方法、装置和轨道车辆

摘要

本发明涉及一种运行用于轨道车辆(100)的燃料电池单元(20)的方法，所述方法包括提供压缩空气流和提供变量。所述方法还包括将压缩空气流通过进气管路(2)输入到燃料电池单元(20)的燃料电池部件(6、16)中，并且由此借助所述压缩空气流根据所述变量对所述燃料电池部件(6、16)进行清洁。

说明书

技术领域

本发明涉及一种运行用于轨道车辆的燃料电池单元的方法和装置。本发明还涉及一种具有这种装置的相应的轨道车辆。

背景技术

燃料电池系统可以用作用于轨道车辆的驱动能源。在此，例如将氢作为工作介质利用存在在空气流中的氧进行氧化，以便为轨道车辆提供电气的驱动能源。在此有挑战性的是，延长燃料电池系统的部件的使用寿命并且能够实现燃料电池系统的低成本的运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种运行用于轨道车辆的燃料电池单元的方法和一种用于运行用于轨道车辆的燃料电池单元的装置，所述方法和所述装置分别实现高效且低成本地运行燃料电池系统。本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种具有这种装置的轨道车辆。

所述技术问题按照本发明通过一种运行用于轨道车辆的燃料电池单元的方法解决，所述方法包括：

-提供压缩空气流；

-提供变量；并且

-将压缩空气流通过进气管路输入到燃料电池单元的燃料电池部件中，并且由此借助所述压缩空气流根据所述变量对所述燃料电池部件进行清洁。

所述技术问题按照本发明还通过一种用于运行用于轨道车辆的燃料电池单元的装置解决，所述装置具有：

-用于导引压缩空气流的进气管路，所述进气管路能够流动技术地与主空气管路相连，所述主空气管路用于导引压缩空气并且用于供应轨道车辆的空气质量流消耗装置，和

-用于处理用于燃料电池单元的过程空气或者说工艺空气(Prozessluft)的燃料电池部件，所述燃料电池部件流动技术地与所述进气管路相连，从而能够将压缩空气流通过所述进气管路输入到所述燃料电池部件中，并且由此能够对所述燃料电池部件实施清洁。

所述技术问题按照本发明还通过一种轨道车辆解决，所述轨道车辆包括：

-主空气管路，用于导引压缩空气并且用于供应所述轨道车辆的空气质量流消耗装置；

-燃料电池单元，用于向所述轨道车辆提供驱动能量；和

-前述类型的用于运行燃料电池单元的装置，其中，进气管路流动技术地与所述主空气管路相连，并且燃料电池部件流动技术地与所述燃料电池单元连接。

根据一个方面，一种运行用于轨道车辆的燃料电池单元的方法包括提供压缩空气流并且提供变量。该方法还包括将压缩空气流通过进气管路输入到燃料电池单元的燃料电池部件中，并且由此借助压缩空气流根据变量清洁燃料电池部件。

借助上述的方法能够以简单且低成本的方式实现借助压缩空气对燃料电池单元的燃料电池部件进行中间清洁。这种利用压缩空气的冲洗可以清洁被污染的燃料电池部件并且重新改善燃料电池部件的功能性或者效率。因此能够有助于燃料电池单元的长期运行以及相应的轨道车辆的可靠运行。这种利用压缩空气的清洁过程例如在经过预定的时间间隔后进行和/或基于传感器测量信号进行，该传感器测量信号与预定的阈值的比较能够获得关于燃料电池部件的状态的信息。

压缩空气或者压缩空气流可以尤其通过通常已有的主空气管路获取，该主空气管路设置在轨道车辆中，用于为空气质量流消耗装置供应压缩空气。轨道车辆、例如机车、车厢、牵引车、有轨电车或者地铁需要为不同的空气质量流消耗装置可靠地供应压缩空气，所述空气质量流消耗装置例如是制动装置、空气弹簧或者说空气悬架和厕所设备。例如通过压缩机产生这种压缩空气供应并且输入轨道车辆的主空气管路中。在主空气管路中提供的被压缩的压缩空气可以从该主空气管路中排出并且作为压缩空气流供应给在流动技术上连接的消耗装置。上述方法还可备选地利用其它的气流实施。换句话说，术语“空气流”通常包括了气流，并且不必限定为空气。类似地，这对于术语“压缩空气”也同样适用，该术语“压缩空气”也可以被称为处于压力下的气体。

根据本方法的优选的扩展方案，提供变量包括预设时间阈值。所述方法还包括，如果超出预设的时间阈值，则将压缩空气流通过进气管路输入到燃料电池单元的燃料电池部件中，并且由此借助所述压缩空气流对所述燃料电池部件进行清洁。

根据本方法的另外优选的扩展方案，提供变量包括检测传感器的测量信号，所述测量信号表示燃料电池单元的燃料电池部件中的过程空气的与运行相关的特征。提供变量还包括根据检得的测量信号得出关于燃料电池部件中的过程空气的与运行相关的特征的值，并且将得出的值与针对过程空气的与运行相关的特征而预设的阈值进行比较。所述方法还包括根据得出的值与针对过程空气的与运行相关的特征而预设的阈值的比较，将压缩空气流通过进气管路输入到燃料电池单元的燃料电池部件中。由此借助所述压缩空气流对所述燃料电池部件进行清洁。

根据本方法的优选的扩展方案，所述燃料电池部件设计为用于加湿燃料电池单元的过程空气的加湿单元。所述燃料电池部件备选地设计为用于过滤燃料电池单元的过程空气的过滤器单元。过程空气在此指的是输入到燃料电池单元中用于能量转换的空气。

尤其在待处理的过程空气中需要一定的空气湿度的燃料电池单元中，加湿单元是必要的。这涉及例如用于驱动城际列车上下平台的具有聚合物电解质膜(PEM)的燃料电池。PEM技术由于其较低的运行温度(＜100℃)提供广泛的应用可能性，从而不仅可以将其用于较小的功率范围中，还可以将其用于较大的功率范围中。在可运输更强电流的更大的PEM燃料电池中，聚合物电解质膜必要时需要对反应物加湿，以便避免该反应物在负载下脱水。

燃料电池的在能量转换过程中用于质子交换的能力在此与聚合物电解质膜的聚合物的湿度成正比。干燥的聚合物限制聚合物电解质膜的传导能力并且造成燃料电池的损失。为了以高效率的方式运行这种燃料电池单元，因此规定了加湿器或者加湿单元，而目前由于加湿器的更换周期较短并且固定，导致燃料电池单元的维护成本较高。目前为止的维护观念仅规定对加湿器进行定期的、无关于状态的更换。

借助所述方法可以实现加湿单元的更换周期的延长，并且因此降低维护成本。因此，对加湿单元进行与时间相关的或者与运行相关的清洁有助于使加湿单元的运行持续时间更长，并且能够实现使被污染的加湿单元的功能性再次改善。例如预设了6周的时间阈值，使得在6周的燃料电池单元的运行时间结束后，自动地通过压缩空气对加湿单元进行冲洗。备选地，用于实施这种清洁过程的其他的时间间隔也是可能的，例如每4周或者每450运行小时后。

对于根据时间的清洁的时间间隔长度可以根据加载模型来确定。这种加载模型可以例如根据关于轨道车辆的运行环境的信息来定义，尤其根据路径的环境空气中的特定的有害气体和颗粒的已知浓度来定义，轨道车辆在所述路径上或者应在所述路径上应用。通过估计加湿单元的膜加载有这些物质的情况可以确定加湿单元经过一段时间的功能性，从而能够定义相应的时间间隔，在所述时间间隔后应对加湿单元进行清洁，以便确保加湿单元的功能性。这些估计备选或附加地可以通过实际测量尤其在使用了湿度传感器的情况下来确认或者纠正。通过使用用于确定合适的时间间隔的加载模型可以有利地避免在轨道车辆的运行过程中使用湿度传感器。

湿度传感器或者湿气传感器可以与运行相关地确定在流动技术上在加湿单元之后的空气湿度的下降。然后与预设的空气湿度阈值相比较，可以启动压缩空气冲洗。在流动技术上在加湿单元之前可以备选或附加地设置湿度传感器并且实现在加湿单元之前和之后的过程空气的空气湿度的比较。

这对于在实施方案中作为过滤器单元的燃料电池部件也相应地适用。为了高效地使用便携燃料电池，使用例如多个过滤器。燃料电池对盐、氮氧化物或者含硫或含氨的复合物反应敏感，这些物质通过进气口进入能量转换过程中。因此，高效的过滤是必要的，以便保护燃料电池单元的敏感构件和部件并且实现更高的使用寿命。因此开发了针对燃料电池的特殊需求的过滤器器件。这种过滤器保护催化剂材料和燃料电池单元的堆叠，该堆叠例如实现多个串联的燃料电池单元的叠放。在系统部件中使用的膜也可以通过过滤器长期或者永久地免受有害气体和颗粒的损害。目前为止的维护观念仅规定了对加湿器进行定期的更换。由于过滤器单元的更换周期较短并且固定，对于燃料电池单元产生的维护费用较高。

借助上述的方法可以实现维修周期的延长并且可以显著降低成本。此外，由于用压缩空气进行中间冲洗，可以使过滤器单元的寿命周期明显地延长。例如若时间阈值预先确定为一周，则每周自动地对过滤器单元进行压缩空气冲洗。其他的时间阈值、例如约每五天对于进行这种清洁过程也是备选可行的。

空气压力传感器可以与运行相关地确定在流动技术上位于过滤单元之后的空气压力的下降。然后与预设的空气压力阈值相比较，可以启动压缩空气冲洗。在流动技术上在过滤器单元之前可以备选或附加地设置空气压力传感器并且实现在加湿单元之前和之后的过程空气的空气压力的比较。

作为对于空气压力传感器的备选或补充，可以设置化学传感器，该化学传感器设计用于检测过程空气的污染。当过程空气例如含有过多的一氧化碳或者氨成分时，则会通过此过程空气的污染例如产生污染。

如果燃料电池部件构造为加湿单元，则与运行相关的特征设计为加湿单元中的过程空气的空气湿度，并且已有的传感器设计为用于检测加湿单元中的过程空气的空气湿度的湿度传感器。

根据这样的扩展方案，所述方法包括检测所述加湿单元中的用于燃料电池单元的过程空气的空气湿度，并且将测得的空气湿度与针对加湿单元中的过程空气的空气湿度而预设的阈值进行比较。所述方法还包括，如果测得的空气湿度低于针对空气湿度预设的阈值，则将压缩空气流通过进气管路输入到所述加湿单元中。

在一种实施方式中，加湿单元具有膜和两个湿度传感器。一个湿度传感器布置在加湿单元的膜中，并且另外的湿度传感器在加湿单元中流动技术地布置在膜之后。根据这样的实施方式，所述方法包括借助所述湿度传感器检测在流动技术上位于加湿单元的膜中的过程空气的第一空气湿度，并且借助所述另外的湿度传感器检测在流动技术上位于加湿单元的膜之后的过程空气的第二空气湿度。所述方法还包括，相互比较测得的过程空气的第一空气湿度和第二空气湿度，并且根据测得的第一空气湿度和第二空气湿度的比较，将压缩空气流通过进气管路输入到所述加湿单元中。

结合本发明发现，技术上限制性地影响加湿单元的更换间隔时间(例如7000个运行小时)的因素是加湿单元中使用的膜。例如由于过程空气穿流燃料电池之后再被导引回到加湿单元，加湿单元中的膜堵塞。在此可以延长更换间隔时间，其方式是延长使用的膜的使用持续时间。借助所述方法可以通过用压缩空气进行冲洗来延长使用持续时间。穿流冲洗时因而产生的清洁作用减缓这种膜的堵塞和污染。

如果燃料电池部件设计为过滤器单元，则与运行相关的特征设计为过滤器单元中的过程空气的空气压力，并且已有的传感器设计为用于检测过滤器单元中的过程空气的空气压力的压力传感器。

根据这样的扩展方案，所述方法包括检测所述过滤器单元中的用于燃料电池单元的过程空气的空气压力，并且将测得的空气压力与针对过滤器单元中的过程空气的空气压力而预设的阈值进行比较。所述方法还包括，如果测得的空气压力低于针对空气压力预设的阈值时，则将压缩空气流通过进气管路输入到所述过滤器单元中。

结合本发明发现，传统的过滤器单元例如由多层构成或者具有多层。通过颗粒过滤层与特别的吸水的活性炭的结合可以将有害物质可靠地从进气中除去。这种过滤系统在数量上减少了可进入燃料电池中的有害气体和颗粒。借助所述方法通过一个或多个中间清洁过程可以延长过滤器单元的寿命周期。这尤其可以利用轨道车辆上已经存在的、在主空气管路中提供的压缩空气来实施。因此可以延缓或者在一定的程度上逆转过滤器单元的堵塞和污染。

清洁过程可以包括用压缩空气流的不同的压力和体积流量对燃料电池部件进行穿流冲洗。清洁过程还可以包括用跟随预设的压力曲线的压缩空气进行穿流冲洗。例如最初供应压力为1.0至1.5bar的压缩空气流，之后瞬间提高直到2bar。也可行通过压缩空气流动对燃料电池部件进行脉冲穿流冲洗。

本发明的其他的有利的扩展方案在根据本发明的实施方式中给出。

根据另一个方面，一种用于运行用于轨道车辆的燃料电池单元的装置具有用于导引压缩空气流的进气管路，所述进气管路能够流动技术地与主空气管路相连，所述主空气管路用于导引压缩空气并且用于供应轨道车辆的空气质量流消耗装置。所述装置还具有用于处理用于燃料电池单元的过程空气的燃料电池部件，所述燃料电池部件流动技术地与所述进气管路相连，从而能够将压缩空气流通过所述进气管路输入到所述燃料电池部件中，并且由此能够对所述燃料电池部件实施清洁。

根据优选的扩展方案，所述装置具有至少一个传感器，其与所述燃料电池部件连接并且设计用于测取测量信号，所述测量信号表示燃料电池部件中的过程空气的与运行相关的特征。

所述传感器可以设计为湿度传感器并且设计用于检测加湿单元中的过程空气的空气湿度。加湿单元是用于对用于燃料电池单元的过程空气加湿的燃料电池部件。

燃料电池部件备选地设计为用于过滤燃料电池单元的过程空气的过滤器单元。根据这样的实施方式，至少一个传感器例如设计为用于检测过滤器单元中的过程空气的空气压力的压力传感器。作为压力传感器的备选或补充，可以设置化学传感器，该化学传感器设计用于检测过程空气的污染。当过程空气例如含有过多的一氧化碳或者氨成分时，会通过此过程空气的污染例如产生污染。

过滤器单元包括例如布置在流动通道中的颗粒过滤系统。例如一个压力传感器在过滤器单元中流动技术地布置在颗粒过滤系统之前，另一个压力传感器在过滤器单元中流动技术地布置在颗粒过滤系统之后。

根据优选的扩展方案，所述装置包括用于容纳和释放压缩空气的压缩空气储存器，所述压缩空气储存器流动技术地与所述进气管路相连并且提供用于清洁所述燃料电池部件的压缩空气流。

此外，所述装置可以具有用于调节穿过进气管路的空气流的气动单元，所述气动单元流动技术地布置在所述燃料电池部件之前。气动单元包括例如阀或者节气门，该阀或者节气门布置在进气管路中并且调节压缩空气流的穿流量。进气管路例如与轨道车辆的主空气管路连接，在该主空气管路中供应具有大约为10bar压力的压缩空气。在进气管路中，借助压缩空气储存器和/或借助气动单元将空气压力下调至数个bar、例如2bar，并且输入空气压力用于燃料电池部件的清洁过程。

所述装置的其他有利的扩展方案在根据本发明的实施方式中给出。

前述的方法尤其能够借助装置的设计方案实施，所述装置以主空气管路的支路的形式实现中间清洁系统，该中间清洁系统利用压缩空气流对燃料电池部件进行清洁。由于装置根据前述方法的实施例实现清洁过程，本方法所描述的性能和特征也适用于装置，反之亦然。

根据另一个方面，一种轨道车辆包括主空气管路，用于导引压缩空气并且用于供应所述轨道车辆的空气质量流消耗装置，所述轨道车辆还包括燃料电池单元，用于向所述轨道车辆提供驱动能量。所述轨道车辆还包括前述类型的用于运行燃料电池单元的装置，该装置实现燃料电池单元的燃料电池部件的清洁过程。在此，进气管路流动技术地与所述主空气管路相连，并且燃料电池部件流动技术地与所述燃料电池单元连接。轨道车辆实现为例如使用用于清洁加湿单元或者过滤器单元的装置的牵引车。

由于轨道车辆包括前述装置的设计方案，装置的所述的性能和特征也适用于轨道车辆，反之亦然。

通过使用用于对加湿单元进行中间清洁的压缩空气，此加湿单元可以更长时间地使用。对于燃料电池的子系统来说，预防性地更换加湿器是维护中的较高的成本动因。借助所述方法、所述装置和所述轨道车辆可以节省维护成本和更换成本。

借助所述装置可实现的压缩空气中间清洁系统尤其使用轨道车辆上的已存在的压缩空气。也可以为清洁过程备选地提供单独的压缩空气。轨道车辆的中央的压缩机给不同的空气质量耗费装置提供压机空气，例如制动装置、空气弹簧和厕所设备。使用作为已存在的能源的被压缩的压缩空气是有利的，因为该压缩空气是预先清洁过的并且省去了附加的过滤系统。压缩空气不必通过附加的部件产生，因为压缩空气从主空气管路中抽取。

抽取的空气通过进气管路向用于储存的压力容器的方向流动。压力容器通过控制系统、气动单元如阀、节气门等和软管与加湿单元或者过滤器单元流动技术地连接。

如果所述装置例如具有加湿单元和湿度传感器，则该湿度传感器布置在加湿单元的膜中并且测量过程空气的空气湿度。由于膜的堵塞，随着运行时间的变化，湿度下降。从表示空气湿度的预设阈值的定义的极值开始，基于湿度传感器的测量信号向压力容器的控制器发送信号。然后释放储存的压缩空气穿流所述膜。

因此，不仅可以节省更换加湿单元的例如30年的寿命周期内的成本，而且还可以在仓库中保持较少的预留的加湿单元的备件库存。

通过对加湿单元的膜借助压缩空气进行有规律的中间清洁，可以预计使直到更换前的加湿单元工作时间加倍。如果例如安置三个加湿单元用于燃料电池单元，则可以节省相应较高的维护成本。

对于燃料电池部件的以过滤器单元形式的设计方案来说，用已经存在于轨道车辆上的压缩空气来进行中间清洁也是有利的。通过这种清洁过程增大磨损储备量。在这种清洁过程之后，使用的过滤器单元则具有相当于全新的过滤器单元的质量和洁净度，从而能够省去大量成本。

颗粒物过滤器随运行时间的变化而堵塞。因此每个过滤器元件都要遵守清洁计划。这例如规定了每周的中间清洁，以便确保能够利用较少使用的空气压力无破坏地清洁颗粒物过滤器。在定义的时间之后，通过压力容器的控制装开启清洁过程，并且释放储存的压缩空气对过滤器单元进行环流。可以备选或附加地根据过滤器单元中的空气压力传感器的测量信号进行清洁过程。

在这种冲洗过程中，例如同时通过阻断活门阻断位于过滤器单元之后的排气通道。在清洁过程中产生的废气优选通过单独的排气通道排放到环境中。

因此可以节省待更换的过滤器单元上的经由例如30年的寿命周期的成本，并且还可以在仓库中保持较少的预留的加湿单元的备件库存。例如常规的过滤器与其技术状态无关地每3个月被更换。借助所述压缩空气清洁方法和装置可以转换为与状态相关的维护，并且预期6个月之后对过滤器单元进行更换。因此可以使燃料电池部件的使用时间加倍。此外可以节省或者减少较高的维护成本，因为通常每个燃料电池装配有两个或多个过滤器单元。

附图说明

通过本发明的实施例的以下描述，结合相应的附图进一步地阐述本发明的上述的特征、特征和优点以及实现的方式和方法。在附图中：

图1示出具有燃料电池单元的轨道车辆的示意图；

图2示出用于运行按照图1的燃料电池单元的装置的示意实施例；

图3示出用于运行按照图1的燃料电池单元的装置的其他的示意实施例；和

图4示出用于运行按照图1的燃料电池单元的方法的流程图。

相同结构或者功能的元件在不同附图中使用相同的附图标记。出于概览的原因，必要时在附图中不使用相应的附图标记示出所有的所示元件。

具体实施方式

图1以示意图示出具有装置10的轨道车辆100，该装置10设计用于运行轨道车辆100的燃料电池单元20。燃料电池单元20尤其构造用于基于化学转换过程提供用于轨道车辆100的驱动能量。

轨道车辆100具有主空气管路1，该主空气管路1用于向所连接的空气质量流消耗装置供应被压缩的压缩空气。空气质量流消耗装置例如是轨道车辆100的借助压缩空气运行的制动系统、门机构、厕所设备或者空气弹簧。如下文所述，装置10实现为压缩空气清洁系统并且表现为其它的空气质量流消耗装置，该其它的空气质量流消耗装置使用来自主空气管路1的压缩空气。装置10实现了冲洗和清洁燃料电池部件6、16，因此装置10有助于高效并且低成本地运行燃料电池单元20和轨道车辆100。

图2以示意图示出装置10的实施例，该装置10具有进气管路2，所述进气管路2在流动技术上与轨道车辆100的主空气管路1连接。主空气管路1中的压缩空气例如通过轨道车辆100的中央压缩机来提供和预净化。

从主管路1引出的压缩空气作为压缩空气流穿过进气管路2朝压缩空气容器的方向或者朝用于储存的压缩空气储存器3的方向流动。压缩空气储存器3与控制单元4连接，所述控制单元4控制穿过进气管路2的空气流。此外，一个或多个气动单元5与进气管路2连接，该气动单元5包括例如阀或者节气门并且调节经过进气管路2的空气流。进气管路2进一步地与燃料电池部件流动技术地连接，该燃料电池部件根据图2中所示的实施例实现为加湿单元6。

加湿单元6具有膜61。膜在图2中以具有垂直线的矩形元件示出。附加地布置有两个湿度传感器8，所述湿度传感器8设计用于测量湿度，作为过程空气的与运行相关的特征。为了能量转换过程，向燃料电池单元供应过程空气。湿度传感器8布置在膜61中，并且另一个湿度传感器流动技术地布置在膜61之后。

随着运行时间的变化，膜61被渗入和污染，从而在流动技术上在膜61之后，过程空气中的空气湿度下降。当过程空气中的空气湿度低于给定的阈值时，根据湿度传感器8的测量信号向压缩空气储存器3的控制单元4发送信号。然后，将压缩空气流从压缩空气储存器3释放，并且借助控制气动单元5以可控的方式供应给加湿单元6。因此实现了用储存的压缩空气适宜地穿流和清洁所述膜61。

以这样的方式，可以延迟用于更换加湿单元6的耗费，并且延长加湿单元6的可靠的运行持续时间。由于对加湿单元6的膜61定期借助压缩空气进行中间清洗，在更换之前，预计可以将加湿单元6的运行时间增加一倍。例如安装三个加湿单元用于燃料电池单元20，从而能够相应地节省较高的维护费用。

此外示出其他的流动技术上的连接11-15。此外显示了用于过程空气的连接11，此过程空气由燃料电池系统的压缩机提供并且供应给加湿单元6。此外显示了用于过程空气的连接，将该过程空气在穿过加湿单元6之后供应给燃料电池单元20。此外，连接13显示了由燃料电池单元20回流的过程空气，将该过程空气供应给加湿单元6用于进一步地加湿。连接15表示用于过程空气和/或压缩空气流的排气的出口。连接14实现了用于过程空气和/或压缩空气流从加湿单元6朝排气通道15的方向的另外的出口。

装置10因此实现了用于燃料电池部件6、16的清洁系统，并且在流动技术上连接了轨道车辆100的主空气管路1与燃料电池系统的循环，该燃料电池系统包括燃料电池单元20。

图3以示意图示出装置10的其他实施例，该装置10实现了在过滤器单元16的执行过程中用于燃料电池部件的清洁过程。过滤器单元16布置在流动通道9中并且包括例如多层的颗粒过滤系统161，该颗粒过滤系统161随着运行时间的变化变肮和堵塞。装置10具有两个压力传感器18，该两个压力传感器18中的一个在流动技术上布置在颗粒过滤系统161之前，另一个在流动技术上布置在颗粒过滤系统161之后。压力传感器18设计用于在过滤器单元16中测量空气压力，作为过程空气的与运行相关的数值。借助基于压力传感器8的测量信号的空气压力控制，可以触发通过压缩空气对过滤器单元16的中间清洁。备选或附加地，还可以在预定的时间间隔之后进行清洁过程。此清洁操作还可以在实施例中配设根据图2的加湿单元6。

在这样的清洁程序之后，使用的过滤器单元16具有与全新的过滤器单元可比的质量和洁净度，从而可以节省可观的花费。为了有利地分配需导入过滤器单元16的压缩空气，装置10可以另外具有可伸出的压缩空气分隔装置19。

过滤器单元16还可以采取时间控制的清洁计划。此清洁计划例如规定每周一次的中间清洁，以便能够在较少地使用所供应的压缩空气流的空气压力的情况下，确保将颗粒过滤系统161不受损伤地清洁。根据给定的时间，通过压缩空气储存器3的控制单元4开始实施清洁过程，并且触发由储存的压缩空气对过滤器单元16的穿流。

在这样的冲洗过程中，例如同时将排气通道15在流动技术上在过滤器单元16之后通过阻断活门17阻断。在清洁过程中产生的废气将优选通过单独的排气通道15向周围环境排出。

因此可以节省或者减少较高的维护费用，因为每个燃料电池系统通常安装有两个或多个过滤器单元16。

图4示出用于对加湿单元6或者过滤器单元16实施清洁过程的方法的流程图。在步骤S1中将压缩空气从主管路1中引出并且储存在压缩空气储存器3中并且提供用于清洁过程。

在步骤S3中例如确定时间到(Time out)。备选或附加地，借助湿度传感器8或者压力传感器18检测过程空气中的空气湿度或者空气压力。

在步骤S5中检测是否超过了预定的时间间隔或者预定的时间阈值，和/或将测得的空气湿度或者测得的空气压力与相应的预定的阈值相比较。

在步骤S7中，如果确定超过了预定的时间阈值，和/或确定测得的空气湿度或者测得的空气压力超过了相应的预定的阈值，则将储存的压缩空气从压缩空气储存器3中以可控的方式释放，并且为了清洁向加湿单元6或者过滤器单元16供应压缩空气流。

尽管根据实施例详细地说明了和描述了本发明，但本发明不限于披露的实施例和在其中阐述的确切的技术特征组合。本发明其他的变型方案可以由本领域技术人员得出，只要不脱离本发明的技术方案即可。

附图标记列表

1 主空气管路

2 进气管路

3 压缩空气储存器

4 控制单元

5 气动的单元

6 加湿单元

61 加湿单元的膜

8 加湿单元的湿度传感器

9 流动通道

10 用于运行燃料电池单元的装置

11 来自压缩机的过程空气

12 朝向燃料电池单元的过程空气

13 来自燃料电池单元的过程空气

14 过程空气的回流

15 废气

16 过滤器单元

161 过滤器单元的颗粒过滤系统

17 阻断活门

18 过滤器单元的压力传感器

19 可伸出的压力空气管路

20 燃料电池单元

100 轨道车辆

S(i) 用于运行燃料电池单元的方法的步骤