DE102007037304B4 - Brennstoffzellensystem mit verminderter Korrosionsneigung während des Abschaltens sowie Verwendung des Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug - Google Patents

Brennstoffzellensystem mit verminderter Korrosionsneigung während des Abschaltens sowie Verwendung des Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Brennstoffzellensystem (10), mit: einem Brennstoffzellenstapel (12), der eine Anodenseite (16) und eine Kathodenseite (14) aufweist; einem Kompressor (20) zur Lieferung einer Luftströmung an die Kathodenseite (14) des Brennstoffzellenstapels (12); einer Wasserstoffquelle (24) zur Lieferung von Wasserstoffgas an die Anodenseite (16) des Brennstoffzellenstapels (12); einem ersten Schalter (60) zum Verbinden von Leistung von dem Stapel (12) mit einer Primärlast (62); einem zweiten Schalter (68) zum Verbinden von Leistung von dem Stapel (12) mit einem Kurzschlusswiderstand (70); einer Rezirkulationsleitung (82) zum Rezirkulieren von Kathodenabgas an die Kathodenseite (14) des Stapels (12); einem Ablassventil (84) zum Ablassen von Wasserstoffgas aus der Wasserstoffquelle (24) in die Rezirkulationsleitung (82); und einer Steuereinheit (72) zur Steuerung des Systems (10) beim Start und beim Abschalten, wobei die Steuereinheit (72) eingerichtet ist, um den zweiten Schalter (68) gezielt zu schließen und Wasserstoffgas gezielt durch das Ablassventil (84) in die Rezirkulationsleitung (82) abzulassen, um sowohl einen Stapelkurzschlussprozess als auch einen Kathodenrezirkulationsprozess zu kombinieren und damit eine Kathodenkorrosion zu minimieren.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft allgemein ein Brennstoffzellensystem, das einen Prozess zur Minimierung einer Korrosion in der Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels aufweist, und insbesondere ein Brennstoffzellensystem, das einen Prozess zur Minimierung einer Korrosion in der Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels aufweist, wobei der Prozess umfasst, dass eine Technik zum elektrischen Kurzschließen des Stapels und eine Kathodenrezirkulationstechnik beim Systemstart und bei der Systemabschaltung kombiniert werden.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er rein ist und dazu verwendet werden kann, effizient Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu erzeugen. Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyt dazwischen umfasst. Die Anode nimmt Wasserstoffgas auf, und die Kathode nimmt Sauerstoff oder Luft auf. Das Wasserstoffgas wird in der Anode typischerweise durch einen Katalysator aufgespalten, um freie Wasserstoffprotonen und Elektronen zu erzeugen. Die Wasserstoffprotonen gelangen durch den Elektrolyt an die Kathode. Die Wasserstoffprotonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen typischerweise durch einen Katalysator in der Kathode, um Wasser zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht durch den Elektrolyt gelangen und werden somit durch eine Last geführt, in der sie Arbeit verrichten, bevor sie an die Kathode geliefert werden. Die Arbeit dient dazu, das Fahrzeug zu betreiben.
  • Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) stellen eine populäre Brennstoffzelle für Fahrzeuge dar. Die PEMFC weist allgemein eine protonenleitende Festpolymerelektrolytmembran auf, wie eine Perfluorsulfonsäuremembran. Die Anode und Kathode weisen typischerweise fein geteilte katalytische Partikel, gewöhnlich Platin (Pt), auf, die auf Kohlenstoffpartikeln getragen und mit einem Ionomer gemischt sind. Die Kombination der Anode, der Kathode und der Membran definiert eine Membranelektrodenanordnung (MEA).
  • Typischerweise werden mehrere Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. Beispielsweise kann ein typischer Brennstoffzellenstapel für ein Kraftfahrzeug vierhundert gestapelte Brennstoffzellen besitzen. Der Brennstoffzellenstapel nimmt ein Kathodenreaktandengas als eine Strömung aus Luft auf, die typischerweise durch den Stapel über einen Kompressor getrieben wird. Es wird nicht der gesamte Sauerstoff in der Luft von dem Stapel verbraucht, und ein Teil der Luft wird als ein Kathodenabgas ausgegeben, das Wasser als ein Stapelnebenprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel nimmt auch ein Anodenwasserstoffreaktandengas auf, das in die Anodenseite des Stapels strömt.
  • Wenn ein Brennstoffzellensystem abgeschaltet wird, verbleibt nicht reagiertes Wasserstoffgas in der Anodenseite des Brennstoffzellenstapels. Dieses Wasserstoffgas kann durch die Membran diffundieren oder durch diese übertreten und mit dem Sauerstoff in der Kathodenseite reagieren. Wenn das Wasserstoffgas an die Kathodenseite diffundiert, wird der Gesamtdruck auf der Anodenseite des Stapels auf unter Umgebungsdruck reduziert. Diese Druckdifferenz zieht Luft aus der Umgebung in die Anodenseite des Stapels. Wenn die Luft in die Anodenseite des Stapels eintritt, erzeugt sie eine Luft/Wasserstoff-Front, die einen Kurzschluss in der Anodenseite erzeugt, was in einem seitlichen Strom von Wasserstoffionen von dem mit Wasserstoff gefluteten Abschnitt der Anodenseite zu dem mit Luft gefluteten Abschnitt der Anodenseite resultiert. Dieser hohe Ionenstrom in Kombination mit dem hohen Membranwiderstand in Membranebene erzeugt einen signifikanten Potentialabfall (~0,5 V) entlang der Membran. Dies erzeugt ein lokales hohes Potential zwischen der Kathodenseite gegenüberliegend dem luftgefüllten Abschnitt der Anodenseite und benachbart des Elektrolyten, das eine schnelle Kohlenstoffkorrosion antreibt und bewirkt, dass die Kohlenstoffschicht dünner wird. Dies reduziert den Träger für die Katalysatorpartikel, was die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle reduziert.
  • In der Technik ist es bekannt, das Wasserstoffgas aus der Anodenseite des Brennstoffzellenstapels bei Systemabschaltung zu spülen, indem Luft von dem Kompressor in die Anodenseite bei hohem Druck getrieben wird. Die Luftspülung erzeugt auch eine Luft/Wasserstoff-Front, die die Kathodenkohlenstoffkorrosion bewirkt, wie oben beschrieben ist. Somit ist es erwünscht, die Verweilzeit der Luft/Wasserstoff-Front auf so kurz wie möglich zu reduzieren, wobei die Frontverweilzeit als das Anodenströmungskanalvolumen dividiert durch die Luftspülströmungsrate definiert ist. Höhere Spülraten verringern die Frontverweilzeit für ein fixiertes Anodenströmungskanalvolumen.
  • Es ist in der Technik wie beispielsweise aus der US 6,635,370 B2 auch bekannt, eine Kathodenrezirkulation vorzusehen, um eine Kathodenkorrosion bei der Systemabschaltung zu reduzieren. Insbesondere ist es bekannt, eine Mischung aus Luft und einer kleinen Menge an Wasserstoff durch die Kathodenseite des Stapels bei der Systemabschaltung zu pumpen, so dass sich der Wasserstoff und der Sauerstoff in der Kathodenseite kombinieren, um die Menge an Sauerstoff und somit das Potential zu reduzieren, das die Kohlenstoffkorrosion bewirkt.
  • Es ist auch beispielsweise aus der US 2004/0001980 A1 bekannt, den Stapel mit einem geeigneten Widerstand bei einer Systemabschaltung kurzzuschließen, um die Menge an Sauerstoff auf der Kathodenseite des Stapels und somit die kathodenseitige Korrosion zu reduzieren. Es ist gezeigt worden, dass diese beiden Techniken eine Minderung der Kohlenstoffkorrosion auf der Kathodenseite des Stapels vorsehen. Jedoch können Verbesserungen gemacht werden.
  • Ferner ist es aus der US 2005/0031917 A1 bekannt, über ein Ventil Wasserstoffgas aus einem Tank in den kathodenseitigen Kreislauf einer Brennstoffzelle einzuleiten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung wird daher ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst und einen Prozess zur Minimierung einer Korrosion in der Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels in dem System durch Kombinieren einer Kathodenrezirkulation und eines Kurzschließens des Stapels bei der Systemabschaltung und beim Systemstart verwendet. Ein Kompressor liefert eine Luftströmung an die Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels, und eine Wasserstoffquelle liefert eine Wasserstoffgasströmung an die Anodenseite des Brennstoffzellenstapels. Ein erster Schalter verbindet Leistung von dem Stapel mit einer Primärlast, ein zweiter Schalter verbindet Leistung von dem Stapel mit einer Zubehörlast und ein dritter Schalter verbindet Leistung von dem Stapel mit einem Kurzschlusswiderstand. Ein Übertrittsventil liefert eine Luftströmung von dem Kompressor an die Anodenseite des Stapels. Eine Rezirkulationsleitung rezirkuliert Kathodenabgas an die Kathodenseite des Stapels, und ein Ablassventil lässt Wasserstoffgas in die Rezirkulationsleitung ab. Eine Steuereinheit steuert das Wasserstoffgas in der Rezirkulationsleitung, die Schalter und das Übertrittsventil in einer selektiven und aufeinanderfolgenden Weise, um die Kathodenrezirkulation und das Kurzschließen des Stapels vorzusehen.
  • Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Schaubild eines Brennstoffzellensystems zur Minimierung einer Kathodenkorrosion in der Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die folgende Beschreibung der Erfindung ist darauf gerichtet, um eine Korrosion in einer Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels durch Kombinieren eines Kathodenrezirkulationsprozesses und eines Prozesses zum Kurzschließen eines Stapels beim Systemstart und beim Systemabschalten zu minimieren.
  • 1 ist ein schematisches Schaubild eines Brennstoffzellensystems 10, das einen Brennstoffzellenstapel 12 aufweist, der eine Kathodenseite 14 und eine Anodenseite 16 besitzt. Ein Kompressor 20 liefert Druckluft auf einer Kathodeneingangsleitung 22 durch ein Steuerventil 18 an die Kathodenseite 14 des Brennstoffzellenstapels 12. Wasserstoffgas wird von einer Wasserstoffquelle 24, wie einem Druckgastank, auf einer Anodeneingangsleitung 26 durch ein Steuerventil 28 an die Anodenseite 16 des Brennstoffzellenstapels 12 geliefert. Ein Kathodenaustrag wird von dem Brennstoffzellenstapel 12 auf einer Kathodenaustragsleitung 34 durch ein Steuerventil 36 ausgegeben. Ähnlicherweise wird ein Anodenaustrag von dem Brennstoffzellenstapel 12 auf einer Anodenaustragsleitung 38 durch ein Steuerventil 40 ausgegeben. Bei einigen Brennstoffzellensystemkonstruktionen kann der Anodenaustrag auf der Leitung 38 auf Leitung 32 zurück an die Anodeneingangsleitung 26 rezirkuliert werden.
  • Ein Kühlfluid wird durch den Brennstoffzellenstapel 12 und eine Kühlfluidleitung 50 durch eine Pumpe 52 gepumpt. Ein Wärmetauscher 54, wie ein geeigneter Kühler, kühlt das erhitzte Kühlfluid, das durch den Stapelbetrieb erhitzt ist. Die Drehzahl der Pumpe 52 und somit die Pumpkapazität können selektiv erhöht oder verringert werden, um eine gewünschte Betriebstemperatur des Brennstoffzellenstapels vorzusehen, wie 80°C. Auch können die Größe des Wärmetauschers 54 und die Drehzahl eines Gebläses (nicht gezeigt), das Luft durch den Wärmetauscher 54 treiben kann, zu demselben Zweck gesteuert werden. Eine Steuereinheit 72 steuert den Betrieb der verschiedenen Ventile, Pumpen und Schalter in dem System 10 in Übereinstimmung mit der Beschreibung hier.
  • Im normalen Stapelbetrieb sind die Ventile 84 und 90 geschlossen, die Pumpe 80 ist ausgeschaltet, und die Ventile 18, 28, 36 und 40 sind offen, um die Luftströmung an die Kathodenseite 14 des Stapels 12 und das Wasserstoffgas an die Anodenseite des Stapels 12 zu liefern. Auch ist ein Schalter 60 geschlossen, um an einer externen Schaltung 64 eine Ausgangsleistung von dem Brennstoffzellenstapel 12 an eine Primärlast 62 zu liefern, wie einen Fahrzeugantriebsstrang. Die Schalter 66 und 68 sind offen, um zu verhindern, dass Leistung von dem Brennstoffzellenstapel 12 an eine Zubehörlast 67 bzw. einen Kurzschlusswiderstand 70 geliefert wird.
  • Wenn das System 10 abgeschaltet wird, wird der Schalter 60 geöffnet und der Schalter 66 wird unmittelbar geschlossen, so dass die Ausgangsleistung von dem Stapel 12 an die Zubehörlast 67 geliefert wird, um die Primärlast 62 zu trennen, jedoch eine Leerlaufspannung zu vermeiden. Ferner werden die kathodenseitigen Steuerventile 18 und 36 geschlossen, und eine Kathodenrezirkulationspumpe 80 wird eingeschaltet, um das verbleibende Gas in der Kathodenseite 14 durch eine Rezirkulationsleitung 82 an die Kathodeneingangsleitung 22 zu rezirkulieren. Zusätzlich wird ein Ablassventil 84 selektiv geöffnet und geschlossen, um eine geringe Konzentration von Wasserstoffgas von der Quelle 24 in die Rezirkulationsleitung 82 abzulassen. Bei einer Ausführungsform ist die Konzentration von Wasserstoffgas, das in die Leitung 82 abgelassen wird, kleiner als 4 Prozent. Es existieren verschiedene Techniken zum Ablassen von Wasserstoff in die Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels bei Systemabschaltung, die in der Technik bekannt sind.
  • Die Anodenseite 16 wird geringfügig oberhalb des Umgebungsdrucks gehalten, indem eine kleine Menge an Wasserstoffgas in die Anodenseite 16 durch das Steuerventil 28 abgelassen wird. Die Konzentration von Sauerstoff in der Leitung 82 und der Kathodenseite 14 beginnt infolge der Wasserstoff-Sauerstoff-Reaktion abzunehmen, und die Elektrizität, die durch die Zusatzlast 68 gezogen wird, bewirkt eine Abnahme des Kathodenpotentials. Wenn die Zellenspannungen in dem Stapel 12 auf einen vorbestimmten Bereich reduziert sind, wie 0,2–0,8 V, wird der Schalter 66 geöffnet und der Schalter 68 wird geschlossen, um den Ausgang des Stapels 12 über den Widerstand 70 kurzzuschließen und damit die verbleibende Menge an Stapelausgangsleistung zu dissipieren.
  • Sobald die Zellenspannung unter das untere Ende des Bereiches, wie 0,2 V, abfällt, stoppt die Steuereinheit 72 die Rezirkulationspumpe 80 und schließt das Wasserstoffablassventil 84. Die Steuereinheit 72 öffnet dann ein Übertrittsventil 90, öffnet die anodenseitigen Steuerventile 28 und 40 und startet den Kompressor 20, um Luft zur Spülung des verbleibenden Wasserstoffgases aus der Anodenseite 16 für eine kurze Zeitdauer mit einem hohen Durchfluss zu verwenden. Ein Rückschlagventil 30 verhindert, dass Luft von dem Kompressor 20 in die Quelle 24 strömt. Der Kompressor 20 wird dann gestoppt, und das Übertrittsventil 90 wird geschlossen. Daher werden nach der Abschaltvorgehensweise sowohl die Kathodenseite 14 als auch die Anodenseite 16 des Stapels 12 mit Luft gefüllt und die kathodenseitige Korrosion wird minimiert.
  • Bei der Startvorgehensweise wird, nachdem die Kathodenseite 14 und die Anodenseite 16 mit Luft gefüllt sind und der Schalter 68 immer noch von der Abschaltvorgehensweise geschlossen ist, die Rezirkulationspumpe 80 eingeschaltet, und Wasserstoffgas wird in die Rezirkulationsleitung 82 durch das Ablassventil 84 mit einem geringen Durchfluss eingespritzt, um beispielsweise 1 bis 2% Wasserstoffgas, jedoch nicht mehr als 4% Wasserstoffgas in der Kathodenseite 14 vorzusehen. Infolge der Wasserstoff-Sauerstoff-Reaktion in der Kathodenseite 14 nimmt die Spannung des Stapels 12 von Null zu einer negativen Spannung ab, da der Sauerstoff in der Kathodenseite 14 abgereichert wird.
  • Wenn die Spannung der Zellen in dem Stapel 12 auf einen vorbestimmten Bereich abnimmt, wie –0,1 V bis –0,2 V, wird die Pumpe 80 verlangsamt, um die Stapelspannung allmählich auf einen niedrigeren negativen Bereich zu verringern, wie –0,2 bis –0,4 V. Die Rezirkulationspumpe 80 wird dann gestoppt, und das Ablassventil 84 wird. geschlossen. Ferner wird das Steuerventil 28 geöffnet, um Wasserstoffgas von der Quelle 24 an die Anodenseite 16 zu liefern. Zu diesem Zeitpunkt existiert nahezu kein Sauerstoff in der Kathodenseite 14, da der Sauerstoff durch das Wasserstoffgas aus dem Ablassventil 84 verbraucht ist. Ferner wird der Sauerstoff in der Anodenseite 16 auch durch das Wasserstoffgas, das sich von der Kathodenseite 14 durch die Membran ausbreitet, und den Widerstand 70 verbraucht, der Elektronen ableitet, die durch die Wasserstoff-Elektrooxidation in der Kathodenseite 14 erzeugt werden. Daher erfolgt wenig bis keine Kohlenstoffkorrosion in der Kathodenseite 14 infolge eines Spannungspotentials, wenn das frische Wasserstoffgas von der Quelle 24 in die Anodenseite 16 strömt.
  • Nach einigen wenigen Sekunden wird, wenn die Anodenseite 16 mit Wasserstoffgas gefüllt ist, der Schalter 66 geschlossen, um die Zubehörlast 68 mit der Schaltung 64 zu verbinden, und der Schalter 68 wird geöffnet, um den Widerstand 70 von der Schaltung 64 zu trennen. Während der Startvorgehensweise wird der Ausgang des Stapels 12 von dem Widerstand 70 auf die Zubehörlast 67 geschaltet, um ein Durchbrennen des Widerstandes 70 zu vermeiden, wenn eine große Menge an Strom erzeugt wird. Ferner vermeidet ein Schalten von der Zubehörlast 67 zu der Primärlast 62 einen Leerlaufspannungszustand, der den Stapel 12 beschädigen könnte. Die kathodenseitigen Steuerventile 18 und 36 werden dann geöffnet und der Kompressor 20 wird eingeschaltet, um Luft an die Kathodenseite 14 zu liefern. Wenn der Stapel 12 normal arbeitet, wird der Schalter 66 geöffnet und der Schalter 60 wird geschlossen, um den Stapel 12 mit der Primärlast 62 zu verbinden.

Claims (9)

  1. Brennstoffzellensystem (10), mit: einem Brennstoffzellenstapel (12), der eine Anodenseite (16) und eine Kathodenseite (14) aufweist; einem Kompressor (20) zur Lieferung einer Luftströmung an die Kathodenseite (14) des Brennstoffzellenstapels (12); einer Wasserstoffquelle (24) zur Lieferung von Wasserstoffgas an die Anodenseite (16) des Brennstoffzellenstapels (12); einem ersten Schalter (60) zum Verbinden von Leistung von dem Stapel (12) mit einer Primärlast (62); einem zweiten Schalter (68) zum Verbinden von Leistung von dem Stapel (12) mit einem Kurzschlusswiderstand (70); einer Rezirkulationsleitung (82) zum Rezirkulieren von Kathodenabgas an die Kathodenseite (14) des Stapels (12); einem Ablassventil (84) zum Ablassen von Wasserstoffgas aus der Wasserstoffquelle (24) in die Rezirkulationsleitung (82); und einer Steuereinheit (72) zur Steuerung des Systems (10) beim Start und beim Abschalten, wobei die Steuereinheit (72) eingerichtet ist, um den zweiten Schalter (68) gezielt zu schließen und Wasserstoffgas gezielt durch das Ablassventil (84) in die Rezirkulationsleitung (82) abzulassen, um sowohl einen Stapelkurzschlussprozess als auch einen Kathodenrezirkulationsprozess zu kombinieren und damit eine Kathodenkorrosion zu minimieren.
  2. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, ferner mit: einem dritten Schalter (66) zum Verbinden von Leistung von dem Stapel (12) mit einer Zubehörlast (67); und einem Übertrittsventil (90) zur Lieferung der Luftströmung von dem Kompressor (20) an die Anodenseite (16) des Stapels; wobei die Steuereinheit (72) eingerichtet ist, um: den ersten Schalter (60) zu öffnen und den dritten Schalter (66) zu schließen, um die erste Primärlast (62) zu trennen und einen Ausgang des Stapels (12) mit der Zubehörlast (67) zu koppeln, wenn die Stapelausgangsspannung einen ersten vorbestimmten Wert unterschreitet, das Kathodenabgas durch die Rezirkulationsleitung (82) zu rezirkulieren, eine vorbestimmte Konzentration an Wasserstoffgas in der Rezirkulationsleitung (82) einzustellen und das Übertrittsventil (90) zu verwenden, um die Anodenseite (16) des Stapels (12) mit Luft beim Abschalten zu spülen, und das Kathodenabgas durch die Rezirkulationsleitung (82) zu rezirkulieren, Wasserstoffgas in die Rezirkulationsleitung (82) abzulassen, bis die Stapelspannung einen zweiten vorbestimmten Wert unterschreitet, und den dritten Schalter (66) zu schließen, um den Stapel beim Start kurzzuschließen.
  3. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, wobei der erste vorbestimmte Wert 0,8 Volt beträgt.
  4. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, wobei die vorbestimmte Konzentration von Wasserstoff kleiner als 4 Vol.-% ist.
  5. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (72) ferner eingerichtet ist, um während des Abschaltens eine Menge an Wasserstoffgas in die Anodenseite (16) abzulassen, die so klein ist, dass der Druck in der Anodenseite (16) geringfügig oberhalb des Umgebungsdruckes beibehalten wird.
  6. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (72) ferner eingerichtet ist, um beim Abschalten den dritten Schalter (66) zu schließen, um den Stapel (12) mit der Zubehörlast (67) zu verbinden, und dann den zweiten Schalter (68) zu schließen, um den Kurzschlusswiderstand (70) mit dem Stapel (12) zu verbinden.
  7. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (72) ferner eingerichtet ist, um beim Systemstart den dritten Schalter (66) zu schließen und den zweiten Schalter (68) zu öffnen, bevor der erste Schalter (60) geschlossen wird, um die Zubehörlast (67) mit dem Stapel (12) vor der Primärlast (62) zu verbinden.
  8. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 2, wobei der zweite vorbestimmte Wert 0,2 Volt beträgt.
  9. Verwendung des Brennstoffzellensystem (10) nach Anspruch 2 an einem Fahrzeug.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020126150A1 (de) 2020-10-06 2022-04-07 Hoerbiger Antriebstechnik Holding Gmbh Verfahren zum nach einem Stillstand erfolgenden Hochfahren eines Brennstoffzellensystems

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8057949B2 (en) * 2007-08-16 2011-11-15 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell stack flow diversion
DE102008005530A1 (de) * 2008-01-22 2009-07-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Lebensdauer einer Brennstoffzelle bei Betriebsübergängen
WO2010056224A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Utc Power Corporation Homogenous gas in shut down fuel cells
KR101544479B1 (ko) * 2009-01-22 2015-08-17 삼성에스디아이 주식회사 연료전지시스템 및 그 운용방법
JP5408420B2 (ja) 2009-07-30 2014-02-05 日産自動車株式会社 燃料電池システムとこの燃料電池システムに用いる燃料電池の昇温方法
US8691461B2 (en) 2009-08-21 2014-04-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP5045720B2 (ja) * 2009-09-18 2012-10-10 株式会社豊田自動織機 フォークリフトの燃料電池システム
US8232014B2 (en) * 2009-12-11 2012-07-31 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell operational methods for hydrogen addition after shutdown
US20110143241A1 (en) 2009-12-11 2011-06-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell operational methods for oxygen depletion at shutdown
JP5812379B2 (ja) * 2010-07-02 2015-11-11 スズキ株式会社 燃料電池車両の暖房装置
JP5818227B2 (ja) * 2010-10-25 2015-11-18 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP6023403B2 (ja) * 2011-04-26 2016-11-09 本田技研工業株式会社 燃料電池システム及びその運転停止方法
DE102011109424A1 (de) 2011-08-04 2013-02-07 Daimler Ag Vorrichtung zum Absperren eines Gasstroms
CN102386428A (zh) * 2011-11-25 2012-03-21 武汉银泰科技燃料电池有限公司 减小开路电压和开关机对燃料电池性能及寿命影响的方法
DE102011120542A1 (de) 2011-12-08 2013-06-13 Daimler Ag Brennstoffzellensystem
EP2834868B1 (de) * 2012-04-02 2023-12-27 Hydrogenics Corporation Brennstoffzellenstartverfahren
CN102981124B (zh) * 2012-11-06 2014-08-20 清华大学 一种燃料电池堆膜电极状况现场检测方法和检测装置
US9960438B2 (en) * 2013-03-14 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell system and method to prevent water-induced damage
CN103259031B (zh) * 2013-04-12 2015-09-30 武汉理工大学 一种质子交换膜燃料电池启动和停机控制方法
US20140335432A1 (en) * 2013-05-07 2014-11-13 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for estimating fuel cell states
DE102013216156A1 (de) * 2013-08-14 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Vereinfachung des elektrischen Systems von Brennstoffzellen durch Verarmung der Kathodenversorgung
CN103647092B (zh) * 2013-10-30 2016-02-03 张勇 延长燃料电池寿命的方法和装置
JP6201869B2 (ja) * 2014-04-02 2017-09-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両の制御装置及び制御方法
DE102014224574A1 (de) * 2014-12-02 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Eigensichere Bleed-Down-Schaltung und Regelstrategie für Brennstoffzellen-systeme
JP2015072930A (ja) * 2015-01-19 2015-04-16 株式会社東芝 燃料電池システムおよびその運転方法
WO2017061015A1 (ja) * 2015-10-08 2017-04-13 日産自動車株式会社 燃料電池システム及びその制御方法
DE102016203169A1 (de) * 2016-02-29 2017-08-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems, insbesondere während eines Abstellvorganges des Brennstoffzellensystems
DE102017211610A1 (de) 2017-07-07 2019-01-10 Audi Ag Freischalten einer Brennstoffzelle
US10871519B2 (en) 2017-11-07 2020-12-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fuel cell stack prediction utilizing IHOS
US10714767B2 (en) 2017-12-07 2020-07-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fuel cell air system safe operating region
US10971748B2 (en) 2017-12-08 2021-04-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Implementation of feedforward and feedback control in state mediator
US11482719B2 (en) 2017-12-08 2022-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Equation based state estimate for air system controller
US10590942B2 (en) 2017-12-08 2020-03-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Interpolation of homotopic operating states
US10665875B2 (en) 2017-12-08 2020-05-26 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Path control concept
US10985391B2 (en) 2018-03-06 2021-04-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Real time iterative solution using recursive calculation
US10547070B2 (en) 2018-03-09 2020-01-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. STL actuation-path planning
CN110911712B (zh) * 2018-09-18 2021-11-02 上海恒劲动力科技有限公司 一种燃料电池系统及其停机和启动时吹扫和排水的方法
EP4020640A1 (de) * 2019-07-19 2022-06-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Brennstoffzellensystem und verfahren zur steuerung des brennstoffzellensystems
CN110492136A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 同济大学 一种质子交换膜燃料电池吹扫装置及方法
DE102019218822A1 (de) * 2019-12-04 2021-06-10 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellensystem zur Gewährleistung eines nachhaltigen und energieeffizienten Betriebs
US11664514B2 (en) 2021-03-30 2023-05-30 Ford Global Technologies, Llc Fuel cell voltage response by controlling air flow on cathodes
CN115036540B (zh) * 2022-08-08 2022-11-08 佛山市清极能源科技有限公司 一种燃料电池系统停机方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124054A (en) * 1998-12-23 2000-09-26 International Fuel Cells, Llc Purged anode low effluent fuel cell
US6635370B2 (en) * 2001-06-01 2003-10-21 Utc Fuel Cells, Llc Shut-down procedure for hydrogen-air fuel cell system
US20040001980A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Balliet Ryan J. System and method for shutting down a fuel cell power plant
US20050031917A1 (en) * 2003-08-06 2005-02-10 Margiott Paul R. Hydrogen passivation shut down system for a fuel cell power plant

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04294065A (ja) 1991-03-22 1992-10-19 Toshiba Corp リン酸型燃料電池発電プラント
JPH07272737A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Toyota Motor Corp 燃料電池の停止装置
JP3870665B2 (ja) 2000-06-01 2007-01-24 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US20020076582A1 (en) 2000-12-20 2002-06-20 Reiser Carl A. Procedure for starting up a fuel cell system using a fuel purge
US20020076583A1 (en) 2000-12-20 2002-06-20 Reiser Carl A. Procedure for shutting down a fuel cell system using air purge
US20020102443A1 (en) 2001-01-25 2002-08-01 Deliang Yang Procedure for shutting down a fuel cell system having an anode exhaust recycle loop
US6514635B2 (en) 2001-01-25 2003-02-04 Utc Fuel Cells, Llc Procedure for shutting down a fuel cell system having an anode exhaust recycle loop
JP4633354B2 (ja) 2003-12-19 2011-02-16 本田技研工業株式会社 燃料電池の停止方法
JP2005267910A (ja) 2004-03-16 2005-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池システムおよびその制御方法
JP2006040611A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池およびそれを用いた燃料電池システム
JP2006086019A (ja) 2004-09-16 2006-03-30 Mitsubishi Materials Corp 固体酸化物形燃料電池および運転開始時の予熱方法
JP5122726B2 (ja) * 2004-09-16 2013-01-16 株式会社日立製作所 固体高分子形燃料電池方法、燃料電池システム及び記録媒体
JP2006114434A (ja) 2004-10-18 2006-04-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP4971588B2 (ja) 2004-11-17 2012-07-11 本田技研工業株式会社 燃料電池システムおよびその起動方法
US20070154743A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Ruiming Zhang Micro-energy re-activating method to recover PEM fuel cell performance
US20070231623A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Limbeck Uwe M Method of operation of a fuel cell system and of ceasing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124054A (en) * 1998-12-23 2000-09-26 International Fuel Cells, Llc Purged anode low effluent fuel cell
US6635370B2 (en) * 2001-06-01 2003-10-21 Utc Fuel Cells, Llc Shut-down procedure for hydrogen-air fuel cell system
US20040001980A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Balliet Ryan J. System and method for shutting down a fuel cell power plant
US20050031917A1 (en) * 2003-08-06 2005-02-10 Margiott Paul R. Hydrogen passivation shut down system for a fuel cell power plant

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020126150A1 (de) 2020-10-06 2022-04-07 Hoerbiger Antriebstechnik Holding Gmbh Verfahren zum nach einem Stillstand erfolgenden Hochfahren eines Brennstoffzellensystems
WO2022073868A1 (de) 2020-10-06 2022-04-14 Hoerbiger Antriebstechnik Holding Gmbh Verfahren zum nach einem stillstand erfolgenden hochfahren eines brennstoffzellensystems

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US20080038602A1 (en) 2008-02-14
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US9614236B2 (en) 2017-04-04
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DE102007037304A1 (de) 2008-02-21

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