Titel:

Brennstoffzellensystem mit verbessertem Gefrierstart

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems.

Stand der Technik

Es sind Fahrzeuge bekannt, bei denen elektrische Leistung durch ein Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel geliefert wird und zum Versorgen von Antriebsmotoren genutzt wird. Dabei wird Wasserstoff mit einem Oxidanten, in der Regel Sauerstoff aus der Umgebungsluft, katalytisch zu Wasser verbunden, um elektrische Leistung zu erzeugen. Die Umgebungsluft wird mittels eines Luftfördersystems bzw. Luftverdichtungssystems einem Kathodenpfad des Brennstoffzellenstapels zugeführt. Abwärme des Brennstoffzellensystems wird mittels eines Kühlkreises abgeführt und über einen Hauptfahrzeugkühler an die Umgebung abgegeben. Der Kühlkreis kann eine Kühlmittelpumpe zum Fördern eines Kühlmittels umfassen. Ein Bypass zum Umlaufen des Hauptfahrzeugkühlers kann vorgesehen sein, um während der Startphase bei niedrigen Temperaturen, insbesondere bei Umgebungstemperaturen unterhalb von 0°C, den Brennstoffzellenstapel so schnell wie möglich aufzuheizen. Eine schnelle Aufheizung sorgt dafür, dass keine Wasser- oder Eisansammlung stattfindet, was eine Fortführung des Starts erschweren bzw. verhindern würde. Eine Vereisungsgefahr ist allerdings erst dann überwunden, wenn das Kühlmittel zumindest im Bypass über 0°C aufgewärmt worden ist. Dadurch führt es nicht zu Gefrierbedingungen, wenn es in den Brennstoffzellestapel hineingepumpt wird. Bei Gefrierstarts gemäß dem Stand der Technik wird das Kühlmittel entweder extern oder durch die elektrochemische Reaktion im Brennstoffzellenstapel aufgeheizt. In beiden Fällen wird dadurch der Startprozess verlangsamt. Zudem ist erforderlich, die Brennstoffzellen des Stapels aufgrund der ständigen Abkühlung unter 0°C erhöht werden. Das geschieht durch Einbau von Eispuffern in den Brennstoffzellen, Heizer im Brennstoffzellensystem und andere Maßnahmen.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Brennstoffzellensystem vorzuschlagen, bei dem ein Gefrierstart verbessert wird und gleichzeitig während des Gefrierstarts ein Kühlmittelvolumenstrom ausreicht, um überhitzte Stellen innerhalb des Brennstoffzellenstapels zu vermeiden, eine zu große Temperaturdifferenz zwischen einem Kühlmitteleingang und einem Kühlmittelausgang zu verhindern und gleichzeitig einen Bereich um dem Kühlmitteleingang vor Vereisung durch die aufgrund des kalten einströmenden Kühlmittels bedingte Temperaturabsenkung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch ein Brennstoffzellensystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Es wird ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen, aufweisend mindestens eine Brennstoffzelle, eine Kühlvorrichtung, mindestens einen Temperatursensor, und eine Steuereinheit, wobei die Kühlvorrichtung einen Kühlmittelpfad zum Strömen eines Kühlmittels, eine Kühlmittelpumpe und eine Wärmeabgabevorrichtung umfasst, wobei die Steuereinheit mit der Kühlmittelpumpe und dem mindestens einen Temperatursensor gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelpfad mit einem Kühlmitteleingang und einem Kühlmittelausgang der mindestens einen Brennstoffzelle verbunden ist, und wobei der mindestens eine Temperatursensor dazu ausgebildet ist, zumindest eine Kühlmittelaustrittstemperatur des Kühlmittels am Kühlmittelausgang oder eine Kühlmitteleintrittstemperatur des Kühlmittels am Kühlmitteleingang zu erfassen. Es ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Kühlmittelaustrittstemperatur bzw. Kühlmitteleintrittstemperatur als gemessene Temperatur zu erfassen, während einer Startphase des Brennstoffzellensystems eine erste Anstiegsphase der gemessenen Temperatur zu identifizieren, bei der die gemessene Temperatur mit einer ersten Anstiegsrate kontinuierlich steigt, nach Identifizierung der ersten Anstiegsphase die gemessene Temperatur auf ein Plateau der gemessenen Temperatur hin zu überwachen, bei dem eine Anstiegsrate der gemessenen Temperatur höchstens einem vorbestimmten Anteil einer maximalen ersten Anstiegsrate entspricht, eine dem Plateau folgende zweite Anstiegsphase zu identifizieren, bei der die gemessene Temperatur mit einer zweiten Anstiegsrate kontinuierlich steigt, die die Anstiegsrate des Plateaus übersteigt, und während des Plateaus einen Fördervolumenstrom des Kühlmittels durch die Wärmeabgabevorrichtung zu reduzieren und/oder einen Stromfluss in der mindestens einen Brennstoffzelle zu erhöhen und/oder eine Zellspannung zu reduzieren.

Das Brennstoffzellensystem weist bevorzugt mehrere Brennstoffzellen auf, die zu einem Brennstoffzellenstapel kombiniert sind. Bei dem Einsatz in Kraft- oder Nutzfahrzeugen ist es besonders vorteilhaft, Polymerelektrolytmembran (PEM)- Brennstoffzellen zu verwenden, bei denen die Anode durch eine Membran von der Kathode getrennt ist. Alternativ könnten selbstverständlich auch andere Formen von Brennstoffzellen realisiert sein, die unter anderem Festoxid- und Direkt-Methanol-Brennstoffzellen umfassen können.

Die Brennstoffzellen können kathodenseitig mit einer Luftzufuhreinheit gekoppelt sein, die einen oder mehrere Verdichter aufweisen könnte, welche stromaufwärts des Brennstoffzellensystems druckbeaufschlagte Luft in einen Kathodenpfad einleitet. Der oder die Verdichter könnten durch einen Elektromotor betrieben werden, der mit einer Spannung versorgt wird, die von dem Brennstoffzellensystem selbst und/oder einer externen Spannungsquelle, etwa einer Pufferbatterie, bereitgestellt wird. Zusätzlich dazu könnte auch eine Turbine vorgesehen sein, die stromabwärts der Brennstoffzellen in dem Kathodenpfad angeordnet ist und den oder die Verdichter unterstützt. Anodenseitig erfolgt eine Zufuhr von Wasserstoff aus einer Wasserstoffquelle. Die Brennstoffzellen sind derart konzipiert, dass sie einen Kühlmitteleingang und einen Kühlmittelausgang umfassen. Sind die Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, kann dieser einen Kühlmittelpfad mit einem Kühlmitteleingang und einem Kühlmittelausgang umfassen. Kühlmittel, das in den Kühlmitteleingang eintritt, gerät in einen thermischen Kontakt mit den Brennstoffzellen, nimmt dort durch den Brennstoffzellenprozess generierte Wärme zumindest teilweise auf und verlässt die Brennstoffzellen durch den Kühlmittelausgang. Beträgt die gemessene Temperatur mehr bzw. deutlich mehr als 0°C kann sie durch die Wärmeabgabevorrichtung gefördert werden, die etwa in Form eines Fahrzeugkühlers ausgeführt ist. Die aufgenommene Wärme wird dadurch in die Umgebung abgeführt.

Der mindestens eine Temperatursensor ist dazu vorgesehen, die Temperatur des Kühlmittels am Kühlmittelausgang oder am Kühlmitteleingang zu erfassen. Diese Temperatur kann ein Indiz dafür sein, ob eine Vereisungsgefahr innerhalb der Brennstoffzellen besteht. Es hat sich überraschend herausgestellt, dass die Erfassung und Auswertung der Temperatur des Kühlmittels am Kühlmittelausgang in Form der Erkennung eines Plateaus sinnvoll ist, um den Gefrierstart zu verbessern.

Beim Durchführen eines Gefrierstarts nimmt die Temperatur des Kühlmittels auf Grund des durch eine hohe Viskosität des Kühlmittels bedingt niedrigen Volumenstromes zunächst nicht zu. Sobald sie jedoch zunimmt, ist die erste Anstiegsphase erreicht. Hier steigt die Temperatur kontinuierlich an und weist in ihrem Verlauf eine maximale erste Anstiegsrate auf, welche etwa in der Mitte der ersten Anstiegsphase erreicht wird.

Nachdem die erste Anstiegsphase erreicht ist, wird im Temperaturverlauf nach einem Plateau gesucht. Bleibt die Temperatur des Kühlmittels etwa während eines definierten Zeitintervalls konstant bzw. innerhalb eines bestimmten Beharrungsbereichs, wird der Start des Plateaus erkannt. Die Anstiegsrate der gemessenen Temperatur liegt dabei deutlich unterhalb der maximalen ersten Anstiegsrate. Sie könnte beispielhaft höchstens 25%, weiter beispielhaft 10%, bevorzugt jedoch deutlich weniger der maximalen ersten Anstiegsrate entsprechen. Sobald die Kühlmittelaustrittstemperatur bzw. Kühlmitteleintrittstemperatur wieder zunimmt, wird das Ende des Plateaus erkannt. Während dieses Plateaus nimmt der Aufheizgradient der Brennstoffzellen aufgrund der Einströmung kalten Kühlmittels stark ab. Negative Temperaturgradienten können daher nicht ausgeschlossen werden. Durch die Erkennung des Plateaus kann der Aufheizgradient verbessert werden, indem der Volumenstrom des Kühlmittels durch die Wärmeabgabevorrichtung angepasst wird. Dadurch wird der Auftauprozess deutlich beschleunigt.

Der Volumenstrom könnte etwa durch Ansteuern der Kühlmittelpumpe beeinflusst werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Wärmeeintrag durch Erhöhung des Stroms bzw. Reduzierung der Zellspannung erhöht werden. Der Wirkungsgrad der mindestens einen Brennstoffzelle kann dadurch für die Startphase reduziert werden und der Aufheizvorgang wird beschleunigt.

Die Erfassung der Temperatur könnte auf die Erfassung ähnlicher oder weiterer Größen von Elementen des Brennstoffzellensystems ausgedehnt werden. Es ist grundsätzlich denkbar, auch eine Anoden- und/oder eine Kathodentemperatur zu erfassen und hinsichtlich der Identifizierung der Anstiegsphasen zu bewerten. Die Erfassung der Anoden- oder Kathodentemperatur könnte in einem Brennstoffzellensystem bereits durchgeführt werden, sodass die Information hierüber in der Steuereinheit im Sinne der Erfindung nutzbar ist. Des Weiteren könnte auch eine Erfassung des Kühlmittelvolumenstroms als mögliche Größe für die Erkennung des Plateaus dienen. Bei konstanter Pumpleistung kann durch eine sich ändernde Viskosität der Kühlmittelvolumenstrom beeinflusst werden, sodass damit ebenso eine Erkennung des Plateaus möglich wäre.

Die Steuereinheit könnte weiterhin dazu ausgebildet sein, die Kühlmittelpumpe während des Plateaus anzusteuern, um den Fördervolumenstrom zu reduzieren. Die Steuereinheit beeinflusst damit direkt den Fördervolumenstrom und kann unmittelbar nach Erkennen des Beginns des Plateaus den Aufheizgradienten innerhalb des Brennstoffzellensystems verbessern. Das Ansteuern kann auf Basis einer Regelstrategie erfolgen, bei der weitere Parameter berücksichtigt werden, die unter anderem eine Umgebungstemperatur, eine Standzeit, ein Alter der mindestens einen Brennstoffzelle oder anderes umfassen.

Die Steuereinheit könnte weiterhin dazu ausgebildet sein, ein Bypassventil eines zu der Wärmeabgabevorrichtung parallel angeordneten Bypasses während des Plateaus anzusteuern, um Kühlmittel in dem Kühlmittelpfad zumindest teilweise durch den Bypass zu leiten. Der durch den Bypass geleitete Teil des Kühlmittels wird daher nicht durch die Wärmeabgabevorrichtung geführt und gibt dort folglich auch keine Wärme nach außen ab. Der Aufheizgradient wird während des Gefrierstarts demnach unmittelbar durch Öffnen des Bypass erhöht.

Die Steuereinheit könnte dazu ausgebildet sein, den Beginn des Plateaus dadurch zu erkennen, dass die gemessene Temperatur über ein vorbestimmtes Zeitintervall höchstens um eine vorbestimmte erste Temperaturdifferenz ansteigt. Das Plateau kennzeichnet sich durch einen zeitlich flachen Verlauf der gemessenen Temperatur. Sie steigt über das vorbestimmte Zeitintervall nur um ein geringes Maß an, das hier als erste Temperaturdifferenz bezeichnet wird. Je geringer die erste Temperaturdifferenz ist, desto flacher ist das Plateau. Der Beginn und das Ende des Plateaus können durch einen Übergangsbereich an die erste bzw. zweite Anstiegsphase stetig anschließen. Durch Anpassung der Erkennungskriterien, einer Messfrequenz und einer Regelstrategie könnten bereits die Übergangsbereiche erkannt werden.

Die Steuereinheit könnte dazu ausgebildet sein, das Ende des Plateaus dadurch zu erkennen, dass die gemessene Temperatur über ein vorbestimmtes Zeitintervall mindestens um eine vorbestimmte zweite Temperaturdifferenz ansteigt. Die zweite Temperaturdifferenz könnte im Wesentlichen der ersten Temperaturdifferenz entsprechen. Es ist jedoch durchaus vorstellbar, dass je nach Umgebungsbedingungen die zweite Temperaturdifferenz von der ersten Temperaturdifferenz abweicht. Es ist daher günstig, die Erkennung des Endes des Plateaus durch eine individuell angepasste zweite Temperaturdifferenz zu realisieren.

Die erste Temperaturdifferenz und/oder die zweite Temperaturdifferenz könnte in einem Bereich von 1 bis 3 K liegen. Es kann günstig sein, die betreffende Temperaturdifferenz grob als 2 K zu definieren, wenn ein Zeitintervall beispielsweise bei 0,1 s liegt. Die individuelle Anpassung dieser Größen, d.h. der Temperaturdifferenzen und des Zeitintervalls, erfolgt unter Berücksichtigung der Ausgestaltung des Brennstoffzellensystems und könnte insbesondere durch praktische Untersuchungen in Form von Testreihen ermittelt werden.

Die Steuereinheit könnte dazu ausgebildet sein, aus einer initialen Drehzahl der Kühlmittelpumpe, einer Umgebungstemperatur des Brennstoffzellensystems, einem Wärmeeintrag durch das Brennstoffzellensystem und/oder einem Vorhandensein oder eine zeitliche Länge des Plateaus eine Regelung der Kühlvorrichtung für einen nachfolgenden Gefrierstart anzupassen. Ein bereits durchgeführter Gefrierstart mit einhergehenden Messungen der Kühlmittelaustrittstemperatur bzw. der Kühlmitteleintrittstemperatur kann demnach zur Verbesserung der Regelung des Fördervolumenstroms und/oder des Stroms und der Spannung für einen nachfolgenden Gefrierstart genutzt werden. Das Brennstoffzellensystem kann daher selbstlernend sein, um eine Regelstrategie für den Gefrierstart zu verbessern. Damit können zudem Alterungseffekte und wechselnde Umgebungsbedingungen besser berücksichtigt werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, aufweisend die Schritte des Zuführens von Reaktionsgasen an mindestens eine Brennstoffzelle und des Förderns von Kühlmittel durch einen sich durch die mindestens eine Brennstoffzelle erstreckenden Kühlmittelpfad einer Kühlvorrichtung mittels einer Kühlmittelpumpe. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren das Erfassen einer Kühlmittelaustrittstemperatur an einem Kühlmittelausgang oder eine Kühlmitteleintrittstemperatur des Kühlmittels am Kühlmitteleingang der mindestens einen Brennstoffzelle mittels mindestens eines Temperatursensors durch eine Steuereinheit als gemessene Temperatur, das Identifizieren einer ersten Anstiegsphase der gemessenen Temperatur, bei der die gemessene Temperatur mit einer ersten Anstiegsrate kontinuierlich steigt, während einer Startphase des Brennstoffzellensystems mittels der Steuereinheit, nach Identifizierung der ersten Anstiegsphase das Überwachen der gemessenen Temperatur auf ein Plateau der gemessenen Temperatur hin, bei dem eine Anstiegsrate der gemessenen Temperatur höchstens einem vorbestimmten Anteil einer maximalen ersten Anstiegsrate entspricht, das Identifizieren einer dem Plateau folgenden zweiten Anstiegsphase, bei der die gemessene Temperatur mit einer zweiten Anstiegsrate kontinuierlich steigt, die die Anstiegsrate des Plateaus übersteigt, und während des Plateaus das Reduzieren eines Fördervolumenstrom des Kühlmittels durch die Wärmeabgabevorrichtung und/oder das Erhöhen eines Stromflusses in der mindestens einen Brennstoffzelle und/oder das Reduzieren einer Zellspannung.

Das Verfahren kann ferner den Schritt aufweisen, dass die Steuereinheit ein Bypassventil eines zu der Wärmeabgabevorrichtung parallel angeordneten Bypasses während des Plateaus ansteuert, um Kühlmittel in dem Kühlmittelpfad zumindest teilweise durch den Bypass zu leiten.

Weiterhin kann das Verfahren den Schritt aufweisen, dass die Steuereinheit aus einer initialen Drehzahl der Kühlmittelpumpe, einer Umgebungstemperatur des Brennstoffzellensystems, einem Wärmeeintrag durch das Brennstoffzellensystem und/oder einem Vorhandensein oder eine zeitliche Länge des Plateaus eine Regelung der Kühlvorrichtung für einen nachfolgenden Gefrierstart anpasst.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.

Ausführungsbeispiele

Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Ansicht des Brennstoffzellensystems;

Figur 2 ein Diagramm mit mehreren Größen während des Gefrierstarts;

Figur 3 eine schematische, blockbasierte Darstellung des Verfahrens. Figur 1 zeigt sehr schematisch einen Teil eines Brennstoffzellensystems 2 mit einer Brennstoffzelle 4 mit einer Anode 6, einer Kathode 8 und einer mit der Anode 6 und der Kathode 8 thermisch gekoppelten Wärmeübertragungseinrichtung 10 mit einem Wärmeaufnahmepfad 12 für ein Kühlmittel. Die Wärmeübertragungseinrichtung 10 muss nicht zwischen der Anode 6 und der Kathode 8 einer einzelnen Brennstoffzelle 4 liegen, sondern kann auch in einer Bipolarplatte zwischen zwei benachbarten Brennstoffzellen realisiert sein. Die Darstellung ist daher lediglich schematisch und soll andeuten, dass eine Wärmeübertragungseinrichtung 10 vorgesehen ist, welche Wärme aus der Brennstoffzelle 4 nach außen führen kann.

Die Anode 6 wird mit Wasserstoff versorgt, während die Kathode 8 mit Sauerstoff, beispielsweise in Form von Luft, versorgt wird, um den Brennstoffzellenprozess auszuführen.

Der Wärmeaufnahmepfad 12 ist mit einem Kühlmittelpfad 14 gekoppelt, in dem Kühlmittel über eine Kühlmittelpumpe 16 gefördert wird. Eine Wärmeabgabevorrichtung 18 ist mit dem Kühlmittelpfad 14 gekoppelt und kann Wärme des Kühlmittels nach außen abgeben. Beispielsweise kann die Wärmeabgabevorrichtung 18 als Kühler bzw. Hauptkühler eines Fahrzeugs realisiert sein. Ein Bypassventil 20 ist in dem Kühlmittel pfad 14 vorgesehen und kann Kühlmittel selektiv durch einen Bypass 22 leiten, der zu der Wärmeabgabevorrichtung 18 parallel angeordnet ist. Kühlmittel kann folglich ohne Wärmeabgabe in dem Kühlmittelpfad 14 zirkuliert werden.

Ein Temperatursensor 24 ist an einem Kühlmitteleingang 23 und ein weiterer Temperatursensor 24 ist an einem Kühlmittelausgang 25 der Brennstoffzelle 4 angeordnet und mit einer Steuereinheit 26 gekoppelt. Es kann sinnvoll sein, lediglich einen dieser beiden Temperatursensoren 24 zu verwenden.

Sie Steuereinheit 26 ist wiederum beispielhaft mit der Kühlmittelpumpe 16 und dem Bypassventil 20 sowie mit der Brennstoffzelle 4 verbunden. Die Steuereinheit 26 ist dazu ausgebildet, eine Kühlmittelaustrittstemperatur zu erfassen, während einer Startphase des Brennstoffzellensystems 2 eine erste Anstiegsphase der Kühlmittelaustrittstemperatur zu identifizieren, bei der die Kühlmittelaustrittstemperatur mit einer ersten Anstiegsrate kontinuierlich steigt, nach Identifizierung der ersten Anstiegsphase die Kühlmittelaustrittstemperatur auf ein Plateau der Kühlmittelaustrittstemperatur hin zu überwachen, bei dem eine Anstiegsrate der Kühlmittelaustrittstemperatur höchstens einem vorbestimmten Anteil einer maximalen ersten Anstiegsrate entspricht, eine dem Plateau folgende zweite Anstiegsphase zu identifizieren, bei der die Kühlmittelaustrittstemperatur mit einer zweiten Anstiegsrate kontinuierlich steigt, die die Anstiegsrate des Plateaus übersteigt, und während des Plateaus einen Fördervolumenstrom des Kühlmittels durch die Wärmeabgabevorrichtung 18 zu reduzieren und/oder einen Stromfluss in der mindestens einen Brennstoffzelle 4 zu erhöhen und/oder eine Zellspannung zu reduzieren. Die Reduktion des Fördervolumenstroms kann durch entsprechendes Ansteuern der Pumpe 16 und/oder durch Ansteuern des Bypassventils 20 erfolgen. Durch entsprechendes Ansteuern der Brennstoffzelle 4 könnten, etwa über das Beeinflussen eines Widerstands, die elektrischen Eigenschaften der Brennstoffzelle 4 zum temporären Vergrößern der Verlustleistung beeinflusst werden, um die Erwärmung während des Gefrierstarts zu verbessern.

Figur 2 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf einer Kühlmittelaustrittstemperatur 28 und einer Kühlmitteleintrittstemperatur 30 bei einem Gefrierstart aus einer Temperatur von unter 0°C. Hier ergibt sich eine erste Anstiegsphase 32 der Kühlmittelaustrittstemperatur 28, bei der sie kontinuierlich ansteigt. Hiernach schließt sich ein Plateau 34 an, in dem die Kühlmittelaustrittstemperatur 28 nahezu unverändert bleibt. Dies kann eine Temperatur knapp oberhalb von 0°C betreffen. Anschließend folgt eine zweite Anstiegsphase 36. Gleiches ist analog bei der Kühlmitteleintrittstemperatur 30 zu beobachten, die zunächst eine erste Anstiegsphase 38, ein Plateau 40 und eine zweite Anstiegsphase 42 bildet.

Fig. 3 zeigt ein Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellensystems 2 und weist die Schritte des Zuführens 44 von Reaktionsgasen an die Brennstoffzelle 4, das Fördern 46 von Kühlmittel durch einen den Kühlmittelpfad 14, das Erfassen 48 der Kühlmittelaustrittstemperatur 28 oder der Kühlmitteleintrittstemperatur 30 mittels des Temperatursensors 24 als gemessene Temperatur, das Identifizieren 50 der ersten Anstiegsphase 32 bzw. 38 der gemessenen Temperatur, das Überwachen 52 der gemessenen Temperatur auf das Plateau 34 bzw. 40 hin und ferner das Identifizieren 54 der zweiten Anstiegsphase 36 bzw. 42. Während des Plateaus kann ein Fördervolumenstrom des Kühlmittels durch die Wärmeabgabevorrichtung 18 reduziert werden 56 und/oder ein Stromfluss in der Brennstoffzelle 4 erhöht 58 und/oder eine Zellspannung reduziert werden 60.

Zum Reduzieren 56 des Fördervolumenstroms durch die Wärmeabgabevorrichtung 18 kann die Steuereinheit das Bypassventil 20 ansteuern 62, um Kühlmittel in dem Kühlmittelpfad 14 zumindest teilweise durch den Bypass 22 zu leiten. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Kühlmittelpumpe 16 angesteuert werden 63.

Schließlich kann die Steuereinheit 26 aus einer initialen Drehzahl der Kühlmittelpumpe 16, einer Umgebungstemperatur des Brennstoffzellensystems 2, einem Wärmeeintrag durch das Brennstoffzellensystem 2 und/oder einem Vorhandensein oder eine zeitliche Länge des Plateaus 34 bzw. 40 eine Regelung der Kühlvorrichtung für einen nachfolgenden Gefrierstart anpassen 64.