DE10107128A1

DE10107128A1 - Brennstoffzellensystem und Verfahren

Info

Publication number: DE10107128A1
Application number: DE10107128A
Authority: DE
Inventors: Fuminori Yamanashi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: US20010016276A1; JP3956568B2; US6632552B2; DE10107128B4; JP2001229938A

Abstract

Bei einem Brennstoffzellensystem zur Verwendung in einem Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern des Systems schließt das System eine Brennstoffzelle ein, schließt ein erstes Strömungssteuerventil ein, das die Strömungsgeschwindigkeit von sauerstoffhaltigem Gas steuert, das der Brennstoffzelle zugeführt wird, und schließt ein zweites Strömungssteuerventil ein, das die Strömungsgeschwindigkeit von wasserstoffhaltigem Gas, das der Brennstoffzelle zugeführt wird, steuert. Eine Steuereinheit führt der Brennstoffzelle Spülfluid zu, um Wasser im Ansprechen auf einen Lastzustand des Fahrzeugs zu entfernen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren und bezieht sich insbesondere auf ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Steuern des wirkungsvollen Abscheidens von Wasser, das sich in einer Elektrolytmemb ran während der Arbeitsweise der Brennstoffzelle ansammelt ohne Verminderung der Arbeitsleistung der Brennstoffzelle.

In einem Brennstoffzellensystem sammelt sich üblicherweise Wasser in der Nähe der Elektrolytmembranen eines Brennstoffzellenpaketes während der Erzeugung der elektri schen Leistung an, blockiert feine Poren der Elektrolytmembranen und verschlechtert die Arbeitsleistung des Brennstoffzellenpaketes. Um diese Situation zu meistem wurde vor geschlagen, die Brennstoffzelle mit Luft oder Stickstoffgas zu spülen zum Abscheiden von Wasser von dem Brennstoffzellenpaket.

In der japanischen Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H7-235324 wurde vor geschlagen, den feuchten Zustand der Elektroden zu ermitteln, nämlich die Änderung des elektrischen Widerstandes an den Elektroden zu ermitteln, und das Brennstoffzel lenpaket mit Sauerstoffgas zu spülen, um dadurch das Wasser nach außen ausströmen zu lassen.

Da eine solche Brennstoffzelle jedoch nicht so betrieben wird, dass verschiedene Be triebszustände eines beweglichen Objekts, das durch das Brennstoffzellenpaket wäh rend des Spülvorganges des Brennstoffzellenpaketes mit geeigneten Gas, wie z. B. Luft, um Produktwasser abzuscheiden, angetrieben wird, besteht eine Situation, bei der elekt rische Leistung, die durch das Brennstoffzellenpaket zu erzeugen ist, begrenzt ist.

Bei dem mit der Brennstoffzelle angetriebenen beweglichen Objekt, wie z. B. einem Elektrokraftfahrzeug, verändert sich die Betriebslast in einem breiten Bereich, und die Fahrleistung des elektrischen Fahrzeugs wird aufgrund der ungenügenden Größe der elektrischen Leistungsabgabe, die durch das Brennstoffzellensystem erzeugt wird, ver schlechtert. Um diese Situation zu meistem, ist es erforderlich, dass eine zusätzliche zweite Batterie unerwünschterweise erforderlich ist, um die ungenügende elektrische Leistungsabgabe zu erhöhen, um dadurch den Brennstoffverbrauch zu senken.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Steuern desselben zu schaffen, um Wasser von einem Brennstoffzellen paket abzuscheiden, ohne die Antriebsleistung des beweglichen Objektes und die Ar beitsleistung des Brennstoffzellensystems zu verschlechtern.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Brennstoffzellensystem, das für ein bewegliches Objekt angewendet wird, versehen mit: einer Brennstoffzelle; einem ersten Strömungs steuerventil, das die Strömungsgeschwindigkeit von sauerstoffhaltigem Gas steuert, das der Brennstoffzelle zugeführt wird; einem zweiten Strömungssteuerventil, das die Strö mungsrate des wasserstoffhaltigen Gas steuert, das der Brennstoffzelle zugeführt wird; und einer Steuereinheit, die das erste Strömungssteuerventil und das zweite Strömungs steuerventil öffnet, um das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser von der Brennstoffzelle in Reaktion auf den Lastzu stand eines beweglichen Objektes abzuscheiden.

Mit anderen Worten, ein Brennstoffzellensystem der vorliegenden Erfindung ist versehen mit einer Brennstoffzelle; einer ersten Strömungssteuereinrichtung, die die Strömungs geschwindigkeit von sauerstoffhaltigem Gas, das der Brennstoffzelle zuzuführen ist, steuert; einer zweiten Strömungssteuereinrichtung, die die Strömungsgeschwindigkeit von wasserstoffhaltigem Gas, das der Brennstoffzelle zuzuführen ist, steuert; und einer Spüleinrichtung, die die erste Strömungssteuereinrichtung und die zweite Strömungs steuereinrichtung betätigt, um das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas der Brennstoffzelle als Spülfluid zuzuführen, um Wasser von der Brennstoffzelle in Re aktion auf den Lastzustand eines beweglichen Objektes abzuscheiden.

Nebenbei bemerkt ist ein Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellensystems der vor liegenden Erfindung für ein bewegliches Objekt vorgesehen, das durch die Brennstoff zelle angetrieben wird. Das Brennstoffzellensystem hat ein erstes Strömungssteuerven til, das die Strömungsgeschwindigkeit von sauerstoffhaltigem Gas steuert, das der Brennstoffzelle zuzuführen ist, und ein zweites Strömungssteuerventil, das die Strö mungsrate von wasserstoffhaltigem Gas steuert, das der Brennstoffzelle zuzuführen ist. Das Verfahren verschafft sich einen Lastzustand eines beweglichen Objektes und führt das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas der Brennstoffzelle als Spülfluid zu, um Wasser von der Brennstoffzelle in Reaktion auf den Lastzustand des beweglichen Objektes abzuscheiden.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung er sichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen auf dem Beispielswege die Prinzipien der Erfindung darstellt. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform eines Brennstoffzel lensystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ein allgemeines Flussdiagramm zum Darstellen der Basis-Operationsfolge des Brennstoffzellensystems gemäß der Ausführungsform darstellt;

Fig. 3 Zeitablaufdiagramme, die die Arbeitsweise der Strömungssteuerventile ge mäß der Ausführungsform darstellen;

Fig. 4 ein allgemeines Flussdiagramm, das die Operationsfolge einer zweiten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar stellt;

Fig. 5 ein allgemeines Flussdiagramm zum Darstellen der Basis-Operationsfolge einer dritten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein allgemeines Flussdiagramm zum Darstellen der Basis-Operationsfolge einer vierten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer fünften Ausführungsform eines Brennstoffzellen systems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein allgemeines Flussdiagramm zum Darstellen der Basis-Operationsfolge des Brennstoffzellensystems gemäß der Ausführungsform;

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer sechsten Ausführungsform eines Brennstoffzel lensystems gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 10 ein allgemeines Flussdiagramm zum Darstellen der Basis-Operationsfolge des Brennstoffzellensystems gemäß der Ausführungsform.

Eine Beschreibung eines Brennstoffzellensystems und eines Verfahrens in Überein stimmung mit jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nun im ein zelnen nachstehend auf geeignete Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich nungen gegeben durch Veranschaulichung eines Aufbaus, der für ein Fahrzeug ange wendet wird.

Zuerst wird ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Steuern desselben ent sprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die erste Ausführungsform eines Brennstoffzellen systems gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung bei einem beweglichen Objekt, wie z. B. einem Fahrzeug 2, darstellt. Fig. 2 zeigt ein allgemeines Flussdia gramm zum Darstellen der Basis-Operationsfolge der Ausführungsform des Brennstoff zellensystems, das in Fig. 1 gezeigt ist, und Fig. 3 zeigt Zeitablaufdiagramme, die die Arbeitsweise der Strömungssteuerventile der Ausführungsform von Fig. 1 darstellen.

In dieser Ausführungsform schließt das Brennstoffzellensystem 1, welches in dem Fahr zeug 2 eingebaut ist, ein Brennstoffzellenpaket 11 ein, das eine Vielzahl von Gruppen eines Elektrolyts und sich gegenüberliegenden Elektroden, nämlich einer Anode und einer Kathode, die sich gegenüberliegen, und auf beiden Seiten des Elektrolyts ange ordnet sind, aufweisen. Eine Anode des Brennstoffzellenpakets 11 wird mit wasserstoff haltigem Gas versorgt, welches über ein Wasserstoffgas-Zuführrohr 15 von einem Re former 14 gefördert wird, und eine Kathodenkammer des Brennstoffzellenpakets 11 wird mit Druckluft aus sauerstoffhaltigem Gas versorgt, das von einem Kompressor 12 über ein Luft-Zuführrohr 13 gefördert wird. Obwohl in der Ausführungsform das Brennstoff zellensystem so beschrieben wird, dass es den Reformer 14 aufweist, der ein Zulaufstoff (feedstock) z. B. Methanol mit Dampf umwandelt, um dadurch ein Brennstoffgas (was serstofthaltiges Gas) zu erzeugen, das eine große Menge an Wasserstoff enthält, ist ei ne Zuführquelle für das wasserstoffhaltige Gas nicht auf den Reformer begrenzt, son dern kann durch einen Wasserstofftank oder eine Wasserstoffabsorptionslegierung er setzt werden.

Das Brennstoffzellenpaket 11 weist ein Luft-Abgasrohr 16 und ein Wasserstoffgas- Abgasrohr 17 auf. Das Luft-Abgasrohr 16 weist ein Luft-Strömungssteuerventil (air flow control valve) 18, das einem ersten Strömungssteuerventil gemäß der Erfindung ent spricht, auf, und das Wasserstoffgas-Abgasrohr 17 weist ein Wasserstoffgas- Strömungssteuerventil (hydrogen gas flow control valve) 19 auf, das einem zweiten Strömungssteuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, auf. Das Luft- Strömungssteuerventil 18 und das Wasserstoffgas-Strömungssteuerventil 19 funktionie ren so, dass sie die jeweiligen Ventilöffnungen steuern zum Regulieren der Luft und des Wasserstoffgases mit jeweiligen Strömungsgeschwindigkeiten, die dem Brennstoffzel lenpaket 11 solcherart zuzuführen sind, dass es eine elektrische Leistungsabgabe er zeugt, die durch die Betriebszustände der beweglichen Objekte, wie z. B. Fahrzeuge, erfordert werden. Das Luft-Zuführrohr 13 weist einen Luftdrucksensor 20 auf, der den Luftdruck ermittelt, um ein Luftdruck-Ermittlungssignal PA zu erzeugen, und das Was serstoffgas-Zuführrohr 15 weist einen Wasserstoffgasdrucksensor 21 auf, der den Druck des Wasserstoffgases ermittelt, um ein Wasserstoffgasdruck-Ermittlungssignal PH zu erzeugen, so dass die Luft und das Wasserstoffgas, die der Brennstoffzelle 11 zugeführt werden, auf jeweiligen vorbestimmten Drücken auf eine Weise beibehalten werden, die nachstehend beschrieben werden wird.

Ferner weist das Brennstoffzellensystem 1 auch einen Wassertemperatursensor 22 auf, der die Temperatur von Kühlwasser (water coolant) ermittelt, das dem Brennstoffzellen paket 11 zuzuführen ist, um ein Kühlwassertemperatur-Ermittlungssignal TW zu erzeu gen, das zum Unterscheiden des Aufwärm-Betriebszustandes des Brennstoffzellenpa ketes 11 verwendet wird.

Auch werden die Ermittlungssignale PA, PH, TW, die durch den jeweiligen Luftdrucksen sor 20, den Wasserstoffgasdrucksensor 21 und den Kühlwassertemperatursensor 22 abgegeben werden, einer Brennstoffzellen-Steuereinheit 23 eingegeben. Die Brennstoff zellen-Steuereinheit 23 reagiert auf diese Ermittlungssignale und erzeugt Befehlssignale 23a, 23b, 23c, 23e, die an den Kompressor 12, den Reformer 14, das Luft- Strömungssteuerventil 18 und das Wasserstoffgas-Strömungssteuerventil 19 jeweils an gelegt werden.

Andererseits schließt das Brennstoffzellensystem 1 ferner eine Fahrzeugsteuereinheit 24 ein, schließt einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 ein, der die Fahrzeuggeschwin digkeit ermittelt und ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungssignal 25a erzeugt, und schließt einen Gaspedalöffnungssensor 26 ein, der eine Gaspedalöff nung ermittelt, um ein Gaspedalöffnungs-Ermittlungssignal 26a zu erzeugen. Die Fahr zeugsteuereinheit 24 reagiert auf das Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungssignal 25a und das Gaspedalöffnungs-Ermittlungssignal 26a und erzeugt ein Befehlswert- Ausgabesignal 24a, welches einem Antriebsbefehlswert D entspricht, das an einen An triebsmotor 3 angelegt wird, während der Antriebsmotor 3 gesteuert wird.

Fig. 2 ist ein allgemeines Flussdiagramm zum Darstellen der Basis-Operationsfolge, welche wiederholt durch einen Mikrocomputer (nicht gezeigt) der Brennstoffzellen- Steuereinheit 23 ausgeführt wird, die mit der Fahrzeugsteuereinheit 24 in Übereinstim mung mit einem Programm zum Steuern der ersten und zweiten Strömungssteuerventile 18, 19 zusammenarbeitet, solcherart, dass das Brennstoffzellensystem 11 mit Luft und Wasserstoffgas mit jeweiligen gewünschten Strömungsgeschwindigkeiten versorgt wird, um die Betriebszustände des Fahrzeugs zu erfüllen. Beim Start, d. h., wenn ein Start schlüssel auf EIN gedreht wird, wird die Kühlwassertemperatur in Stufe S10 ermittelt, um ein Kühlwasser-Ermittlungssignal TW zu erzeugen, und das Kühlwasser- Ermittlungssignal TW wird in ein Register der Brennstoffzellen-Steuereinheit 23 eingele sen. In den Ausführungsstufen S10 und S20 wird ermittelt, ob die Anwärmtemperatur (warm-up temperatur) des Brennstoffzellenpaketes 11 den vorgegebenen Wert erreicht oder unterhalb des vorhandenen Wertes ist. Das heißt, die Steuerung der Auslassopera tion des Kühlwassers beginnt ausgeführt zu werden, wenn die Anwärmtemperatur den vorgegebenen Wert erreicht. Mehr im einzelnen, in der Ausführungsstufe S20 wird das Kühlwassertemperatursignal TW, das die laufende Temperatur, die durch den Kühlwas sertemperatursensor 22 ermittelt wurde, mit einem Referenzvorgabetemperatursignal TWO verglichen, das repräsentiert, dass der Aufwärmbetrieb des Brennstoffzellenpakets 11 abgeschlossen ist, und die Operation wartet, bis das Kühlwassertemperatursignal TW den Vorgabewert TWO erreicht hat. Somit wird ermittelt, ob die Aufwärmtemperatur des Brennstoffzellenpaketes 11 den vorgegebenen Wert erreicht hat oder unterhalb des vor handenen Wertes ist. Das wird aufgrund der Tatsache vorgenommen, dass die Steue rung der Auslassoperation für das Kühlwasser beginnt ausgeführt zu werden, wenn die Aufwärmoperation des Brennstoffzellenpaketes 11 abgeschlossen ist.

In der nächsten Ausführungsstufe S30 werden das Luftdruck-Ermittlungssignal PA und das Wasserstoffgasdruck-Ermittlungssignal PH durch den Luftdrucksensor 20 und den Wasserstoffgasdrucksensor 21 jeweils ermittelt, wobei die Drucksignale in ein Register der Brennstoffzellen-Steuereinheit 23 eingelesen werden. Die Brennstoffzellen- Steuereinheit 23 reagiert auf diese Eingangssignale und steuert die Drehzahl des Kom pressors 12, des Reformers 14, das Luft-Strömungssteuerventil 18 und das Wasser stoffgas-Strömungssteuerventil 19 solcherart, dass die Drücke an der Seite der Anode und der Seite der Kathode des Brennstoffzellenpaketes 11 und die Druckdifferenz zwi schen der Anodenseite und der Kathodenseite nicht jeweilige zulässige Grenzwerte überschreiten, um zu verhindern, dass eine Elektrolytmembran zerreißt. Diese Steuerung wird wiederholt bei aufeinanderfolgenden Abtastintervallen ausgeführt.

In den Stufen S40 bis S80 werden aufeinanderfolgende Operationen ausgeführt, um den Verzögerungszustand des Fahrzeuges zu erfüllen. Mehr im einzelnen, wenn das Fahr zeug auf die Verzögerung während der Fahrt trifft, wird der Antriebsbefehlswert D, der an den Antriebsmotor 3 von der Fahrzeugsteuereinheit 24 angelegt wird, Null, d. h., das Fahrzeug wird nicht angetrieben. In der Stufe S40 wird das Befehlswert-Ausgabesignal 24a, das dem Antriebsbefehlswert entspricht, das an den Antriebsmotor 3 von der Fahr zeugsteuereinheit 24 angelegt wird, in ein Register der Brennstoffzellen-Steuereinheit 23 eingelesen. In der Stufe S40 wird das Befehlswert-Ausgabesignal 24a mit den vorgege benen Daten verglichen, und wenn das Befehlswert-Ausgabesignal 24a die vorgegebe nen Daten erreicht, repräsentiert eine Ausgabe von Stufe S50, dass ein Lastzustand des Fahrzeugs als in einem Verzögerungszustand befindlich ermittelt wird.

Der Verzögerungszustand des Fahrzeugs kann nicht nur einen Fall einschließen, wo das Fahrzeug einer negativen Beschleunigung begegnet, sondern auch einen Fall, bei dem das Fahrzeug in eine geringe Last aufgrund des Loslassens des Gaspedals gebracht wird. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, das Brennstoffzellenpaket 11 zu spülen.

In Stufe S60 werden sowohl das Luft-Strömungssteuerventil 18 als auch das Wasser stoffgas-Strömungssteuerventil 19 für ein kurzes Zeitintervall geschlossen bei jeder vor gegebenen Zykluszeit, solcherart, dass die Innendrücke des Brennstoffzellenpaketes 11 ansteigen. In der folgenden Stufe S70 werden dann das Luft-Strömungssteuerventil 18 und das Wasserstoffgas-Strömungssteuerventil 19 in ihren geöffneten Zuständen gehalten, bis der Verzögerungszustand des Fahrzeugs abgeschlossen ist (Stufe S80). In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, die Druckdifferenz zwischen der Anodenkammer, und der Kathodenkammer solcherart zu überwachen, dass die Druckdifferenz nicht einen vorbestimmten zulässigen Wert überschreitet.

Während jedes Verzögerungszustandes des Fahrzeuges wird Produktwasser (product water), das in dem Brennstoffzellenpaket 11 verbleibt, wirksam durch das Luft-Abgasrohr 16 und das Wasserstoffgas-Abgasrohr 17 abgelassen.

Übrigens, wenn das Luft-Strömungssteuerventil 18 und das Wasserstoffgas- Strömungssteuerventil 19 in ihren jeweilig vollständig geschlossenen Positionen in der Stufe S60 geschlossen sind, werden die Innendrücke des Brennstoffzellenpaketes 11 durch den Luftdrucksensor 20 und dem Wasserstoffdrucksensor 21 überwacht, und die Strömungssteuerventile 18, 19 werden sofort wieder geöffnet, bevor die Druckdifferenz den zulässigen Grenzwert erreicht.

Fig. 3 zeigt Zeitablaufdiagramme, die die Beziehungen zwischen Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeuglast und den Öffnungen und der Strömungssteu erventile 18, 19 und den Betriebszustand des Fahrzeugs, das durch das Brennstoffzel lensystem 1 von Fig. 1 angetrieben wird, darstellt. Wie durch die Zeitablaufdiagramme von Fig. 3 gezeigt ist, ist, wenn sich das Fahrzeug von einem Verzögerungsstartpunkt P1 zu einem Beschleunigungsstartpunkt P2 bewegt, die Beschleunigung des Fahrzeugs Minus oder Null, und während dieses Zeitintervalls ist die Fahrzeuglast Null. In diesem Fall sind die Strömungssteuerventile 18, 19 gleichzeitig an dem Verzögerungsstartpunkt P1 geschlossen, denn danach werden diese Steuerventile 18, 19 augenblicklich wieder geöffnet. Wenn die Beschleunigung an dem Punkt P2 begonnen hat, kehrt das Brenn stoffzellen-Steuersystem 1 in seine normale Steuerbetriebsart zurück.

Als nächstes werden ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren der zweiten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4 be schrieben.

Fig. 4 zeigt ein allgemeines Flussdiagramm, das die Basis-Operationsfolge der zweiten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar stellt, vorausgesetzt, dass das Brennstoffzellensystem die gleichen Komponenten hat, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In der zweiten Ausführungsform des Brennstoffzellensystems der vorliegenden Erfindung arbeitet das Brennstoffzellensystem in der gleichen Basisfol ge, wie in Fig. 2 gezeigt ist, außer der folgenden Abfolge. Das heißt, obwohl der Verzö gerungszustand des Fahrzeugs durch Verwendung der Befehlswert-Steuersignale er mittelt wurde, die an die Brennstoffzellen-Steuereinheit 23 des Fahrzeugs in Stufe S40 von Fig. 2 angelegt wurde, wird die Verzögerung des Fahrzeugs in der Stufe S41 von Fig. 4 in der zweiten Ausführungsform unter Verwendung des Gaspedalöffnungs- Ermittlungssignals 26a und des Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungssignals 25a er mittelt (siehe Fig. 1). Es ist anzumerken, dass das Gaspedalöffnungs-Ermittlungssignal 26a entweder einem Vollständig-Geschlossen-Signal oder einem Zeitänderungssignal vom Öffnungszustand zum Schließzustand des Gaspedals entsprechen. Das heißt, um den Lastzustand des Fahrzeugs zu ermitteln, wird ein Gaspedalöffnungsgrad ermittelt, und wenn der Gaspedalöffnungsgrad in seinem Vollständig-Geschlossen-Zustand oder die Zeitänderungsgröße des Gaspedalöffnungsgrades vom Öffnungszustand zum Schließzustand gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird ein Lastzustand des Fahrzeugs als in einem Verzögerungszustand befindlich ermittelt. Das Fahrzeug geschwindigkeits-Ermittlungssignal 25a, das einer Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, die gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird zusätzlich verwendet, um auf sichere Weise den Verzögerungszustand zu ermitteln. Bevorzugterweise wird durch Verwendung eines solchen Gaspedalöffnungs-Ermittlungssignals 26a und des Fahr zeuggeschwindigkeits-Ermittlungssignals 25a der Verzögerungszustand des Fahrzeugs ermittelt.

Da in Übereinstimmung mit den obigen Ausführungsformen das Produktwasser, das in der Brennstoffzelle verbleibt, während des Verzögerungszustandes des beweglichen Objektes, das keine elektrische Leistung erfordert, ausströmt, kann das Produktwasser ohne Verschlechterung der Antriebsleistung des beweglichen Objektes abgelassen wer den, und die Verschlechterung der Arbeitsleistung der Brennstoffzelle aufgrund des Blo ckierens der feinen Poren der Elektrolytmembranen kann wirksam verhindert werden.

Das Produktwasser wird von dem Brennstoffzellenpaket in einer besonders zuverlässi gen Weise in Reaktion auf das Lastermittlungssignal des beweglichen Objektes ohne Verschlechterung der Arbeitsleistung des Brennstoffzellenpaketes abgeschieden. Das erste und zweite Strömungssteuerventil wird verwendet, und die Brennstoffzellen- Steuereinheit öffnet das erste und zweite Strömungssteuerventil solcherart, dass das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas in das Brennstoffzellenpaket als Spülgas geführt werden, um Wasser von dem Brennstoffzellenpaket abzuscheiden. Die ses offensichtliche Ergebnis besteht in der Vermeidung von kostspieligen neuen ersten und zweiten Strömungssteuerventilen und zugehörigen Komponenten.

Das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas werden während dem Verzö gerungszustand des beweglichen Objektes dem Brennstoffzellenpaket zugeführt. Dem zufolge wird dem Brennstoffzellenpaket kein Spütgas während eines normalen Betriebs zustandes des beweglichen Objektes zugeführt, bei dem eine maximale Leistungsabga be während des Beschleunigungszustandes des beweglichen Objektes erforderlich ist.

Das bewegliche Objekt, wie z. B. Fahrzeuge, wird einem häufigen Beschleunigen oder Verzögern während der Fahrt unterworfen, und eine große Menge an Wasser wird in dem Brennstoffzellenpaket gebildet, besonders wenn das bewegliche Objekt unter einer hohen Last fährt, nämlich während der Beschleunigung. Nach der Beschleunigung des beweglichen Objekts geht das bewegliche Objekt zweifellos in einen Verzögerungszu stand über. Während der Verzögerung des beweglichen Objektes ist eine elektrische Leistung zum Antreiben des beweglichen Objektes auf einem minimalen Niveau und dementsprechenderweise wird dem Brennstoffzellenpaket Spülgas zugeführt, um Was ser während der Verzögerung des beweglichen Objektes abzuscheiden.

Der Verzögerungszustand des beweglichen Objektes wird durch Ermitteln der Fahr zeuglast unterschieden, und das erste und zweite Strömungssteuerventil wird geöffnet, um das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas dem Brennstoffzellenpaket als Spülgas zuzuführen, um Wasser von dem Brennstoffzellenpaket ohne Verschlechte rung der Arbeitsleistung des Brennstoffzellensystems abzuscheiden.

Auch ist die Steuereinheit dazu angeordnet, augenblicklich das erste und zweite Strö mungssteuerventil zum Erhöhen des Innendrucks des Brennstoffzellenpaketes zu schließen und darauffolgend das erste und zweite Strömungssteuerventil zu öffnen. Ent sprechenderweise wird die Spülleistung von Wasser stark verbessert.

Die Steuereinheit funktioniert außerdem so, dass Spülfluid in das Brennstoffzellenpaket in vorbestimmten Spülzykluszeiten zugeführt wird, und daher ist die Spülsteuerung au ßergewöhnlich einfach bei sich ergebenden geringen Kosten.

Als nächstes wird ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren der dritten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 5 be schrieben.

Fig. 5 zeigt ein allgemeines Flussdiagramm, das die Basis-Arbeitsfolge der dritten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar stellt, wobei vorausgesetzt wird, dass das Brennstoffzellen-Steuersystem die gleichen Komponenten hat, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In der dritten Ausführungsform des Brenn stoffzellensystems der vorliegenden Erfindung arbeitet das Brennstoffzellensystem in der gleichen Basisfolge der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, außer der fol genden Abfolge. Das heißt, die Stufe S70 in Fig. 4 wird durch Stufe S71 in Fig. 5 ersetzt, und in der Stufe S71, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird, wenn die Strömungssteuerventile 18, 19 vollständig geöffnet sind, der Kompressor 12 mit einer erhöhten Drehzahl angetrie ben. Durch diese Erhöhung der Drehzahl des Kompressors 12 kann Wasser in dem Brennstoffzellenpaket 11 mit einer erhöhten Strömungsrate abgeschieden werden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet das Brennstoff zellensystem einen Kompressor, der die sauerstoffhaltige Luft unter Druck in das Brenn stoffzellenpaket führt, und die Steuereinheit funktioniert so, dass sofort die Drehzahl des Kompressors während des Spülens von Wasser aus dem Brennstoffzellenpaket erhöht wird. Somit wird dem Brennstoffzellenpaket unter erhöhtem Druck die sauerstoffhaltige Luft zugeführt, solcherart, dass die Spülwirksamkeit erhöht wird.

Im übrigen ist es unnötig zu erwähnen, dass in der Ausführungsform, obwohl die Basis folge der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, verwendet wird, die Basis folge der ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet werden kann.

Als nächstes wird ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren der vierten. Ausfüh rungsform der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.

Fig. 6 zeigt ein allgemeines Flussdiagramm, das eine Basis-Operationsfolge der vierten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems entsprechend der vorliegenden Erfin dung darstellt, wobei vorausgesetzt wird, dass das Brennstoffzellensystem die gleichen Komponenten hat, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In der Ausführungsform des Brennstoffzellen systems der vorliegenden Erfindung arbeitet das Brennstoffzellensystem in der gleichen Basisfolge der dritten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, außer dass die Stufen S35 und S36 zugefügt sind. Das heißt, dem Brennstoffzellenpaket 11 wird wiederholt ein Spülgas bei vorbestimmten Spülzykluszeiten zugeführt, und eine verstrichene Zeit TMP zwischen den vorhergehenden und darauffolgenden (fore and aft) Zuführungen des Spülgases wird gemessen und in einem Register in der Stufe S35 von Fig. 6 gespei chert. In der Stufe S36 wird die verstrichene Zeit TMP mit Referenzzeitdaten TMP0 ver glichen. Wenn in diesem Fall die verstrichene Zeit TMP nicht den Wert von TMP0 er reicht hat, kehrt die Abfolge zur Stufe S30 zurück, und der Spülvorgang wird nicht aus geführt.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform wird eine sogenannte Spül historie (purge history) einbezogen. Das heißt, wenn die verstrichene Zeit nicht einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird angenommen, dass das Produktwasser nicht in dem Brennstoffzellenpaket 11 zurückbleibt, und in diesem Fall wird ein Korrekturablauf hinzugefügt, um einen Spülvorgang in dem Brennstoffzellenpaket 11 zu verhindern.

Übrigens, obwohl in der Ausführungsform die Basisabfolge der dritten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, verwendet wird, ist es unnötig zu sagen, dass die Basisfolge der ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist, oder der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, verwendet werden kann.

Als nächstes wird ein Brennstoffzellensystem und Verfahren der fünften Ausführungs form der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm der fünften Ausführungsform eines Brennstoffzellen systems gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm, das Operationsfolgen derselben darstellt. Der Aufbau der fünften Ausführungsform, die in Fig. 7 gezeigt ist, ist grundlegend mit der ersten Ausführungsform von Fig. 1 identisch, außer dass der Gaspedalöffnungssensor durch einen Beschleunigungssensor 27 ersetzt wird, der ursprünglicherweise für ABS (ein Antiblockiersystem) verwendet wird und ein Beschleunigungs-Ermittlungssignal 27a erzeugt. In der Ausführungsform des Brennstoff zellensystems der vorliegenden Erfindung arbeitet das Brennstoffzellensystem in der gleichen Basisfolge der dritten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, außer dass die Stufe S42 verwendet wird, d. h., die Stufe S41 in Fig. 5 wird durch die Stufe S42 in Fig. 8 ersetzt.

In Stufe S42 des allgemeinen Flussdiagramms, das in Fig. 8 gezeigt ist, werden das Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungssignal 25a und das Beschleunigungs- Ermittlungssignal 27a in einem Register gespeichert, und in Stufe S50 wird ein Verzöge rungszustand durch Vergleich des Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungssignals und des Beschleunigungs-Ermittlungssignals mit jeweiligen Daten ermittelt.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform schließt das Brennstoffzel lensystem die Fahrzeugsteuereinheit ein, die auf das Beschleunigungs-Ermittlungssignal anspricht, das von dem Beschleunigungssensor abgegeben wird. Die Fahrzeugsteuer einheit unterscheidet, dass das bewegliche Objekt in dem Verzögerungszustand befind lich ist, wenn die Beschleunigung einen negativen Wert hat.

Übrigens, obwohl in der Ausführungsform die Basisfolge der dritten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, verwendet wird, ist es unnötig zu erwähnen, dass die Basisfolge der ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist, der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, oder der vierten Ausführungsform, die in Fig. 6 gezeigt ist, verwendet werden kann.

In den oben erläuterten Ausführungsformen verwendet das Brennstoffzellensystem den Antriebsbefehlswert, der an den Antriebsmotor des beweglichen Objekts anzulegen ist, den Beschleunigungsöffnungsgrad und die Beschleunigung des beweglichen Objekts, und dann werden alle Sensoren, zum Ermitteln dieser Parameter verwendet, die grund legend auch schon als notwendige Komponenten in dem beweglichen Objekt verwendet werden. Somit ist es möglich, Wasser aus der Brennstoffzelle zu spülen ohne neues Hinzufügen irgendwelcher besonderer Sensoren in dem beweglichen Objekt.

Als nächstes wird ein Brennstoffzellensystem und Verfahren der sechsten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 beschrieben.

Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm, das die sechste Ausführungsform eines Brennstoffzel lensystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt und Fig. 10 zeigt ein allgemeines Flussdiagramm, das die Basis-Operationsfolge desselben darstellt. Das Brennstoffzel lensystem 1 der sechsten Ausführungsform von Fig. 9 und 10 ist im Aufbau zu dem von Fig. 1 identisch, außer dass ein Stromstärkesensor 28 mit dem Brennstoffzellenpaket 11 gekoppelt ist, um ein Stromstärkesignal 28a zu erzeugen. Der Stromstärkesensor 28 wird verwendet zur Annahme, dass eine Menge an Wasser in dem Brennstoffzellenpaket 11 angesammelt ist, und die Wassermenge wird berechnet und abgeschätzt auf der Ba sis der Gesamtgröße des elektrischen Stromes, der in dem Brennstoffzellenpaket 11 fließt.

In der Ausführungsform des Brennstoffzellensystems der vorliegenden Erfindung arbeitet das Brennstoffzellensystem in der gleichen Basisfolge der dritten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, außer dass die Stufen S37 bis S39 hinzugefügt sind. Das heißt, wie in einem allgemeinen Flussdiagramm gezeigt ist, das die Basis-Operationsfolge in Fig. 10 darstellt, wird ein Stromstärke-Ermittlungssignal in einem Register in Stufe S37 ge speichert. In Stufe S36 wird eine Menge an Wasser, die sich in dem Brennstoffzellenpa ket 11 angesammelt hat, angenommen, um einen Vermutungs-Ausgang zu schaffen, der die Menge an Wasser repräsentiert, der sich in dem Brennstoffzellenpaket 11 ange sammelt hat. In der darauffolgenden Stufe S39 wird der Vermutungs-Ausgang (presu med output) unterschieden, um zu entscheiden, ob die Gasspülung erforderlich ist.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform ist der Stromstärkesensor vorgesehen, um die Stromstärke zu ermitteln, wobei die Brennstoffzellen-Steuereinheit auf die Stromstärke reagiert, d. h. die sogenannte Stromstärkeerzeugungshistorie erzeugt das Ausgangssignal, das die vermutete Menge an Wasser, das sich in der Brennstoff zelle angesammelt hat, repräsentiert. Die Brennstoffzellen-Steuereinheit spricht auf das Ausgangssignal zum Öffnen des ersten und zweiten Strömungssteuerventil an, um das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid der Brennstoffzelle zuzuführen, um Wasser abzuscheiden.

Übrigens kann bei der vorliegenden Ausführungsform der Stromstärkesensor 28 durch einen Elektroleistungs-Ausgangssensor ersetzt werden.

Obwohl auch die Basisfolge der dritten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt wird, ver wendet wird, ist es unnötig zu erwähnen, dass die Basisfolge der ersten Ausführungs form, die in Fig. 2 gezeigt ist, der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, der vierten Ausführungsform, die in Fig. 6 gezeigt ist, oder der fünften Ausführungsform, die in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, verwendet werden kann.

Der gesamte Inhalt einer Patentanmeldung Nr. TOKUGAN 2000-41193 mit Einrei chungsdatum 18. Februar 2000 in Japan wird hiermit durch Bezugnahme eingeschlos sen.

Obwohl die Erfindung obig unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Aus führungsformen begrenzt. Modifikationen und Veränderungen der Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, können für einen Fachmann im Sinne der Lehre auftreten. Der Schutzumfang der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Patentan sprüche definiert.

Claims

1. Brennstoffzellensystem, das für ein bewegliches Objekt verwendet wird, gekenn zeichnet durch
eine Brennstoffzelle (11);
ein erstes Strömungssteuerventil (18), das die Strömungsgeschwindigkeit von sauer stoffhaltigem Gas, das der Brennstoffzelle (11) zuzuführen ist, steuert;
ein zweites Strömungssteuerventil (19), das die Strömungsgeschwindigkeit von was serstoffhaltigem Gas, das der Brennstoffzelle (11) zuzuführen ist, steuert; und
eine Steuereinheit (23, 24), die das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) öffnet, um das sauerstoffhaltige Gas und das wasser stoffhaltige Gas der Brennstoffzelle (11) als Spülfluid zuzuführen, um Wasser aus der Brennstoffzelle (11) im Ansprechen auf einen Lastzustand eines beweglichen Ob jektes zu entfernen.

2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu ereinheit (23, 24) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungs steuerventil (19) öffnet, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser aus der Brennstoff zelle (11) im Ansprechen auf einen Verzögerungszustand des beweglichen Objektes als den Lastzustand desselben zu entfernen.

3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu ereinheit (23, 24) augenblicklich das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) vor dem Öffnen des ersten Strömungssteuerventils (18) und des zweiten Strömungssteuerventils (19) im Ansprechen auf den Lastzustand des beweglichen Objektes schließt.

4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kom pressor (12), der das sauerstoffhaltige Gas unter Druck der Brennstoffzelle (11) zu führt, vorgesehen ist, und dass die Steuereinheit (23, 24) augenblicklich die Drehzahl des Kompressors (12) erhöht, wenn das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) geöffnet sind, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas mit erhöhten Strömungsge schwindigkeiten als Spülfluid im Ansprechen auf den Lastzustand des beweglichen Objektes zuzuführen.

5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das be wegliche Objekt mit einem Antriebsmotor (3) vorgesehen ist, der durch die Brenn stoffzelle (11) angetrieben wird und dass die Steuereinheit (23, 24) eine Brennstoff zellen-Steuereinheit (23) und eine Fahrzeugsteuereinheit (24) aufweist, die ein Be fehlswert-Ausgangssignal (24a) erzeugt, das an die Brennstoffzellen-Steuereinheit (23) angelegt wird und einem Antriebsbefehlswert (D) entspricht, das an den An triebsmotor angelegt wird, und dass die Brennstoffzellen-Steuereinheit (23) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) öffnet, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser aus der Brennstoffzelle (11) im Ansprechen auf das Befehlswert-Ausgangssignal (24a) zu entfernen.

6. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellen-Steuereinheit (23) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) öffnet, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoff haltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser aus der Brennstoffzelle (11) zu entfernen, wenn der Antriebsbefehlswert ein Null-Niveau hat.

7. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas pedalöffnungssensor (26), der ein Gaspedalöffnungs-Ermittlungssignal (26a) er zeugt, das einen Gaspedalöffnungsgrad des beweglichen Objektes repräsentiert, vorgesehen ist, und dass die Steuereinheit (23, 24) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) öffnet, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser aus der Brennstoffzelle (11) im Ansprechen auf das Gaspedalöffnungs- Ermittlungssignal (26a) zu entfernen, wenn der Gaspedalöffnungsgrad, der einem vollständig geschlossenen Zustand oder einer Zeitänderungsgröße des Gaspedalöff nungsgrades von einem Öffnungszustand zu einem Schließzustand entspricht, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.

8. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas pedalsensor vorgesehen ist, der ein Verzögerungs-Ermittlungssignal erzeugt, das ei nen Beschleunigungszustand des beweglichen Objektes repräsentiert, und dass die Steuereinheit (23, 24) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strö mungssteuerventil (19) öffnet, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser aus der Brenn stoffzelle (11) im Ansprechen auf das Verzögerungs-Ermittlungssignal zu entfernen, wenn das Verzögerungs-Ermittlungssignal einen negativen Wert hat.

9. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu ereinheit (23, 24) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungs steuerventil (19) öffnet, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser basierend auf einer Spülhistorie zu entfernen.

10. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu ereinheit (23, 24) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungs steuerventil (19) öffnet, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser in einer Spülzyklus zeit zu entfernen.

11. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu ereinheit (23, 24) eine Menge an Wasser vermutet, die sich in der Brennstoffzelle (11) angesammelt hat, basierend auf einer Elektroleistungs-Erzeugungshistorie und das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) öff net, um der Brennstoffzelle (11) das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid zuzuführen, um Wasser basierend auf der vermuteten Menge an Wasser zu entfernen.

12. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromstärkesensor (28) vorgesehen ist, der eine Stromstärke ermittelt und ein Stromstärke-Ermittlungssignal (28) erzeugt, und dass die Steuereinheit (23, 24) das erste Strömungssteuerventil (18) und das zweite Strömungssteuerventil (19) öffnet, um das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas als Spülfluid der Brennstoffzelle (11) zuzuführen, um Wasser aus der Brennstoffzelle (11) im Anspre chen auf das Stromstärkeermittlungssignal (28a) zu entfernen.

13. Brennstoffzellensystem, das für ein bewegliches Objekt verwendet wird, gekenn zeichnet durch
eine Brennstoffzelle (11);
eine erste Strömungssteuereinrichtung (18), die die Strömungsgeschwindigkeit von sauerstoffhaltigem Gas steuert, das der Brennstoffzelle (11) zuzuführen ist;
eine zweite Strömungssteuereinrichtung (19), die die Strömungsgeschwindigkeit von wasserstoffhaltigem Gas steuert, das der Brennstoffzelle (11) zuzuführen ist; und
eine Spüleinrichtung, die die erste Strömungssteuereinrichtung (18) und die zweite Strömungssteuereinrichtung (19) aktiviert, um das sauerstoffhaltige Gas und das wasserstoffhaltige Gas der Brennstoffzelle (11) als Spülfluid zuzuführen, um Wasser aus der Brennstoffzelle (11) im Ansprechen auf einen Lastzustand eines beweglichen Objektes zu entfernen.

14. Verfahren zum Steuer eines Brennstoffzellensystems (11) für ein bewegliches Ob jekt, das durch die Brennstoffzelle (11) angetreten wird, wobei das Brennstoffzellen system ein erstes Strömungssteuerventil (18) aufweist, das die Strömungsgeschwin digkeit von sauerstoffhaltigem gas steuert, das der Brennstoffzelle (11) zuzuführen ist, und ein zweites Strömungssteuerventil (19) aufweist, das eine Strömungsge schwindigkeit von wasserstoffhaltigem Gas, das der Brennstoffzelle (11) zuzuführen ist, steuert, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
Ermitteln eines Lastzustandes eines beweglichen Objektes; und
Zuführen des sauerstoffhaltigen Gases und des wasserstoffhaltigen Gases in die Brennstoffzelle (11) als ein Spülfluid, um Wasser aus der Brennstoffzelle (11) im An sprechen auf den Lastzustand des beweglichen Objektes zu entfernen.