeinsamen Filtervorrichtung durchläuft bevor sie nach dem Durchgang der gemeinsamen Filtervorrichtung an das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem übermittelt wird, bspw. mithilfe einer Abzweigung der Zufuhrwege.The core of the invention lies in the merger or combination of the filter devices for the ambient air for the fuel cell system and the ventilation system for the vehicle interior. According to the invention, (only) one ("1") common filter device for the ventilation system and the fuel cell system is provided, wherein the ambient air in a flow direction through the same surface of the common filter device before it is transmitted to the ventilation system and the fuel cell system after the passage of the common filter device , for example by means of a branch of the supply paths.
Durch die Vereinigung der Filtervorrichtungen könnten mehrere wesentliche Vorteile erreicht werden. Zum einen kann durch die Vereinigung der Filtervorrichtungen die Auslegung der beiden Filtervorrichtungen verbessert, vorteilhafterweise reduziert, werden. Bei getrennter Auslegung müssen beide Filtervorrichtungen unabhängig voneinander auf den jeweiligen Worst-Case-Betriebsfall der Größe nach ausgelegt werden. Bei einer gemeinsamen Auslegung mit einer entsprechend vergrößerten Fläche der gemeinsamen Filtervorrichtung, die immer noch kleiner als die Summe der Flächen von zwei separaten Filtervorrichtungen ist, ist es möglich, den kombinierten Worst-Case-Betriebsfall kleiner anzusetzen als die Summe der einzelnen Worst-Case Betriebsfälle. Ferner kann durch eine entsprechende Betriebsstrategie, wie z.B. Taktung, das gemeinsame zeitliche Auftreten von beiden Worst-Case-Fällen vermieden werden.By combining the filter devices, several significant advantages could be achieved. On the one hand, the design of the two filter devices can be improved, advantageously reduced, by the combination of the filter devices. In a separate design, both filter devices must be designed independently of each other on the respective worst case operating case in size. In a common design with a correspondingly increased area of the common filter device, which is still smaller than the sum of the areas of two separate filter devices, it is possible to set the combined worst case operating case smaller than the sum of the individual worst case operating cases , Furthermore, by a corresponding operating strategy, such as Timing, the common temporal occurrence of both worst-case cases are avoided.
Zum anderen können durch die Vereinigung der Filtervorrichtungen die Bauraum- und Einbaubedingungen der beiden Filtervorrichtungen optimiert werden. Es wird durch die Vereinigung der Filtervorrichtungen nur eine Stelle benötigt, die für die Inspektion zugänglich sein muss. Dadurch kann der Bauraum bzw. die Anordnung der Systeme und Subsysteme im Kraftfahrzeug optimiert werden.On the other hand, the installation space and installation conditions of the two filter devices can be optimized by combining the filter devices. Only one point, which must be accessible for inspection, is required by the combination of filter devices. As a result, the installation space or the arrangement of the systems and subsystems in the motor vehicle can be optimized.
Ferner können durch die Vereinigung der Filtervorrichtungen die Wartung und die Inspektion der Filtervorrichtungen vereinfacht und erleichtert werden. Bei der Wartung oder Inspektion wird nur ein Filter begutachtet bzw. ausgetauscht. Dies führt zu geringeren Wartungskosten sowie zur Reduktion der benötigten Zeit für die Inspektion oder Wartung.Further, by uniting the filter devices, the maintenance and inspection of the filter devices can be simplified and facilitated. During maintenance or inspection, only one filter is inspected or replaced. This leads to lower maintenance costs and to the reduction of the time required for the inspection or maintenance.
Weiterhin kann durch die Vereinigung der Filtervorrichtungen die Überwachung der Filtervorrichtungen vereinfacht und erleichtert werden. Die Filtervorrichtungen sind entsprechend zu überwachen, um einen mechanischen Filter auf einen Druckverlust und einen chemischen Filter auf die richtige Funktion zu überwachen. Durch den Einsatz einer gemeinsamen Filtervorrichtung kann zum einen der Aufwand für deren Überwachung und die Sensorik reduziert werden und die Überwachungsfunktionen im Filtersystem optimiert werden. Bspw. kann mittels der Überwachungsfunktionen einer Steuervorrichtung des Brennstoffzellensystems aufgrund der Überwachung einer Leistungscharakteristik des Brennstoffzellensystems auf die Alterung des chemischen Filters, z.B. Aktivkohle, und damit indirekt auf die Qualität der Innenraumbelüftung geschlossen werden. Somit kann die Überwachung der gemeinsamen Filtervorrichtung schneller und präziser Fehler erkennen, Diagnosen erstellen und Regenerationsfunktionen steuern.Furthermore, the monitoring of the filter devices can be simplified and facilitated by the combination of the filter devices. The filter devices should be monitored accordingly to monitor a mechanical filter for pressure drop and a chemical filter for proper function. By using a common filter device on the one hand, the cost of their monitoring and the sensors can be reduced and the monitoring functions can be optimized in the filter system. For example. can by means of the monitoring functions of a control device of the fuel cell system due to the monitoring of a performance characteristic of the fuel cell system on the aging of the chemical filter, e.g. Activated carbon, and thus indirectly on the quality of the interior ventilation. Thus, monitoring the common filter device can detect errors faster, more accurately, diagnose, and control regeneration functions.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass durch die gemeinsame Filtervorrichtung die Anzahl der Bauteile reduziert werden kann und damit auch die Kosten der Luftfilterung im Kraftfahrzeug.Moreover, it is advantageous that the number of components can be reduced by the common filter device and thus also the cost of air filtration in the motor vehicle.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung bei einem Filtersystem vorgesehen sein, dass die gemeinsame Filtervorrichtung ein Zugangselement, insbesondere eine Zugangsklappe, aufweisen kann, wobei das Zugangselement vorzugsweise unter einer Fahrzeughaube angeordnet sein kann. Dabei ist es vorteilhaft, dass nur ein Zugangselement für die gemeinsame Filtervorrichtung überhaupt benötigt wird und nur ein Zugangselement an einer erreichbaren Stelle im Kraftfahrzeug bereitgestellt werden muss. Dadurch kann das Filtersystem einfacher, günstiger und leichter ausgeführt werden.Furthermore, it can be provided in the context of the invention in a filter system that the common filter device can have an access element, in particular an access flap, wherein the access element can preferably be arranged under a vehicle hood. It is advantageous that only one access element for the common filter device is needed at all and only one access element must be provided at an accessible location in the motor vehicle. This makes the filter system easier, cheaper and easier to run.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung bei einem Filtersystem denkbar, dass die gemeinsame Filtervorrichtung an einem Auslass einen Drucksensor aufweisen kann, um die Funktionsweise der gemeinsamen Filtervorrichtung zu überprüfen. Somit kann der Druckabfall nach dem Durchgang der gemeinsamen Filtervorrichtung unverzüglich erkannt werden. Vorteilhafterweise können somit Fehler eines mechanischen Filters, bspw. durch Partikelbeladung unverzüglich erkannt werden.Furthermore, in the context of the invention in a filter system, it is conceivable that the common filter device can have a pressure sensor at an outlet in order to check the functioning of the common filter device. Thus, the pressure drop after the passage of the common filter device can be recognized immediately. Advantageously, thus errors a mechanical filter, eg. Be detected immediately by particle loading.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung bei einem Filtersystem denkbar, dass in eine Strömungsrichtung der Umgebungsluft gesehen die gemeinsame Filtervorrichtung an einem Ausgang mindestens eine Dosierungsvorrichtung, insbesondere eine Rückschlagklappe, vor dem Belüftungssystem oder vor dem Brennstoffzellensystem aufweisen kann, um einen Fluss der gefilterten Umgebungsluft zum Belüftungssystem und zum Brennstoffzellensystem zu steuern und insbesondere einen Rückfluss der gefilterten Umgebungsluft zu einer Abzweigstelle zwischen dem Belüftungssystem und dem Brennstoffzellensystem bzw. zum jeweils anderen System zu unterbinden. Somit kann die Luftbeförderung der Umgebungsluft in die vorgesehene Strömungsrichtung und die erforderliche Luftverdichtung begünstigt werden. Die Dosierungsvorrichtung kann weiterhin ausreichend Luft an das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem entsprechend den Erfordernissen im Betrieb dieser Systeme bereitstellen. Denkbar sind dabei steuerbare Ventile als Dosierungsvorrichtungen. Aber auch einfache Rückschlagklappen sind als Dosierungsvorrichtungen möglich, um den Rückfluss der gefilterten Umgebungsluft zu verhindern. Nichtsdestotrotz ist ein Filtersystem ganz ohne eine Dosierungsvorrichtung vor dem Belüftungssystem oder vor dem Brennstoffzellensystem möglich, wenn ein Verdichter für das Brennstoffzellensystem bzw. ein Luftgebläse für das Belüftungssystem bereits über eine integrierte Rückfluss-Stopp-Funktion verfügt.Furthermore, it is within the scope of the invention in a filter system conceivable that seen in a flow direction of the ambient air, the common filter device at an output at least one metering device, in particular a non-return valve, before the ventilation system or in front of the fuel cell system may have a flow of filtered ambient air to control the ventilation system and the fuel cell system and in particular to prevent backflow of the filtered ambient air to a branch point between the ventilation system and the fuel cell system or to each other system. Thus, the air transport of the ambient air in the intended flow direction and the required air compression can be promoted. The metering device may further provide sufficient air to the ventilation system and the fuel cell system according to the requirements in the operation of these systems. Conceivable are controllable valves as dosing devices. But also simple check valves are possible as dosing devices to prevent the backflow of the filtered ambient air. Nevertheless, a filter system entirely without a metering device before the ventilation system or before the fuel cell system is possible if a compressor for the fuel cell system or an air blower for the ventilation system already has an integrated backflow stop function.
Zudem kann die Erfindung bei einem Filtersystem vorsehen, dass die gemeinsame Filtervorrichtung mindestens einen von den folgenden drei Abschnitten aufweisen kann, die in eine Strömungsrichtung gesehen vorzugsweise nacheinander angeordnet sein können:
- - einen ersten Abschnitt mit einem ersten, insbesondere mechanischen, Filter für eine Partikelabscheidung an einem Einlass der gemeinsamen Filtervorrichtung,
- - einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten, insbesondere chemischen, Filter, vorzugsweise Aktivkohle, zwischen einem Einlass und einem Auslass der gemeinsamen Filtervorrichtung, oder
- - einen dritten Abschnitt mit einem dritten Filter für eine Partikelabscheidung an einem Auslass der gemeinsamen Filtervorrichtung.
- a first section with a first, in particular mechanical, filter for a particle separation at an inlet of the common filter device,
- a second section with a second, in particular chemical, filter, preferably activated carbon, between an inlet and an outlet of the common filter device, or
- a third section with a third filter for particle separation at an outlet of the common filter device.
Der erste Abschnitt kann dabei vorteilhafterweise die erste Gruppe der unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft herausfiltern, wie die mechanische bzw. große Partikel, darunter auch Fasern. Der zweite Abschnitt kann dabei vorteilhafterweise die zweite Gruppe der unerwünschten Bestandteile der Umgebungsluft herausfiltern, wie die chemischen Substanzen. Der dritte Abschnitt kann vorteilhafterweise dafür verwendet werden, um die möglicherweise abgelösten Teile eines chemischen Filters im zweiten Abschnitt der gemeinsamen Filtervorrichtung herauszufiltern. Vorzugsweise können die Abschnitte schichtweise übereinander angeordnet sein, sodass die Luftströmung zuerst die Fläche des ersten Abschnitts passiert und danach die anderen Abschnitte durchläuft.The first section can advantageously filter out the first group of undesirable components of the ambient air, such as the mechanical or large particles, including fibers. The second section can advantageously filter out the second group of undesired components of the ambient air, such as the chemical substances. The third section can be advantageously used to filter out the possibly detached parts of a chemical filter in the second section of the common filter device. Preferably, the sections may be layered one above the other so that the airflow first passes through the surface of the first section and thereafter passes through the other sections.
Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren zum Versorgen eines Belüftungssystems für einen Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges und eines Brennstoffzellensystems für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges mit einer gefilterten Umgebungsluft bereit, wobei die gefilterte Umgebungsluft an das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem durch eine gemeinsame Filtervorrichtung für das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem bereitgestellt wird. Dabei werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filtersystem beschrieben wurden, wobei vorliegend vollumfänglich darauf Bezug genommen wird.Further, the invention provides a method of providing a ventilation system for a vehicle interior of a motor vehicle and a fuel cell system for driving the motor vehicle with a filtered ambient air, wherein the filtered ambient air to the ventilation system and the fuel cell system provided by a common filter device for the ventilation system and the fuel cell system becomes. In this case, the same advantages are achieved, which have been described above in connection with the filter system according to the invention, in the present case, fully incorporated herein by reference.
Weiterhin kann bei einem Verfahren im Sinne der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Steuervorrichtung des Brennstoffzellensystems die Funktion der gemeinsamen Filtervorrichtung überprüfen kann, indem die Steuervorrichtung eine Leistungscharakteristik des Brennstoffzellensystems überwacht. Mittels Überwachungsfunktionen der Steuervorrichtung für die Leistungscharakteristik des Brennstoffzellensystems kann die Funktion der gemeinsamen Filtervorrichtung überprüft werden. Insbesondere kann ein chemischer Filter der gemeinsamen Filtervorrichtung dadurch überwacht werden, dessen Funktion mit einem einfachen Druckverlust der Filtervorrichtung nicht feststellbar wäre. Zum anderen kann gleichzeitig auf die Qualität der gefilterten Umgebungsluft für den Fahrzeuginnenraum geschlossen werden. Somit können Fehler an einem chemischen Filter in der gemeinsamen Filtervorrichtung rechtzeitig erkannt werden und die Qualität der gefilterten Umgebungsluft erhöht werden.Furthermore, it can be provided in a method according to the invention that a control device of the fuel cell system can check the function of the common filter device in that the control device monitors a performance characteristic of the fuel cell system. The function of the common filter device can be checked by means of monitoring functions of the fuel cell system performance control device. In particular, a chemical filter of the common filter device can be monitored, the function of which would not be detectable with a simple pressure loss of the filter device. On the other hand can be closed at the same time on the quality of the filtered ambient air for the vehicle interior. Thus, errors in a chemical filter in the common filter device can be detected in good time and the quality of the filtered ambient air increased.
Des Weiteren kann bei einem Verfahren im Sinne der Erfindung vorgesehen sein, dass die gemeinsame Filtervorrichtung ausgelegt wird, um in einem Worst-Case-Betriebsfall des Filtersystems das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem mit ausreichend gefilterter Umgebungsluft zu versorgen. Unter einem Auslegen der gemeinsamen Filtervorrichtung wird eine Dimensionierung der gemeinsamen Filtervorrichtung entsprechend den maximalen Erfordernissen an den Luftmassenstrom verstanden. Unter einem Worst-Case-Fall wird im Sinne der Erfindung ein Betriebsfall verstanden, bei dem die maximale Luftzufuhr zum Belüftungssystem und zum Brennstoffzellensystem erforderlich ist. Vorteilhafterweise kann die Größe und insbesondere die Fläche der gemeinsamen Filtervorrichtung kleiner ausfallen als die Summe der Größen für die separaten Filtervorrichtungen. Die Erfindung erkennt dabei, dass der Worst-Case-Fall in einem Brennstoffzellensystem nicht gleichzeitig mit dem Worst-Case-Fall des Belüftungssystems passiert. Somit können Kosten in einem Filtersystem des Kraftfahrzeuges reduziert werden.Furthermore, it can be provided in a method according to the invention that the common filter device is designed to supply the ventilation system and the fuel cell system with sufficiently filtered ambient air in a worst-case operating case of the filter system. An interpretation of the common filter device is understood to mean a dimensioning of the common filter device corresponding to the maximum requirements of the air mass flow. Under a worst-case case is understood in the context of the invention, an operating case in which the maximum air supply to the ventilation system and the fuel cell system is required. Advantageously, the size and in particular the area of the common filter device can be smaller than the sum of the sizes for the separate filter devices. The invention recognizes that the worst case scenario in a fuel cell system does not happen at the same time as the worst case of the ventilation system. Thus, costs in a filter system of the motor vehicle can be reduced.
Zudem stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug bereit, welches mit einem Belüftungssystem für einen Fahrzeuginnenraum, und einem Brennstoffzellensystem für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges ausgeführt ist, wobei eine gemeinsame Filtervorrichtung für das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem vorgesehen ist, um eine gefilterte Umgebungsluft an das Belüftungssystem und das Brennstoffzellensystem bereitzustellen. Dabei werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filtersystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden, wobei vorliegend vollumfänglich darauf Bezug genommen wird, da die erfindungsgemäße Filtervorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren hierbei zum Einsatz kommen kann.In addition, the invention provides a motor vehicle, which is designed with a ventilation system for a vehicle interior, and a fuel cell system for driving the motor vehicle, wherein a common filter device for the ventilation system and the fuel cell system is provided to a filtered ambient air to the ventilation system and the fuel cell system provide. In this case, the same advantages are achieved, which have been described above in connection with the filter system according to the invention and the method according to the invention, in the present case, reference is made in full, since the filter device according to the invention and the inventive method can be used here.
Figurenlistelist of figures
Das erfindungsgemäße Filtersystem und deren Weiterbildungen sowie deren Vorteile und das erfindungsgemäße Verfahren und seine Weiterbildungen sowie seine Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Filtersystems in einem Systemverbund mit einem Belüftungssystem und einem Brennstoffzellensystem und -
2 eine schematische Darstellung einer möglichen erfindungsgemäßen Filtervorrichtung.
-
1 a schematic representation of a filter system according to the invention in a system composite with a ventilation system and a fuel cell system and -
2 a schematic representation of a possible filter device according to the invention.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile des Filtersystems
Die
Die Erfindung nutzt die Ähnlichkeit der Anforderungen an die gefilterte Umgebungsluft für das Belüftungssystem
Die Umgebungsluft wird aus der Umgebung
Optional kann ein Drucksensor
Allerdings kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung ganz auf den Drucksensor 34 verzichtet werden. Dabei kann bspw. die Überwachung einer Leistungscharakteristik des Brennstoffzellensystems
Nach der Abzweigung
Im Brennstoffzellensystem
Durch die gemeinsame Filtervorrichtung
Zum anderen kann durch die gemeinsame Filtervorrichtung
Dadurch kann die Wartung und die Inspektion der gemeinsamen Filtervorrichtung
Weiterhin kann durch die gemeinsame Filtervorrichtung
Außerdem ist es vorteilhaft, dass durch die gemeinsame Filtervorrichtung
Die
- - einem ersten Abschnitt
31 mit einem ersten, insbesondere mechanischen, Filter für eine Partikelabscheidung an einem Einlass I der gemeinsamen Filtervorrichtung30 , - - einem zweiten Abschnitt
32 mit einem zweiten, insbesondere chemischen, Filter, vorzugsweise Aktivkohle, zwischen einem Einlass I und einem Auslass II der gemeinsamen Filtervorrichtung30 , oder - - einem dritten Abschnitt
33 mit einem dritten Filter für eine Partikelabscheidung an einem Auslass II der gemeinsamen Filtervorrichtung 30.
- - a
first section 31 with a first, in particular mechanical, filter for a particle separation at an inlet I of thecommon filter device 30 . - - a
second section 32 with a second, in particular chemical, filter, preferably activated carbon, between an inlet I and an outlet II of thecommon filter device 30 , or - - a
third section 33 with a third filter for particle separation at an outlet II of thecommon filter device 30.
Der erste Abschnitt
Die voranstehende Beschreibung der
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017204715.1A DE102017204715A1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Filter system for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017204715.1A DE102017204715A1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Filter system for a motor vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102017204715A1 true DE102017204715A1 (en) | 2018-09-27 |
Family
ID=63450201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102017204715.1A Withdrawn DE102017204715A1 (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Filter system for a motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102017204715A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11923574B2 (en) | 2021-05-04 | 2024-03-05 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Fuel cell powertrain with integrated air filter |
-
2017
- 2017-03-21 DE DE102017204715.1A patent/DE102017204715A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11923574B2 (en) | 2021-05-04 | 2024-03-05 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Fuel cell powertrain with integrated air filter |
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