DE10158581B4 - Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels und Brennstoffzellenanordnung - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels, wobei
dem Brennstoffzellenstapel ein Reaktantenstrom zugeführt wird und der Brennstoffzellenstapel veranlaßt wird, Energie für einen Verbraucher zu erzeugen;
eine Schaltung während der Reaktantenstromzufuhr von dem Brennstoffzellenstapel gespeist wird und die Schaltung zur Ausführung einer mit dem Betrieb des Brennstoffzellenstapels verbundenen Funktion verwendet wird;
der Reaktantenstrom zu dem Brennstoffzellenstapel unterbrochen wird;
der Brennstoffzellenstapel nach dem Unterbrechen des Reaktantenstroms von dem Verbraucher entkoppelt wird; und
die Schaltung weiter betrieben wird, während der Brennstoffzellenstapel von dem Verbraucher entkoppelt ist, um einen Teil des in dem Brennstoffzellenstapel zurückbleibenden Reaktanten zu verbrauchen.
dem Brennstoffzellenstapel ein Reaktantenstrom zugeführt wird und der Brennstoffzellenstapel veranlaßt wird, Energie für einen Verbraucher zu erzeugen;
eine Schaltung während der Reaktantenstromzufuhr von dem Brennstoffzellenstapel gespeist wird und die Schaltung zur Ausführung einer mit dem Betrieb des Brennstoffzellenstapels verbundenen Funktion verwendet wird;
der Reaktantenstrom zu dem Brennstoffzellenstapel unterbrochen wird;
der Brennstoffzellenstapel nach dem Unterbrechen des Reaktantenstroms von dem Verbraucher entkoppelt wird; und
die Schaltung weiter betrieben wird, während der Brennstoffzellenstapel von dem Verbraucher entkoppelt ist, um einen Teil des in dem Brennstoffzellenstapel zurückbleibenden Reaktanten zu verbrauchen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels sowie eine Brennstoffzellenanordnung.
- Eine Brennstoffzelle ist ein elektrochemisches Bauelement, das durch eine Reaktion erzeugte chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandelt. Beispielsweise umfaßt eine Art von Brennstoffzellen eine Protonenaustauschmembran (PEM; Proton Exchange Membrane), die häufig Polymerelektrolytmembran genannt wird und die nur Protonen das Wandern zwischen einer Anode und einer Kathode der Brennstoffzelle gestattet. An der Anode wird zweiatomiger Wasserstoff (ein Brennstoff) oxidiert und erzeugt dabei Wasserstoffprotonen, welche durch die PEM hindurchtreten. Die durch diese Oxidation erzeugten Elektronen fließen durch eine Schaltung, die sich außerhalb der Brennstoffzelle befindet, wobei sie einen elektrischen Strom bilden. An der Kathode wird Sauerstoff reduziert, wobei er mit den Wasserstoffprotonen reagiert und wobei Wasser gebildet wird. Die anodischen und kathodischen Reaktionen werden durch die folgenden Gleichungen beschrieben:
H2 → 2H+ + 2e– an der Anode der Zelle, und
O2 + 4H+ + 4e– → 2H2O an der Kathode der Zelle. - Eine typische Brennstoffzelle weist eine Anschlußspan nung von ungefähr 1 Volt Gleichspannung auf. Zur Erzeugung erheblich höherer Spannungen können mehrere Brennstoffzellen zusammengesetzt werden, wobei sie eine Brennstoffzellenstapel genannte Anordnung bilden, bei der die Brennstoffzellen miteinander elektrisch in Reihe geschaltet sind, um eine höhere Gleichspannung (beispielsweise eine Gleichspannung von ungefähr 100 Volt) und eine größere Energiemenge bereitzustellen.
- Der Brennstoffzellenstapel kann Flußplatten (beispielsweise Graphitverbund- oder Metallplatten) umfassen, die auf einander gestapelt sind und die jeweils mehr als einer Brennstoffzelle des Stapels zugeordnet. sein können. Die Platten können verschiedene Fließkanäle und Öffnungen aufweisen, um beispielsweise die Reaktanten und Reaktionsprodukte durch den Brennstoffzellenstapel zu leiten. Mehrere (jeweils einer bestimmten Brennstoffzelle zugeordnete) PEMs können zwischen den Anoden und Kathoden der verschiedenen Brennstoffzellen im Stapel verteilt sein. Elektrisch leitfähige Gasdiffusionsschichten (GDLs; Gas Diffusion Layers) können auf beiden Seiten jeder PEM angeordnet sein und die Anoden und die Kathoden jeder Brennstoffzelle bilden. Auf diese Weise können Reaktantengase von beiden Seiten der PEM die Fließkanäle verlassen und durch die GDLs diffundieren, um die PEM zu erreichen. Die PEM und ihr angrenzendes Elektrodenpaar werden oft zu einer Membran-Elektroden-Einheit (EMA; Membrane Electrode Assembly) genannten Anordnung zusammengefaßt.
- Ein Brennstoffzellensystem kann automatisch oder manuell abgeschaltet werden, um das System zu reparieren oder um Routine-Wartungsarbeiten an dem System auszuführen. Ein derartiges Abschalten kann jedoch aufgrund des nach dem Abschalten in dem Brennstoffzellenstapel zurückbleibenden Restbrennstoffs problematisch sein. Tatsächlich handelt es sich bei dem Restbrennstoff beispielsweise um potentielle Energie. Diese kann dazu führen, daß ein Techniker bei dem Versuch, das System zu warten, einen elektrischen Schlag bekommen kann. Ein weiteres Beispiel für mögliche von dem Restbrennstoff verursachte Probleme ist, daß der Restbrennstoff nicht den erforderlichen stöchiometrischen Verhältnissen entspricht und somit dazu führen kann, daß an einigen der Zellen des Brennstoffzellenstapels negative Spannungen anliegen und diese in einen instabilen und möglicherweise unsicheren Zustand übergehen, in welchem diese Zellen Wasserstoff auf der falschen Seite der Zellen erzeugen können.
- Aus der WO 99/44251 A1 ist ein Brennstoffzellengenerator bekannt, der Mittel zum Umsatz von Restmengen der Brenn stoffe nach Abschalten des Generators aufweist. Die Mittel weisen Steuereinrichtungen auf, die eine Aktivierung beim Abschalten des Generators und eine Deaktivierung der Mittel nach Verbrauch des wesentlichen Teils Restmengen vornehmen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wenigstens einen der oben genannten Nachteile der zurückbleibenden Brennstoffe zu vermeiden und einen sicheren und wartungsarmen Betrieb mit einem einfachen Aufbau des Brennstoffzellensystems zu ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und durch eine Brennstoffzellenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
- Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel enthält eine Anordnung ein Brennstoffzellensubsystem, eine erste Schaltung und eine zweite Schaltung. Das Brennstoffzellensubsystem erzeugt in Abhängigkeit von der Aufnahme eines Reaktantenstroms Energie für einen Verbraucher bzw. eine Last. Die erste Schaltung ist mit dem Brennstoffzellensubsystem gekoppelt, um den Strom zum Brennstoffzellenstapel zu unterbrechen und den Brennstoffzellenstapel nach der Unterbrechung des Stroms von dem Verbraucher zu trennen. Die zweite Schaltung überwacht eine Kenngröße des Brennstoffzellensubsystems und empfängt Energie von dem Stapel, um einen Teil des Reaktanten zu verbrauchen, welcher in dem Stapel zurückbleibt, wenn der Strom unterbrochen wird.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung; -
2 ein Ablaufdiagramm, das eine erfindungsgemäße Technik zum Verbrauch des Restbrennstoffs eines Brennstoffzellenstapels nach1 veranschaulicht; -
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zellenspannungsmeßschaltung des Systems nach1 . - Gemäß
1 umfaßt ein Ausführungsbeispiel einer Brennstoffzellenanordnung10 nach der Erfindung einen Brennstoffzellenstapel20 , der Energie für einen Verbraucher50 (beispielsweise einen Verbraucher in einem Haushalt) erzeugen kann, und zwar in Abhängigkeit von den Brennstoff- und Oxidationsmittelreaktantenströmen, die von einem Brennstoffprozessor22 bzw. einem Luftgebläse24 geliefert werden. Es ist möglich, daß die Brennstoffzellenanordnung10 im Verlauf des normalen Betriebs von dem Energieerzeugungsmodus in einen Abschaltmodus übergeht. In diesem Modus schaltet die Anordnung10 den Brennstoffprozessor22 und das Luftgebläse24 ab, so daß die Oxidationsmittel- und Brennstoffströme des Brennstoffzellenstapels20 unterbrochen werden. - In dem Abschaltmodus öffnet die Brennstoffzellenanordnung
10 einen Schalter29 (beispielsweise ein Relais), um die elektrische Verbindung zwischen dem Brennstoffzellenstapel20 und dem Verbraucher50 zu unterbrechen und den Verbraucher50 auf diese Weise von dem Stapel20 zu entkoppeln. Der Abschaltmodus kann aus verschiedenen Gründen erforderlich sein, beispielsweise um die Energieerzeugung der Brennstoffzellenanordnung10 abzuschalten, damit Reparaturen oder Routinewartungen an der Anordnung10 ausgeführt werden können. - Obwohl der Brennstoffprozessor
22 abgeschaltet wurde, ist es möglich, daß Restbrennstoff für eine beträchtliche Zeitdauer in dem Brennstoffzellenstapel20 zurückbleibt, sofern der Anordnung10 nicht das unten beschriebene Sicherheitsschema auferlegt wird. Folglich wird hier ein Sicherheitsschema zum schnellen Entfernen von Restbrennstoff aus dem Brennstoffzellenstapel20 beschrieben, um den Stapel20 schnell in einen sicheren Zustand zu überführen. - Ein derartiges erfindungsgemäßes Sicherheitsschema bzw. eine entsprechende Technik zum Verbrauch des Restbrennstoffs im Stapel
20 umfaßt den fortlaufenden Betrieb einer Schaltung der Anordnung10 , nachdem die Anordnung10 in den Abschaltmodus übergegangen ist. Dabei kann die Schaltung während des Energieerzeugungsmodus der Anordnung10 zur Ausführung einer bestimmten Funktion verwendet werden. Beispielsweise kann die Schaltung verwendet werden, um eine Kenngröße (beispielsweise Zellenspannungen) des Brennstoffzellenstapels20 zu überwachen, um andere Arbeitsvorgänge des Brennstoffzellensystems10 zu überwachen und/oder um die Steuerung des Betriebs der Anordnung10 während des Energieerzeugungsmodus des Systems10 allgemein zu unterstützen. Die Schaltung entnimmt dem Brennstoffzellenstapel20 Energie, um diese Funktionen auszuführen. Obwohl die Schaltung im Abschaltmodus nicht zur Ausführung der von der Schaltung im Energieerzeugungsmodus ausgeführten Funktionen verwendet werden kann, dient die Schaltung im Abschaltmodus weiterhin als Energieverbraucher und verbraucht Restbrennstoff in dem Brennstoffzellenstapel20 . - Ein möglicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Brennstoffzellenstapel
20 aufgrund des schnellen Verbrauchs des Restbrennstoffs schneller in einen sicheren Betriebszustand überführt werden kann als Stapel von herkömmlichen Brennstoffzellensystemen. Weitere Vorteile sind denkbar. - Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen enthält die oben beschriebene Schaltung eine Zellenspannungsüberwachungsschaltung
18 . Die Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 ist (über elektrische Leitungen21 ) mit einem oder mehreren Zellenanschlüssen des Brennstoffzellenstapels20 gekoppelt, um deren Betriebsleistung und die Zellenspannungen angebende Signale zu empfangen. Auf diese weise tastet die Schaltung18 während des Energieerzeugungsmodus der Anordnung10 die Spannungen des Stapels20 ab und liefert die Zellenspannungen und/oder den Status des Stapels20 angebende Signale über einen seriellen Bus19 an eine Systemsteuereinrichtung16 (des Systems20 ). Beispielsweise kann die Steuereinrichtung16 einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor enthalten. - Wenn ein herkömmliches Brennstoffzellensystem von seinem Energieerzeugungsmodus in seinen Abschaltmodus übergeht, schaltet das herkömmliche System alle Schaltungen ab, die für den Betrieb des Systems im Energieerzeugungsmodus verwendet werden. Dabei kann das herkömmliche System eine Spannungsprüfschaltung enthalten, um ein Spannungsstatussignal zu erzeugen, welches derartige Schaltungen abschaltet, wenn die Anschlußspannung des Stapels unter einen vorgegebenen Betriebspegel sinkt.
- Anders als bei herkömmlichen Systemen erlaubt es die – Brennstoffzellenanordnung
10 der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 , ihren Betrieb im Abschaltmodus fortzusetzen, als würde sich die Anordnung10 im Energieerzeugungsmodus befinden. Wenn der Restbrennstoff in dem Brennstoffzellenstapel20 verbraucht wird, sinkt die Anschlußspannung des Stapels20 auf einen Punkt, bei dem die von der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 empfangene(n) Versorgungsspannung oder -spannungen aus der Regelung herausfallen, wobei dies zu einer Fehlfunktion der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 führt. Jedoch dient der fortlaufende Betrieb der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 während des Abschaltmodus der Energieentnahme zum Verbrauch des Restbrennstoffs in dem Brennstoffzellenstapel20 . Daher ist die Steuereinrichtung16 so programmiert, daß sie während des Abschaltmodus die Spannungen und/oder den Stapelstatus ignoriert, der von der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 angezeigt wird. - Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen verwendet die Brennstoffzellenanordnung
10 eine in2 dargestellte Technik, um den Restbrennstoff zu verbrauchen. Die Steuereinrichtung16 kann beispielsweise ein Programm17 (beispielsweise in einem Speicher der Steuereinrichtung16 ) speichern, welches die Steuereinrichtung16 zur Steuerung der entsprechenden Schaltung zur Realisierung der Technik100 ausführt. Dabei kann das Programm17 eine Routine sein, die die Steuereinrichtung16 ausführt, wenn die Brennstoffzellenanordnung10 automatisch oder manuell abgeschaltet werden soll. Ein solches Abschalten kann beispielsweise erforderlich sein, um die Brennstoffzellenanordnung10 für eine planmäßige Wartung vorzubereiten, oder das Abschalten kann in Abhängigkeit von einem detektierten Fehler der Anordnung10 erfolgen. Darüber hinaus kann es weitere Gründe für das Abschalten der Brennstoffzellenanordnung10 geben. - Beim Ausführen des Programms
17 schaltet die Steuereinrichtung16 den Brennstoffprozessor22 ab (Block102 gemäß2 ), um den Brennstoffstrom zum Brennstoffzellenstapel20 zu unterbrechen, und versetzt die Brennstoffzellenanordnung10 in den Abschaltmodus. Die Steuereinrichtung16 entkoppelt (Block104 ) ferner den Verbraucher50 von dem Brennstoffzellenstapel20 . Gemäß einigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung16 beispielsweise den Schalter29 (über eine Schaltsteuerleitung31 ) öffnen, wobei der Schalter mit einem Hauptausgangsanschluß39 des Stapels20 gekoppelt ist und die Energieübertragung von dem Brennstoffzellenstapel20 zum Verbraucher50 steuert. Auf diese Weise liefert der Ausgangsanschluß39 eine (VTERM genannte) Stapelanschlußspannung, die eine Spannungsaufbereitungsschaltung41 der Anordnung10 empfängt und in die richtige Wechselspannung für den Verbraucher50 umwandelt. Da der Schalter29 zwischen dem Anschluß39 und dieser Spannungsaufbereitungsschaltung41 angeordnet ist, wird der Verbraucher50 beim Öffnen des Schalters29 vom Brennstoffzellenstapel20 entkoppelt, und der Verbraucher50 wird beim Schließen des Schalters29 mit dem Brennstoffzellenstapel20 gekoppelt. - Wenn die Steuereinrichtung
16 den Schalter29 öffnet, wird die Spannungsaufbereitungsschaltung41 daher entaktiviert. Die Spannungsüberwachungsschaltung18 arbeitet jedoch weiter und entnimmt daher weiter Energie von dem Stapel20 , um den Restbrennstoff zu verbrauchen. Obwohl die von dem Stapel20 gelieferte Energie ggf. nicht ausreicht, um das ordnungsgemäße Funktionieren der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 solange zu sichern, entnimmt die Schaltung18 solange weiter Energie, bis der Restbrennstoff verbraucht ist, wie in der Raute107 gemäß2 dargestellt ist. - Es wird nun auf
1 Bezug genommen. Bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen enthält die Spannungsaufbereitungsschaltung41 einen Stromsensor27 , der auf der dem Anschluß39 gegenüberliegenden Seite mit dem Anschlußschalter29 gekoppelt ist. Wenn der Schalter29 geschlossen ist, liefert der Stromsensor27 auf diese Weise (über eine elektrische Leitung33 ) ein denjenigen Strom anzeigendes Signal, der von dem Brennstoffzellenstapel20 entnommen wird. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung16 mit Hilfe des Stromsensors27 und der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 die Zellenspannungen und die Zustände des Stapels20 während des Energieerzeugungsmodus überwachen. - Der Eingangsanschluß eines Spannungsreglers
28 der Spannungsaufbereitungsschaltung41 ist mit dem Ausgangsanschluß des Stromsensors27 gekoppelt. Wenn sich die Anordnung10 im Energieerzeugungsmodus befindet, empfängt der Spannungsregler28 ungefähr die Gleichspannung VTERM vom Anschluß39 des Brennstoffzellenstapels20 und wandelt diese Eingangsgleichspannung in eine geregelte Ausgangsgleichspannung um, welche der Regler28 an einen Wechselrichter30 (der Spannungsaufbereitungsschaltung41 ) anlegt. Die Ausgangsanschlüsse32 des Wechselrichters30 liefern dem Verbraucher50 eine Wechselnetzspannung. - Neben weiteren Merkmalen der Brennstoffzellenanordnung
10 weist die Anordnung10 bei manchen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ein Kühlmittelsubsystem40 auf, das ein Kühlmittel durch den Brennstoffzellenstapel20 zirkulieren läßt, um die Temperatur des Stapels20 zu regeln. Das Kühlmittelsubsystem40 empfängt seine Betriebsspannung vom Brennstoffzellenstapel20 und kann bei manchen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen abgeschaltet werden, wenn die Brennstoffzellenanordnung10 in den Abschaltmodus übergeht. Die Brennstoffzellenanordnung10 kann außerdem Steuerventile26 enthalten, die die Oxidationsmittel- und Luftströme in den Brennstoffzellenstapel20 regeln und eine Notabschaltung der Ströme ermöglichen. Die Brennstoffzellenanordnung10 kann außerdem Gas-/Wasserseparatoren36 und38 enthalten, um Wasser aus den Strömen der Anordnung10 zu entfernen, beispielsweise aus den Auslaßoxidationsmittel- und Brennstoffströmen des Brennstoffzellenstapels20 . Die Gas-/Wasserseparatoren36 und38 können bei einigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen das gesammelte Wasser an einen Wassertank des Kühlmittelsubsystems40 weiterleiten. Die – Brennstoffzellenanordnung10 kann ferner einen Oxidierer34 enthalten, um Abgasbrennstoff (von dem Brennstoffzellenstapel20 ) zu oxidieren, der in Zellenreaktionen nicht verbraucht wurde. - Es wird nun auf
3 Bezug genommen. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 verschiedene Spannungsregler150 enthalten, von denen jeder eine von der Spannung über eine oder mehrere Zellen gebildete Eingangsspannung empfängt und eine Gleichspannung an seinem Ausgangsanschluß154 liefert. Die Spannungen an den Ausgangsanschlüssen154 werden wiederum von verschiedenen Komponenten der Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 zur Stromversorgung dieser Komponenten empfangen. Zu diesen Komponenten können beispielsweise Spannungsabtasteinheiten156 gehören, von denen jede die Spannung einer bestimmten Gruppe von Zellen abtastet. Die Spannungsabtasteinheiten156 können Massen haben, die auf verschiedene Zellenanschlüsse des Brennstoffzellenstapels20 bezogen sind, wie im US-Patent Nr. 6,140,820 mit dem Titel "MEASURING CELL VOLTAGES OF THE FULL STACK", erteilt am 31. Oktober 2000, beschrieben ist. Die Zellenspannungsüberwachungsschaltung18 kann ferner eine Schnittstelle158 ent halten, welche die abgetasteten Spannungen anzeigende Signale von den Spannungsabtasteinheiten156 empfängt. Diese Schnittstelle158 kann (über einen Bus161 ) mit einer seriellen Busschnittstelle162 der Schaltung18 gekoppelt sein. Dabei kann ein Mikroprozessor160 (der Schaltung18 ) mit dem Bus161 gekoppelt sein, um die serielle Busschnittstelle162 so zu steuern, daß sie die Zellenspannungen und/oder den Status des Stapels20 anzeigende Signale über den seriellen Bus19 an die Steuereinrichtung16 überträgt. - Andere Ausführungsbeispiele fallen unter den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche. Beispielsweise kann eine andere Schaltung als die Zellenspannungsüberwachungsschaltung
18 bei anderen Ausführungsformen der Erfindung zum Verbrauch des Restbrennstoffs verwendet werden. Dabei kann die Schaltung im Energieerzeugungsmodus zur Ausführung bestimmter Funktionen dienen und im Abschaltmodus zum Verbrauch des Restbrennstoffs im Brennstoffzellenstapel20 . - Während die Erfindung anhand einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen offenbart wurde, werden Fachleute, denen diese Beschreibung vorliegt, deren zahlreiche Modifikationen und Variationen erkennen. Die beigefügten Ansprüche sollen alle diese Modifikationen und Variationen als unter den Erfindungsgedanken und den Schutzumfang der Erfindung fallend umfassen.
Claims (19)
- Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels, wobei dem Brennstoffzellenstapel ein Reaktantenstrom zugeführt wird und der Brennstoffzellenstapel veranlaßt wird, Energie für einen Verbraucher zu erzeugen; eine Schaltung während der Reaktantenstromzufuhr von dem Brennstoffzellenstapel gespeist wird und die Schaltung zur Ausführung einer mit dem Betrieb des Brennstoffzellenstapels verbundenen Funktion verwendet wird; der Reaktantenstrom zu dem Brennstoffzellenstapel unterbrochen wird; der Brennstoffzellenstapel nach dem Unterbrechen des Reaktantenstroms von dem Verbraucher entkoppelt wird; und die Schaltung weiter betrieben wird, während der Brennstoffzellenstapel von dem Verbraucher entkoppelt ist, um einen Teil des in dem Brennstoffzellenstapel zurückbleibenden Reaktanten zu verbrauchen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung verwendet wird, um eine Kenngröße des Stapels zu überwachen.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kenngröße eine dem Stapel zugeordnete Spannung verwendet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktant Wasserstoff enthält.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Betrieb der Schaltung den Schritt umfaßt, daß von der Schaltung gelieferte Ausgangssignale ignoriert werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktantenstrom in Abhängigkeit von der Verwendung der Schaltung gesteuert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkoppeln den Betrieb eines Schalters zum Entkoppeln des Verbrauchers von dem Stapel umfaßt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkoppeln umfaßt, daß eine Spannungsaufbereitungsschaltung von dem Stapel entkoppelt wird.
- Brennstoffzellenanordnung mit einer Brennstoffquelle zur Lieferung eines Reaktantenstroms; einem Brennstoffzellensubsystem, um den Reaktantenstrom aufzunehmen und in Abhängigkeit von der Aufnahme des Reaktantenstroms Energie für einen Verbraucher (
50 ) zu erzeugen; einer ersten Schaltung zur Wechselwirkung mit der Brennstoffquelle, um den Reaktantenstrom zum Brennstoffzellensubsystem zu unterbrechen und das Brennstoffzellensubsystem nach der Reaktantenstrom-Unterbrechung von dem Verbraucher (50 ) zu entkoppeln; und mit einer zweiten Schaltung zur Ausführung einer mit dem Betrieb des Brennstoffzellensubsystems verbundenen Funktion, die Energie von dem Brennstoffzellensubsystem empfängt, um während der Reaktantenstrom-Unterbrechung einen Teil des Reaktanten zu verbrauchen, der in dem Brennstoffzellensubsystem zurückbleibt. - Anordnung nach Anpruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffzellensubsystem einen Brennstoffzellenstapel enthält.
- Anordnung nach Anpruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffquelle einen Brennstoffprozessor (
22 ) umfaßt. - Anordnung nach einem der Anprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung einen zwischen dem Brennstoffzellensubsystem und dem Verbraucher angeordneten Schalter (
29 ) aufweist. - Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung eine Steuereinrichtung (
16 ) aufweist, die die zweite Schaltung zur Steuerung des Betriebs des Brennstoffzellensubsystem verwendet. - Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltung eine Schaltung zur Überwachung einer Kenngröße des Brennstoffzellensubsystem umfaßt.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltung eine Zellenspannungsüberwachungsschaltung (
18 ) umfaßt. - Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung eine Steuereinrichtung (
16 ) aufweist, die während der Reaktantenstromaufnahme durch das Brennstoffzellensubsystem den Betrieb des Brennstoffzellensubsystems in Abhängigkeit von einem von der zweiten Schaltung zur Verfügung gestellten Signal regelt, und das Signal nach der Stromunterbrechung ignoriert. - Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsaufbereitungsschaltung (
41 ) zum Empfang einer Gleichspannung von dem Brennstoffzellensubsystem und zum Liefern einer Wechselspannung an den Verbraucher (50 ) vorgesehen ist, wobei die erste Schaltung die Spannungsaufbereitungsschaltung (41 ) von dem Brennstoffzellensubsystem entkoppelt, um den Verbraucher von dem Brennstoffzellensubsystem zu entkoppeln. - Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsaufbereitungsschaltung (
41 ) einen Wechselrichter (30 ) enthält. - Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsaufbereitungsschaltung (
41 ) einen Spannungsregler (28 ) enthält.
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