DE112008002321T5 - Brennstoffzellensystem und Steuerverfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Brennstoffzellensystem, aufweisend: eine Brennstoffzelle, ein Brenngassystem mit einem Brenngas-Zufuhrweg, auf dem Brenngas, das von einer Brennstoffquelle geliefert wird, zur Brennstoffzelle strömt; ein variables Druckregulierungsventil, das den Druck eines Gases, das auf dem Brenngas-Zufuhrweg strömt, variabel regelt; und ein Spülventil, das Abgas aus dem Brennstoffzellensystem abführt, wobei das Brennstoffzellensystem Verunreinigungen im Brenngassystem durch das Spülventil nach außen abführt, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in einen Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, übergegangen ist, wobei das Brennstoffzellensystem eine Steuereinrichtung aufweist, die, falls nach dem Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, eine Menge an Verunreinigungen im Brenngassystem über eine vorgegebene Menge steigt, eine Öffnungs- und Schießungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils so steuert, dass der Druck des Brenngases, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, über einem vorgegebenen Bezugswert liegt.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem und ein Steuerverfahren dafür.
  • Technischer Hintergrund
  • Brennstoffzellensysteme mit einer Brennstoffzelle, der Reaktionsgase (Brenngas und Oxidierungsgas) zugeführt werden, und die elektrische Leistung erzeugt, wurden bereits entwickelt und werden in der Praxis eingesetzt. Bekanntlich sammeln sich in diesen Brennstoffzellensystemen Verunreinigungen, wie Stickstoffgas, die aus der Leistungserzeugung stammen, im Lauf der Zeit im Inneren der Brennstoffzelle oder in einem Abgas-Umwälzweg an. Um solche Verunreinigungen nach außen abzuführen (auszuspülen), wurde ein Brennstoffzellensystem entwickelt, das ein Spülventil, welches in einem mit dem Umwälzweg verbundenen Abgas-Strömungsweg angeordnet ist, aufweist und das Öffnen und Schließen des Spülventils steuert.
  • Ebenso wurde ein Brennstoffzellensystem entwickelt, das zusätzlich zur Brennstoffzelle eine Sekundärbatterie, wie eine Speicherbatterie, aufweist, und das einen Betrieb (Aussetzbetrieb) durchführt, bei dem die Leistungserzeugung durch die Brennstoffzelle vorübergehend unterbrochen ist, beispielsweise dann, wenn das System wenig belastet ist, und das beispielsweise dann, wenn das System stark belastet ist, zu einem Normalbetrieb zurückkehrt, um die Leistungserzeugung neu zu starten. In letzter Zeit wurde außerdem ein Verfahren entwickelt, mit dem Verunreinigungen wirksam abgeführt werden, wenn die Brennstoffzelle lange Zeit im Aussetzbetrieb gelaufen ist, und zwar durch Erhöhen der Häufigkeit des Spülens, das durchgeführt wird, nachdem die Brennstoffzelle aus dem Aussetzbetrieb in einen Normalbetrieb zurückgekehrt ist (siehe z. B. die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2007-26843 ).
  • Offenbarung der Erfindung
  • Jedoch kann es auch bei Anwendung des oben genannten, in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2007-26843 beschriebenen Verfahrens lange dauern, bis Verunreinigungen durch Spülen abgeführt sind. Dies kann dazu führen, dass kein stabiler Leistungserzeugungszustand der Brennstoffzelle erreicht werden kann, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Aussetzbetrieb in einen Normalbetrieb zurückgekehrt ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt das geschilderte Problem zugrunde, und Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Brennstoffzellensystems, das einen stabilen Gleichgewichtszustand einer Brennstoffzelle erreichen kann, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Aussetzbetrieb in einen Normalbetrieb zurückgekehrt ist.
  • Um das genannte Ziel zu erreichen, weist ein Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung auf: eine Brennstoffzelle; ein Brenngassystem mit einem Brenngas-Zufuhrweg, auf dem Brenngas, das von einer Brenngasquelle geliefert wird, zur Brennstoffzelle strömt; ein variables Druckregulierungsventil, das einen Druck eines Gases, das auf dem Brenngas-Zufuhrweg strömt, variabel regelt; und ein Spülventil, das Gas aus dem Brennstoffzellensystem abführt, und wobei das Brennstoffzellensystem durch das Spülventil Verunreinigungen im Brenngassystem abführt, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in einen Zustand übergeht, in dem Leistung erzeugt wird. Dieses Brennstoffzellensystem weist eine Steuervorrichtung auf, die, falls eine Verunreinigungsmenge im Brenngassystem während der ausgesetzten Leistungserzeugung über eine vorgegebene Menge steigt, nach dem Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, die Öffnungs- und Schließungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils so steuert, dass das Brenngas, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, einen Druck aufweist, der über einem vorgegebenen Bezugswert liegt.
  • Ebenso ist ein Brennstoffzellen-Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellensystems mit einer Brennstoffzelle; einem Brenngassystem, das einen Brenngas-Zufuhrweg aufweist, auf dem Brenngas, das von einer Brenngasquelle geliefert wird, zur Brennstoffzelle strömt; einem variablen Druckregulierungsventil, das einen Druck eines Gases, das auf dem Brenngas-Zufuhrweg strömt, variabel regelt; und einem Spülventil, das Gas aus dem Brennstoffzellensystem abführt, wobei das Brennstoffzellensystem durch das Spülventil Verunreinigungen im Brenngassystem abführt, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in einen Zustand übergeht, in dem Leistung erzeugt wird, und dieses Verfahren umfasst den Schritt des Steuerns der Öffnungs- und Schließungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils nach Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, derart, dass die Brennstoffzelle einen Druck aufweist, der über einem vorgegebenen Bezugswert liegt, falls während des Zustands, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt war, eine Verunreinigungsmenge im Brenngassystem über eine vorgegebene Menge gestiegen ist.
  • Anhand des oben genannten Aufbaus und Verfahrens kann der Druck des Brenngases, das geliefert werden soll, nachdem die Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, übergegangen ist, auf einen relativ hohen Pegel (einen Wert, der über einem vorgegebenen Bezugswert liegt) gesetzt werden, falls die Menge der Verunreinigungen im Brenngassystem über eine vorgegebene Menge steigt, wenn das Brennstoffzellensystem in einem Zustand ist, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist. Somit kann selbst dann, wenn es relativ lang dauert, bis die Verunreinigungen im Brenngassystem abgeführt sind, nachdem die Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand übergegangen ist, in dem Leistung erzeugt wird, der Leistungserzeugungszustand der Brennstoffzelle stabilisiert werden. Man beachte, dass „Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist” einen Zustand bezeichnet, in dem die Leistungserzeugung durch die Brennstoffzelle vorübergehend unterbrochen ist, und dass „Zustand, in dem Leistung erzeugt wird” bzw. „Leistungserzeugungszustand” einen Zustand bezeichnet, in dem die Brennstoffzelle fortgesetzt Leistung erzeugt.
  • In dem oben beschriebenen Brennstoffzellensystem kann es sich bei dem Brennstoffzellensystem um ein Brenngassystem mit einem Umwälzpumpe zum Umwälzen von Abgas, das aus der Brennstoffzelle abgeführt wird, handeln. In diesem Fall kann es sich bei der Steuervorrichtung um eine Steuervorrichtung handeln, die, nachdem die Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung unterbrochen ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, übergegangen ist, die Öffnungs- und Schließungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils so steuert, dass der Druck des Brenngases, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, bei einem Wert gehalten wird, der über dem vorgegebenen Bezugswert liegt, bis das Gasamtvolumen an Gas im Brenngassystem anhand der Umwälzpumpe ausgetauscht ist.
  • Mit dem oben beschriebenen Aufbau kann nach Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, der Druck des Brenngases, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, auf einem relativ hohen Pegel (einem Wert, der über dem vorgegebenen Bezugswert liegt) gehalten werden, bis das Gesamtvolumen des Gases im Brenngassystem mittels der Umwälzpumpe ausgetauscht ist (anders ausgedrückt, bis die Verunreinigungen vollständig abgeführt sind). Somit können die Verunreinigungen, die sich während des Zustands, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, angesammelt haben, schnell und vollständig abgeführt werden, und infolgedessen kann der Leistungserzeugungszustand der Brennstoffzelle weiter stabilisiert werden.
  • Ebenso kann es sich in dem oben beschriebenen Brennstoffzellensystem bei dem variablen Druckregulierungsventil um einen Injektor handeln.
  • Ein Injektor ist ein elektromagnetisch angesteuertes Ein/Aus-Ventil, das in der Lage ist, einen Gaszustand (eine Gasströmungsrate oder einen Gasdruck) durch direktes Ansteuern des Ventilkörpers mit einer elektromagnetischen Antriebskraft in einem vorgegebenen Antriebstakt zu regeln, um den Körper vom Ventilsitz zu trennen. Der Ventilkörper des Injektors wird von einer vorgegebenen Steuereinheit so angesteuert, dass Zeitpunkt und Dauer der Brenngaseinspritzung und infolgedessen auch die Strömungsrate des Brenngases mit hoher Genauigkeit gesteuert werden können.
  • Die vorliegende Erfindung kann ein Brennstoffzellensystem schaffen, das einen stabilen Leistungserzeugungszustand einer Brennstoffzelle erreichen kann, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Aussetzbetrieb in einen Normalbetrieb zurückgekehrt ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Aufbauskizze eines Brennstoffzellensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Ablaufschema, das ein Steuerverfahren für das in 1 dargestellte Brennstoffzellensystem erläutert.
  • 3A ist ein Zeitschema, das ein Steuerverfahren für das in 1 dargestellte Brennstoffzellensystem erklärt und das den zeitlichen Verlauf eines Aussetzbetriebs darstellt.
  • 3B ist ein Zeitschema, das ein Steuerverfahren für das in 1 dargestellte Brennstoffzellensystem erklärt und das den zeitlichen Ablauf eines Verunreinigungs-Partialdrucks in einem Wasserstoffgassystem darstellt.
  • 3C ist ein Zeitschema, das ein Steuerverfahren für das in 1 dargestellte Brennstoffzellensystem erklärt und das den zeitlichen Ablauf eines Wasserstoffdruck-Regulierungsventil darstellt.
  • 3D ist ein Zeitschema, das ein Steuerverfahren für das in 1 dargestellte Brennstoffzellensystem erklärt und das den zeitlichen Verlauf eines Spülbetriebs darstellt.
  • Beste Weise zur Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden wird ein Brennstoffzellensystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Diese Ausführungsform erläutert den Fall, dass die vorliegende Erfindung in einem Onboard-Leistungserzeugungssystem eines Brennstoffzellen-Fahrzeugs (eines mobilen Objekts) verwendet wird.
  • Unter Bezug auf 1 wird zunächst der Aufbau eines Brennstoffzellensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Wie in 1 dargestellt, weist ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß dieser Ausführungsform eine Brennstoffzelle 2 auf, die mit Reaktionsgasen (Oxidierungsgas und Brenngas) beliefert wird, und die elektrische Leistung erzeugt. Die Brennstoffzelle 2 ist mit einem Oxidierungsgassystem 3 für die Zufuhr von Luft als Oxidierungsgas zur Brennstoffzelle 2 und für die Abfuhr von Oxidierungsabgas aus der Brennstoffzelle 2 versehen, ebenso wie mit einem Brenngassystem 4 für die Zufuhr von Wasserstoffgas als Brenngas zur Brennstoffzelle 2 und zum Umwälzen von Wasserstoff-Abgas, bei dem es sich um Brennstoff-Abgas handelt, sowie von Wasserstoffgas in die Brennstoffzelle 2. Das Brenngassystem 4 weist ein Abgasabfuhr-/Entwässerungsventil 29 auf, das in der Lage ist, Wasserstoff-Abgas aus dem Brenngassystem auszuführen. Das Wasserstoffabgas, das aus dem Abgasabfuhr-/Entwässerungssystem 29 abgeführt wird, wird in einem Verdünner 5 mit Oxidierungsabgas (Luft), das aus dem Oxidierungsgassystem 3 abgeführt wird, gemischt und nach außen abgeführt. Eine Steuereinheit 6 führt eine Gesamtsteuerung des gesamten Systems aus.
  • Die Brennstoffzelle 2 ist beispielsweise als Brennstoffzelle mit Festpolymerelektrolyt ausgelegt und weist eine Stapelstruktur aus einer Anzahl von übereinander gelegten Einheitszellen auf. Die Einheitszelle der Brennstoffzelle 2 weist auf: eine Luftelektrode (Kathode) auf einer Oberfläche der Festpolymerelektrolyt-Membran; eine Brennstoffelektrode (Anode) auf der anderen Oberfläche; und ein Paar Separatoren, die so angeordnet sind, dass zwischen ihnen die Luftelektrode und die Brennstoffelektrode angeordnet sind. Die Brennstoffzelle 2 erzeugt Leistung, wenn Brenngas in den Strömungsweg des anodenseitigen Separators geliefert wird und Oxidierungsgas in den Strömungsweg des kathodenseitigen Separators geliefert wird.
  • Das Oxidierungsgassystem 3 weist einen Luft-Zufuhrweg 11, auf dem das Oxidierungsgas, das zur Brennstoffzelle 2 geliefert werden soll, strömt, und einen Abgas-Strömungsweg 12, auf dem das aus der Brennstoffzelle 2 abgeführte Oxidierungsabgas strömt, auf. Der Luft-Zufuhrweg 11 weist einen Kompressor 14, der Oxidierungsgas ansaugt, und einen Befeuchter 15 auf, der verdichtetes Oxidierungsgas, das vom Kompressor 14 geschickt wird, befeuchtet. Der Abgas-Strömungsweg 12 weist ein Gegendruck-Regulierungsventil 16 auf und ist mit dem Befeuchter 15 verbunden. Das Oxidierungsabgas, das auf dem Abgas-Strömungsweg 12 strömt, geht durch das Gegendruck-Regulierungsventil 16 hindurch zum Befeuchter 15, wo das Oxidierungsabgas einem Feuchtigkeitsaustausch unterzogen wird, und wird dann zum Verdünner 5 überführt.
  • Das Brenngassystem 4 weist auf: einen Wasserstofftank 21, der unter hohem Druck stehendes Wasserstoffgas enthält und der als Brennstoffquelle dient; einen Wasserstoff-Zufuhrweg 22, der als Brenngas-Zufuhrweg für die Lieferung von Brenngas aus dem Wasserstofftank 21 zur Brennstoffzelle 2 dient; und einen Umwälzweg 23, um das Wasserstoff-Abgas, das aus der Brennstoffzelle 2 abgeführt wird, zurück zum Wasserstoff-Zufuhrweg 22 zu führen. Man beachte, dass anstelle des Wasserstofftanks 21 auch ein Reformer, der aus einem Brennstoff auf Kohlenwasserstoff-Basis ein wasserstoffreiches reformiertes Gas erzeugt, und ein Hochdruck-Gastank, in dem das von diesem Reformer erzeugte reformierte Gas unter hohem Druck gespeichert wird, als Brennstoffquelle verwendet werden können.
  • Alternativ dazu kann auch ein Tank mit einer Wasserstoff absorbierenden Legierung als Brennstoffquelle verwendet werden.
  • Der Wasserstoff-Zufuhrweg 22 ist mit einem Sperrventil 24, das die Zufuhr von Wasserstoffgas aus dem Wasserstofftank 21 zulässt oder blockiert, einem Regler 25, der den Druck des Wasserstoffgases regelt, und einem Injektor 26 versehen. Ebenso ist ein Drucksensor 27, der den Druck des Wasserstoffgases im Wasserstoff-Zufuhrweg 22 erfasst, stromabwärts vom Injektor 26 und stromaufwärts von der Stelle, wo sich der Wasserstoff-Zufuhrweg 22 und der Umwälzweg 23 vereinigen, vorgesehen. Informationen über den Druck des Wasserstoffgases, der vom Drucksensor 27 erfasst wird, werden zur Steuereinheit 6 übertragen und für die Steuerung eines Wasserstoff-Umwälzsystems verwendet.
  • Der Regler 25 ist eine Einrichtung, die den stromaufwärtigen Druck (Primärdruck) auf einem vorgegebenen Sekundärdruck regelt. In dieser Ausführungsform wird ein mechanisches Druckentlastungsventil, das den Primärdruck senkt, als Regler 25 verwendet. Was den Aufbau des mechanischen Druckentlastungsventils betrifft, so kann ein bekannter Aufbau verwendet werden, bei dem das Ventil ein Gehäuse, in dem eine Gegendruckkammer und eine Druckregulierungskammer, durch eine Membran voneinander getrennt, ausgebildet sind, und in dem das Ventil in der Druckregulierungskammer den Primärdruck unter Nutzung des Gegendrucks in der Gegendruckkammer auf einen vorgegebenen Druck senkt, bei dem es sich um einen Sekundärdruck handelt.
  • Der Injektor 26 ist ein elektromagnetisch angesteuertes Ein/Aus-Ventil, das eine Gasströmungsrate oder einen Gasdruck durch direktes Ansteuern des Ventilkörpers mit einer elektromagnetischen Antriebskraft in einem vorgegebenen Ansteuerungstakt und durch seine Trennung von einem Ventilsitz regeln kann. Wie in 1 dargestellt, ist der Injektor 26 dieser Ausführungsform stromaufwärts von der Stelle, wo sich der Wasserstoff-Zufuhrweg 22 und der Umwälzweg 23 vereinigen, vorgesehen. Der Injektor 26 weist einen Ventilsitz mit einer Einspritzöffnung zum Einspritzen von gasförmigem Brennstoff, wie Wasserstoffgas, auf, und der Injektor 26 weist außerdem einen Düsenkörper für die Zufuhr und Leitung des gasförmigen Brennstoffs zur Einspritzöffnung und einen Ventilkörper auf, der derart in dem Düsenkörper vorgesehen ist, dass er sich in der axialen Richtung des Düsenkörpers (der Gasströmungsrichtung) bewegen kann, um die Einspritzöffnung zu öffnen und zu schließen. In dieser Ausführungsform wird der Ventilkörper des Injektors 26 von einem Solenoid, bei dem es sich um eine elektromagnetische Antriebseinrichtung handelt, angesteuert. Durch die Ausführung einer Ein/Aus-Steuerung des gepulsten Erregerstroms, der dem Solenoid zugeführt wird, und durch das daraus resultierende Ansteuern des Ventilkörpers kann der Öffnungsquerschnitt der Einspritzöffnung in zwei oder mehr Stufen verändert werden. Dauer und Zeitpunkt der Gaseinspritzung vom Injektor 26 werden durch Steuersignale, die von der Steuereinheit 6 ausgegeben werden, gesteuert. Mit dem oben beschriebenen Aufbau können die Strömungsrate und der Druck des Wasserstoffs mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Da der Injektor 26 das Ventil (den Ventilsitz und den Ventilkörper) mit einer elektromagnetischen Antriebskraft ansteuert und den Ansteuerungstakt des Ventils auf einen Pegel mit hoher Ansprechempfindlichkeit steuern kann, weist der Injektor eine hohe Ansprechempfindlichkeit auf.
  • Der Injektor 26 regelt die Strömungsrate des Gases (oder die Molkonzentration von Wasserstoff), das stromabwärts (zur Seite der Brennstoffzelle 2) geliefert werden soll. Genauer ändert der Injektor 26 den Öffnungsquerschnitt (Öffnungsgrad) des Ventils, das im Gasströmungsweg des Injektors 26 vorgesehen ist, oder die Öffnungsdauer des Ventils oder beides, um eine benötigte Strömungsrate des Gases stromabwärts zu liefern. Durch Öffnen und Schließen des Ventils des Injektors 26 wird die Gasströmungsrate geregelt und der Druck des Gases, das stromabwärts vom Injektor 26 geliefert werden soll, wird in Bezug auf den Gasdruck stromaufwärts vom Injektor 26 gesenkt, und somit kann der Injektor 26 als Druckregulierungsventil (Druckentlastungsventil, Regler) betrachtet werden. Ferner dient in dieser Ausführungsform der Injektor 26 auch als variables Druckregulierungsventil, das den Umfang einer Drucksteuerung (Drucksenkung) des stromaufwärtsseitigen Gasdrucks innerhalb eines vorgegebenen Druckbereichs abhängig vom Gasbedarf ändern kann, um auf den benötigten Druck zu kommen.
  • Der Umwälzweg 23 ist über einen Gas/Flüssigkeit-Separator 28 und ein Gasabfuhr-/Entwässerungsventil 29 mit einem Abgas-Strömungsweg 30 verbunden. Der Gas/Flüssigkeit-Separator 28 nimmt Wasser aus dem Wasserstoff-Abgas auf. Das Gasabfuhr-/Entwässerungsventil 29 arbeitet ansprechend auf die Befehle von der Steuereinheit 6 und führt (spült) das Wasser, das vom Gas/Flüssigkeit-Separator 28 aufgenommen wurde, und das Verunreinigungen enthaltende Wasserstoff-Abgas (Brennstoff-Abgas) im Umwälzweg 23 nach außen ab, und das Gasabfuhr-/Entwässerungsventil 29 dient als Ausführungsform des Spülventils gemäß der vorliegenden Erfindung. Infolge des oben beschriebenen Spülens wird die Menge an Verunreinigungen (der Verunreinigungs-Partialdruck und die Verunreinigungskonzentration) gesenkt, und die Konzentration des Wasserstoffgases, das zur Brennstoffzelle 2 geliefert werden soll, wird erhöht. Hierin bedeutet Verunreinigungs-Partialdruck die Summe der Partialdrücke von Gasen, bei denen es sich nicht um Wasserstoffgas handelt, z. B. Stickstoffgas, das in dem Wasserstoffgas, das vom Wasserstofftank 21 geliefert wird, enthalten ist, Stickstoffgas, das vom Oxidierungsgassystem 3 zum Brenngassystem 4 geliefert wird und das die Festpolymerelektrolyt-Membran passiert, Wasserdampf, der aus der Leistungserzeugung durch die Brennstoffzelle 2 entsteht, und dergleichen. Ebenso ist der Umwälzweg 23 mit einer Umwälzpumpe 31 versehen, die das Wasserstoff-Abgas im Umwälzweg 23 verdichtet und zum Wasserstoff-Zufuhrweg 22 schickt. Man beachte, dass das Wasserstoff-Abgas, das durch das Gasabfuhr-/Entwässerungsventil 29 und den Abgas-Strömungsweg 30 abgeführt wird, sich im Verdünner 5 mit dem Oxidierungsabgas im Abgas-Strömungsweg 12 vereinigt und dort verdünnt wird.
  • Die Steuereinheit 6 erfasst einen Verstellweg bzw. Manipulierungsumfang eines Beschleunigungselements (z. B. eines Gaspedals), das in dem Fahrzeug vorgesehen ist, empfangt Steuerinformationen, wie den erforderlichen Beschleunigungsgrad (beispielsweise eine zu erzeugende Leistungsmenge, die von einem Verbraucher, wie einem Fahrmotor benötigt wird), und steuert den Betrieb verschiedener Einrichtungen in dem System. Man beachte, dass der Ausdruck Verbraucher hierin als allgemeine Bezeichnung für Leistung verbrauchende Einrichtungen verwendet wird, zu denen neben dem Fahrmotor auch Hilfseinrichtungen, die für den Betrieb der Brennstoffzelle 2 nötig sind (z. B. Motoren für den Kompressor 14 und die Umwälzpumpe 31), Stellglieder, die in verschiedenen Einrichtungen verwendet werden, die mit dem Antrieb eines Fahrzeugs zu tun haben (Getriebe, Radsteuerung, Lenkeinrichtung, Aufhängung usw.), und eine Klimatisierungseinrichtung (Klimaanlage), eine Beleuchtungseinrichtung, ein Audiosystem usw. für den Insassenraum gehören.
  • Die Steuereinheit 6 besteht aus einem Computersystem, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Das Computersystem weist eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine HDD, eine I/O-Schnittstelle, eine Anzeige usw. auf. Die CPU liest verschiedene Steuerprogramme, die im ROM hinterlegt sind, und führt verschiedene Berechnungen durch, und als Ergebnis führt das Computersystem verschiedenartige Verarbeitungen und Steuerungen aus, einschließlich einer noch zu beschreibenden Spülsteuerung.
  • Genauer führt die Steuereinheit 6 ein Schalten zwischen einem normalen Betriebsmodus und einem Aussetzbetriebsmodus durch. Normaler Betriebsmodus bedeutet einen Betriebsmodus, in dem die Brennstoffzelle 2 fortgesetzt Leistung erzeugt, um Leistung zu den Verbrauchern, wie dem Fahrmotor, zu liefern. Aussetzbetriebsmodus bedeutet einen Betriebsmodus, in dem während eines Niederlastbetriebs, wie im Leerlauf, beim Fahren mit niedriger Geschwindigkeit und beim regenerativen Bremsen, die Leistungserzeugung durch die Brennstoffzelle 2 vorübergehend unterbrochen ist, die Verbraucher mit Leistung von einer Leistungsspeichereinrichtung, wie einer Batterie und einem Kondensator, beliefert werden und die Brennstoffzelle 2 intermittierend mit Wasserstoffgas und Luft beliefert wird, so dass die Brennstoffzelle 2 eine Leerlaufspannung aufrechterhalten kann. Der Normalbetriebsmodus entspricht einem Leistungserzeugungszustand der vorliegenden Erfindung, und der Aussetzbetriebsmodus entspricht einem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, der vorliegenden Erfindung.
  • Die Steuereinheit 6 schätzt außerdem eine Zunahme der Menge der Verunreinigungen im Brenngassystem 4, während das Brenngas 2 einer Aussetzbehandlung unterzogen wird. Falls die geschätzte Erhöhung der Verunreinigungsmenge eine vorgegebene Menge überschreitet, steuert die Steuereinheit 6 nach dem Übergang der Brennstoffzelle 2 aus einem Aussetzbetriebsmodus in einen Normalbetriebsmodus die Öffnungs-/Schließungsbetätigung des Injektors 26, um den Druck des Wasserstoffgases, das zur Brennstoffzelle 2 geliefert wird, zu erhöhen. Bei dieser Steuerung hält die Steuereinheit 6 nach Übergang der Brennstoffzelle 2 aus einem Aussetzbetriebsmodus in einen Normalbetriebsmodus den erhöhten Wasserstoffgasdruck aufrecht, bis das Gesamtvolumen an Gas im Brenngassystem 4 mittels der Umwälzpumpe 31 ausgetauscht ist. Anders ausgedrückt dient die Steuereinheit 6 als Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • Nun wird unter Bezug auf das in 2 dargestellte Ablaufschema und die Zeitschemata, die in 3 dargestellt sind, das Steuerverfahren für das Brennstoffzellensystem 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
  • Die Steuereinheit 6 setzt bei ihrer Aktivierung usw. Systembedingungen auf Basis des Aufbaus der Brennstoffzelle 2 fest. Beispiele für die Systembedingungen sind: eine wirksame Fläche der Festpolymerelektrolyt-Membran, die durch Multiplizieren der wirksamen Fläche der Festpolymerelektrolyt-Membran jeder einzelnen Einheitszelle in der Brennstoffzelle 2 mit der Zahl der Einheitszellen erhalten wird; und die Stickstoffgasdurchlässigkeit pro Flächeneinheit der Festpolymerelektrolyt-Membran. Nach der Aktivierung führt die Steuereinheit 6 eine Steuerung durch, um einen normalen Betriebsmodus zu erreichen (Normalbetriebs-Steuerschritt: S1).
  • Im Normalbetriebs-Steuerschritt S1 reguliert die Steuereinheit 6 das Oxidierungsgas und das Wasserstoffgas durch Steuern verschiedener Einrichtungen so, dass von der Brennstoffzelle 2 eine erforderliche Menge an Leistung erzeugt wird. Die Regulierung des Oxidierungsgases wird beispielsweise durch Steuern der Drehzahl des Kompressors 14 im Oxidierungsgassystem 3 und durch Regeln des Gegendrucks des Oxidierungsabgases, das aus dem Brennstoffzelle 2 ausgeführt wird, ermöglicht. Die Regulierung des Wasserstoffgases wird beispielsweise durch Steuern des Sperrventils 24 und des Injektors 26 im Brenngassystem 4, Steuern der Drehfrequenz der Umwälzpumpe 31 und Steuern des Gasabfuhr-/Entwässerungsventils 29 ermöglicht.
  • Danach bestimmt die Steuereinheit 6, ob eine Bedingung zum Umschalten des Betriebsmodus der Brennstoffzelle 2 aus einem Normalbetriebsmodus in einen Aussetzbetriebsmodus (eine Betriebsumschaltbedingung) erfüllt ist oder nicht (Aussetzbetriebsstart-Bestimmungsschritt S2). Als Betriebsumschaltbedingung kann beispielsweise der Zustand verwendet werden, in dem die benötigte Leistungsmenge oder die Menge der erzeugten Leistung, die zeitabhängig variiert, unter einen vorgegebenen Schwellenwert sinkt. Falls die Steuereinheit 6 im Aussetzbetriebsstart-Bestimmungsschritt S6 bestimmt, dass die Betriebsumschaltbedingung erfüllt ist, schaltet die Steuereinheit 6 den Betriebsmodus der Brennstoffzelle 2 aus einem Normalbetriebsmodus in einen Aussetzbetriebsmodus um, wie in 3A dargestellt (Aussetzbetriebs-Steuerschritt: S3). Im Aussetzbetriebs-Steuerschritt S3 unterbricht die Steuereinheit 6 die Leistungserzeugung durch die Brennstoffzelle 2 vorübergehend, versorgt die Verbraucher mit Leistung aus einer Leistungsspeichereinrichtung und versorgt die Brennstoffzelle 2 intermittierend mit Wasserstoffgas und Luft, so dass die Brennstoffzelle 2 eine Leerlaufspannung aufrechterhalten kann.
  • Wenn der Aussetzbetriebsmodus ausgführt wird und die Leistungserzeugung durch die Brennstoffzelle 2 vorübergehend unterbrochen ist, nimmt die Menge der Verunreinigungen im Brenngassystem 4 im Lauf der Zeit zu. Beispielsweise gelangt abhängig von der Stickstoffdurchlässigkeit der Festpolymerelektrolyt-Membran in der Brennstoffzelle 2 Stickstoffgas, das aus der verbliebenen Luft im Oxidierungsgassystem stammt, in das Brennstoffzellensystem 4 und erhöht dort den Stickstoffgas-Partialdruck. Somit schätzt die Steuereinheit 6 eine Zunahme der Menge an Verunreinigungen im Brenngassystem 4 während des Aussetzbetriebs, und falls die geschätzte Zunahme der Verunreinigungsmenge eine vorgegebene Menge überschreitet, erhöht die Steuereinheit 6 einen Wasserstoffdruck-Regulierungswert (einen Ziel-Druckwert des Wasserstoffgases, das der Brennstoffzelle 2 zugeführt werden soll), der am Ende des Aussetzbetriebsmodus verwendet werden soll.
  • In dieser Ausführungsform schätzt die Steuereinheit 6, wie in 3B dargestellt, eine Zunahme ΔP des Verunreinigungs-Partialdrucks im Brenngassystem 4 während des Aussetzbetriebs (Verunreinigungszunahme-Schätzschritt: S4). Verunreinigungs- Partialdruck bezeichnet den Partialdruck aller Gase im Brenngassystem 4 abgesehen vom Wasserstoffgas, und er kann hauptsächlich auf der Basis eines Stickstoffgas-Partialdrucks und eines Wasserdampf-Partialdrucks geschätzt werden. Der Stickstoffgas-Partialdruck kann hauptsächlich aus der Menge an Stickstoff, der im Wasserstoffgas enthalten ist, das vom Wasserstofftank 21 geliefert wird, und der Menge an Stickstoff, der von der Kathodenseite zur Anodenseite durchdringt, geschätzt werden. Der Wasserdampf-Partialdruck kann aus dem geschätzten Wasserdampfdruck bei der Temperatur der Brennstoffzelle 2 geschätzt werden.
  • Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 6, ob die Zunahme ΔP des Verunreinigungs-Partialdrucks, der im Verunreinigungszunahme-Schätzschritt S4 geschätzt wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet oder nicht (Verunreinigungszunahme-Schätzschritt: S5). Falls die Steuereinheit 6 im Verunreinigungszunahme-Schätzschritt S5 bestimmt, dass die Zunahme ΔP des Verunreinigungs-Partialdrucks den vorgegebenen Wert überschreitet, setzt die Steuereinheit 6 den Wasserstoffdruck-Regulierungswert, der am Ende des Aussetzbetriebsmodus verwendet werden soll, auf einen Wert (einen erhöhten Wert P1), der über einem normalen Wert (einem vorgegebenen Bezugswert) P0 liegt, wie in 3C dargestellt (Schritt zum Festsetzen des Wasserstoffdruck-Regulierungswerts: S6). In dieser Ausführungsform wird der erhöhte Wert P1 welcher der geschätzten Zunahme ΔP des Verunreinigungs-Partialdrucks entspricht, unter Verwendung eines vorgegebenen Kennfelds gesetzt.
  • Im Anschluss an den Schritt S6 zum Festsetzen des Wasserstoffdruck-Regulierungswerts bestimmt die Steuereinheit 6, ob die Zeit für einen Aussetzbetrieb abgelaufen ist oder nicht (Aussetzbetriebsende-Bestimmungsschritt: S7), und wenn die Steuereinheit 6 bestimmt, dass die Zeit für den Aussetzbetrieb abgelaufen ist, beendet die Steuereinheit 6 den Aussetzbetriebsmodus und geht in den normalen Betriebsmodus über, wie in 3A dargestellt (Normalbetriebs-Neustartschritt: S8). Danach öffnet die Steuereinheit 6, wie in 3D dargestellt, das Gasabfuhr-/Entwässerungsventil 28, um das Verunreinigungen enthaltende Gas, das im Brenngassystem 4 zurückgeblieben ist, abzuführen (auszuspülen), und steuert den Injektor 26 so, dass der vom Drucksensor 27 erfasste Wasserstoffgas-Druckwert dem Wasserstoffdruck-Regulierungswert (dem erhöhten Wert P1), der im Schritt S6 zum Festsetzen des Wasserstoffdruck-Regulierungswerts S6 gesetzt wurde, gleich wird (Spül- und Druckerhöhungs-Steuerschritt: S9).
  • Im Spül- und Druckerhöhungs-Steuerschritt S9 hält die Steuereinheit 6 ab unmittelbar nach dem Ende des Aussetzbetriebsmodus, und solange bis eine bestimmte Zeitspanne T vergangen ist (ab unmittelbar nach dem Ende des Aussetzbetriebsmodus bis zum Austausch des gesamten Gasvolumens im Brenngassystem 4 mittels der Umwälzpumpe 31), den Wasserstoffgasdruck bei dem erhöhten Wert P1, wie in 3C dargestellt. Nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne T steuert die Steuereinheit 6 den Injektor 26, um den Wasserstoffgasdruck auf den normalen Wert P0 zurückzubringen. Man beachte, dass das Wasserstoff-Abgas, das infolge einer Spülung abgeführt wird, im Verdünner 5 unter Verwendung des Oxidationsabgases verdünnt wird. Danach setzt die Steuereinheit 6 das Spülen fort, bis eine vorgegebene Spülbedingung (insbesondere Spülzeit) erfüllt ist, und wenn die Spülbedingung erfüllt ist, unterbricht die Steuereinheit 6 das Spülen und beendet den Steuerungsablauf insgesamt.
  • Falls dagegen die Steuereinheit 6 im Verunreinigungszunahme-Bestimmungsschritt S5 bestimmt, dass die Zunahme ΔP des Verunreinigungs-Partialdrucks bei oder unter dem vorgegebenen Wert liegt, bestimmt die Steuereinheit 6, ob die Zeit für den Aussetzbetrieb abgelaufen ist oder nicht (Aussetzbetriebsende-Bestimmungsschritt: S10), indem sie den Wasserstoffdruck-Regulierungswert, der am Ende des Aussetzbetriebsmodus verwendet werden soll, auf dem normalen Wert (dem vorgegebenen Bezugswert) P0 hält. Falls die Steuereinheit 6 bestimmt, dass die Zeit für den Aussetzbetrieb abgelaufen ist, beendet die Steuereinheit 6 den Aussetzbetriebsmodus und geht zum normalen Betriebsmodus über (Normalbetriebs-Neustartschritt: S11). Danach führt die Steuereinheit eine Spülung und eine Normaldrucksteuerung durch (Spül- und Normaldrucksteuerungs-Schritt: S12).
  • Falls die Menge der Verunreinigungen im Brenngassystem 4 während eines Aussetzbetriebsmodus über eine vorgegebene Menge steigt, kann in dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Druck des Wasserstoffgases, das zugeführt wird, nachdem der Aussetzbetriebsmodus in einen normalen Normalbetriebsmodus übergegangen ist, auf einen relativ hohen Druckwert P1 gesetzt werden, der höher ist als der vorgegebene Bezugswert P0). Demgemäß kann der Leistungserzeugungszustand der Brennstoffzelle 2 nach Übergang eines Aussetzbetriebsmodus in einen Normalbetriebsmodus selbst dann stabilisiert werden, wenn es relativ lang dauert, bis die Verunreinigungen im Brenngassystem 4 abgeführt sind.
  • Ebenso kann in dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Druck des Wasserstoffgases, das der Brennstoffzelle 2 zugeführt wird, ab unmittelbar nach dem Ende eines Aussetzbetriebsmodus solange bis das gesamte Gasvolumen im Brenngassystem 4 mittels der Umwälzpumpe 31 ausgetauscht ist (anders ausgedrückt, bis sämtliche Verunreinigungen abgeführt sind), auf einem relativ hohen Wert gehalten werden (einem Wert P1, der höher ist als der vorgegebene Bezugswert P0). Somit können die Verunreinigungen, die sich während des Aussetzbetriebs ansammeln, schnell und vollständig abgeführt werden, und infolgedessen kann der Leistungserzeugungszustand der Brennstoffzelle 2 weiter stabilisiert werden.
  • Zwar erläutert die obige Ausführungsform den Fall, dass das Gasabfuhr-/Entwässerungsventil 29, das sowohl eine Gasabfuhr als auch eine Entwässerung ermöglicht, als Spülventil im Umwälzweg vorgesehen ist, aber es können auch ein Entwässerungsventil zum Ausführen von Wasser, das vom Gas/Flüssigkeit-Separator 28 gewonnen wird, und ein Gasabfuhrventil (Spülventil) zum Ausführen von Gas im Umwälzweg 23 vorgesehen werden, und die Steuereinheit 6 kann das Gasabfuhrventil steuern.
  • Zwar erläutert die obige Ausführungsform den Fall, dass ein „Verunreinigungs-Partialdruck” für die Menge der Verunreinigungen im Brenngassystem 4 verwendet wird, aber es können auch andere physikalische Werte (z. B. eine „Verunreinigungskonzentration”) verwendet werden. Wenn eine „Verunreinigungskonzentration” für die Menge der Verunreinigungen verwendet wird, schätzt die Steuereinheit eine Zunahme der „Verunreinigungskonzentration” im Brenngassystem 4 während des Aussetzbetriebs, und falls die geschätzte Zunahme der Verunreinigungskonzentration eine vorgegebene Menge überschreitet, erhöht die Steuereinheit den Wasserstoff-Regulierungswert, der am Ende des Aussetzbetriebsmodus verwendet werden soll.
  • Zwar erläutert die obige Ausführungsform den Fall, dass ein Brennstoffzellen-Fahrzeug mit dem Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, aber außer dem Brennstoffzellen-Fahrzeug können verschiedene Objekte (Roboter, Schiffe, Flugzeuge usw.) ebenso mit dem Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet sein. Ferner kann das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ebenso in stationären Leistungserzeugungssystemen als Leistungserzeugungsanlage in Gebäuden (Wohnhäusern, Gewerbebauten usw.) verwendet werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen stabilen Leistungserzeugungszustand einer Brennstoffzelle nach Rückkehr der Brennstoffzelle von einem Aussetzbetrieb zu einem Normalbetrieb erreichen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird ein Brennstoffzellensystem geschaffen, das einen stabilen Leistungserzeugungszustand einer Brennstoffzelle erreichen kann, nachdem die Brennstoffzelle von einem Aussetzbetrieb in einen Normalbetrieb zurückgekehrt ist. Das Brennstoffzellensystem weist auf: eine Brennstoffzelle, ein Brenngassystem mit einem Brenngas-Zufuhrweg, auf dem Brenngas, das von einer Brennstoffquelle geliefert wird, zur Brennstoffzelle strömt; ein variables Druckregulierungsventil, das den Druck eines Gases, das auf dem Brenngas-Zufuhrweg strömt, variabel regelt; und ein Spülventil, das Abgas aus dem Brennstoffzellensystem abführt, wobei das Brennstoffzellensystem Verunreinigungen im Brenngassystem durch das Spülventil nach außen abführt, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in einen Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, übergegangen ist. Das Brennstoffzellensystem weist eine Steuereinrichtung auf, die eine Öffnungs- und Schießungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils so steuert, dass der Druck des Brenngases, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, über einen vorgegebenen Bezugswert steigt, falls nach dem Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, eine Menge an Verunreinigungen im Brenngassystem über eine vorgegebene Menge steigt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2007-26843 [0003, 0004]

Claims (4)

  1. Brennstoffzellensystem, aufweisend: eine Brennstoffzelle, ein Brenngassystem mit einem Brenngas-Zufuhrweg, auf dem Brenngas, das von einer Brennstoffquelle geliefert wird, zur Brennstoffzelle strömt; ein variables Druckregulierungsventil, das den Druck eines Gases, das auf dem Brenngas-Zufuhrweg strömt, variabel regelt; und ein Spülventil, das Abgas aus dem Brennstoffzellensystem abführt, wobei das Brennstoffzellensystem Verunreinigungen im Brenngassystem durch das Spülventil nach außen abführt, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in einen Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, übergegangen ist, wobei das Brennstoffzellensystem eine Steuereinrichtung aufweist, die, falls nach dem Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, eine Menge an Verunreinigungen im Brenngassystem über eine vorgegebene Menge steigt, eine Öffnungs- und Schießungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils so steuert, dass der Druck des Brenngases, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, über einem vorgegebenen Bezugswert liegt.
  2. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, wobei das Brenngassystem eine Umwälzpumpe aufweist, um Brennstoff-Abgas, das aus der Brennstoffzelle abgeführt wird, umzuwälzen, und wobei die Steuereinheit nach dem Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, die Öffnungs- und Schließungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils solange so steuert, dass der Druck des Brenngases, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, bei einem Wert gehalten wird, der über dem vorgegebenen Bezugswert liegt, bis das gesamte Gasvolumen im Brenngassystem mittels der Umwälzpumpe ausgetauscht ist.
  3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das variable Druckregulierungsventil ein Injektor ist.
  4. Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellensystems, das aufweist: eine Brennstoffzelle, ein Brenngassystem mit einem Brenngas-Zufuhrweg, auf dem Brenngas, das von einer Brennstoffquelle geliefert wird, zur Brennstoffzelle strömt; ein variables Druckregulierungsventil, das den Druck eines Gases, das auf dem Brenngas-Zufuhrweg strömt, variabel regelt; und ein Spülventil, das Abgas aus dem Brennstoffzellensystem abführt, wobei das Brennstoffzellensystem Verunreinigungen im Brenngassystem durch das Spülventil nach außen abführt, nachdem die Brennstoffzelle aus einem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in einen Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, übergegangen ist, wobei das Verfahren folgenden Schritt umfasst: Steuern einer Öffnungs- und Schießungsbetätigung des variablen Druckregulierungsventils so, dass der Druck des Brenngases, das zur Brennstoffzelle geliefert wird, über einen vorgegebenen Bezugswert steigt, falls nach dem Übergang der Brennstoffzelle aus dem Zustand, in dem die Leistungserzeugung ausgesetzt ist, in den Zustand, in dem Leistung erzeugt wird, eine Menge an Verunreinigungen im Brenngassystem über eine vorgegebene Menge steigt.
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