DE10248611A1

DE10248611A1 - System und Verfahren zum Vorwärmen einer Brennstoffzelle

Info

Publication number: DE10248611A1
Application number: DE10248611A
Authority: DE
Inventors: George Steve Saloka; James A Adams
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: US20030072984A1; DE10248611B4; JP4386629B2; JP2003208914A; US6916566B2

Abstract

Ein System 10 zum selektiven und schnellen Beheizen von einer oder mehreren Brennstoffzellen 12 eines Fahrzeugs bei Kaltstart oder Frostzuständen. Das System 10 enthält ein Umgehungsventil 26, einen Regler 30, Fahrzeugsensoren 32 und eine Umgehungsleitung 54. Der Regler 30 überwacht die Daten der wesentlichen Fahrzeugeigenschaften durch Verwendung von Sensoren 32, um zu bestimmen, ob ein Kaltstartzustand besteht. Basierend auf den Daten der wesentlichen Eigenschaften kann der Regler 30 dem Ventil 26 signalisieren, den Wärmeaustauscher 18 zu umgehen und bewirken, dass verdichtete Luft den Brennstoffzellen 12 direkt zugeführt wird, um dadurch die Brennstoffzellen 12 zu beheizen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Beheizen eines Brennstoffzellenpaketes in einem Fahrzeug.
Um unerwünschte Luftverunreinigungen und den Bedarf an fossilem Brennstoff zu verringern, sind Kraftfahrzeuge entwickelt worden, die durch elektrische Einrichtungen, wie Brennstoffzellen, angetrieben werden. Diese "mit Brennstoffzellen angetriebenen Elektrofahrzeuge" verringern Luftverunreinigungen und den Bedarf an herkömmlichen fossilen Brennstoffen durch Eliminierung der Brennkraftmaschine (z. B. in komplett elektrischen Fahrzeugen) oder, indem der Motor nur in seinen effizientesten bevorzugten Betriebspunkten (z. B. in Hybridelektrofahrzeugen) betrieben wird.
Viele Brennstoffzellen verbrauchen Wasserstoffgas und Luft (z. B. als Reaktionsbestandteile). Der verbrauchte Wasserstoff und die verbrauchte Luft müssen bei bestimmten Temperaturen und Drücken zweckmäßig gespeichert und in die Brennstoffzelle übertragen werden, damit Brennstoffzelle und Fahrzeug in einer effizienten Weise betrieben werden können.
Fahrzeuge, die diese Typen von Brennstoffzellen einsetzen, enthalten oft Systeme und/oder Baugruppen zum Speichern und Übertragen von Wasserstoffgas und Luft in die Brennstoffzelle. Insbesondere wird das Wasserstoffgas typischerweise in einem Tank bei einem relativ hohen Druck und mit einer relativ hohen Größe von potenzieller Energie gespeichert. Das Wasserstoffgas wird anschließend durch Nutzung mehrerer Leitungen und mehreren Druck reduzierenden Reglern, die den Druck des Gases um eine wünschenswerte Größe absenken, in die Brennstoffzelle übertragen. Die Luft, die von der Brennstoffzelle übertragen wird, wird bei Umgebungsdrücken erhalten und muss unter Druck gesetzt oder anderweitig durch das System gedrückt werden, um eine zweckmäßige und effiziente Arbeitsweise der Brennstoffzelle zu gewährleisten. Diese Druckbeaufschlagung und/oder Drücken von Luft durch das System wird typischerweise durch Verwendung eines Verdichters oder einer Turbine durchgeführt. Diese Verdichter oder Turbinen verdichten die Luft auf einen gewünschten oder vorbestimmten Druck, der eine Temperaturerhöhung der Luft bewirkt. Weil Luft oberhalb einer bestimmten Temperatur eine Brennstoffzelle beschädigen kann oder verursachen kann, dass die Brennstoffzelle uneffizient arbeitet, wird die Luft vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle durch einen Wärmeaustauscher geleitet, wodurch die Luft abkühlt und gewährleistet wird, dass die in die Brennstoffzelle eintretende Luft eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 80°C) nicht überschreitet.
Bei bestimmten Bedingungen wie Kaltstart oder Frostzuständen ist das Beheizen von Brennstoffzellen eines Kraftfahrzeugs wünschenswert, um zu gewährleisten, dass die Brennstoffzellen mit einer minimalen Größe an Zeit wirksam arbeiten. Es bestehen verschiedene Projekt, um die Einschränkungen beim Kaltstart von Brennstoffzellen zu überwinden und/oder Brennstoffzellen auf oder über einer bestimmten gewünschten Temperatur zu halten. Bestimmte frühere Fahrzeuge nutzen eine Hilfsenergiequelle wie Widerstandsheizelemente, die von bordeigenen Batterien mit Strom versorgt werden. Jedoch erhöhen diese zusätzlichen Energiequellen nachteilig die Kosten, das Gewicht und das Volumen des Brennstoffzellensystems, entleeren die Fahrzeugbatterie und verbrauchen elektrische Energie, die anderweitig genutzt werden könnte, um die elektrischen Bauteile und Zubehöre des Fahrzeugs mit Strom zu versorgen. Andere frühere Projekte zum Vorwärmen von Brennstoffzellen schließen das Einleiten eines Wasserstoff-/Luftgemisches in die Oxidationsmittelkanäle für den Prozess in der Brennstoffzelle ein. Jedoch erfordern diese früheren Projekte komplexe Regelungen, welche die Kosten und die Komplexität des Fahrzeugs unerwünscht erhöhen.
Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes System und Verfahren zur Verwendung bei einem durch Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeug bei Kaltstart oder Frostzuständen vorzuschlagen.
Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein erster, nicht einschränkender Vorteil der Erfindung ist, dass sie ein System und ein Verfahren zur Verfügung stellt, um das Brennstoffzellenpaket eines Fahrzeugs bei Kaltstart oder Frostzuständen selektiv und schnell vorzuwärmen und welches die Nachteile von früheren Systemen und Verfahren überwindet.
Ein zweiter, nicht einschränkender Vorteil der Erfindung ist, dass sie ein System und ein Verfahren bereitstellt, um das Brennstoffzellenpaket eines Fahrzeugs bei Kaltstart oder Frostzuständen selektiv und schnell vorzuwärmen, das keine zusätzliche Energiequelle oder eine komplexe Regelung erfordert.
Ein dritter, nicht einschränkender Vorteil der Erfindung ist, dass sie ein System und ein Verfahren zur selektiven und schnellen Vorwärmung des Brennstoffzellenpaketes eines Fahrzeugs bei Kaltstart oder Frostzuständen vorsieht, das die in verdichteter Luft gespeicherte Wärme nutzt, die auf das Brennstoffzellenpaket übertragen wird, um diese zu beheizen.
Ein vierter, nicht einschränkender Vorteil der Erfindung ist, dass sie ein System und ein Verfahren zum selektiven und schnellen Vorwärmen eines Brennstoffzellenpakets für ein Fahrzeug bei Kaltstart oder Frostzuständen vorsieht, welches die in verdichteter Luft gespeicherte Wärme nutzt, um das Brennstoffzellenpaket vorher zu beheizen und Wasserstoffgas, welches in das Brennstoffzellenpaket übertragen wird, vorzuwärmen.
Nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zum selektiven Beheizen einer Brennstoffzelle in einem Fahrzeug vorgesehen. Das System enthält einen Luftverdichter und ein Leitungssystem, das zur Übertragung mit dem Luftverdichter verbunden ist und von diesem verdichtete Luft aufnimmt, und das weiter zur Übertragung mit der Brennstoffzelle verbunden ist, wobei das Leitungssystem wirksam ist, um die zum Beheizen der Brennstoffzelle wirksame verdichtete Luft bei Kaltstartbedingungen der Brennstoffzelle direkt zuzuführen.
Nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Zuführen von Luft und Wasserstoffgas in eine Brennstoffzelle eines Fahrzeugs vorgesehen. Das System enthält einen Brennstofftank, der das Wasserstoffgas selektiv speichert, ein erstes Leitungssystem, das den Brennstofftank mit der Brennstoffzelle selektiv und durch ein Fluid verbindet und so wirksam ist, dass das mit Druck beaufschlagte Wasserstoffgas selektiv in die Brennstoffzelle übertragen werden kann; einen Verdichter, der wirksam ist, um die Luft aufzunehmen und zu verdichten, ein zweites Leitungssystem, das zur Übertragung mit dem Verdichter und der Brennstoffzelle verbunden ist, wobei das zweite Leitungssystem wirksam ist, um die verdichtete Luft aufzunehmen und zu ermöglichen, dass die verdichtete Luft selektiv in die Brennstoffzelle übertragen wird; ein erster Wärmeaustauscher, der funktionsfähig in dem zweiten Leitungssystem angeordnet und wirksam ist, um die verdichtete Luft selektiv zu kühlen, bevor sie zu der Brennstoffzelle übertragen wird; und mindestens ein Umgehungsventil, das in dem zweiten Leitungssystem betriebsfähig angeordnet und so wirksam ist, dass Druckluft den ersten Wärmeaustauscher selektiv umgehen kann.
Nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Vorwärmen eines Brennstoffzellenpakets in einem Fahrzeug mit einem Verdichter vorgesehen, um Luft selektiv zu verdichten, ein Luftleitungssystem das zur Übertragung mit dem Verdichter verbunden ist und von diesem verdichtete Luft aufnimmt, und das ferner zur Übertragung mit dem Brennstoffzellenpaket verbunden ist, sowie einen Wärmeaustauscher, der in dem Luftleitungssystem angeordnet und wirksam ist, um die verdichtete Luft selektiv zu kühlen. Das Verfahren umfasst den Schritt selektiv zu bewirken, dass die verdichtete Luft den Wärmeaustauscher umgeht und direkt zu dem Brennstoffzellenpaket übertragen wird, wodurch das Brennstoffzellenpaket beheizt wird.
Diese und andere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung mit Bezug die Zeichnung näher erläutert. In der einzigen Figur ist das Blockdiagramm eines Systems, das entsprechend der technischen Lehre eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hergestellt und zur Verwendung mit einem durch Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeug angepasst und wirksam ist, das Brennstoffzellenpaket des Fahrzeugs bei Kaltstart oder Frostzuständen selektiv und schnell vorzuwärmen.
Das Blockdiagramm eines Systems 10 zeigt entsprechend der technischen Lehre des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, um eine oder mehrere Brennstoffzellen 12 in einem Fahrzeug 14 selektiv vorzuwärmen. Insbesondere ist das System 10 zur Verwendung in Kombination mit einem Fahrzeug 14 angepasst, das eine oder mehrere Brennstoffzellen 12 auf Wasserstoffbasis enthält (z. B. ein Brennstoffzellenpaket), die Energie für das Fahrzeug 14 bereitstellen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 14 ein Elektro- oder Elektrohybridfahrzeug, wobei die Brennstoffzellen 12 eine chemische Reaktion nutzen, die Wasserstoffgas und Luft (z. B. den Sauerstoff in der Luft) verbraucht, um elektrische Energie zu erzeugen. Es soll ersichtlich werden, dass während im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung Brennstoffzellen 12 von dem Typ sind, der Wasserstoffgas verbraucht, in weiteren anderen Ausführungsbeispielen andere Arten von verdichteten Gasen verwendet werden können, um in den Brennstoffzellen 12 Energie zu erzeugen, wobei das System 10 im Wesentlichen in der gleichen Art und Weise arbeiten würde, um die Brennstoffzellen 12 vorzuwärmen und im Wesentlichen die gleichen Nutzen bringen würde.
Das System 10 umfasst einen normalen Speicher oder Brennstofftank 16, der Wasserstoffgas bei einem verhältnismäßig hohen Druck aufnimmt und speichert, einen ersten Wärmeaustauscher 18, einen zweiten Wärmeaustauscher 20, einen Verdichter 22, ein Umgehungsventil 26, einen Regler 30 und Fahrzeugsensoren 32.
Das System 10 enthält ferner eine erste Wasserstoffgasleitung oder das Zuführungssystem 42, das ein oder mehrere Rohre oder Leitungen aufweisen kann, die im gesamten Fahrzeug 14 angeordnet sind und die selektiv das Wasserstoffgas von dem Tank 16 in die Brennstoffzellen 12 tragen und transportieren. Die Leitung oder das Zuführungssystem 42 kann außerdem eine oder mehrere normale Druckregler enthalten. Gemäß der Figur ist das Leitungssystem 42 durch ein Fluid mit dem Wärmeaustauscher 20 und den Brennstoffzellen 12 verbunden.
Eine zweite Luftleitung oder das Zuführungssystem 44 verbindet durch ein Fluid die Brennstoffzellen 12 mit einer Luftquelle. Das Luftzuführungssystem 44 enthält eine erste Leitung 48, die mit der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs 14 verbunden und von dieser Luft aufnimmt, und einen Kompressor 22, der durch ein Fluid mit der Leitung 48 verbunden ist und durch diese Luft aufnimmt. Das System 44 enthält ferner eine Leitung 50, die zur Übertragung und durch ein Fluid den Verdichter 22 mit dem Ventil 26 verbindet, und eine Leitung 52, die zur Übertragung mit den Brennstoffzellen 12 und dem Ventil 26 verbunden ist. Die Leitung 52 verläuft durch den Wärmeaustauscher 18, der wirksam ist, um die von dem Verdichter 22 aufgenommene Luft zu kühlen, bevor sie den Brennstoffzellen 12 zugeführt wird.
Eine Leitung 54, die den Wärmeaustauscher 18 umgeht, ist mit dem Ventil 26 und den Brennstoffzellen 12 verbunden. Der Wärmeaustauscher 20 ist innerhalb der Leitung 54 funktionsfähig angeordnet und nimmt von der Leitung 54 Luft auf und nutzt die aufgenommene Luft, um das Wasserstoffgas innerhalb der Leitung 42 zu erwärmen. Es soll ersichtlich werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehenden Leitungssysteme oder Ausführungen beschränkt ist und dass in anderen Ausführungsbeispielen eine unterschiedliche und/oder zusätzliche Anzahl von Leitungen genutzt werden kann, um die verschiedenen Bauteile des Systems 10 miteinander zu verbinden. Zum Beispiel und ohne Einschränkung kann das Fahrzeug 14 weiter Auslass- und/oder Rückführleitungssysteme (nicht gezeigt) enthalten, die wirksam sind, um Abgase zu behandeln und/oder aus dem Fahrzeug 14 zu entfernen und/oder ungenutztes Wasserstoffgas in die Brennstoffzellen 12 zurückzuführen. Der Regler 30 ist jeweils elektrisch und zur Übertragung durch die Nutzung der elektrischen Sammelschiene 56 mit dem Umgehungsventil 26 und durch Nutzung der elektrischen Sammelschiene oder Sammelschienen 66 mit den Fahrzeugsensoren 32 verbunden.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Regler 30 ein normaler Regler auf Basis eines Mikroprozessors, und in einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel umfasst der Regler 30 einen Teil einer herkömmlichen Motorsteuereinheit ("ECU"). In weiteren anderen Ausführungsbeispielen ist der Regler 30 extern mit der Motorsteuereinheit gekoppelt.
Der Brennstofftank 16 ist ein normaler Speichertank, der angepasst ist, um einen verdichteten, gasförmigen Brennstoff wie Wasserstoffgas aufzunehmen und bei relativ hohen Drücken zu speichern. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Wärmeaustauscher 20 ein normaler Gas-Gas- Wärmeaustauscher, der Wärmeenergie aus der sich durch die Leitung(en) 54 bewegenden verdichteten Luft in das Wasserstoffgas überträgt, das sich durch die Leitung(en) 42 bewegt.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Verdichter 22 ein normaler Verdichter mit einer Turbine oder einer anderen Vorrichtung, die sich mit der Leitung 48 in Fluidverbindung befindet und wirksam ist, um Luft durch die Leitung 48 "anzusaugen" (z. B. von der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs), um die Luft zu verdichten oder unter Druck zu setzen und die unter Druck gesetzte Luft durch die Leitung 50 und entweder die Leitung 52 oder die Leitung 54 in die Brennstoffzellen 12 zu übertragen.
Der Wärmeaustauscher 18 ist ein herkömmlicher Gas-Fluid-Wärmeaustauscher, der selektiv verdichtete Luft aus der Leitung 52 und Kühlmittel (z. B. Wasser) aus einer externen Quelle (nicht gezeigt) aufnimmt. Der Wärmeaustauscher 18 ermöglicht es, die in der verdichteten Luft befindliche Wärmeenergie durch das Kühlmittel aufzunehmen oder in dieses zu übertragen, wodurch Luft, die zu den Brennstoffzellen 12 übertragen wird, wünschenswerterweise gekühlt wird.
Sensoren 32 weisen normale und handelsüblich erhältliche Funktionssensoren auf, die verschiedene wesentliche Betriebseigenschaften wie den Druck und die Temperatur des Wasserstoffgases und der Luft an verschiedenen Stellen im System (d. h. innerhalb der verschiedenen Leitungen) und die Temperatur in der äußeren Umgebung oder der Umgebungsluft messen und/oder schätzen. Die Sensoren 32 messen und/oder schätzen diese wesentlichen Eigenschaften und übertragen die gemessene und/oder geschätzte Werte darstellenden Signale zu dem Regler 30, der die Signale nutzt, um das Umgehungsventil 26 in einer gewünschten Weise zu betätigen und/oder zu betreiben.
Das Umgehungsventil 26 ist ein normales, elektronisch gesteuertes Ventil (z. B. durch Magnetspule), das es ermöglicht, unter Druck gesetzte Luft von dem Verdichter 22 durch die Leitung 52 (und den Wärmeaustauscher 18) oder durch die Leitung 54 (und den Wärmeaustauscher 20) selektiv in die Brennstoffzellen 12 zu übertragen. In weiteren anderen Ausführungsbeispielen können unterschiedliche Typen von Umgehungsventilen genutzt werden.
Bei Betrieb nutzt das System 10 die in der verdichteten Luft gespeicherte Wärmeenergie, um die Brennstoffzellen 12 und Wasserstoffgas bei Kaltstart oder Frostzuständen selektiv zu erwärmen. Insbesondere wenn das Fahrzeug 14 bei relativ kalten Temperaturen oder "Kaltstartbedingungen" (z. B. Temperaturen etwa unter einem vorbestimmten Schwellenwert wie Null Grad Celsius) in Betrieb gesetzt wird, steuert der Regler 30 das Umgehungsventil 26 selektiv, wodurch die verdichtete Luft durch die Leitung 54 in die Brennstoffzellen 12 übertragen wird. Dies ermöglicht es, dass die verdichtete Luft, deren Temperatur auf Grund der Verdichtung erhöht ist, die Brennstoffzellen 12 weiter vorher zu beheizen und das Wasserstoffgas durch Nutzung des Wärmeaustauschers 20 weiter vorzuwärmen.
Um das Ventil 26 zu betätigen, nimmt der Regler 30 Signale von den Sensoren 32 auf, die Werte zur Verfügung stellen, welche die Temperatur der Umgebungsluft, die Temperatur der Brennstoffzellen 12 und/ oder die Temperatur von Luft und/ oder Wasserstoffgas, das in die Brennstoffzellen 12 eintritt, darstellen und/oder abschätzen (z. B. die Temperatur von verdichteter Luft). Wenn die Temperaturen der Umgebungsluft und der Brennstoffzellen 12 unterhalb von bestimmten vorgegebenen Schwellenwerten liegen, die Kaltstartbedingungen darstellen, überträgt der Regler 30 ein Signal zum Ventil 26, das wirksam ist um das Ventil 26 auszulösen, so dass die verdichtete Luft den Wärmeaustauscher 18 umgeht und durch die Leitung 54 zu den Brennstoffzellen 12 übertragen wird. Die erwärmte Luft bewegt sich den Wärmeaustauscher 20, der wirksam ist, um das Wasserstoffgas zu erwärmen, bevor Wasserstoffgas und Luft den Brennstoffzellen 12 zugeführt wird. Das erwärmte Wasserstoffgas und Luft sind wirksam, um die Brennstoffzellen 12 verhältnismäßig schnell zu erwärmen. Wenn das Fahrzeug 14 und die Brennstoffzellen 12 betrieben werden und die Temperatur zu erhöhen beginnen, wird es wünschenswert, aus der verdichteten Luft Wärme abzuführen, bevor die Luft in die Brennstoffzellen 12 übertragen wird. Der Regler 30 überwacht durch Nutzung von Sensoren 32 die Temperatur der Brennstoffzellen 12, die Umgebungstemperatur und/oder die Temperatur der verdichteten Luft. Sobald die Temperatur entweder der Brennstoffzellen 12 oder der Umgebungsluft einen bestimmten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, überträgt der Regler 30 ein Signal zu dem Ventil 26, das wirksam ist, um die unter Druck gesetzte Luft durch die Leitung 52 und den Wärmeaustauscher 18 zu kanalisieren. Der Wärmeaustauscher 18 kühlt die verdichtete Luft auf eine wünschenswerte Temperatur, wodurch eine potenzielle Beschädigung durch Wärme an den Brennstoffzellen 12 verhindert und gewährleistet wird, dass die Brennstoffzellen 12 bei einer effizienten Temperatur arbeiten. Es soll ersichtlich werden, dass die in dem Regler 30 gespeicherten, vorbestimmten Schwellenwert-Temperaturen den verschiedenen Parametern zugrunde gelegt werden können, die sich auf den Typ des Fahrzeugs sowie den Typ und die Anzahl von Brennstoffzeilen 12, die im System 10 genutzt werden, beziehen. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Regler 30 ferner andere wesentliche Fahrzeugeigenschaften oder Betriebsdaten nutzen oder berücksichtigen, die von den Sensoren 32 bei Betrieb des Umgehungsventils 26 aufgenommen werden. In einem weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel wird der Wärmeaustauscher 20 aus dem System entfernt, wobei jede der Leitungen 54 und 42 mit den Brennstoffzellen 42 direkt verbunden ist.
Es soll deutlich werden, dass das vorhergehende System 10 für das selektive und relativ schnelle Vorwärmen von Brennstoffzellen 12 sowie von Luft und Wasserstoffgas sorgt, die in die Brennstoffzellen 12 eintreten. Darüber hinaus stellt das System 10 diese Vorwärmfunktion in einer effizienten und nicht kostspieligen Art und Weise bereit und schließt den Bedarf an einer zusätzlichen Energiequelle und/oder an Heizvorrichtungen aus.

Claims

1. System zum selektiven Beheizen einer Brennstoffzelle in einem Fahrzeug umfassend:
einen Luftverdichter; und
ein Leitungssystem, das zur Übertragung von verdichteter Luft mit dem Luftverdichter verbunden ist, von diesem verdichtete Luft aufnimmt und das mit der Brennstoffzelle verbunden ist, wobei das Leitungssystem geeignet ist, bei Kaltstartbedingungen selektiv die verdichtete Luft, zum Beheizen der Brennstoffzelle direkt der Brennstoffzelle zuzuführen.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Brennstofftank, der das Wasserstoffgas selektiv speichert; und ein Leitungssystem, wobei
eine erste Leitung angepasst ist, um den Brennstofftank selektiv mit der Brennstoffzelle zu verbinden, um das Wasserstoffgas selektiv in die Brennstoffzelle übertragen zu können;
eine zweite Leitung, das angepasst ist, um Verdichter und Brennstoffzelle zu verbinden, wobei die zweite Leitung die verdichtete Luft selektiv zu der Brennstoffzelle übertragen kann.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
einen ersten Wärmeaustauscher, in dem Leitungssystem angeordnet, um die verdichtete Luft selektiv zu kühlen; und
ein Umgehungsventil, das in dem Leitungssystem derart angeordnet ist, um selektiv bei Kaltstartbedingungen mit verdichteter Luft zum Beheizen der Brennstoffzelle den Wärmeaustauscher zu umgehen und der Brennstoffzelle direkt zuzuführen.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
ein Wasserstoffgas- Leitungssystem, das Wasserstoffgas in die Brennstoffzelle überträgt; und
einen zweiten Wärmeaustauscher, der mit dem Leitungssystem und dem Wasserstoffgas- Leitungssystem verbunden ist und Wasserstoffgas aus dem Wasserstoffgas- Leitungssystem aufnimmt, wobei der zweite Wärmeaustauscher geeignet ist, mit verdichteter Luft in dem Leitungssystem das Wasserstoffgas zu erwärmen, bevor das Wasserstoffgas in die Brennstoffzelle übertragen wird.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
mindestens einen Sensor, geeignet, um zumindest eine wesentliche Betriebseigenschaft zu messen und ein Signal zu erzeugen, das die zumindest eine gemessene wesentliche Betriebseigenschaft des Fahrzeugs darstellt; und
einen Regler, der zur Übertragung mit dem Umgehungsventil und dem mindestens einen Sensor verbunden ist, wobei der Regler ausgelegt ist, das Signal aufzunehmen und das Umgehungsventil basierend auf dem Wert des Signals selektiv zu steuern

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ausgelegt ist, um mindestens als eine wesentliche Betriebseigenschaft die Umgebungstemperatur und I oder eine Temperatur der Brennstoffzelle und/oder eine Temperatur der verdichteten Luft beinhaltet.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Regler mit dem Umgehungsventil verbunden ist und das Umgehungsventil selektiv auslösen kann, damit die verdichtete Luft den ersten Wärmeaustauscher selektiv umgeht.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor, geeignet wesentliche Betriebseigenschaften des Fahrzeugs zu messen und Signale zu erzeugen, die die gemessenen wesentlichen Betriebseigenschaften des Fahrzeugs darstellen; und bei dem der Regler zur Übertragung mit dem mindestens einen Sensor verbunden ist, um die Signale aufzunehmen und das Umgehungsventil basierend auf dem Wert der Signale selektiv auszulösen.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor die Temperatur der Umgebungsluft misst und der Regler geeignet ist, das Umgehungsventil nur dann auszulösen, wenn die gemessene Temperatur der Umgebungsluft geringer ist als ein vorbestimmter Wert, der einen Kaltstartzustand darstellt.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor ausgelegt ist, eine Temperatur der Brennstoffzelle zu messen und der Regler wirksam ist, um das Umgehungsventil nur dann auszulösen, wenn die gemessene Temperatur geringer als ein vorbestimmter Wert ist.

11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehungsventil ein Magnetventil ist.

12. Verfahren zum Beheizen eines Brennstoffzellenpaketes in eineryyFahrzeug mit einem Verdichter zum selektiven Verdichten von Luft, einem Luftleitungssystem, das mit dem Verdichter verbunden ist und von diesem verdichtete Luft aufnimmt und mit dem Brennstoffzellenpaket verbunden ist, und mindestens einem Wärmeaustauscher, der in dem Leitungssystem angeordnet ist, um die verdichtete Luft selektiv zu kühlen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
selektives Bewirken, dass die verdichtete Luft den Wärmeaustauscher umgeht und in das Brennstoffzellenpaket direkt übertragen wird, wodurch das Brennstoffzellenpaket beheizt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch:
Messen einer wesentlichen Betriebseigenschaft;
selektives Bewirken, dass die verdichtete Luft den Wärmeaustauscher basierend auf der gemessenen wesentlichen Betriebseigenschaft umgeht.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene wesentliche Betriebseigenschaft eine Temperatur der Umgebungsluft oder eine Temperatur der verdichteten Luft oder eine Temperatur des Brennstoffzellenpakets umfasst.