DE10130036A1 - Wassermanagementsystem für einen elektrochemischen Motor - Google Patents

Wassermanagementsystem für einen elektrochemischen Motor

Info

Publication number
DE10130036A1
DE10130036A1 DE10130036A DE10130036A DE10130036A1 DE 10130036 A1 DE10130036 A1 DE 10130036A1 DE 10130036 A DE10130036 A DE 10130036A DE 10130036 A DE10130036 A DE 10130036A DE 10130036 A1 DE10130036 A1 DE 10130036A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
tank
freezer
water tank
freezing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10130036A
Other languages
English (en)
Inventor
John P Salvador
Rodney Lynn Borup
William Henry Pettit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motors Liquidation Co filed Critical Motors Liquidation Co
Publication of DE10130036A1 publication Critical patent/DE10130036A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/34—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
    • H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

Ein elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug umfaßt einen Brennstoffprozessor, der dazu dient, flüssigen Brennstoff in Wasserstoffgasreformat zu verarbeiten, einen Brenner, um Wärme für den Brennstoffprozessor zu erzeugen, und einen Brennstoffzellenstapel, um Elektrizität von dem Wasserstoffgasreformat zu bilden und Wasserdampfnebenprodukt zu erzeugen. Ein Wassermanagementsystem des Motors umfaßt einen Kondensator, um flüssiges Wasser von dem Wasserdampfnebenprodukt rückzugewinnen, und einen Wassertank zur Speicherung des rückgewonnenen Wassers. Eine Wasserpumpe zirkuliert Wasser von dem Wassertank an den Brennstoffprozessor. Ein Ablaufventil dient dazu, sich zur Abgabe von Wasser von dem Wassertank an einen Grfriertank zu öffnen, um ein Gefrieren des Wassers in dem Wassertank zu vermeiden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wassermanagementsystem für einen elektrochemischen Motor in einem Fahrzeug.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Seit elektrochemische Motoren in verwendbare Fahrzeuge integriert wer­ den, ist die Entwicklung effizienter Betriebsarten für diese unter sich än­ dernden Umweltbedingungen immer wichtiger geworden. Ein elektroche­ mischer Motor arbeitet durch Zugabe von Wasserstoffgas und Sauerstoff in einen Brennstoffzellenstapel, um chemische Energie in Elektrizität um­ zuwandeln, wobei Wasserdampf und Wärme die hauptsächlichen Neben­ produkte darstellen. Wenn Wasserstoff nicht an Bord eines Fahrzeugs ge­ speichert wird, kann ein Brennstoffprozessor vorgesehen sein, um flüssige Brennstoffe, wie beispielsweise Benzin, Diesel oder Methanol einer Partial­ oxidation zu unterziehen (partiell zu oxidieren), um Wasserstoffgas zu er­ zeugen. Um den Gesamtwirkungsgrad des Brennstoffprozessors zu erhö­ hen, kann der Brennstoffprozessor auch als ein Dampfreformer arbeiten, da die Verarbeitung des Brennstoffes mit Wasser inhärent effizienter als die Verarbeitung des Brennstoffes mit ausschließlich Luft ist. Die Dampf­ reformation gibt mehr Wasserstoff von Wassermolekülen frei, als die Par­ tialoxidation. Allgemein kann während des Motorbetriebs Wasser zur Dampfreformierung rückgewonnen werden, aber bei einem Start des Mo­ tors kann kein Wasser verfügbar sein. Der Beginn einer Startphase des Motors ohne Wasser ist insbesondere in heißen Umgebungen unwirt­ schaftlich. Der Brennstoffprozessor ist ohne Wasser infolge des Betriebs­ fensters auch schwieriger zu steuern, um eine Kohlenstoffbildung zu ver­ meiden.
Um sicherzustellen, daß der Motor für einen Großteil der Startphasen des Motors mit Wasser versorgt ist, kann Wasserdampf, der ein Nebenprodukt von dem Brennstoffzellenstapel darstellt, durch einen Kondensator ge­ kühlt werden, um flüssiges Wasser rückzugewinnen und dieses in einem Reservoir für zukünftige Motorstartphasen zu speichern. Die Speicherung von Wasser an Bord hat die Gefahr eines Gefrierens zur Folge, was zuge­ hörige Wasserversorgungskomponenten, wie beispielsweise Sensoren, Ventile und Pumpen beschädigen kann. Wenn der verwendete Brennstoff beispielsweise Methanol ist, ist die Gefahr des Gefrierens ohne Belang, da Wasser und Methanol gemischt werden können, um eine nicht gefrierende Mischung zu bilden. Diese Lösung eignet sich jedoch nicht mit Kraftstof­ fen vom Benzintyp, die natürlicherweise keine nicht gefrierende homogene Mischung mit Wasser bilden. Wasser kann mit Benzin als eine homogene Mischung gemischt werden, wenn ein oberflächenaktives Mittel verwendet wird. Unglücklicherweise tragen die meisten oberflächenaktiven Mittel zu einer Erhöhung der Kosten und der Komplexität der Brennstoffinfra­ struktur bei und beeinflussen die Leistungsfähigkeit des Brennstoffpro­ zessors.
Eine alternative Lösung des Problems eines Gefrierens von vorgehaltenem Wasser besteht darin, das Wasser bei Abschalten des Fahrzeugmotors ab­ zugeben, wenn sich die Temperatur der Gefriertemperatur annähert. Der Nachteil ist, daß abgegebenes Wasser die mögliche Gefahr der Bildung von Pfützen aus Eis in Garagen oder anderen Parkmöglichkeiten zur Folge ha­ ben kann.
Eine andere Alternative kann der Gebrauch von Isolierungstechniken sein, um den Wasserspeichertank oberhalb der Gefriertemperatur beizubehal­ ten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Wassermanagementsystem und ein Verfahren zum Betrieb desselben in einem elektrochemischen Motor ge­ richtet. Das Wassermanagementsystem umfaßt einen Kondensator, um Wasser von dem Brennstoffzellenstapelabgas rückzugewinnen, und einen Wassertank, um das rückgewonnene Wasser zu speichern. Das rückge­ wonnene Wasser wird bei einem Start des Motors und während eines normalen Motorbetriebs an den Brennstoffprozessor gepumpt, um den Motorwirkungsgrad zu verbessern. In dem Fall, wenn die Temperatur droht, das Wasser in dem Wassertank zu gefrieren, öffnet sich ein Ventil, um das Wasser an einen Gefriertank abzugeben, in welchem das Wasser sicher gefrieren kann. Eine Entfernung des Wassers von dem Wassertank minimiert die Gefahr des Gefrierens der zugehörigen Wassersystemkom­ ponenten. Ein heißes Abgas oder ein heißer Kühlmittelstrom von dem elektrochemischen Motor kann um den Gefriertank herum geführt wer­ den, um das gefrorene Wasser langsam zu schmelzen. Zusätzlich oder al­ ternativ dazu kann das flüssige Schmelzwasser langsam auf die Straße abgegeben werden, während sich das Fahrzeug in Bewegung befindet.
Dieses Wassermanagementsystem zieht seinen Vorteil aus den beträchtli­ chen Wirkungsgraden, die dadurch erzielt werden, daß Wasser beim Start des Motors für alle Temperaturen, die über der Gefriertemperatur liegen, leicht verfügbar ist. Obwohl der Motor unter der Gefriertemperatur ohne Wasser startet, ist der Kondensator bei derartigen niedrigeren Temperatu­ ren effizient und bildet schnell flüssiges Wasser, um den Brennstoffprozeß zu beliefern.
ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die einen elektrochemi­ schen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Abschnittes des Wassermanagementsystems und des Motors;
Fig. 3 ist eine zweite schematische Darstellung eines Abschnittes des Wassermanagementsystems und des Motors; und
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die eine zweite Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ein elektrochemischer Motor (ECE) dient dazu, Elektrizität in einem Brennstoffzellenstapel zu erzeugen, dem Wasserstoffgas und Sauerstoff zugeführt wird. Wasserstoffgas für den Brennstoffzellenstapel kann an Bord des Fahrzeugs erzeugt werden, und dieses Verfahren ist unter Be­ zugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Ein flüssiger Brennstoff, wie beispielsweise Benzin, Diesel, Methanol, etc. ist an Bord des Fahrzeugs in einem Brennstofftank 12 gespeichert. Der Brennstoff wird an einen Brennstoffprozessor 14 in dem ECE 10 geliefert. Der Brennstoffprozessor 14 kann auch Druckluft von einem Luftkompres­ sor 16 für eine Partialoxidation und Wasser, wenn vorhanden, von einem Wassertank 18 zur Dampfreformierung aufnehmen. Ein Brenner 22 er­ zeugt und liefert Wärme an den Brennstoffprozessor 14, wobei der Brenn­ stoffprozessor den Brennstoff einer Partialoxidation unterzieht (partiell oxidiert) und reformiert, um ein wasserstoffhaltiges Reformat zu erzeugen. Wenn Wasser verfügbar ist, reformiert der Dampf des Brennstoffprozes­ sors 14 einen Anteil des Brennstoffes, um zusätzlichen Wasserstoff zu er­ zeugen. Das Vorhandensein von Wasser verringert auch die Möglichkeit, das Methan und feste Nebenprodukte, wie beispielsweise Ruß und Koh­ lenstoff, erzeugt werden können. Um restliches Kohlenmonoxid in dem Reformat zu verringern, kann der Brennstoffprozessor 14 ferner einen oder mehrere Reaktoren zur Verringerung von Kohlenmonoxid umfassen, in denen das restliche Kohlenmonoxid mit Wasser kombiniert wird, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden. Der Brennstoffprozessor 14 kann fer­ ner einen Kohlenmonoxidreinigungsreaktor umfassen, in welchem das restliche Kohlenmonoxid unter Verwendung von Luft von dem Luftkom­ pressor 16 oxidiert wird. Das Reformat kann auch durch eine Kühlein­ richtung geführt werden, wenn eine Kühlung erforderlich ist, bevor das Reformat an einen Brennstoffzellenstapel 24 geliefert wird.
Um Elektrizität in dem Brennstoffzellenstapel 24 zu erzeugen, wird das wasserstoffhaltige Reformat unter Druck an den Stapel geliefert. Der Brennstoffzellenstapel 24 umfaßt eine Serie einzelner bipolarer Brenn­ stoffzellenplatten 26, wie in der Technik bekannt ist. Das wasserstoffhalti­ ge Gas wird durch eine Anode, nicht gezeigt, zugeführt, um positiv gelade­ ne Wasserstoffionen zu erzeugen. Gleichzeitig sieht der Luftkompressor 16 und eine optionale Kathodenbefeuchtungseinrichtung 28 eine Versorgung für befeuchtetes Oxidationsmittel an eine Kathode, nicht gezeigt, der Brennstoffzellenplatten 26 vor. Die Kathode ist von der Anode durch einen Elektrolyten getrennt. Wenn eine Befeuchtungseinrichtung 28 verwendet wird, kann diese Wasser von dem Wassertank 18 aufnehmen. In dem Brennstoffzellenstapel 24 wird Elektrizität durch elektrochemisches Ver­ arbeiten des Wasserstoffes und Sauerstoffes auf eine in der Technik be­ kannte Art und Weise erzeugt. Die erzeugte Elektrizität kann ein Antriebs­ system und Zubehörfahrzeugvorrichtungen antreiben.
Der Brennstoffzellenstapel 24 erzeugt Wärme und Abgase als Nebenpro­ dukte. Um die Wärme zu verwalten, umfaßt der ECE 10 einen Haupt­ kühlmittelkreis 29, um Motorkühlmittel mit niedriger Temperatur durch den Brennstoffzellenstapel 24 zu zirkulieren, das Abwärme aus dem Sta­ pel austrägt. Das erwärmte Kühlmittel wird durch einen Wärmetauscher 30, der in der Technik gut bekannt ist, gekühlt.
Abhängig von dem anfänglichen flüssigen Brennstoff kann der Brennstoff­ zellenstapel 24 Methan, nicht verbrauchten Wasserstoff, Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser von der Anode und nicht verbrauchten Sauerstoff, Stickstoff und Wasser von der Kathode austragen. Die Abgasströme wer­ den durch den Brenner 22 geführt, um die Doppelfunktion des Ver­ brauchs unerwünschter Abgaskomponenten und der Erzeugung von Wärme für den Brennstoffprozessor 14 vorzusehen. Der feuchte Abgas­ strom, der aus dem Brenner 22 strömt, kann Sauerstoff, Stickstoff, Koh­ lendioxid und Wasser enthalten und wird durch einen Kondensator 32 geführt, um flüssiges Wasser wiederzugewinnen, und wird schließlich von dem Fahrzeug ausgetragen. Alternativ dazu kann der Abgasstrom von dem Brennstoffzellenstapel 24 zuerst durch den Kondensator 32 und dann an den Brenner 22 geführt werden, bevor er das Fahrzeug verläßt.
Das ECE 10 umfaßt ferner ein Wassermanagementsystem 20, das den Kondensator 32 zur Rückgewinnung von Wasser von dem feuchten Motor­ abgas, den Wassertank 18 zur Speicherung des rückgewonnenen Wassers und eine Wasserpumpe 34 zum Pumpen von Wasser von dem Tank 18 an den Brennstoffprozessor 14 umfaßt. Das rückgewonnene Wasser wird bei einem Start des ECE und während eines normalen ECE-Betriebes an den Brennstoffprozessor 14 gepumpt, um den Motorwirkungsgrad zu verbes­ sern, da eine Verarbeitung des Brennstoffes mit Wasser mehr Wasserstoff freigibt, als eine Verarbeitung des Brennstoffes mit ausschließlich Luft. Ferner kann abhängig von der Konfiguration des Brennstoffzellenstapels 24 Wasser auch dazu verwendet werden, den Eingang zu der Anode und/oder der Kathode zu befeuchten.
Es kann ein Mittel vorgesehen sein, das versucht, den Wassertank 18 über der Gefriertemperatur zu halten, um die Gefahr einer potentiellen Beschädigung der Wasserpumpe 34 zu minimieren. Ein Mittel besteht darin, eine Isolierung 40 um den Wassertank 18 herum vorzusehen. Ein zweites Mittel ist, ein kleines Widerstandselement 42 durch die Wände des Wassertanks 18 oder in dem Wasser selbst zu betreiben, wobei der kleine Strom von einer Batterie abgezogen werden kann, sogar, wenn der ECE 10 nicht arbeitet.
Zusätzlich sieht, wenn das Mittel zur Beibehaltung des Wassertanks über der Gefriertemperatur nicht mehr ausreicht, wie beispielsweise in dem Fall sehr kalter Temperaturen oder einer vollständig entladenen Batterie, das Wassermanagement 20 die Fähigkeit vor, das gespeicherte Wasser aus dem Wassertank 18 in einen Reservetank zu entleeren, der als ein Ge­ friertank 44 bezeichnet ist. Der Gefriertank 44 und ein Ablaufventil 46 ar­ beiten als ein Fail-Safe-System (ausfallsicheres System), um ein Gefrieren der Wasserpumpe 34 zu verhindern. Das Ablaufventil 46 öffnet sich in dem Falle, um Wasser von dem Wassertank 18 durch eine Ablaufleitung 48 in den Gefriertank 44 abzugeben, wenn die Temperatur droht, das Wasser in dem Wassertank zu gefrieren. In der Ablaufleitung 48 kann zwi­ schen dem Ablaufventil 46 und dem Gefriertank 44 ein Rückschlagventil 50 angeordnet sein. Das Wasser kann von dem Wassertank 18 durch Schwerkraft oder beispielsweise durch Herauspumpen entleert werden. Eine Entfernung des Wasser von dem Wassertank 18 minimiert die Gefahr des Gefrierens der zugehörigen Wasserpumpe 34. Der Gefriertank 44 ist derart bemessen, um das gesamte Wasser aufnehmen zu können, das möglicherweise in dem Wassertank 18 gehalten wird, ohne daß dieser überläuft oder platzt, wenn es gefriert.
Es besteht die Gefahr, daß sich Eis an dem Ablaufventil 46 bilden kann, bevor der Wassertank 18 vollständig abgelassen ist. Diese potentielle Ge­ fahr kann durch Isolierung der Ablaufleitung 48 und des Ventils 46 oder dadurch verringert werden, daß ein niedriger Strom durch den Ventilkör­ per geleitet wird, um diesen oberhalb des Gefrierpunktes zu halten.
Es kann ein Auftaumittel zur Umwandlung des Eises, das in dem Ge­ friertank 44 gehalten wird, in Flüssigkeit oder Dampf vorgesehen sein. Ein derartiges Auftaumittel ist eine Abgasleitung 55, die Motorabgas führt und benachbart des Gefriertanks oder durch den Gefriertank 44 geführt ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn ein offener Gefriertank 44 verwendet wird, kann der Motorabgasstrom direkt über den offenen Gefriertank geführt werden, um das Eis langsam zu schmelzen und dieses in den Abgasstrom zu verdampfen, bevor es das Fahrzeug verläßt. Ein zweites Auftaumittel, das in Fig. 3 gezeigt ist, betrifft die Führung von erwärmtem Motorkühl­ mittel durch eine Kühlmittelleitung 56, die durch oder benachbart des Gefriertankes 44 vorgesehen ist. Die Kühlmittelleitung 56 zweigt von dem Hauptkühlmittelkreis 29 ab, wobei ein Kühlmittelverteilungsventil 57 zwi­ schen dem Brennstoffzellenstapel 24 und dem Wärmetauscher 30 ange­ ordnet sein kann. Das Kühlmittelverteilungsventil 57 steuert, wenn Kühlmittel an den Gefriertank 44 strömt, wie beispielsweise, wenn sich eine Eisansammlung in dem Tank befindet.
Zusätzlich kann der Gefriertank 44 ein Entleerventil 54 umfassen, wie beispielsweise ein Magnetventil, das in einer Ventilöffnung 52 in dem Ge­ friertank 44 vorgesehen ist, so daß flüssiges Schmelzwasser, das in dem Gefriertank gehalten wird, langsam auf den Boden abgegeben werden kann, wenn das Entleerventil offen ist. Das Entleerventil 54 kann so ge­ steuert werden, daß es nur öffnet, wenn der ECE 10 arbeitet und sich das Fahrzeug bewegt. Dies vermeidet die Gefahr eines Austrags einer wesentli­ chen Menge von Wasser auf einen Garagenboden oder eine andere Fläche.
Es wird nun ein Verfahren zum Betrieb des Wassermanagementsystems 20 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Hauptziel besteht darin, Wasser in dem Wassermanagementsystem 20 für einen effizienten Start und einen effizienten Betrieb des ECE 10 leicht verfügbar zu halten, ohne daß dieses gefrieren kann. Das Ablaufventil 46 kann zum Öffnen über Temperatur aktiviert sein, wobei, wenn ein überwachter Temperatursen­ sor, der nicht gezeigt ist, unter eine kritische Temperatur abfällt, das Ab­ laufventil geöffnet wird. Die überwachte Temperatur kann die äußere Lufttemperatur, wenn die kritische Temperatur unter 0°C liegt, oder die Temperatur in dem Wassertank 18 sein, wenn die kritische Temperatur geringfügig über 0°C liegt. Das Ablaufventil 46 gibt Wasser von dem ge­ ringfügig unter Druck stehenden Wassertank 18 über die Ablaufleitung 48 an den Gefriertank 44 ab. Das Ablaufventil 46 kann durch verschiedene Mittel geschlossen sein. Beispielsweise kann das Ablaufventil 46 schlie­ ßen, sobald ein Wasserniveausensor angibt, daß der Wassertank 18 leer ist, oder sobald der Druck in dem Wassertank abfällt und sich bei atmo­ sphärischem Druck stabilisiert. Es ist wichtig, daß das Ablaufventil 46 so­ gar dann betreibbar ist, wenn der ECE 10 abgeschaltet ist. Dies ermög­ licht, daß ein Ablauf des Wassertanks 18 sogar dann erfolgen kann, wenn das Fahrzeug für mehrere Tage außer Betrieb steht.
Fig. 4 zeigt einen ECE 58 mit einem integrierten Wassertank 60, der die zusätzliche Funktionalität einer Rückführung und Rückzirkulation vorher gefrorenen Wassers zurück in den ECE vorsieht. Gleiche Komponenten wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In diesem Fall umfaßt das Wassermanagementsystem 20 den Kondensator 32 zur Rück­ gewinnung von Wasser von dem feuchten Motorabgas, einen integrierten Wassertank 60 zur Speicherung des rückgewonnenen Wassers und eine Wasserpumpe 68 zum Pumpen des Wassers von dem Wassertank an den Brennstoffprozessor 14. Der integrierte Wassertank 60 weist eine obere Reservoirschale 62 zur Aufnahme und zur Speicherung kondensierten Wassers von dem Abgas des Brennstoffzellenstapels auf. Die obere Schale 62 kann einen Ablauf an den Boden 63 des integrierten Wassertanks 60, der ein unteres Gefrierreservoir definiert, über ein Ablaufventil 66 umfas­ sen. Die Wasserpumpe 68 steht in Fluidverbindung mit der oberen Schale 62 durch eine erste Wasserleitung 70 und mit dem unteren Gefrierreser­ voir 64 durch eine zweite Wasserleitung 72. Die zweite Wasserleitung 72 kann ein Steuerventil 74 umfassen, um eine Strömung von dem unteren Gefrierreservoir 64 zu der Wasserpumpe 68 zu steuern.
Es können ähnliche Mittel zum Auftauen des Eises, das in dem unteren Gefrierreservoir 64 gehalten wird, verwendet werden, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist. Beispielsweise kann eine Ab­ gasleitung, die Motorabgas trägt, an dem integrierten Wassertank 60 vor­ bei oder durch diesen hindurch geführt sein, eine Kühlmittelleitung, die durch den Brennstoffzellenstapel erwärmtes Kühlmittel führt, kann an dem Tank vorbei oder durch diesen hindurch geführt sein oder ein kleines Widerstandselement kann dazu verwendet werden, das untere Gefrierre­ servoir 64 zu erwärmen.
Während des ECE-Betriebes wird Wasser, das von dem Abgas rückgewon­ nen wird, in der oberen Schale 62 des integrierten Wassertanks 60 ge­ sammelt. Das Ablaufventil 66 kann zur Öffnung über Temperatur aktiviert sein, wobei, wenn der überwachte Temperatursensor unter seine kritische Temperatur abfällt, das Ablaufventil geöffnet wird, wie bei der vorherigen Ausführungsform beschrieben worden ist. Das Ablaufventil 66 gibt Wasser von der oberen Schale 62 an den Boden 63 des integrierten Wassertankes 60 ab, damit es sich in dem unteren Gefrierreservoir 64 sammeln und dort gefrieren kann. Das Ablaufventil 66 wird geschlossen, wenn das gesamte Wasser abgeflossen ist. Bei einem Start und Betrieb des ECE kann die Wasserpumpe 68 sowohl die ersten als auch zweiten Wasserleitungen 70, 72 abziehen, um Wasser zu liefern. Alternativ dazu ist vorgegeben, daß die Wasserpumpe 68 Wasser von der oberen Schale 62 durch die erste Was­ serleitung 70 abzieht. Wenn das Steuerventil 74 offen ist, dann zieht die Wasserpumpe 68 Wasser von dem unteren Gefrierreservoir 64 durch die zweite Wasserleitung 72. Das Steuerventil 74 wird geöffnet, wenn Eis, das in dem unteren Gefrierreservoir 64 gehalten ist, geschmolzen ist, wie bei­ spielsweise durch einen Temperatursensor angegeben wird. Diese inte­ grierte Wassertankkonfiguration ermöglicht, daß Wasser, das von der obe­ ren Schale 62 bei Gefriergefahr abgezogen wird, später durch den Brenn­ stoffprozessor 14 zurückgeführt werden kann.
Das Wassermanagementsystem der vorliegenden Erfindung sieht ein Mit­ tel zur Wiedergewinnung von Wasser vor, das in dem elektrochemischen Prozeß ausgetragen wird und das an den Brennstoffprozessor zurückge­ führt werden kann, um den Wirkungsgrad zu verbessern. Um sicherzu­ stellen, daß die Pumpe und die Ventile des Wassersystems durch gefrie­ rendes gespeichertes Wasser nicht beschädigt werden, sieht das Wasser­ managementsystem ein Mittel zur Entleerung des Wasserspeichertankes in ein zweites Reservoir vor, in welchem das Wasser sicher gefrieren kann. Gefrorenes Wasser in diesem zweiten Reservoir kann durch Abwärme von dem elektrochemischen Prozeß geschmolzen und das flüssige Wasser an den Brennstoffprozessor zurückgeführt werden.
Zusammengefaßt umfaßt ein elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug einen Brennstoffprozessor, der dazu dient, flüssigen Brennstoff in Wasser­ stoffgasreformat zu verarbeiten, einen Brenner, um Wärme für den Brenn­ stoffprozessor zu erzeugen, und einen Brennstoffzellenstapel, um Elektri­ zität von dem Wasserstoffgasreformat zu bilden und Wasserdampfneben­ produkt zu erzeugen. Ein Wassermanagementsystem des Motors umfaßt einen Kondensator, um flüssiges Wasser von dem Wasserdampfnebenpro­ dukt rückzugewinnen, und einen Wassertank zur Speicherung des rück­ gewonnenen Wassers. Eine Wasserpumpe zirkuliert Wasser von dem Was­ sertank an den Brennstoffprozessor. Ein Ablaufventil dient dazu, sich zur Abgabe von Wasser von dem Wassertank an einen Gefriertank zu öffnen, um ein Gefrieren des Wassers in dem Wassertank zu vermeiden.

Claims (13)

1. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug mit:
einem Brennstoffprozessor, der dazu dient, einen flüssigen Brennstoff in ein Wasserstoffgasreformat zu verarbeiten, einem Brennstoffzellen­ stapel, um Elektrizität von dem Wasserstoffgasreformat zu bilden und ein Wasserdampfnebenprodukt zu erzeugen, und einem Wasserma­ nagementsystem, das einen Kondensator, um flüssiges Wasser von dem Wasserdampfnebenprodukt rückzugewinnen, einen Wassertank zur Speicherung des rückgewonnenen Wassers, eine Wasserpumpe, um Wasser von dem Wassertank an den Brennstoffprozessor zu zir­ kulieren, einen Gefriertank und ein Ablaufventil umfaßt, das dazu dient, sich zur Abgabe von Wasser von dem Wassertank an den Ge­ friertank zu öffnen, um ein Gefrieren des Wassers in dem Wassertank zu vermeiden.
2. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner mit einer Abgasleitung, die Abgas führt und so angeordnet ist, daß dieses durch oder um den Gefriertank herum strömt, um Eis darin zu schmelzen.
3. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner mit einer Kühlmittelleitung, die ein durch den Brennstoffzellenstapel erwärmtes Kühlmittel führt und so angeordnet ist, daß dieses durch oder um den Gefriertank herum strömt, um Eis darin zu schmelzen.
4. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Gefriertank ferner ein Entleerventil umfaßt, das dazu dient, sich zu öffnen, um geschmolzenes Eis von dem Gefriertank abzugeben.
5. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei sich das Entleerventil nur öffnet, wenn der Motor arbeitet und das Fahrzeug in Bewegung ist.
6. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner mit einem Mittel zur Beibehaltung des Wassertanks oberhalb einer Gefriertemperatur.
7. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Mittel zur Beibehaltung des Wassertanks oberhalb der Gefrier­ temperatur eine Isolierung um den Wassertank herum umfaßt.
8. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei das Mittel zur Beibehaltung des Wassertanks oberhalb der Gefrier­ temperatur ferner ein Widerstandselement um den Wassertank her­ um umfaßt.
9. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug mit:
einem Brennstoffprozessor, der dazu dient, flüssigen Brennstoff in Wasserstoffgasreformat zu verarbeiten, einem Brennstoffzellenstapel, um Elektrizität von dem Wasserstoffgasreformat zu bilden und ein Wasserdampfnebenprodukt zu erzeugen, und einem Wassermanage­ mentsystem, das einen Kondensator, um flüssiges Wasser von dem Wasserdampfnebenprodukt rückzugewinnen, und einen integrierten Wassertank umfaßt, der umfaßt: eine obere Schale zur Aufnahme und Speicherung von kondensiertem Wasser von dem Kondensator, ein unteres Gefrierreservoir, das durch den Boden des integrierten Wassertanks definiert ist, ein Ablaufventil, das dazu dient, Wasser von der oberen Schale an das untere Gefrierreservoir abzugeben, um ein Gefrieren von Wasser in der oberen Schale zu vermeiden, und ei­ ne Wasserpumpe in Fluidverbindung mit der oberen Schale durch ei­ ne erste Wasserleitung und mit dem unteren Gefrierreservoir durch eine zweite Wasserleitung, um Wasser an den Brennstoffprozessor zu zirkulieren.
10. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die zweite Wasserleitung ein Steuerventil umfaßt, das dazu dient, daß die Wasserpumpe geschmolzenes Eis von dem unteren Gefrierreser­ voir abziehen kann.
11. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 9, ferner mit einer Abgasleitung, die Abgas führt und so angeordnet ist, daß dieses durch oder um den integrierten Wassertank herum strömen kann, um Eis darin zu schmelzen.
12. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 9, ferner mit einem Hauptkühlmittelkreis, um Motorkühlmittel durch den Brennstoffzellenstapel und einen Wärmetauscher zu zirkulieren, und einer Kühlmittelleitung, die über den Motor erwärmtes Kühlmittel von dem Hauptkühlmittelkreis führt und so angeordnet ist, damit dieses durch oder um den integrierten Wassertank herum strömen kann, um Eis darin zu schmelzen.
13. Elektrochemischer Motor für ein Fahrzeug nach Anspruch 12, ferner mit einem Kühlmittelverteilungsventil in dem Hauptkühlmittelkreis, das dazu dient, über den Motor erwärmtes Kühlmittel an die Kühl­ mittelleitung zu führen.
DE10130036A 2000-08-03 2001-06-21 Wassermanagementsystem für einen elektrochemischen Motor Ceased DE10130036A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/632,184 US6432568B1 (en) 2000-08-03 2000-08-03 Water management system for electrochemical engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10130036A1 true DE10130036A1 (de) 2002-02-28

Family

ID=24534433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10130036A Ceased DE10130036A1 (de) 2000-08-03 2001-06-21 Wassermanagementsystem für einen elektrochemischen Motor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6432568B1 (de)
JP (1) JP2002158024A (de)
CA (1) CA2349965A1 (de)
DE (1) DE10130036A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503444A1 (de) * 2002-07-30 2005-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brennstoffzellenerzeugungsvorrichtung
WO2010063442A1 (de) * 2008-12-04 2010-06-10 Daimler Ag Flüssigkeitsabscheider für ein brennstoffzellensystem
WO2020188256A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Intelligent Energy Limited Catalytic heaters for evaporatively cooled fuel cell systems
WO2021228915A3 (de) * 2020-05-15 2021-12-23 Cellcentric Gmbh & Co. Kg Brennstoffzellensystem

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100391037C (zh) * 2001-01-12 2008-05-28 三洋电机株式会社 质子交换膜燃料电池发电装置
US6706430B2 (en) * 2001-05-03 2004-03-16 General Motors Corporation Electronic by-pass of fuel cell cathode gas to combustor
US6571897B2 (en) * 2001-08-13 2003-06-03 Ballard Power Systems Ag Vehicle with a fuel cell system and method for operating the same
JP3932185B2 (ja) * 2001-09-26 2007-06-20 本田技研工業株式会社 燃料電池搭載型電気自動車および燃料電池システムボックス
US20030165722A1 (en) * 2002-01-25 2003-09-04 Ramesh Varadaraj Microemulsion compositions for fuel cell reformer start-up
US20030211373A1 (en) * 2002-03-26 2003-11-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cell system
JP3951861B2 (ja) * 2002-08-27 2007-08-01 日産自動車株式会社 燃料電池装置
JP3711970B2 (ja) * 2002-09-06 2005-11-02 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US6853095B2 (en) * 2002-10-04 2005-02-08 Calsonic Kansei Corporation Pure water tank for fuel battery power generating system
JP4151375B2 (ja) * 2002-10-16 2008-09-17 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US20040197622A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-07 Texaco Inc. Method and apparatus for separating liquid from a gas stream
US7318970B2 (en) * 2003-04-04 2008-01-15 Texaco Inc. Architectural hierarchy of control for a fuel processor
JP4061589B2 (ja) 2003-06-24 2008-03-19 日産自動車株式会社 燃料電池システム搭載車両
US7563526B2 (en) * 2003-08-11 2009-07-21 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell system and method for removal of water from fuel cells
DE10346859A1 (de) * 2003-10-09 2005-05-04 Bosch Gmbh Robert Fahrzeug mit einer Verbrennungseinrichtung und einer Brennstoffzellenanlage
US7229711B2 (en) * 2003-12-12 2007-06-12 Utc Power Corporation Managing water and auxiliary power in fuel cell power plant below freezing temperatures
TWI276654B (en) * 2004-02-18 2007-03-21 Ind Tech Res Inst Proton exchange membrane (PEM) with different molecular permeation rates
US7036466B2 (en) * 2004-03-10 2006-05-02 General Motors Corporation Thermal management system and method for vehicle electrochemical engine
FR2868606B1 (fr) * 2004-03-31 2006-06-02 Renault Sas Dispositif et procede de refroidissement d'un module de puissance d'une pile a combustible
FR2868608B1 (fr) * 2004-03-31 2006-07-07 Renault Sas Dispositif et procede de refroidissement d'un module de puissance d'une pile a combustible
FR2868607B1 (fr) * 2004-03-31 2006-07-07 Renault Sas Dispositif et procede de refroidissement d'un ensemble de generation d'electricite comprenant une pile a combustible
JP4246768B2 (ja) * 2004-05-19 2009-04-02 パナソニック株式会社 燃料電池システム
US7181329B2 (en) * 2004-12-14 2007-02-20 General Electric Company High temperature protection of fuel cell system combustor and other components via water or water vapor injection
US7184875B2 (en) * 2004-12-14 2007-02-27 General Electric Company High temperature protection of hybrid fuel cell system combustor and other components VIA water or water vapor injection
US7410619B2 (en) * 2004-12-29 2008-08-12 Utc Power Corporation Catalytic combustors keeping contained medium warm in response to hydrostatic valve
JP4520898B2 (ja) 2005-04-26 2010-08-11 本田技研工業株式会社 燃料電池自動車および燃料電池自動車の水排出方法
US20100167133A1 (en) * 2005-06-20 2010-07-01 Kyocera Corporation Solid oxide fuel cell system
JP2007122888A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Atsuhiro Yoshizaki 燃料電池システム
US20070144460A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Bleil Julika Hybrid system of fuel cell and combustion engine
KR100821037B1 (ko) * 2006-11-03 2008-04-08 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 개질기 및 이를 채용한 연료전지
HK1109993A2 (en) * 2007-05-03 2008-06-27 Evolution Hydropower Technolog Fuel-saving accelerator for inner combustion engine
JP4710901B2 (ja) * 2007-12-27 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102008030567A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennstoffzellenaggregat mit einer Speichereinrichtung zum Speichern und zum Bereitstellen von flüssigem Wasserkühlmittel
US20110233067A1 (en) * 2009-09-25 2011-09-29 Conyers Technology Group, Llc Electrochemical processing of fluids
FR2959354B1 (fr) * 2010-04-23 2012-07-13 Inst Francais Du Petrole Procede de cogeneration d'energie mecanique-electrique et de chaleur
US9401518B1 (en) * 2010-11-24 2016-07-26 Lockheed Martin Corporation Integrated water separator and reactant humidifier for fuel cells
JP5320414B2 (ja) * 2011-01-21 2013-10-23 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
KR101481233B1 (ko) * 2012-12-07 2015-01-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 급기장치
US20140255814A1 (en) 2013-03-11 2014-09-11 Ford Global Technologies, Llc Fuel Cell Purge Line System
US10256485B2 (en) 2013-03-11 2019-04-09 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell purge line system
CN106662387B (zh) * 2014-08-22 2019-12-06 真实制造有限公司 排空制冰机的集水槽以防止有害生物材料的生长
US11491894B2 (en) * 2018-05-18 2022-11-08 Anderson Industries, Llc Vehicle power plant to conserve water
CN110552822B (zh) * 2019-08-29 2021-08-13 武汉理工大学 用于天然气发动机废气-燃料重整气的冷凝器及控制方法
JP7255542B2 (ja) 2020-04-07 2023-04-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US11374241B2 (en) * 2020-07-27 2022-06-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fuel cell vehicle with a water system
CN114435115B (zh) * 2020-11-06 2024-03-08 上海汽车集团股份有限公司 一种混合动力汽车及其热管理系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4037024A (en) * 1973-02-09 1977-07-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fuel cell product-water management system
US4769297A (en) * 1987-11-16 1988-09-06 International Fuel Cells Corporation Solid polymer electrolyte fuel cell stack water management system
JP3638970B2 (ja) * 1994-09-16 2005-04-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用メタノール改質器の改質原料液供給装置
JP3519828B2 (ja) * 1995-08-30 2004-04-19 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP3416512B2 (ja) * 1998-03-20 2003-06-16 三洋電機株式会社 燃料電池装置
US6015634A (en) * 1998-05-19 2000-01-18 International Fuel Cells System and method of water management in the operation of a fuel cell
JPH11339831A (ja) * 1998-05-31 1999-12-10 Aisin Seiki Co Ltd 車両搭載用燃料電池システム
JP4401457B2 (ja) * 1998-11-05 2010-01-20 パナソニック株式会社 電気自動車用発電システム
JP3931462B2 (ja) * 1999-01-18 2007-06-13 富士電機ホールディングス株式会社 固体高分子電解質型燃料電池発電装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503444A1 (de) * 2002-07-30 2005-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brennstoffzellenerzeugungsvorrichtung
EP1503444A4 (de) * 2002-07-30 2007-09-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Brennstoffzellenerzeugungsvorrichtung
US7981555B2 (en) 2002-07-30 2011-07-19 Panasonic Corporation Method of operating a fuel cell system
WO2010063442A1 (de) * 2008-12-04 2010-06-10 Daimler Ag Flüssigkeitsabscheider für ein brennstoffzellensystem
WO2020188256A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Intelligent Energy Limited Catalytic heaters for evaporatively cooled fuel cell systems
WO2021228915A3 (de) * 2020-05-15 2021-12-23 Cellcentric Gmbh & Co. Kg Brennstoffzellensystem

Also Published As

Publication number Publication date
CA2349965A1 (en) 2002-02-03
US6432568B1 (en) 2002-08-13
JP2002158024A (ja) 2002-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10130036A1 (de) Wassermanagementsystem für einen elektrochemischen Motor
DE102004016375B4 (de) Brennstoffzellensystem mit Kühlkanälen sowie Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems mit Kühlkanälen
DE10297174B4 (de) Energiemanagementsystem und -verfahren zur Steuerung der Temperatur eines Brennstoffzellensystems für ein Fahrzeug
DE102005010891A1 (de) Wärmemanagementsystem und -verfahren für einen elektrochemischen Fahrzeugmotor
DE102019129304A1 (de) Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug
DE112013004227T5 (de) Wärmemanagementsystem für Fahrzeug
DE10296852T5 (de) Frosttolerante Brennstoffzellen-Stromerzeugungsanlage
DE102016110932A1 (de) Brennstoffzellensystem
WO2001022512A2 (de) Brennstoffzellenanlage und zugehöriges betriebsverfahren
DE10010006A1 (de) Brennstoffzellensystem
DE102009043569A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems
DE19982376B4 (de) Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellensystem
DE112013002725T5 (de) Brennstoffzellensystem
WO2022171402A1 (de) Verdunstungskühlung für ein kraftfahrzeug mit brennstoffzellenantrieb
DE102010019187A1 (de) Batterie und Verfahren zum Temperaturmanagement
DE102007052830A1 (de) Langsame Spülung zur verbesserten Wasserentfernung, Gefrierbeständigkeit, zum verbesserten Spülenergiewirkungsgrad und zur verbesserten Spannungsdegradation aufgrund von Abschalt/Start-Wechseln
DE102007006963A1 (de) Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug
DE112009000366T5 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Regelung eines Brennstoffzellensystems
DE102014000571A1 (de) Brennstoffzellensystem
DE10150386B4 (de) Verfahren zum Abschalten eines Brennstoffzellensystems und dessen Verwendung in einem Kraftfahrzeug
DE112004001626T5 (de) Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems unter Frostbedingungen
DE2631359C2 (de)
DE102011113020A1 (de) Abscheidevorrichtung für ein Brennstoffzellensystem, Brennstoffzellensystem mit der Abscheidevorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb der Abscheidevorrichtung
WO2002075131A1 (de) System aus verbrennungsmotor und brennstoffzelle
DE19701160A1 (de) Verfahren zur Energiegewinnung aus dem Abgas eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection