用于运行燃料电池系统的方法，控制器技术方案

本发明专利技术涉及一种用于运行燃料电池系统的方法，其中，至少一个燃料电池通过阳极回路

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行燃料电池系统的方法
，
控制器


[0001]本专利技术涉及一种用于运行燃料电池系统
、
尤其是聚合物电解质膜
(PEM)
‑
燃料电池系统的方法
。
此外，本专利技术涉及一种控制器，该控制器设置为用于实施所述方法的步骤
。

技术介绍

[0002]PEM
燃料电池具有布置在阳极和阴极之间的聚合物电解质膜
。
借助
PEM
燃料电池可以将供应给阳极的氢气和以空气形式供应给阴极的氧气转化为电能
、
热量和水
。
为了提高产生的电压，在实际应用中将多个燃料电池组合成燃料电池堆叠
、
也称为“堆跺”。
[0003]因为从
PEM
燃料电池逸出的阳极气体通常还含有未消耗的氢气，所以未消耗的氢气被循环并且通过阳极回路重新供应给阳极
。
然而，随着时间推移，再循环的阳极气体聚积有氮气，该氮气从阴极侧扩散到阳极侧上
。
因此，为了确保向燃料电池供给以足够的氢气，必须时不时冲洗
(
英文“purge”)
阳极区域
。
为此打开一个阀，即所谓的吹扫阀，阳极气体通过该吹扫阀被导出
。
此外，打开氢气配量阀，以便将导出的量通过来自箱的新鲜氢气替代
。
以这种方式不但确保向燃料电池供应氢气，而且同时将阳极回路中的气体压力保持在预给定的应有压力r/>。
[0004]此外，必须从阳极气体中去除在电化学反应时在燃料电池中积累的水
。
为此，将具有容器的水分离器集成到阳极回路中，在所述容器中收集经分离的水
。
根据容器中的液位打开另一阀，即所谓的排水阀并且清空容器
。
为了识别必须何时清空容器，可以借助液位传感器监控容器中的液位
。
然而，该液位在移动应用中经受波动和振动，所述波动和振动可能对测量结果具有影响，使得使用液位传感器是有问题的
。
此外，液位传感器增加了成本
。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术涉及以下任务：给出一种用于运行燃料电池系统的方法，该方法能够在没有液位传感器的情况下实现可靠且同时成本低地监控在用于收集分离的水的容器中的液位
。
[0006]为了解决该任务，提出具有权利要求1特征的方法
。
本专利技术的有利扩展方案可以由从属权利要求得出
。
此外，还给出一种控制器，用于实施所述方法或各个方法步骤
。
[0007]在所提出的用于运行燃料电池系统的方法中，至少一个燃料电池通过阳极回路被供应来自箱的氢气以及再循环的氢气作为阳极气体
。
在所述方法中，包含在阳极气体中的水还借助集成到阳极回路中的水分离器被分离
、
收集在容器中并且通过暂时打开排水阀从系统中去除
。
为了探测满的容器，根据本专利技术实施以下步骤：
[0008]‑
打开布置容器上的吹扫阀，
[0009]‑
检测集成到阳极回路中的氢气配量阀的开口横截面突然变化的时间点，以保持阳极回路中的应有压力，和
[0010]‑
将所述时间点与吹扫阀的打开时间点进行比较
。
[0011]如果容器是满的或水位高于吹扫阀的接头部位，则随着吹扫阀的打开首先流出
的容器3，水借助水分离器2从阳极回路1的阳极气体中被分离
。
为了排空容器3，在底侧设有排水阀
4。
根据容器3的液位打开所述排水阀
。
此外，在容器3上在侧面设置有吹扫阀
5。
通过该吹扫阀可以从阳极回路1中去除聚积有氮气的阳极气体
。
然而，该前提是：水箱3中的液位不如此高，以至于吹扫阀5位于水位下方
。
否则，随着吹扫阀5的打开，水
6、
不是气体7流出
。
水6一直流出，直至达到液位
H
max
。
该液位通过吹扫阀5在容器3上的高度位置预给定
。
[0024]随着吹扫阀5的打开从容器3逸出的气体7被新鲜氢气替代
。
该新鲜氢气借助氢气配量阀
(
未示出
)
配量到阳极回路中
。
为此，氢气配量阀或氢气配量阀的促动器
(
未示出
)
通过控制器
(
未示出
)
相应地被操控
。
因此，伴随着吹扫阀5的打开，促动器电流升高
。
该关联性例如在图2中示出，其中，中间的曲线图
b)
给出吹扫阀5随时间
t
推移的打开和关闭，下方的曲线图
c)
示出所属的促动器电流走势
。
在此，值得注意的是，在吹扫阀5的最终打开时，促动器电流的升高明显时间延迟地进行
(
参见箭头
8)。
这是由于容器3随时间推移充注了水，使得液位在吹扫阀5的打开时间点
t1时高于最大值
H
max
。
即随着吹扫阀5的打开在时间点
t1
时首先仅水6从容器3流出
。
只有当液位如此程度地下降，使得气体排出时，促动器电流才升高
。
在时间点
t2中是这种情况
。
因此，
t1和
t2之间的时间偏移能够识别出，容器3是满的并且应通过打开排水阀4清空
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于运行燃料电池系统的方法，在所述方法中，至少一个燃料电池通过阳极回路
(1)
被供应来自箱的氢气以及再循环的氢气作为阳极气体，并且在所述方法中，包含在所述阳极气体中的水
(6)
借助集成到所述阳极回路
(1)
中的水分离器
(2)
被分离
、
收集在容器
(3)
中并且通过暂时打开排水阀
(4)
从系统中去除，其特征在于，为了探测满的容器
(3)
实施以下步骤：
‑
打开布置在所述容器
(3)
上的吹扫阀
(5)
，
‑
检测集成到所述阳极回路
(1)
中的氢气配量阀的开口横截面突然变化的时间点
(t2)
，以保持所述阳极回路
(1)
中的应有压力，和
‑
将所述时间点
(t2)
与所述吹扫阀
(5)
的打开时间点
(t1)
进行比较
。2.

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：