CN107452973A - 用于操作燃料电池系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种方法，该方法包含向燃料电池堆中的单独电池单元供给燃料和氧化剂，每个单独电池单元具有两个电极层和设置在电极层之间的电解质层。方法进一步地包括用夹紧装置压缩电池堆，并且用至少一个压力传感器检测在电池堆上的压缩压力。方法还包括基于检测到的压缩压力来确定两个电解质层的水分含量。

Description

用于操作燃料电池系统的方法

技术领域

本发明涉及用于操作燃料电池系统的方法并且涉及具有彼此相邻设置的单独电池单元的电池堆以及用于压紧电池堆的夹紧装置的燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统通常包含具有彼此相邻设置的多个单独电池单元的电池堆。在每个单独电池单元中，化学能由于燃料与氧化剂的反应而直接转化为电能。电解质层在单独电池单元中设置在形成为电极的两层之间。

电解质层可以形成为包含水的聚合物膜。溶解在水中的燃料在电极的阳极侧被离解。示例燃料是氢。在过程中形成的质子通过膜扩散到电极的阴极侧并且在那里与氧化剂的氧反应，该氧化剂被阴极还原。通过阳极侧的水促进氧离子的内部电荷运输并且水在阴极侧再次被释放。

电解质层的不足水分含量导致——除其他方面以外——较低的离子电导率并且因此导致燃料电池系统的较低效率。另一方面，由于过分大的水分含量，燃料或氧化剂对电极层的供应被负面地影响。因此，可以阻碍燃料或氧化剂到电极层的扩散过程或这些物质从进给管路到单独电池单元的供给。为了燃料电池系统的有效操作，因此需要控制在操作期间的水分含量。电解质层水分含量的变化例如可以通过调整氧化剂的或燃料的增湿或流速来实现。

为了水分含量的这样的控制，在操作期间的单独电池单元中的目前现有水分含量的足够精确的了解是尤其重要的。用于确定水分含量的常规测量方法和传感器仅具有差的适用性，尤其对于燃料电池系统的移动应用，因为它们是过分易于故障的、复杂的或昂贵的。

专利文献WO 2007/083235 A2提出，除由整个电池堆产生的电压之外，检测由每个单独电池单元产生的电压。如果来自单独电池单元的最低电压和单独电池单元产生的平均电压之间的差值大于预定阈值，则确认不足的水分含量。为了区分过分高或过分低的水分含量，然后例如增加氧化剂的流速。更高流速的氧化剂导致水分含量的降低，因为例如作为燃料电池系统的反应产物的水蒸汽逐渐地排出。如果现在最低单独电池单元电压和平均电压之间的差值仍然高于阈值，则确认过分低的水分含量。此外，在这种方法的情况下，可以考虑到通过温度传感器检测到的电池堆的温度。

专利文献US 2003/0157392 A1公开了用于确认和调节燃料电池系统的水分含量的方法。在作为氧化剂的空气的进给和排出管路中，在每种情况下提供作为贮水器的多孔材料和用于测量空气的水分含量的湿度计。通过单独电池单元排出的空气首先向排出管路中设置的贮水器产生水。如果排出管路中的湿度计确定空气的水分含量高于预定阈值，则假定贮水器饱和并且使空气的流动方向反向。供应的空气现在从位于单独电池单元的上游的饱和贮水器提取水，并且在单独电池单元中的反应之后，向现在位于排出管路中的贮水器产生水。在过分高水分含量的排出空气的情况下，流动方向再次改变。可选地，也通过应变仪或光学屏障检测多孔材料的膨胀或通过检测由单独电池单元提供的电压来确定贮水器的含水量。

用于操作燃料电池系统的已知方法具有单独电池单元的水分含量的足够精确的确定会过分复杂、材料密集和昂贵的缺点。因此，例如对可能超出一百个单独电池单元中的每一个，电压传感器必须被设置用于检测单独电池单元电压并且必须通过信号线连接至处理单元。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于操作燃料电池系统的方法并且提供一种燃料电池系统，提到的缺点在该燃料电池系统中被避免或至少减少并且在该燃料电池系统中甚至在操作期间的单独电池单元的水分含量的可靠、简单构造并且便宜的确定是可能的。

在根据一个或多个实施例的用于操作燃料电池系统的方法中，燃料和氧化剂被供应给在电池堆中彼此相邻设置的多个单独电池单元，该单独电池单元在每种情况下具有两个电极层和设置在电极层之间的电解质层。通过相应设计的管路或通道执行向单独电池单元供给燃料和氧化剂以及反应产物和过量氧化剂的排出。可以确认燃料的或氧化剂的流速。为了这个目的，例如可以提供控制阀等。也可以使用两个相邻单独电池单元之间的共用分离板，通常被称为双极板，其具有用于供给源物质并且用于排出反应产物的通道。

除电极层和电解质层之外，用于根据一个或多个实施例的方法的单独电池单元可以具有附加板、叠片或层，比如用于燃料和氧化剂的均匀分布的气体扩散层(GDL)，用于给彼此相邻的单独电池单元划定界限的分离层，或用于防止燃料、氧化剂或电解液的逸出的密封层。单独电池单元的叠片、板或层尤其以三明治状设置并且在边缘处可以通过密封件包封。

质子交换膜燃料电池单元或其他电池单元类型可以用作单独电池单元。在这种情况下，氢或比如甲烷这样的气态碳氢化合物，可以用作燃料，并且例如空气被用作氧化剂。单独电池单元可以以三明治状方式彼此相邻地设置为电池堆，以便形成单独电池单元的串联电连接。

此外根据一个或多个实施例的方法包括在操作期间通过夹紧装置压紧电池堆。夹紧装置可以包括一个或多个夹紧螺栓、一个或多个卡箍、框架或这些元件的组合，来作为夹紧元件。通过夹紧元件固定的一个或多个压力元件可以对电池堆的一个端部或两个端部起作用。提供有例如被动弹簧元件或以电气、液压或气动为基础的主动可控制执行器这样的压力元件。通过夹紧装置，尤其确保在不同膨胀期间使单独电池单元的电池堆柔性保持在一起和压紧。

在至少一个压力传感器的操作期间执行在电池堆上的压缩压力的检测。压力传感器例如设置在电池堆上或设置在电池堆内并且连续地或周期性地检测压力，夹紧装置用该压力对电池堆起作用。根据检测到的压缩压力或压缩压力随时间的变化，压力传感器包括用于进一步处理的相应电子信号。

最后，基于检测到的压缩压力来执行电解质层的水分含量的确定。为此提供例如控制装置，该控制装置包含用于处理数据的电子处理器和用于存储数据的数据存储器。借助于先前确定的压缩压力或压缩压力随时间的变化和相应使用的电池堆中的水分含量之间的关系，以计算机化的或表格的方式执行水分含量的确定。在这种情况下，可以考虑到比如当前能量提取或当前负载、环境温度、燃料或氧化剂的当前流速等这样的更多操作参数。

在一个或多个实施例中，用于操作燃料电池系统的方法设计用于移动应用，例如用于在机动车辆中产生电能。通过单独电池单元的水分含量的确定，该确定可以在任何时候以简单且可靠的方式执行，可以确认最佳水分含量以及因此可以实现尽可能有效的操作。可靠地防止了由于错误水分含量而对单独电池单元的损害。

在一实施例中，借助于设置在电池堆的一端部和夹紧装置之间的压力传感器来执行压缩压力的检测。压力传感器例如设置在电池堆的端板和夹紧装置之间。端板可以包括基本区域，该基本区域相应于或相似于电池堆的截面并且用于压力的均匀分布，该压力在电池堆的端部上通过夹紧装置形成。通过这种措施，可以精确地确定通过夹紧装置对电池堆起作用的压缩压力。可选地，多个压力传感器可以设置在电池堆的一端部上或压力传感器也可以设置在电池堆的两个端部上。根据一实施例，尤其为基本矩形端板的每个角落区域设置了四个压力传感器。

根据实施例，至少一个压电元件设置作为用于检测压缩压力的压力传感器。压电元件包含例如压电晶体、压电陶瓷、或由这些材料制成的单独元件堆叠。根据施加的压力，在压电材料中产生相应电压。通过测量出现的电压来执行压力的检测。一个或多个压电元件例如设置在电池堆的两个单独电池单元之间、端板和电池堆之间，或设置在用于燃料电池系统的夹紧装置中。使用压电元件，在电池堆的确定区域中的可靠且精确的压力测量是可能的。

根据另一实施例，至少一个压电元件附加地用于在电池堆上形成压缩压力。根据施加的电压，压电材料呈现不同的体积。根据施加的电压，压电元件在电池堆上形成更高或更低的压力。在每种情况下在端板的多个区域中的一个中，压缩压力通过压电元件被形成并且检测。根据一实施例，在每种情况下通过多个压电元件——在每种情况下尤其四个压电元件——检测和测量在两个端板中的压缩压力。端板的不同区域，以及因此电池堆的不同纵向区域，可以以这种方式通过不同的压力作用。因此，可以补偿在操作期间由于可变加热而在电池堆的截面上的不均匀的热膨胀。此外，端板的不同区域中的压缩压力的检测是可能的，由于该压缩压力的检测，检测的精确性被提高。此外，在一实施例中，在压电元件和端板之间设置用于增加行程范围的杠杆机构。由于压电元件的双重功能，实现用于操作燃料电池系统的特别便宜的方法。

在这种情况下，根据一实施例，基于通过压电元件施加用于形成压缩压力的电压来执行压缩压力的检测。用于形成压力的电压通过控制装置来预定。在此使用的电压值被控制装置直接用于确定水分含量。由于这，可以以特别简单且可靠的方式确定水分含量。

在另一实施例中，通过温度传感器检测电池堆的温度并且当确定电解质层的水分含量时考虑到检测到的温度。例如设置在电池堆中或设置在电池堆上的基于电阻或基于半导体的电温度传感器被用作温度传感器。多个温度传感器在电池堆的不同位置上的设置也是可能的。因为，除水分含量之外，电池堆的膨胀以及因此作用在这些电池堆上的压缩压力也可以取决于温度，所以通过检测和考虑到温度来执行单独电池单元的电解质层的水分含量的精确确定。

此外，在一实施例中，通过控制装置考虑到电解质层的确定的水分含量来执行在操作期间的燃料电池系统的操作参数的调整。在这种情况下，执行比如燃料或氧化剂的流速、温度或压力这样的操作参数的控制，以便不断地实现燃料电池系统的最佳水分含量和操作。为了这个目的，控制装置可以包含用于处理数据的电子处理器和用于存储数据的存储器。除一个或多个水分含量的处理之外，可以附加地提供比如温度传感器、电压传感器或电流传感器这样的附加传感器的值的考虑。

此外，通过具有有彼此相邻设置的单独电池单元的电池堆和用于电池堆的压紧的夹紧装置的燃料电池系统来实现目的。每个单独电池单元具有两个电极层和设置在电极层之间的电解质层。燃料电池系统包含用于检测电池堆上的压缩压力的至少一个压力传感器。此外，提供用于基于检测到的压缩压力来确定一个或多个电解质层的水分含量的控制装置。

在一实施例中，在操作期间在任何时候使用燃料电池系统作出单独电池单元或它们的电解质层的水分含量的可靠且便宜的确定是可能的。基于确定的水分含量，可以执行例如操作参数的控制以便因此确保燃料电池系统的恒定的最佳水分含量和操作。

根据本发明的燃料电池系统的更多实施例在每种情况下相应于用于操作燃料电池系统的方法的描述的实施例并且具有相应特征和优势。

关于附属示意图在根据本发明的示例性实施例的随后详细描述中的更详细地解释本发明的先前的和更多有利的特征。

附图说明

图1以侧示意图显示根据一实施例的燃料电池系统的示例性实施例；

图2显示根据图1的燃料电池系统的一端部的俯视示意图，其中未示出夹紧板；以及

图3显示根据本发明的用于操作燃料电池系统的方法的示例性实施例的示意图。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，应该理解的是公开的实施例仅是可以以不同且可选的形式具体体现的本发明的典范。附图没有必要按比例绘制；某些部件可以放大或最小化以显示部件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制，但仅作为用于教导本领域技术人员不同地使用本发明的代表性基础。

在图1中，显示燃料电池系统10的侧示意图。燃料电池系统10包含具有多个单独电池单元14的电池堆12，该单独电池单元14彼此相邻设置。单独电池单元14通过它们的相对设置的大的侧面以三明治状方式上下设置以便实现单独电池单元14的串联电连接。在每种情况下电池堆12的多个单独电池单元14的并联电连接也是可能的。将例如氢、甲烷或另一气态碳氢化合物这样的燃料并且将例如氧或空气这样的氧化剂通过燃料系统10的通道或管路(未示出)供给到每个单独电池单元14。为每个燃料电池单元14相应设置用于反应产物和未耗尽的氧化剂的排出管路(在图1中未示出)。通过电触头(同样未示出)在电池堆12的两端部提供由电池堆12产生的电压或电能。在这个示例性实施例中的燃料电池系统10设计用于例如在车辆中的移动应用，并且为了这个目的以可能最容易且最节省空间的方式配置。

为了产生电能，每个单独电池单元14在每种情况下包含两个电极层16和设置在该两个电极层16之间的电解质层18。此外，每个单独电池单元14可以包含附加叠片、层或板，例如设置在电极层16上的用于电极层16的整个表面上的燃料和氧化剂的均匀分布的气体扩散层(GDL)、以及用于单独电池单元14的分离的分离板。在这种情况下，单独的分离板——所谓的双极板——可以提供用于两个相邻的单独电池单元14。此外，用于燃料和氧化剂的供给以及用于反应产物和未耗尽的氧化剂的排出的通道可以包含在分离板中。此外，在电池堆12的外部边缘上为每个单独电池单元14提供密封件或提供作为附加板或层的密封件以便防止燃料、氧化剂、反应产物或电解液从电池堆12逸出。单独电池单元14例如设计为具有用作电解质层的质子交换膜(PEM)的质子交换膜燃料电池，仅列出许多单独电池单元类型中的一个，该单独电池单元类型可以在燃料电池系统10中使用。

为了将电池堆12的压紧和保持在一起，燃料电池系统10还包含夹紧装置20。夹紧装置20具有设计为卡箍的四个夹紧元件22，该夹紧元件22在每种情况下从燃料电池系统10的第一端部24延伸至第二端部26。夹紧元件22在电池堆12的相对设置侧上成对设置并且彼此平行地延伸并且与电池堆12的纵向轴线平行延伸。在图1中显示具有在燃料电池系统10的两端部26处的移除的部分28的两个夹紧元件22，因此以便暴露位于后面的元件和结构。四个夹紧元件22以固定的最大分离距离各自保持在燃料电池系统10的第一端部24上的第一夹紧板30和燃料电池系统10的第二端部26上的第二夹紧板32。在可选实施例中，可以使用多于或少于四个卡箍，代替两个卡箍，可以使用以环状方式围绕两个端部24、26引导并且沿着两个相对设置侧的一个卡箍，或可以代替卡箍而使用夹紧螺栓。具有集成夹紧元件和夹紧板的刚性框架也是可能的。重要的仅仅是，夹紧板30、32具有固定分离距离以便从而构成用于在电池堆12上形成压力的桥台。

四个杠杆36——该四个杠杆中仅两个在图1中可见——通过接头38枢转地固定在第二夹紧板32上。通过它们的自由端部40，杠杆36抵接端板42，该端板42将来自杠杆36的力均匀地传递到电池堆12的一端部并且反之亦然。为此，设置在电池堆12的第二端部26上的端板42在所述电池堆12的端部的整个区域上抵接电池堆并且具有相应于或类似电池堆12的截面的基本区域。压电元件44在杠杆36的支撑表面58(参照图2)和第二夹紧板32之间接近接头38设置在每个杠杆36中。压电元件44既用于检测电池堆12上的压缩压力也用于在电池堆12上形成压缩压力。根据压电元件44的可变膨胀，相应杠杆36以更大或更小程度的力压靠端板42。杠杆36因此构成将压电元件44的小膨胀转化成在杠杆36的自由端部40上的大偏转的单侧杠杆。相反地，杠杆36将对电池堆12起作用的压缩压力传输到压电元件44上。第二夹紧板32连同杠杆36和接头38构成用于压电元件44的杠杆机构46。在可选的示例性实施例中，也在第一夹紧板30中提供压电元件和杠杆。因此，检测在电池堆12的两个端部处的压缩压力以及在电池堆12的两个端部形成压缩压力是可能的。在又一可选的示例性实施例中，多于或少于四个压电元件44或杠杆36可以设置在一端部24、26上或甚至是两侧杠杆而不是一侧杠杆。

在这个示例性实施例中四个压电元件44中的每一个包含压电晶体、压电陶瓷、或由这些材料制成的单独元件的堆叠。根据施加的电压，压电材料呈现不同的体积。通过相同的标志，压电材料在压力下产生相应电压。每个压电元件44可以通过燃料电池系统10的控制装置48通过相应电压的调整来单独地操作。为了这个目的，压电元件44通过电导线50连接至控制装置48。以这种方式，可以分别在电池堆12的每个角落的区域中调整电池堆12上的压力。此外，压电元件44和控制装置48也提供用于测量压力。因此，在电池堆12的每个角落中，也可以执行通过端板42和杠杆36在压电元件44上作用的压力的检测，而不是形成压力。此外，在这个示例性实施例中，弹簧元件52在夹紧板32和端板42之间设置在第二端部26上以用于端板42抵靠电池堆12的附加压紧。弹簧元件52例如设计为盘形弹簧或螺旋弹簧。

控制装置48设计用于确定电解质层18的当前水分含量，并且为了这个目的，除当前在电池堆12上作用的压缩压力或这个压力随时间的变化之外，也使用在电池堆12的一个或多个位置上的当前温度或温度变化。为此，控制装置48通过电连接54连接至至少一个温度传感器56。每个压电元件44中的压力通过控制装置48直接根据用于形成压力的电压来确定。可选地，由压电元件44产生的电压也可以用于确定压力。此外，通过与控制装置48分开的单独计算装置的水分含量的确定也是可能的。

为了用相应电压操作压电元件44，控制装置48考虑到例如当前能量提取、环境温度、通过温度传感器56确定的温度、先前确定的水分含量、燃料电池系统10内的压力、端板42的区域中的压力、燃料或氧化剂的流速、温度或水分含量等。为了这个目的，控制装置48也可以设计用于处理比如温度传感器、压力传感器、应变传感器、电流传感器或电压传感器这样的附加传感器的值，并且包含用于处理数据的电子处理器和用于存储数据的存储器。通过处理所提供的值，控制装置48首先确定单独电池单元14的当前水分含量，然后，根据操作状态，调整燃料电池系统10的操作参数，例如每个压电元件44中的压缩压力或燃料和氧化剂的流速、温度、水分含量或压力，以便实现并且保持燃料电池系统10的最佳水分含量和操作。

图2显示没有第二端板32的根据图1的燃料电池系统10的第二端部26的俯视示意图。每个杠杆36在端板42的角落的区域中的一端部处通过接头38连接至第二端板32，该第二端板32未示出。作为接头38，例如设置为紧固在夹紧板32上并且在杠杆36的孔中延伸的销。杠杆36的枢转轴线因此与接头38中的虚线平行。此外，每个杠杆36沿着端板42的侧边缘延伸直到端板42的相对角落，其中杠杆36的自由端部40通过杠杆头在端板42上起作用。在这种情况下，两个杠杆36在每种情况下以交叉方式设置并且设计为使它们不互相限制它们的自由运动。

在邻近接头38处，每个杠杆36具有接触面58，相应压电元件44抵接该接触面58。压电元件44通过第二夹紧板32保持在适当位置中，该第二夹紧板32相应地通过夹紧元件22固定。由于杠杆36和压电元件44的这样的布置，所以实现非常紧凑且节省空间的夹紧装置20并且同时适合于检测压缩压力。在这种情况下，由于如果可能的话杠杆36被设计，所以需要具有小行程范围以及因此小尺寸的压电元件44。此外，例如设计为盘形弹簧或螺旋弹簧的三个弹簧元件52，被设置在端板42的中间。可选地，也可以提供多于或少于三个弹簧元件52。弹簧元件52在端板上——尤其在这个端板42的中间区域中——施加附加压力。

图3显示用于操作燃料电池系统10的方法的示意图。首先，在测试操作期间执行由单独电池单元14组成的在使用中的确定的电池堆12的压缩压力、温度和水分含量之间的关系的确定100。在这种情况下，可以确定压缩压力或它的变化对电池堆12的水分含量和温度的依赖性。关系可以在控制装置48的存储器中存储为算法或表格并且实现在操作期间电解质层18的或电池堆12的单独电池单元14的当前水分含量的确定。

为此，在通过供给燃料和氧化剂的燃料电池系统的操作期间通过控制装置48执行通过压电元件44进行的当前压缩压力P的周期或连续检测102。借助于温度传感器56也执行至少电池堆12的当前温度T的周期或连续检测104。控制装置48使用检测的压缩压力P、或它的变化率以及检测的温度T、或它的变化来根据存储的关系执行电解质层18或单独电池单元14的当前水分含量RH的确定。

将确定的水分含量RH与燃料电池系统108的当前操作状态的水分含量的预定的最佳值范围相比较，108。如果确定的水分含量RH位于预定值范围内，则用压缩压力的新的检测102来继续该方法。如果确定的水分含量RH在预定值范围之外，因此高于上阈值RH_max或低于下阈值RH_min，则借助于控制装置48执行比如氧化剂的或燃料的流速、温度、水分含量或压力这样的操作参数的调整110。然后用压缩压力的新的检测102来继续方法。以这种方式，实现在操作期间的水分含量的控制。用电池堆12的最佳水分含量来不断地操作燃料电池系统10。此外，在任何时候可以通过夹紧装置20建立电池堆12上的合适的压缩压力。

尽管在以上描述了示例性实施例，但这些实施例并非旨在描述本发明的所有可能形式。相反，说明书中所使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。此外，各种实施例的特征可以被组合以形成本发明的其他实施例。

Claims (20)

1.一种方法，所述方法包含：

向燃料电池堆中的单独电池单元供给燃料和氧化剂，每个所述单独电池单元具有两个电极层和设置在所述电极层之间的电解质层；

用夹紧装置压缩所述电池堆；

用至少一个压力传感器检测在所述电池堆上的压缩压力；以及

基于所述检测到的压缩压力来确定所述两个电解质层的水分含量。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个压力传感器位于所述电池堆的端部和所述夹紧装置之间。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个压力传感器是至少一个压电元件。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述至少一个压电元件配置为在所述电池堆上形成所述压缩压力。

5.如权利要求4所述的方法，进一步地包含基于所述至少一个压电元件用于形成所述压缩压力的电压来检测所述压缩压力。

6.如权利要求1所述的方法，进一步地包含用温度传感器检测所述电池堆的温度。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述确定步骤包括基于所述检测的压缩压力和所述检测的温度来确定所述两个电解质层的水分含量。

8.如权利要求1所述的方法，进一步地包含基于所述水分含量用控制装置来调整所述电池堆的一个或多个操作参数。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个操作参数包括电池堆流速、电池堆温度、电池堆水分含量、和/或电池堆压力。

10.一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包含：

包括具有两个电极层和在所述电极层之间的电解质层的单独电池单元的电池堆；

配置为压缩所述电池堆的夹紧装置；

配置为检测在所述电池堆上的压力的压力传感器；以及

配置为基于所述压力来确定一个或多个所述电解质层的水分含量的控制装置。

11.如权利要求10所述的燃料电池系统，其中所述单独电池单元彼此相邻设置。

12.如权利要求10所述的燃料电池系统，其中所述压力传感器是压电元件。

13.如权利要求10所述的燃料电池系统，其中所述压力传感器位于所述电池堆的端部和所述夹紧装置之间。

14.如权利要求10所述的燃料电池系统，进一步地包含配置为检测所述电池堆的温度的温度传感器。

15.一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包含：

包括具有两个电极层和电解质层的单独电池单元的电池堆；

配置为压缩所述电池堆的夹紧装置；

配置为检测电池堆压力的压力传感器；

配置为检测电池堆温度的温度传感器；以及

配置为基于所述电池堆压力和所述电池堆温度来确定一个或多个所述电解质层的水分含量的控制装置。

16.如权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述单独电池单元彼此相邻设置。

17.如权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述压力传感器是压电元件。

18.如权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述压力传感器位于所述电池堆的端部和所述夹紧装置之间。

19.如权利要求15所述的燃料电池系统，其中所述控制装置进一步地配置为基于所述水分含量来调整所述电池堆的一个或多个操作参数。

20.如权利要求19所述的燃料电池系统，其中所述一个或多个操作参数包括电池堆流速、电池堆温度、电池堆水分含量、和/或电池堆压力。