CN109845011A - 燃料电池系统和燃料电池系统的运行方法 - Google Patents

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Abstract

燃料电池系统(1)具有：多个燃料电池模块(11‑1n)，它们布线连接成一个燃料电池组(10)，其具有被配置用于连接至电负载(2)的第一和第二供电接线端(101,102)；测量机构(21‑2n)，其连接至燃料电池模块(11‑1n)且设立用于测量各自燃料电池模块(11‑1n)的负载电流；用于依据各自燃料电池模块的由测量机构(21‑2n)测定的负载电流获知燃料电池模块(11‑1n)的各自工作状态的控制装置(20)，其连接至燃料电池模块(11‑1n)以控制燃料电池模块(11‑1n)的运行。控制装置(20)设立用于发现燃料电池模块(11‑1n)的工作状态是否处于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)内，该部分负荷范围由高于零负载电流的下限(421)和低于满负载电流的上限(422)限定。控制装置(20)还设立用于在负载的第一部分负荷运行中通过燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11‑1n)的运行提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)，从而燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11‑1n)位于各自燃料电池模块(11‑1n)的各自部分负荷范围(42)内。

Description

燃料电池系统和燃料电池系统的运行方法
技术领域
本发明涉及具有许多燃料电池模块的燃料电池系统以及这种燃料电池系统的运行方法。
背景技术
燃料电池由氢和氧产生电能。氧一般以空气形式被供入，而氢由储备容器提供或现场制造，例如由甲醇制造。燃料电池一般被联合成一个或多个燃料电池堆叠，并且与燃料电池运行不可或缺的许多外围部件(如用于供应新的工作气体和冷却水、用于排走和/或再循环使用后的工作气体和冷却水的管线、传感器、阀、控制装置、开关、加热器等)一起形成一个燃料电池模块。这些部件的一部分配备有护盖、外壳或封罩，所有部件或者至少大多数部件尽量紧凑地组装并与燃料电池一起被安装在壳体中。
多个这样的燃料电池模块可以联合成一个燃料电池系统，在燃料电池系统内，燃料电池模块是电气并联或串联的，以便给连接至燃料电池系统的电负载供应供电电压和负载电流。通过在燃料电池系统内设置多个燃料电池模块，可以比较简单地适配于电负载的具体电压需求和/或功率需求。例如可通过串联许多燃料电池模块来提供较高的工作电压和较大的功率输出。
在此的一个目的大多是在通过燃料电池系统驱动负载时避免显著交变的燃料电池工作状态，使得它不需要快速反应的复杂化学能量载体供应控制，并且强烈的负荷波动也没有不利地影响到燃料电池的使用寿命。
发明内容
本发明的任务是指出一种具有多个燃料电池模块的燃料电池系统以及一种运行这种燃料电池系统的方法，其中，该燃料电池能以长使用寿命运行。
本发明涉及根据独立权利要求的具有许多燃料电池模块的燃料电池系统以及这种燃料电池系统的运行方法。在从属权利要求中说明了有利的设计和改进。
根据第一方面，本发明涉及一种燃料电池系统，其包括布线连接成一个燃料电池组的多个燃料电池模块，该燃料电池组具有被配置成连接至电负载的第一和第二供电接线端，还包括测量机构，其连接至该燃料电池模块且设立用于测量各自燃料电池模块的负载电流，以及包括用于依据各自燃料电池模块的由测量机构测定的负载电流获知燃料电池模块的各自工作状态的控制装置，该控制装置连接至该燃料电池模块以控制燃料电池模块的运行。在此情况下，该控制装置设立用于在满负荷运行中通过所有燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流，并且在该负载的部分负荷运行中通过所有或一部分的燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流。另外，该控制装置设立用于发现燃料电池模块的工作状态是否处于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围内，该部分负荷由高于零负载电流的下限和低于满负载电流的上限来限定。该控制装置也设立用于在负载的第一部分负荷运行中通过燃料电池组的所有燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流，从而燃料电池组的所有燃料电池模块位于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围中。
本发明提供如下有利效果，根据该负载的功率要求，所述负载电流或所输出的功率可被分配给燃料电池组的若干燃料电池模块，从而可以优化其使用寿命。因此，本发明的功率管理首先可以被用在负载的部分负荷运行中，在此不必同时提供所有燃料电池模块的全部功率(额定功率)。相反，燃料电池组的所有燃料电池模块在部分负荷运行中根据负载需求均衡地在最好对于其使用寿命有利的部分负荷范围中运行。此时，(在控制装置中实现的)功率管理所要达成的一个目的可以是：相同地或几乎相同地耗用位于该燃料电池系统或该燃料电池组中的所有燃料电池模块，同时每个模块尽可能在对其有利的部分负荷范围中运行。
因为发明人认识到燃料电池在这样的部分负荷范围中因电化学过程而产生带有低劣化速率的电功率，其致使燃料电池模块部件损耗较为微弱，故该范围也可以被称为燃料电池的“舒适范围”。另一方面，燃料电池在这样的“舒适范围”之外还具有如下运行范围，发明人从其中已经发现它们具有较高的劣化速率，而这在燃料电池在这些工作模式中比较长时间运行时不利地影响到燃料电池使用寿命。根据本发明，这样有利的部分负荷范围(劣化速率较低的“舒适范围”)由高于零负载电流的下限和低于满负载电流的上限来限定。
因此，总体上可以借助本发明提供一种具有多个燃料电池模块的燃料电池系统以及一种用于运行这种燃料电池系统的方法，其中，这些燃料电池能以比较长的使用寿命来运行。
当使用同类型的燃料电池或燃料电池模块时，对于燃料电池组的各自燃料电池模块有利的部分负荷范围可以基本上对于燃料电池组的所有燃料电池模块被同等限定，就是说，燃料电池组的燃料电池模块的各自部分负荷范围具有基本相同的下限和相同的上限。但各自部分负荷范围也可以被限定为不同，就是说有着彼此不同的下限或上限，例如在燃料电池组的燃料电池模块中采用具有不同“舒适范围”的不同类型的燃料电池时。对于相互间具有相同燃料电池类型的一部分燃料电池模块来说，可以限定第一部分负荷范围，而对于相互间具有相同的另一燃料电池类型的另一部分燃料电池模块来说，可以限定第二部分负荷范围，诸如此类。
根据一个实施方式，各自燃料电池模块的各自部分负荷范围通过高于零负载电流密度的低负载电流密度和低于满负载电流密度的高负载电流密度来限定。
根据一个实施方式，低负载电流密度近似为0.35A/cm2，高负载电流密度近似为0.75A/cm2。
根据一个实施方式，该控制装置设立用于在该负载的更低的第二部分负荷运行中通过所有燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流，从而所有燃料电池模块在工作状态中位于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围的下限。
尤其是该控制装置设立用于在该负载的比第二部分负荷运行更低的第三部分负荷运行中通过燃料电池组的仅一部分燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流，从而所运行的一部分燃料电池模块的工作状态位于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围之内，未运行的那部分燃料电池模块被关断。
根据一个实施方式，该控制装置设立用于发现其中一个所述燃料电池模块的工作状态是否位于相关燃料电池模块的部分负荷范围内，并且在该燃料电池模块的工作状态在相关燃料电池模块的部分负荷范围之外的情况下，该燃料电池组的其中一个或多个所述燃料电池模块通过该控制装置被关断。
根据一个实施方式，在该控制装置中存储有针对各自燃料电池模块的燃料电池类型的各自的负载电流-功率关系，以发现各自燃料电池模块的工作状态。有利地，在该控制装置中存储有呈负载电流-功率特性曲线形式的负载电流-功率关系。
根据另一个实施方式，该控制装置设立用于记录其中一个或多个所述燃料电池模块在各负荷范围中的运行时间，其中，它处理记录数据以确定哪个燃料电池模块在当前负载要求情况下在该负载的部分负荷运行中运行或未运行。
有利地，该控制装置设立用于确定哪个燃料电池模块运行或未运行，从而燃料电池模块在各负荷范围中的运行时间得以均衡。
根据一个实施方式，该控制装置设立用于计算各自燃料电池模块的所产生的电能量。在此情况下，该控制装置可以设立用于至少针对一部分燃料电池模块计算出与各自所产生的电能量相关的优先顺序。
尤其是，该控制装置可以设立用于发现其中一个所述燃料电池模块的工作状态是否位于相关燃料电池模块的部分负荷范围内，并且在发现该燃料电池模块的工作状态在相关燃料电池模块的部分负荷范围之外的情况下，通过该控制装置关断燃料电池组的产生最高电能量的其中一个或多个燃料电池模块。
根据另一方面，本发明涉及一种用于运行燃料电池系统的方法，其具有被布线连接成一个燃料电池组的多个燃料电池，该燃料电池组具有被配置用于连接至电负载的第一和第二供电接线端。在这里，该方法具有如下步骤：
-测量各自燃料电池模块的负载电流，
-依据各自燃料电池模块的测定负载电流获知该燃料电池模块的各自工作状态，
-在满负荷运行中通过所有燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流，并在该负载的部分负荷运行中通过所有或一部分燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流，
-在此要发现燃料电池模块的工作状态是否处于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围内，该部分负荷范围由高于零负载电流的下限和低于满负载电流的上限来限定，
-其中在该负载的第一部分负荷运行中通过该燃料电池组的所有燃料电池模块的运行提供该负载所要求的负载电流，从而该燃料电池组的所有燃料电池模块位于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围中。
以上和以下所述的控制装置功能可以按照类似方式也作为各方法步骤被用在这种方法中。本公开内容所描述的所有实施方式和例子也可以相似地被用到这样的运行方法上。
附图说明
以下，结合唯一的图并以实施例的形式来详述本发明。
该图示出根据本发明的多个方面的燃料电池系统的示例性实施例。
具体实施方式
燃料电池系统1具有许多燃料电池模块11、12...1n。它们布线连接成一个燃料电池组10。在燃料电池组10内，这些燃料电池模块可以并联或串联或串并联。燃料电池组10具有第一供电接线端101和第二供电接线端102，它们配置用于连接至电负载2。在连接状态中，用于给负载2供电的驱动电压Uv加在燃料电池组10的供电接线端101、102上。负载2通常可以例如包含一个或多个耗电器、整流器和/或负载电路的其它电气件，并且代表在耗电侧与燃料电池组10相连以耗用负载电流的电气件。
燃料电池模块11、12...1n本身分别具有两个供电接线端，在各燃料电池模块的工作中有模块电压存在于供电接线端，以产生负载电流。燃料电池组10可以具有两个或更多的燃料电池模块11-1n，它们按照已知方式可以并联或串联(如图所示)，以便给电负载2供应负载电流。部分串并联的布线连接也是可行的，就像技术人员在各种现有技术中所知道的那样。例如燃料电池模块11具有供电接线端111、112，其中在此实施方式中，供电接线端111形成燃料电池组10的连接至负载2的供电接线端101，并且供电接线端112连接至燃料电池模块12的供电接线端。相应地，燃料电池组10的其它燃料电池模块具有多个供电接线端，它们根据所选的布线与另一个燃料电池模块的各一个供电接线端连接(串联或并联)。相应地，燃料电池模块1n具有供电接线端1n1和1n2，其中在此实施方式中，该供电接线端1n2形成燃料电池组10的连接至负载2的其它供电接线端102。可通过燃料电池模块11-1n的串联，在负载2上产生驱动电压Uv，其等于燃料电池模块的单独电压的多倍。另外可以给负载2供应功率，其在满负荷运行中对应于燃料电池组10的燃料电池模块11-1n的功率之和。
此外，燃料电池系统1具有用于燃料电池组10的控制装置20。它一方面用于依据各燃料电池模块的测定的负载电流获知燃料电池模块11-1n的各自工作状态。另一方面，控制装置20被连接至燃料电池组10的燃料电池模块11-1n以便控制燃料电池模块11-1n的运行。为此，控制装置20通过电线50被电连接至燃料电池模块11-1n并且可以为了燃料电池系统1的运行而单独接通、关断它们，或者也可以单独控制或调节其电参数，如模块输出电压、电流和/或功率输出。为此，技术人员可以在控制装置20和燃料电池模块11-1n的配合中采用在现有技术中充分公开的控制或调节机构。例如由用于控制各模块输出电流(进而各工作范围)的控制装置20通过线路50来相应个别控制化学能量载体的供应(图中未示出)。
另外设有测量机构，其被连接至燃料电池组10的燃料电池模块11-1n并且设立用于测量各燃料电池模块11-1n的负载电流。在本实施例中，在控制装置20中设有几个测量模块21-2n，它们能以硬件或软件或软硬件组合的形式实现，它们一方面测量各燃料电池模块的负载电流，也在此例子中测量所属的运行时间。通过这种方式可以计算出如下参数(例如经过规定工作时间的负载电流，以Ah计)，据此能算出各燃料电池模块11-1n的所产生的能量。在本实施例中，测量模块21-2n是控制装置20的一部分，例如呈一个或多个计算模块，控制装置20的微处理器借此计算出相应所需的参数。通过线路50，物理测定的相应测量信号被提供给测量模块21-2n，例如负载电流和驱动电压。测量模块21测量或计算与燃料电池模块11相关的期望参数，而测量模块22测量或计算与燃料电池模块12相关的期望参数，诸如此类。测量模块21-2n可以通过线路50或其它连接机构连接至合适的电流测量装置、电压测量装置和/或功率测量装置(在图中未明确示出)或者包含它们，和/或实现相应的时间测量装置或与之连接等，以便测量并处理相应的物理参数。
此外，在控制装置20中存储有用于燃料电池组10的各燃料电池模块11-1n的燃料电池类型的负载电流-功率关系30。在所有燃料电池模块11-1n具有相同燃料电池类型的情况下，针对所有燃料电池模块仅存储一个负载电流-功率关系30就够了。但如果在燃料电池组10中使用了各种燃料电池类型，则针对每种燃料电池类型分别存储一个相应的负载电流-功率关系30是有意义的。
例如存储有呈负载电流-功率特性曲线30形式的负载电流-功率关系，如图举例所示。在本实施方式中，负载电流-功率特性曲线30按照与负载电流密度ID(与燃料电池的电化学反应面积相关的负载电流，按A/cm2测定)相关的方式表示各燃料电池模块的相对功率输出Pr(与燃料电池模块的额定功率相关，在0％和100％之间)。
依据负载电流-功率特性曲线30可发现各燃料电池模块11-1n的工作状态。根据本发明，各个燃料电池模块具有多个运行范围，比如：下部分负荷范围41、中部分负荷范围42和上部分负荷范围43。尤其各自的中部分负荷范围42是由高于零负载电流的下限421和低于满负载电流的上限422限定的。在负载电流-功率特性曲线30的本实施例中，各部分负荷范围42是由高于零负载电流密度的下负载电流密度421和低于满负载电流密度的上负载电流密度422限定的。
部分负荷范围42是如下限定的：该模块的相关燃料电池在该部分负荷范围内以低的劣化速率产生电功率。如上所述，该范围42也可以被称为燃料电池的“舒适范围”。其它运行范围41和43具有较高的劣化速率，其中当燃料电池在这些运行模式41、43中长时间运行时，它不利地影响到燃料电池的使用寿命。
为了定义有利的部分负荷范围42，低负载电流密度421近似为0.35A/cm2，高负载电流密度422近似为0.75A/cm2。以范围42内的负载电流密度驱动燃料电池模块带来较低的劣化速率，因此值得期待的是该燃料电池尽量长时间在此范围内运行。在本实施例中，低于0.35A/cm2负载电流密度(尤其因为过高的电池单元电压和液态水的冷凝)以及高于0.75A/cm2负载电流密度(尤其因为局部温度最大值和传质问题)的负荷范围被定义为潜在有害的运行模式。
现在，控制装置20根据本发明如此控制燃料电池系统1，即在满负荷运行中通过燃料电池组10的所有燃料电池模块11-1n的运行来提供负载2所要求的负载电流IL。与此相比，在该负载的部分负荷运行中通过燃料电池组10的全部或仅一部分燃料电池模块11-1n的运行来提供负载2所要求的负载电流IL，视所要求的负载电流大小而定。表征负载2的负载要求(因此是所要求的负载电流)的一个或多个参数通过线路60被传输至控制装置20。
此外，控制装置20发现燃料电池模块11-1n的工作状态是否处于各燃料电池模块的各部分负荷范围42(舒适范围)中。如果在负载的第一部分负荷运行中的负载要求低于额定负荷(例如为额定负荷的40-60％)，则控制装置20控制燃料电池模块11-1n(例如化学能量载体的供应)，使得负载2所要求的负载电流IL通过燃料电池组10的所有燃料电池模块11-1n的运行来提供，确切说是这样的，即，燃料电池组10的所有燃料电池模块11-1n处于各自的部分负荷范围42(舒适范围)中。
而如果在负载的更低的第二部分负荷运行(比如在额定负荷的30-40％范围内)中发现所要求的负载电流IL，则负载电流IL总是还通过燃料电池组10的所有燃料电池模块11-1n的运行以如下方式提供：燃料电池组10的所有燃料电池模块11-1n在工作状态中处于部分负荷范围42的下限421。因此，即使部分负荷较低，仍旧在各自的“舒适范围”内运行燃料电池组10的所有燃料电池模块。
只有当在负载的比第二部分负荷运行更低的第三部分负荷运行(比如低于额定负荷的30％)中发现所要求的负载电流IL时，控制装置20才如下控制燃料电池模块：仍运行的一部分燃料电池模块11-1n的工作状态处于部分负荷范围42之内，而未运行的那部分燃料电池模块11-1n被关断。因此仍保证了尽量多的燃料电池模块在对其有利的部分负荷范围42内运行。
此外，控制装置20可以设立用于记录其中一个或多个燃料电池模块11-1n在各不同负荷范围41、42、43中的运行时间，并且处理记录数据以便确定哪个燃料电池模块11-1n在当前的负载要求下在负载2的部分负荷运行中运行或未运行。
例如如下运行燃料电池模块11-1n：使得燃料电池模块的在各不同负荷范围41、42、43中的运行时间得以均衡。因此，所有燃料电池模块可获得更均匀一致的劣化速率或使用寿命。
另外，控制装置20可以如下设立：它至少针对一部分燃料电池模块11-1n计算出关于各自所产生的电能量的优先顺序。当例如其中一个燃料电池模块11-1n的工作状态位于相关燃料电池模块的部分负荷范围42之外时，产生最高电能量的一个或多个燃料电池模块11-1n通过控制装置20被关断。因此可以进一步均衡燃料电池模块的运行时间和使用寿命。
因此可以根据功率需求，将负载电流分配到几个燃料电池模块，使其使用寿命得到优化。即，该控制装置的功率管理首先在燃料电池系统的部分负荷运行时介入。基本构想在于：在满负荷时，安装在设备内的所有燃料电池模块以其最大允许的持续负荷(一般称为额定功率)来运行。但如果耗电器的负荷降低，则可以依次下调(或完全关断)仅一个燃料电池模块，余下的燃料电池模块还一直保持在额定负荷点。但本发明人发现就如下情况而言这是不利的：长期在额定负荷点运行的燃料电池模块存在较高的劣化速率，其不利地影响了使用寿命。与此相比，根据本发明，所有燃料电池模块根据负载需求而均等地在有利的部分负荷范围内运行。这种功率管理的目的是：相同地或几乎相同地耗用位于设备中的所有燃料电池模块，且同时每个模块尽量在其有利的部分负荷范围(舒适范围)内运行。这样的部分负荷范围尤其被发现在近似为0.35A/cm2的低负载电流密度与近似为0.75A/cm2的高负载电流密度之间。
在“低”部分负荷范围的负载需求下，该控制装置的功率管理控制位于燃料电池系统中的所有燃料电池模块，最好均等地去往“舒适范围”的下限。当该负载的功率需求要求还更小的负载电流时，该控制装置开始完全关断个别模块，并且余下的燃料电池模块又被上调至“舒适范围”，从而该负载需求仍得以满足。优选地，在该控制装置的功率管理中包含运行计时器，其记录每个模块在各负荷范围内的运行时间，随后基于该数据来自动判断哪个模块在这样的情况下将被下调，以均衡所有模块的运行时间。
已经如上详述，在控制装置20中有利地实现如下的计算和控制任务：处理总设备的功率需求(在此通过软件)；基于燃料电池系统所包含的所有燃料电池模块计算为此所需的负载电流(在此是软件)；检查该结果是否满足对于各个燃料电池模块有利的部分负荷范围(舒适范围)(在此是软件)；当结果为否定(低于部分负荷范围)时，触发产生最高电能量的一个或多个模块的关断(在此是软件)。该控制装置具有一个或多个微处理器，其可借助相应的存储器部件、接口部件和其它硬件部件实现所述功能。但也可行的是，所述功能仅部分在控制装置20中实现和/或动用分布式控制系统，在分布式控制系统中，所述功能被分配给许多实体如微处理器及其存储器。

Claims (17)

1.一种燃料电池系统(1)，包括：
-多个燃料电池模块(11-1n)，它们布线连接成燃料电池组(10)，该燃料电池组具有被配置用于连接至电负载(2)的第一和第二供电接线端(101,102)，
-测量机构(21-2n)，其连接至所述燃料电池模块(11-1n)并设立用于测量各燃料电池模块(11-1n)的负载电流，
-控制装置(20)，其用于依据由该测量机构(21-2n)测量的各燃料电池模块的负载电流来获知所述燃料电池模块(11-1n)的各自工作状态，该控制装置(20)与所述燃料电池模块(11-1n)相连以控制所述燃料电池模块(11-1n)的运行，
-其中，该控制装置(20)设立用于在满负荷运行中通过所有燃料电池模块(11-1n)的运行来提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)，并且在该负载的部分负荷运行中通过所有或一部分的燃料电池模块(11-1n)的运行来提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)，
-其中，该控制装置(20)设立用于发现所述燃料电池模块(11-1n)的工作状态是否处于各燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)中，该部分负荷范围是由高于零负载电流的下限(421)和低于满负载电流的上限(422)限定的，
-其中，该控制装置(20)设立用于在该负载的第一部分负荷运行中通过该燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11-1n)的运行按如下方式提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)：该燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11-1n)处于各燃料电池模块(11-1n)的各自部分负荷范围(42)中。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，各燃料电池模块(11-1n)的各自部分负荷范围(42)通过高于零负载电流密度的下负载电流密度(421)和低于满负载电流密度的上负载电流密度(422)限定。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，该下负载电流密度(421)近似为0.35A/cm2，该上负载电流密度(422)近似为0.75A/cm2。
4.根据权利要求1至3之一所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于在该负载(2)的更低的第二部分负荷运行中通过该燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11-1n)的运行按如下方式提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)：该燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11-1n)在工作状态中处于各燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)的下限(421)。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于在该负载的还比第二部分负荷运行更低的第三部分负荷运行中通过该燃料电池组(10)的仅一部分燃料电池模块(11-1n)的运行按如下方式提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)：所运行的一部分燃料电池模块(11-1n)的工作状态处于各自燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)之内并且未运行的那部分燃料电池模块(11-1n)被关断。
6.根据权利要求1至5之一所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于发现该燃料电池组(10)的其中一个所述燃料电池模块(11-1n)的工作状态是否处于相关燃料电池模块的部分负荷范围(42)中，并且在发现该燃料电池模块(11-1n)的工作状态位于相关燃料电池模块的部分负荷范围(42)之外的情况下，通过该控制装置(20)关断该燃料电池组(10)的其中一个或多个所述燃料电池模块(11-1n)。
7.根据权利要求1至6之一所述的燃料电池系统，其特征在于，在该控制装置(20)中存有针对各燃料电池模块(11-1n)的燃料电池类型的至少一个负载电流-功率关系(30)，以便发现各燃料电池模块(11-1n)的工作状态。
8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，在该控制装置(20)中存储呈负载电流-功率特性曲线(30)形式的负载电流-功率关系。
9.根据权利要求1至8之一所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于记录其中一个或多个所述燃料电池模块(11-1n)在各负荷范围(41,42,43)内的工作时间，并处理所记录的数据以确定其中哪个燃料电池模块(11-1n)在当前负载要求情况下在该负载(2)的部分负荷运行中运行或不运行。
10.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于确定其中哪个燃料电池模块(11-1n)运行或不运行，使得该燃料电池组(10)的燃料电池模块(11-1n)在各负荷范围(41,42,43)内的运行时间得以均衡。
11.根据权利要求1至10之一所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于计算各燃料电池模块(11-1n)所产生的电能量。
12.根据权利要求11所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于至少针对一部分燃料电池模块(11-1n)计算与各自所产生的电能量相关的优先顺序。
13.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其特征在于，该控制装置(20)设立用于发现其中一个所述燃料电池模块(11-1n)的工作状态是否处于相关燃料电池模块的部分负荷范围(42)中，并且在发现该燃料电池模块(11-1n)的工作状态在相关燃料电池模块的部分负荷范围(42)之外的情况下，通过该控制装置(20)关断所述燃料电池模块(11-1n)的产生最高电能量的一个或多个。
14.一种用于运行燃料电池系统(1)的方法，该燃料电池系统包括多个燃料电池模块(11-1n)，它们布线连接成燃料电池组(10)，该燃料电池组具有被配置用于连接至电负载(2)的第一和第二供电接线端(101,102)，其中，该方法具有如下步骤：
-测量各燃料电池模块(11-1n)的负载电流，
-依据各燃料电池模块的测定负载电流获知该燃料电池模块(11-1n)的各自工作状态，
-在满负荷运行中通过所有燃料电池模块(11-1n)的运行提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)，并在该负载的部分负荷运行中通过所有或一部分燃料电池模块(11-1n)的运行提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)，
-在此要发现：其中一个所述燃料电池模块(11-1n)的工作状态是否处于各燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)中，该部分负荷范围是由高于零负载电流的下限(421)和低于满负载电流的上限(422)限定的，
-其中，在该负载的第一部分负荷运行中通过该燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11-1n)的运行按如下方式提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)：该燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11-1n)位于各燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)中。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在该负载的低的第二部分负荷运行中通过所有燃料电池模块(11-1n)的运行按如下方式提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)：该燃料电池组(10)的所有燃料电池模块(11-1n)在工作状态中处于各燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)的下限(421)。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，在该负载的还比第二部分负荷运行更低的第三部分负荷运行中通过该燃料电池组(10)的仅一部分燃料电池模块(11-1n)的运行按如下方式提供该负载(2)所要求的负载电流(IL)：所运行的一部分燃料电池模块(11-1n)的工作状态位于各燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)之内，未运行的那部分燃料电池模块(11-1n)被关断。
17.根据权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，探测该燃料电池组(10)的其中一个所述燃料电池模块(11-1n)的工作状态是否处于各燃料电池模块的各自部分负荷范围(42)内，并且在发现其中一个所述燃料电池模块(11-1n)的工作状态处于相关燃料电池模块的部分负荷范围(42)之外的情况下，该燃料电池组(10)的其中一个或多个所述燃料电池模块(11-1n)被关断。
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