用于释放燃料电池系统的方法以及燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于释放燃料电池系统的方法以及一种燃料电池系统。该方法包括下述步骤：i)检测压力值(P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于释放燃料电池系统的方法以及燃料电池系统
本文公开的技术涉及一种用于释放燃料电池系统的方法以及一种构造用于实施本文公开的方法的燃料电池系统。
技术介绍
这种燃料电池车辆是已知的。在燃料电池车辆中，燃料在高压下存储在压力容器中。在运行期间燃料必须在明显较低的压力范围内被供应给燃料电池堆。压力的改变通过所谓的压力调节器或减压器来实现。压力调节器下游的区域通常称为中压区域。在减压器和燃料电池堆之间可安装另一减压器，其将压力进一步降低到低压。为了保护中压区域中的构件并作为安全措施，当超过中压区域中的允许压力上限时，燃料箱截止阀关闭并且必要时阳极截止阀关闭。另外，通常在中压区域中安装有过压阀，其在进一步超过时进行触发。如果现在将机动车停放较长的时间，则可能发生以下情况：在中压区域中出现这样的压力值，在该压力值下上述阀已经保持关闭，但过压阀尚未触发。这例如可通过压力调节器处的最小泄漏和/或通过环境温度的升高引起。在此情况下，燃料电池系统的控制装置不允许释放。换句话说，控制装置基于中压区域内的压力不允许机动车启动，尽管在此不存在故障。在先前已知的解决方案中，控制装置不能区分故障和可容忍的压力升高。
技术实现思路
本文公开的技术的优选任务在于减少或消除先前已知解决方案的至少一个缺点或提出一种替代解决方案。本文公开的技术的优选任务尤其是在于提供一种方法或机动车，在所述方法或机动车中，减压器下游的阳极子系统中并非由故障引起并且因此可容忍的压力升高不会阻止机动车启动。其它优选任务可从本文公开的技术的有利效果得出。所述一个或多个任务通过独立专利权利要求的技术方案来解决。从属权利要求为优选实施方式。所述任务尤其是通过一种用于释放燃料电池系统的方法和一种构造用于实施本文公开的方法之一的燃料电池系统来解决。本文公开的技术涉及一种具有至少一个燃料电池的燃料电池系统。可想到燃料电池系统例如用于移动运输应用、如机动车(如乘用车、摩托车、商用车)、尤其是用于为至少一个驱动机器提供能量以使机动车向前行驶。燃料电池最简单的形式是电化学能量转换器，它将燃料和氧化剂转化为反应性产物并且在此产生电能和热量。燃料电池包括阳极和阴极，它们通过离子选择性或离子可渗透的分离器隔开。阳极被供应燃料。优选的燃料是：氢气、低分子量醇、生物燃料或液化天然气。阴极被供应氧化剂。优选的氧化剂例如是空气、氧气和过氧化物。离子选择性分离器例如可构造为质子交换膜(PEM)。优选使用阳离子选择性聚合物电解质膜。用于这种膜的材料例如是：和通常多个燃料电池组合成燃料电池堆或堆叠。燃料电池系统包括阳极子系统，该阳极子系统由燃料电池系统的引导燃料的部件形成。阳极子系统可具有至少一个压力容器、至少一个燃料箱截止阀、至少一个减压器，至少一个引导通向燃料电池堆的阳极入口的阳极流入路径、燃料电池堆中的阳极室、至少一个引导离开燃料电池堆阳极出口的再循环流路、至少一个水分离器、至少一个阳极吹扫阀、至少一个主动或被动的燃料再循环输送机以及其它元件。阳极子系统的主要任务是将燃料引入并分配到阳极室的电化学活性表面上并排出阳极废气。燃料电池系统包括阴极子系统。阴极子系统由引导氧化剂的部件形成。阴极子系统可具有至少一个氧化剂输送机、至少一个引导通向阴极入口的阴极流入路径、至少一个引导离开阴极出口的阴极废气路径、燃料电池堆中的阴极室以及其它元件。阴极子系统的主要任务是将氧化剂引入并分配到阴极室的电化学活性表面上并排出未使用的氧化剂。本文公开的技术还包括至少一个减压器。减压器设置在阳极子系统中的所述至少一个压力容器的下游和所述至少一个燃料电池的上游。减压器构造用于将存在于减压器入口处的燃料入口压力减小到存在于减压器出口处的燃料出口压力或背压。减压器在最简单的形式中可以是节流阀。通常，减压器包括减压阀，其确保即使在不同的入口压力下在出口侧也不超过特定出口压力。燃料在减压器中膨胀。优选使用第一减压器并且在下游使用第二或另一减压器。在本文公开的技术的一种实施方式中，燃料电池系统的释放可包括下述步骤：在释放之后燃料电池系统可从非活动状态(即非使用阶段)——在其中它不向可能的用电器提供能量——转变为活动运行状态——在其中它能够向可能的外部用电器提供电能。在一种优选实施方式中规定，在燃料电池系统的未释放状态中本文公开的燃料箱截止阀不能被致动，直到燃料电池系统被释放。燃料箱截止阀在锁止状态中不能再打开。在此不存在燃料箱截止阀的机械锁定，而是所有其它想要打开燃料箱截止阀的信号均被覆盖，直到其被释放。换句话说，只有存在释放时燃料箱截止阀才能被打开。释放请求是用于释放燃料电池系统的直接或间接请求，例如如果用户想要启动燃料电池系统或燃料电池机动车。这种请求也可以间接提出。例如可规定，已经将机动车车门解锁评估为燃料电池系统的释放请求。这种释放请求可启动燃料电池系统的启动程序。适宜的是，本文公开的方法包括下述步骤：检测压力值，其指示阳极子系统的一个区段内的压力，该区段开始于减压器的下游。所述区段通常终止于燃料电池系统的所述至少一个燃料电池的上游或燃料电池堆的上游。通常，在前述第一减压器和所述至少一个燃料电池之间设有另一或第二减压器。在一种实施方式中，所述区段具有中压水平，其低于第一减压器上游的压力水平并高于第二减压器下游的压力水平。在这种实施方式中，所述区段也可被称为中压区域。但也可设想仅使用一个减压器。压力值指示该区段内的压力。在一种实施方式中，压力值可以直接是设置在该区段中的压力传感器的信号。在另一种实施方式中，例如可通过检测其他参量来间接确定压力值。适宜的是，根据本文公开的技术在燃料电池系统的非活动阶段期间——在此期间燃料电池系统不向用电器提供电能——确定压力值。尤其是在压力容器系统的燃料箱截止阀已关闭的情况下检测压力值。此外，适宜的是，在检测压力值时不从燃料电池系统或区段提取燃料。适宜的是，在检测压力值期间在阳极流入路径中的燃料电池堆上游的阳极截止阀已关闭。本文公开的技术还包括下述步骤：如果压力值大于压力极限值且存在释放请求，则使该区段泄压。泄压包括在此定义的如下过程，这些过程在燃料电池系统未受损时或可容忍的损伤下引起压力降低。泄压优选在泄压时间间隔的持续时间内进行。泄压时间间隔是定义的时间段或定义的持续时间。该泄压时间间隔通常是恒定的并且例如可以是5秒或10秒或30秒或1分钟。优选泄压时间间隔选择得尽可能短，使得燃料电池系统能够尽快启动。但泄压时间间隔适宜地如此长，使得如果不存在燃料电池系统损坏则在任何情况下都可实现泄压。泄压时间间隔尤其是取决于泄压的方式。但这并非必须如此实现。同样可想到控制装置连续地比较压力值和压力极限值。压力极限值在此指示本文公开的区段中的极限压力。极限压力是高于区段正常运行压力的压力。区段的正常运行压力是在燃料电池系统的正常或者说活动运行(即供应能量的运行)中或在非活动阶段期间(例如在夜间停车期间)存在的压力。在一种优选实施方式中，选择这样的压力作为极限压力，从该压力起，燃料箱截止阀与燃料电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于释放燃料电池系统的方法，所述方法包括下述步骤：/n-检测压力值(P

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171220 DE 102017223452.01.用于释放燃料电池系统的方法，所述方法包括下述步骤：
-检测压力值(PMD)，所述压力值指示阳极子系统的一个区段(MD)内的压力，该区段(MD)开始于减压器(224)的下游；
-如果所述压力值(PMD)大于压力极限值(PTAVc)且存在释放请求，则使区段(MD)进行泄压；然后
-如果所述区段(MD)中的压力值(PMD)在泄压之后小于压力极限值(PTAVc)，则释放燃料电池系统。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使燃料从所述区段(MD)直接或间接地流入燃料电池系统的燃料电池堆(300)的阳极(A)来进行泄压。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过使燃料从所述区段(MD)直接或间接地流入燃料电池系统的废气系统(416)来进行泄压。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在泄压之前和释放请求之后，检查所述减压器(224)上游的可能的燃料箱截止阀(210)是否关闭，并且仅在所述可能的燃料箱截止阀(210)关闭时才使区段(MD)进行泄压。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·佩尔格，C·德特马，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE