Brennstoffzellensysteme und deren Anwendung in Kraftfahrzeugen sind z. B. aus der DE 199 13 794 A1, WO 98/40922 und WO 99/19161 bekannt.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems, welches mindestens eine Brennstoff- zelle und ein peripheres System von peripheren Einrichtungen aufweist, welche zum Betrieb der Brennstoffzelle unerlässlich sind, wobei für den Start des Brennstoffzellensystems elektri- sche Energie aus einer brennstoffzellensystem-systemexternen E- nergiequelle bezogen wird, wobei die Bruttoleistung des Brenn- stoffzellensystems aus seinem systeminternen Energiebedarf für die Durchführung seiner Funktionen und aus dem als Nettoleis- tungsbedarf bezeichenbaren Leistungsbedarf einer Anwendungsvor- richtung besteht, welche die Energiequelle aufweist, wobei im Normalbetrieb der Nettoleistungsbedarf im Bereich zwischen den Werten von Null, was Leerlaufbetrieb des Brennstoffzellensys- tems bedeutet, und von größer Null liegt Ferner betrifft die Erfindung Kraftfahrzeuge, Schiffe, Stromer- zeugungsanlagen, Klimaanlagen, Wärme-und/oder Kälteerzeugungs- anlagen, welche eine elektrische Energiequelle und ein Brenn- stoffzellensystem aufweisen, welches gemäß dem Verfahren nach der Erfindung betreibbar ist. Das Brennstoffzellensystem ist ein Lieferant von nutzbarer elektrischer Energie und/oder von nutzbarer Wärmeenergie, welche jeweils für eine systemexterne Anwendung oder Anwendungsvorrichtung geeignet ist, z. B. für Fahrzeugantriebe, Schiffsantriebe, energieverbrauchende Bord- einrichtungen von Fahrzeugen und Schiffen, Industrieanlagen, Haushalte, Datenverarbeitungsanlagen und Datenkommunikationsa- nalgen. Auch ein umgekehrter Transfer von Strom und/oder Wärme von den genannten Anlagen, Einrichtungen, Vorrichtungen und E- nergiequellen zu dem Brennstoffzellensystem ist möglich.

Der Einsatz von Brennstoffzellensystemen beinhaltet neben der eigentlichen Brennstoffzelle (häufig ein oder mehrere Stacks, welche jeweils mehrere Brennstoffzellen enthalten) auch den Be- trieb von periphere Aggregaten, die zum Betrieb der Brennstoff- zelle unerlässlich sind oder ihn zumindest wesentlich effekti- ver gestalten. Somit kann zwischen der Bruttoleistung, welche aus dem systeminternen Energiebedarf des Brennstoffzellensys- tems und dem Bedarf der Anwendungsvorrichtung besteht, und dem Netto-Leistungsbedarf, welches der Bedarf der Anwendungsvor- richtung ist, unterschieden werden. Hieraus ist ersichtlich, dass ein ständiger Energieumsatz im Brennstoffzellensystem auch dann erfolgt, wenn von der Anwendungsvorrichtung keine Leistung bzw. Energie angefordert wird. Die Anwendungsvorrichtung kann aus einem oder mehreren Geräten, Maschinen oder Anlagen beste- hen.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung sind Kraftfahr- zeuge, die ein Brennstoffzellensystem aufweisen. Vorzugsweise findet die Erfindung in Kraftfahrzeugen Anwendung, welche kei- nen Verbrennungsmotor enthalten, sondern nur eine oder mehrere elektrische Maschinen, welche als Elektromotor betriebbar sind zum Antrieb des Kraftfahrzeuges und welche vorzugsweise alter- nativ auch als Generator zur Stromerzeugung verwendbar sind, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug ohne Energiezufuhr rollt, z. B. bergab oder zur Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Benut- zung des Brennstoffzellensystems zu optimieren.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Start/Stopp- Betrieb des. Brennstoffzellensystems oder von mindestens einem Teil davon in Abhängigkeit vom Energiebedarf der Anwendung bzw. der Anwendungsvorrichtung gelöst, während die Anwendungsvor- richtung in Betrieb ist.

Demgemäß ist ein Verfahren und dessen Anwendungen gemäß der Er- findung dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem in Abhängigkeit vom Energiebedarf der Anwendungsvorrichtung von Start/Stopp-Signalen der Anwendungsvorrichtung in einem Start/Stopp-Betrieb betrieben wird, wobei durch ein Stopp- Signal von der Anwendungsvorrichtung dem Brennstoffzellensystem signalisiert wird, dass die Anwendungsvorrichtung keinen Ener- giebedarf aus dem Brennstoffzellensystem hat, und dabei durch dieses Stopp-Signal das periphere System des Brennstoffzellen- systems auf einen reduzierten Energiebedarf des Brennstoffzel- lensystems umgeschaltet wird, welcher niedriger als sein Ener- gieverbrauch im Leerlaufbetrieb ist, und wobei durch ein Start- Signal von der Anwendungsvorrichtung dem Brennstoffzellensystem signalisiert wird, wenn die Wiederherstellung des Normalbetrie- bes des Brennstoffzellensystems erforderlich ist, und dabei durch dieses Start-Signal der Normalbetrieb des Brennstoffzel- lensystems wieder hergestellt wird.

Gemäß den Patentansprüchen kann die Erfindung beispielsweise in Kraftfahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugantrieben, auf Schiffen, insbesondere bei Schiffsantrieben, stationäre oder mobilen Energieerzeugungsanlagen, insbesondere zur Stromerzeu- gung und/oder zur Wärmeerzeugung angewendet werden. Somit be- trifft die Erfindung auch solche Kraftfahrzeuge, Schiffe und Anlagen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen ent- halten.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele be- schrieben. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 schematisch eine Anwendungsvorrichtung mit einem Brenn- stoffzellensystem, welches durch eine elektronische Steuereinrichtung gemäß der Erfindung im Start/Stopp- Betrieb betreibbar ist, Fig. 2 ein Diagrammschaubild einer möglichen Ausführungsform der Erfindung als Verfahren und/oder als Vorrichtung, Fig. 3 schematisch ein Kraftfahrzeug, welches gemäß der Erfin- dung ausgebildet ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung nach der Erfindung enthält ein Brennstoffzellensystem 1 als Lieferant von elektrischer E- nergie 5 und/oder als Lieferant von Wärmeenergie 6 für eine re- lativ zu diesem Brennstoffzellensystem externe Anwendung oder Anwendungsvorrichtung 2. Die elektrische Energie 5 und/oder die Wärmeenergie 6 sind vorzugsweise in Abhängigkeit vom Betriebs- zustand der verschiedenen Teile auch in umgekehrter Richtung ü- bertragbar, d. h. von der Anwendungsvorrichtung 2 zum Brenn- stoffzellensystem 1. Die möglichen Energieübertragungsrichtun- gen sind in Fig. 1 durch Wärmeenergiepfeile 12 und elektrische Stromenergiepfeile 14 angedeutet. Die Anwendung oder Anwen- dungsvorrichtung 2 kann eine Vorrichtung oder Anlage von belie- biger Art sein, welche einerseits elektrische Energie oder Wär- meenergie benötigt und andererseits eine Energiequelle 3 zum Starten des Brennstoffzellensystems 1 aufweist. Die Energie- quelle 3 kann ein Generator oder vorzugsweise ein wiederauflad- barer Energiespeicher sein (Batterie, Kondensator), welcher von dem Brennstoffzellensystem 1 mit Energie versorgbar ist, wenn das Brennstoffzellensystem 1 nach seinem Startvorgang elektri- sche Energie und/oder Wärmeenergie abgeben kann.

Die Energiequelle 3 kann selbst die Anwendungsvorrichtung 2 sein oder, wie bei dem Beispiel von Fig. 1 angenommen, ein Teil der Anwendungsvorrichtung 2 sein. Als Beispiel wird hier ange- nommen, dass die Anwendungsvorrichtung 2 ein Kraftfahrzeug ist.

Für den Start des Brennstoffzellensystems 1, insbesondere von dessen Brennstoffzelle, benötigt es Energie von der Energie- quelle 3. Mit dieser Energie aus der Energiequelle 3 werden die Reaktionen der Brennstoffzelle in Gang gesetzt und die Brenn- stoffzelle auf Betriebstemperatur gebracht.

Das Brennstoffzellensystem 1 enthält eine (nicht gezeigte) Brennstoffquelle zur Zufuhr von Brennstoff zur Brennstoffzelle.

Die Brennstoffquelle kann eine Gasflasche sein, welche den Brennstoff enthält, oder ein Brennstofferzeuger, welcher aus einem Ausgangsmaterial den Brennstoff für die Brennstoffzelle erzeugt, beispielsweise Wasserstoff.

Das Brennstoffzellensystem 1 enthält mindestens eine Brenn- stoffzelle, vorzugsweise jedoch ein oder mehrere Stacks, die jeweils mehrere Brennstoffzellen enthalten, und eine (nicht ge- zeigte) elektronische Steuereinrichtung. Die Anwendungsvorrich- tung 2 enthält vorzugsweise ebenfalle eine elektronische Steu- ereinrichtung. Die beiden Steuereinrichtungen sind zum Daten- austausch durch einen Datenweg 8 funktionsmäßig oder zu einer Steuereinheit miteinander verbunden.

Gemäß der Erfindung wird das Brennstoffzellensystem in einem Start/Stopp-Betrieb betrieben. Für diesen Start/Stopp-Betrieb signalisiert die Anwendungsvorrichtung 2 dem Brennstoffzellen- system 1 über den Datenweg 8 durch ein Stopp-Signal, wenn die Anwendungsvorrichtung 2 keinen Energiebedarf aus dem Brenn- stoffzellensystem 1 hat. Durch dieses Stopp-Signal wird das "periphere System"des Brennstoffzellensystems 1 auf einen re- duzierten Energiebedarf des Brennstoffzellensystems 1 umge- schaltet, welcher niedriger als sein Energieverbrauch im Leer- laufbetrieb ist.

Das"periphere System"des Brennstoffzellensystems 1 enthält zusätzlich zur Brennstoffzelle (oder Brennstoffzellen-Stack) für den Betrieb der Brennstoffzelle erforderliche Teile wie beispielsweise eine Wasserpumpe, eine Heizvorrichtung und/oder eine Kühlvorrichtung zur Temperierung der Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems 1, einen Kompressor zur Luftzufuhr zur Brennstoffzelle, Elemente zur Zufuhr des Brennstoffes wie bei- spielsweise Wasserstoff, und eine Brennstoffquelle, z. B. eine Gasflasche oder einen Gaserzeuger.

Wenn die Anwendungsvorrichtung 2 dem Brennstoffzellensystem 1 auf dem Datenweg 8 durch ein Start-Signal signalisiert, dass wieder Energie bereitgestellt werden soll, dann wird durch die- ses Start-Signal das Brennstoffzellensystem 1 wieder auf Normalbetrieb umgeschaltet. Dieses Umschalten von Stopp-Betrieb auf Start-Betrieb erfolgt jeweils so rechtzeitig, dass das Brennstoffzellensystem 1 und die Anwendungsvorrichtung 2 nicht mangels Energie funktionsunfähig werden. Das Start-Signal und das Stopp-Signal können von der Anwendungsvorrichtung 2 bei- spielsweise in Abhängigkeit vom Ladezustand der Energiequelle 3 erzeugbar sein.

Der Start-Stopp-Betrieb erfolgt während die Anwendungsvorrich- tung eingeschaltet ist, z. B. in einem Kraftfahrzeug das elekt- rische Bordnetz eingeschaltet ist. Dadurch bleibt das Fahrzeug auch während der Stopp-Phase vollständig funktionsfähig.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das periphere System des Brennstoffzellensystems 1, oder mindestens ein Teil davon, durch das Stopp-Signal abgeschaltet und durch das Start- Signal dann wieder eingeschaltet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das pe- riphere System des Brennstoffzellensystems 1, oder mindestens ein Teil davon, durch das Stopp-Signal der Anwendungsvorrich- tung 2 nicht vollständig, sondern nur auf einen reduzierte, ü- ber dem Wert Null gelegenen Energieverbrauch des Brennstoffzel- lensystems eingestellt.

Damit die Anlaufzeit des Brennstoffzellensystems 1, bis es nach Erhalt des Start-Signals am Ende der Stopp-Phase wieder Netto- energie für die Anwendungsvorrichtung oder deren Energiespei- cher 3 erzeugen kann, nicht eine zu lange Zeitdauer benötigt, wird das Brennstoffzellensystem vorzugsweise auch während einer Stopp-Phase in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebspara- meter temporär auf Normalbetrieb geschaltet, wenn und solange vorbestimmte Abweichungen von dem betreffenden Betriebsparame- ter vorliegen. Ein solcher Betriebsparameter ist beispielsweise die Temperatur der Brennstoffzelle und/oder ein vorbestimmter Gasdruck des Brennstoffes für die Brennstoffzelle. Ferner kann der Betriebsparameter ein vorbestimmter Wert der Anwendungsvor- richtung 2 sein, beispielsweise eine bestimmte Temperatur einer Klimaanlage oder ein Restenergiewert der Energiequelle 3.

Vom Prinzip her ist der Start/Stopp-Betrieb manuell schaltbar.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform erfolgt er jedoch automa- tisch.

Fig. 2 zeigt über einer Zeitachse"t"in einer unteren Dia- grammlinie 2.1 die Ein-Schaltphase EIN und die Aus-Schaltphase AUS der Anwendungsvorrichtung 2. Darüber befindet sich eine Diagrammlinie 2.2, welche die Start-Signale START und Stopp- Signale STOPP auf dem Datenweg 8 darstellt. Entsprechend diesen Signalen ist in einer dritten Diagrammlinie 2.3 der Ein- Schaltzustand EIN und der Aus-Schaltzustand AUS des Brennstoff- zellensystems 1 gezeigt. Eine darüber befindliche vierte Dia- grammlinie 2.4 zeigt, dass während den Start-Phasen 14 nach dem Start-Signal von dem Brennstoffzellensystem 1 Nettoleistung zur Verfügung steht, was. mit"EIN"bezeichnet ist, und dass während den Stopp-Phasen 12 nach dem Stopp-Signal das Brennstoffzellen- system 1 keine Nettoleistung erzeugen kann, was mit"AUS"be- zeichnet ist.

In einer fünften Diagrammlinie 2.5 (Leistungskennlinie) von Fig. 2 ist durch"EIN"und"AUS"und mindestens eine Zwischen- Einschaltphase 16 angegeben, wie während einer Stopp-Phase 12 zwischen zwei aufeinander folgenden Start-Phasen 14 in Abhän- gigkeit von einem oder mehreren Betriebsparametern das Brenn- stoffzellensystem 1 temporär einmal oder mehrmals auf Normalbe- trieb zur Abgabe von Nettoleistung einschaltbar sein kann, falls dies erforderlich ist, um das Brennstoffzellensystem 1 und/oder die Anwendungsvorrichtung 2 durch ausreichende Ener- giebereitstellung auch während einer Stopp-Phase funktionsfähig zu halten. Darüber befindet sich eine sechste Diagrammlinie 2.6, welches die Start-und Stopp-Signale der Anwendungsvor- richtung 2 an das Brennstoffzellensystem 2 angibt für die Leis- tung gemäß der fünften Diagrammkurve 2.5. Vorzugsweise sind die Start-und Stopp-Signale für den Start-Stopp-Betrieb, welche deren Phasen 12 und 14 ergeben, unabhängig von Zwischenstart- und Zwischenstopp-Signalen, welche deren Zwischen- Einschaltphase 16 ergeben.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 2 als Anwendungsvor- richtung mit einem Brennstoffzellensystem 1 und mit mindestens einer elektrischen Maschine 22, welche von dem Brennstoffzel- lensystem 1 elektrische Energie entnehmen kann zum Antrieb des Kraftfahrzeuges. Ferner zeigt Fig. 3 einen Energiespeicher 3 als Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, und eine wei- tere, Strom-und/oder Wärmeenergie von dem Brennstoffzellensys- tem 1 beziehende Einrichtung 24, beispielsweise eine Klimaanla- ge, Heizung, Radio-und/oder Navigationsanlage des Kraftfahr- zeuges 2. Die elektrische Maschine 22 ist vorzugsweise wahlwei- se als Elektromotor oder, z. B. angetrieben von Fahrzeugrädern 26, als Generator zur Stromerzeugung betreibbar. Die elektri- sche Maschine 22, das Brennstoffzellensystem 1, die mindestens eine Bordeinrichtung 24 und die Energiequelle 3 sind durch eine elektrische Schaltung 28 funktionsmäßig miteinander verbunden.

Je nach Ausführungsform dieser elektrischen Schaltung 28 geht der elektrische Energiefluß entweder direkt zwischen dem Brenn- stoffzellensystem 1 und Verbrauchern wie z. B. der elektrischen Maschine 22 und der Einrichtung 24, oder vorzugsweise jeweils indirekt durch Zwischenspeicherung in der Energiequelle 3. Die Energiequelle 3 liefert elektrischen Strom zum Starten des Brennstoffzellensystems 1 und bezieht nach dem Startvorgang e- lektrischen Strom aus dem Brennstoffzellensystem 1. Durch Ein- schalten oder Ausschalten eines elektrischen Bordnetzes 30 kann das Kraftfahrzeug von einem Fahrer in einen fahrbereiten Zu- stand oder in einen Parkzustand geschaltet werden. Nach dem Einschalten des Bordnetzes 30 ist das Brennstoffzellensystem 1 im Start/Stopp-Betrieb betreibbar. Die Schaltung 28 enthält ei- nen Schaltungsteil 32 zur Erzeugung der Start-und Stopp- Signale für den Start-Stopp-Betrieb des Brennstoffzellensystems 1.

Die Erfindung ist nicht auf Kraftfahrzeuge beschränkt, welche bei eingeschaltetem elektrischen Bordnetz temporär keine Ener- gie von dem Brennstoffzellensystem 1 benötigen, sondern auch auf andere Anwendungsvorrichtungen anwendbar, welche temporär keine Energie von dem Brennstoffzellensystem 1 benötigen und deshalb das Brennstoffzellensystem bedarfsabhängig steuern kön- nen. Solche Anwendungen sind beispielsweise auch Schiffe und Anlagen zur Erzeugung von Strom und/oder von Wärme, z. B. in Fahrzeugen, auf Schiffen, oder für Wohngebäude und/oder für Fabriken. Bei Schiffen kann die elektrische Maschine 22 ein Schiffsantriebsmotor sein.

Im folgenden werden weitere Varianten und Anwendungsmöglichkei- ten der Erfindung beschrieben.

Der Start/Stopp-Betrieb erfolgt automatisch in Abhängigkeit von der übergeordneten Anwendungsvorrichtung 2. Hierbei handelt es sich nicht um einen Abschaltvorgang für die übergeordnete An- wendungsvorrichtung 2. Die Start/Stopp-Funktion kann bei Kraft- fahrzeugen beispielsweise bei langen Abfahrten oder bei Fahr- zeugstillstand vor einer Verkehrsampel auf Stopp-Betrieb ge- schaltet werden, und/oder für Heizsysteme und Klimaanlagen bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur, und/oder für die e- lektrische Energiequelle 3 bei Erreichen eines vorbestimmten Ladezustandes auf Stopp-Betrieb geschaltet werden. Nach Wegfall dieser Bedingungen wird automatisch wieder auf Start-Betrieb umgeschaltet.

Im Normalbetrieb ist die Nettoleistung, welche die Anwendungs- vorrichtung 2 der Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystem 1 entnimmt, größer oder gleiche dem Wert Null. Der Wert Null be- deutet Systemleerlauf des Brennstoffzellensystems 1, wobei das System sofort in der Lage ist, bei Bedarf Nettoleistung an die Anwendung bzw. die Anwendungsvorrichtung 2 abzugeben. Als Net- toleistung wird hier der Energiebedarf der Anwendungsvorrich- tung 2 bezeichnet, wobei hier die Energiequelle 3 als Teil der Anwendungsvorrichtung 2 betrachtet wird. Zu unterscheiden hier- von ist die Bruttoleistung der Brennstoffzelle, welches die Kombination aus systeminternem Energiebedarf der Brennstoffzel- le plus dem Nettoleistungsbedarf der Anwendungsvorrichtung 2 ist.

Die Anwendungsvorrichtung 2 signalisiert dem Brennstoffzellen- system 1 durch ein Start-Signal auf dem Signalweg 8 (elekt- risch, optisch, mechanisch oder magnetisch), dass"Energiebe- darf"besteht. Unabhängig davon kann die Funktionalität der An- wendungsvorrichtung 2 weiterhin verfügbar sein, z. B. Fahren des Kraftfahrzeuges durch Energieentnahme aus dem Energiespei- cher 3. Somit ist ein rein elektrischer Antrieb des Kraftfahr- zeuges durch eine oder mehrere elektrische Maschinen 22 mög- lich.

Das periphere System der Brennstoffzelle (Stack oder Stacks), welches zum Brennstoffzellensystem 1 gehört und beispielsweise eine Gasverdichtungseinheit, Gebläse, Lüfter, Pumpen, Schalt- ventile und weitere Elemente enthalten kann, wird durch das Stopp-Signal abgeschaltet oder in weiten Teilen auf einem Mini- mum-Energiebedarf der Brennstoffzelle betrieben, so dass deren Energieverbrauch unter dem Bedarf bei System-Leerlauf liegt, und somit nicht in der Lage ist, auf Anforderung sofort (bei- spielsweise = 0,1 sec) Nettoleistung abzugeben. Der Brennstoffluss des Brennstoffzellensystems ist auf ein Minimum (Idealfall gleich Null) begrenzt.

Die Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft des Brennstoff- zellensystems 1 erfolgt mittels des Start-Signals auf dem Sig- nalweg 8. Danach werden die peripheren Systemteile des Brenn- stoffzellensystems wieder so betrieben, dass das Brennstofff- zellensystem 1 sich im Leerlauf befindet und Nettoleistung an die Anwendungsvorrichtung 2 abgeben kann.

Durch Auswertung von einem oder mehreren Systemparametern, z. B Temperaturen und/oder Ladezustand eines Energiespeichers wie beispielsweise des Energiespeichers 3 der Anwendungsvorrichtung 2, kann mittels automatisch ablaufender Systemalgorithmen si- cher gestellt werden, dass sich das Brennstoffzellensystem 1 immer im Bereich der Betriebsparameter befindet. Ein Beispiel hierzu ist in Fig. 2 durch den EIN-Zustand des Brennstoffzel- lensystems 1 im Kurvenabschnitt 16 der fünften Diagrammkurve 2.5 dargestellt.

Ferner wird durch den Start/Stopp-Betrieb des Brennstoffzellen- systems 1 eine Optimierung des Flüssigkeitshaushaltes dieses Brennstoffzellensystems ermöglicht, da im Stopp-Zustand keine oder nur minimale Stoffumsetzungen der Reaktionsgase des Brenn- stoffzellensystems stattfinden.

Die Erfindung kann entweder derart ausgeführt werden, dass eine Steuereinrichtung des Brennstoffzellensystems 1 während der ge- samten Stopp-Phase mit der Anwendungsvorrichtung 2 kommuni- ziert, oder derart, dass die Steuerung des Brennstoffzellensys- tems 1 von der Anwendungsvorrichtung jeweils"geweckt"werden muss. Ein Beispiel hierfür zeigt die Signalkonfiguration von Fig. 2.

Ein Stopp/Start, d. h. das Starten einer Start-Phase nach einer Stopp-Phase des Start/Stopp-Betriebes des Brennstoffzellensys- tems 1 ist in analoger Weise wie der Stopp-Vorgang möglich, je nach Bezugskriterium für den Beginn des Vorganges. Das Bezugs- kriterium für das Auslösen eines Start-Signales durch die An- wendungsvorrichtung 2 kann beispielsweise ein Abfallen der La- dekapazität der Energiequelle 3 oder das Abweichen von einem Betriebsparameter des Brennstoffzellensystems 1 sein, bei- spielsweise das Abweichen der Temperatur der Brennstoffzelle von einem vorbestimmten Betriebsparameter.

Die Erfindung hat insbesondere folgende Vorteile : Optimierung des Energieverbrauches des Brennstoffzellensystems 1 durch den Start/Stopp-Betrieb.

Optimierung des Flüssigkeitshaushaltes des Brennstoffzellensys- tems durch den Start/Stopp-Betrieb.

Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit des Brennstoffzellen- systems im Stopp-Status durch bedarfsabhängige Betriebsphasen desselben (entsprechend Einschaltphase 16 auf der Diagrammkurve 2.5 von Fig. 2).

Neustart des Brennstoffzellensystems nach einer Stopp-Phase durch extern bereitgestellte Energie bis zur Selbstversorgung des Brennstoffzellensystems.

Die Betriebsfreigabe und Funktionsfähigkeit einer oder mehrerer übergeordneter Anwendungen oder Anwendungsvorrichtungen 2 ist bei dem Start/Stopp-Betrieb nicht beeinträchtigt.

Systemkomponenten (z. B. Brennstoffzelle oder Brennstoffzellen- Stack, Brennstoffquelle in Form einer Flasche oder eines Tankes oder eines Gaserzeugers, Medienfördermittel wie beispielsweise Förderpumpen, Steuerungseinrichtungen und Überwachungseinrich- tungen) des Brennstoffzellensystems 1 können abgeschaltet, auf Stand-by oder in Betrieb sein, während eine übergeordnete An- wendung oder Anwendungsvorrichtung 2 sich in Betrieb befindet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in dem Stopp-Betrieb des Brennstoffzellensystems die Betriebsme- dien (beispielsweise Brennstoff und Sauerstoff) abgeschaltet, während die Temperatur des Brennstoffzellensystems in einem vorbestimmten Betriebsbereich, der einen schnellen Start des Brennstoffzellensystems ermöglicht, gehalten wird. Auf diese Weise wird ein Leerlaufbetrieb vermieden, in welchem beispiels- weise der Flüssigkeitshaushalt des Brennstoffzellensystems und definierte Strömungsverhältnisse der Betriebsmedien nur schwer einstellbar sind.

Die ausreichende Temperierung des Brennstoffzellensystems für einen schnellen Start kann je nach dessen Wärmekapazität und Wärmeisolation bei kurzen Stopp-Phasen ohne aktive Temperierung gewährleistet sein. Bei längeren Stopp-Phasen erfolgt vorzugs- weise eine aktive Temperierung beispielsweise durch einen Start des Brennstoffzellensystems oder durch eine externe Temperier- vorrichtung.

Das Abschalten der Betriebsmedien kann beispielsweise durch Ventile und/oder durch Abschalten der Fördereinrichtungen für die Betriebsmedien erfolgen.

Durch die Erfindung wird ein gut regelbarer und energiesparen- der Betrieb des Brennstoffzellensystems erreicht.