DE102012105325B4

DE102012105325B4 - Injektoröffnungsverzögerungsdiagnosestrategie

Info

Publication number: DE102012105325B4
Application number: DE102012105325.1A
Authority: DE
Inventors: Matthew Lang; Nathan Baader
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: CN102914441A; CN102914441B; DE102012105325A1; US20130034788A1; US8679691B2

Abstract

Verfahren zum Detektieren, ob ein Injektor, der Wasserstoffgas in eine Anodenseite eines Brennstoffzellenstapels in einem Brennstoffzellensystem injiziert, sauber arbeitet, wobei das Verfahren umfasst:- Betreiben des Injektors mit einer festen Injektorpulsweite und -frequenz, um so den Stapel dazu zu bringen, einen konstanten Strom zu erzeugen;- Überwachen des Drucks in einem Anodensubsystem des Brennstoffzellensystems, während der Stapel den konstanten Strom erzeugt;- Bestimmen, dass der Injektor nicht sauber arbeitet, falls Druckmessungen vom Überwachen des Drucks in dem Anodensubsystem anzeigen, dass der Druck einen vorbestimmten Druckwert übersteigt; und- Steigern eines Injektorstroms mit einem vorbestimmten Betrag, der einen Betrieb des Injektors regelt, falls bestimmt wird, dass der Injektor nicht sauber arbeitet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System gemäß Anspruch 6 und ein Verfahren gemäß Anspruch 1zum Bestimmen, ob ein Injektor, der Wasserstoffgas-Treibstoff in einen Brennstoffzellenstapel injiziert.
2. Diskussion des Standes der Technik
Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Treibstoff, da er sauber ist und dazu genutzt werden kann, um effizient Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu erzeugen. Eine Wasserstoffbrennstoffzelle ist ein elektrochemisches Gerät, das eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyten zwischendrin beinhaltet. Die Anode empfängt Wasserstoffgas und die Kathode empfängt Sauerstoff oder Luft. Das Wasserstoffgas wird in dem Anodenkatalysator dissoziiert, um freie Protonen und Elektronen zu erzeugen. Die Protonen gelangen durch den Elektrolyten an die Kathode. Die Protonen reagieren auf den Sauerstoff und die Elektronen in dem Kathodenkatalysator zum Erzeugen von Wasser. Die Elektronen aus der Anode können nicht in den Elektrolyten gelangen und demzufolge werden diese über eine Last geleitet, um Arbeit auszuführen, bevor sie an die Kathode gesendet werden.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) sind populäre Brennstoffzellen für Fahrzeuge. Die PEMFC beinhalten eine feste Polymerelektrolytmembran, die Protonen leitet, wie beispielsweise eine Perfluorsulfonsäuremembran. Die Anode und Kathode beinhaltet typischerweise fein verteilte Katalysatorteilchen, gewöhnlicherweise einen noch aktiveren Katalysator wie zum Beispiel Platin (Pt), welches auf Kohlenstoffteilchen gelagert ist und mit einem Ionomer vermischt ist. Die Katalysatormischung wird auf entgegengesetzten Seiten der Membran angeordnet. Die Kombination der Anodenkatalysatormischung, der Kathodenkatalysatormischung und der Membran definieren eine Membranelektrodenanordnung (MEA). Membranelektrodenanordnungen sind relativ aufwändig herzustellen und erfordern gewisse Bedingungen für ihren effektiven Betrieb.
Mehrere Brennstoffzellen werden typischerweise in einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. Beispielsweise kann ein typischer Brennstoffzellenstapel für ein Fahrzeug zweihundert oder mehr gestapelte Brennstoffzellen umfassen. Der Brennstoffzellenstapel empfängt am Kathodeneingang ein Kathodeneingangsgas, typischerweise einen Luftfluss, der durch den Stapel über einen Kompressor geleitet wird. Es wird nicht der gesamte Sauerstoff wird vom Stapel aufgebraucht und es wird etwas an Luft wird als Kathodenabgas abgelassen, das Wasser als ein Stapelnebenprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel empfängt auch ein Anodenwasserstoff-Eingangsgas, das in die Anodenseite des Stapels fließt.
Der Brennstoffzellenstapel beinhaltet eine Serie von bipolaren Platten, die zwischen verschiedenen Membranelektrodenanordnungen im Stapel angeordnet sind, wobei die bipolaren Platten und die Membranelektrodenanordnungen zwischen zwei Endplatten angeordnet sind. Die bipolaren Platten beinhalten eine Anodenseite und eine Kathodenseite für benachbarte Brennstoffzellen im Stapel. Anodengasflussfelder werden auf der Anodenseite der bipolaren Platten vorgesehen, um das Anodenreaktionsgas an die jeweiligen Membranelektrodenanordnungen fließen zu lassen. Kathodengasflussfelder werden auf der Kathodenseite der bipolaren Platten vorgesehen, die es gestatten, dass das Kathodenreaktionsgas in die jeweiligen Membranelektrodenanordnungen fließt. Eine Endplatte beinhaltet Anodengasflusskanäle und die andere Endplatte beinhaltet Kathodengasflusskanäle. Die bipolaren Platten und Endplatten werden aus leitfähigem Material, beispielsweise einem rostfreien Stahl oder einem leitfähigen Verbund gebildet. Die Endplatten leiten die Elektrizität aus dem Stapel heraus, die innerhalb der Brennstoffzellen erzeugt wurde. Die bipolaren Platten beinhalten Durchflusskanäle, durch welche eine Kühlflüssigkeit fließt.
Die Membranen innerhalb eines Brennstoffzellenstapels müssen einen hinreichenden Wassergehalt aufweisen, so dass der Ionenwiderstand über die Membran niedrig genug ist, um effektiv Protonen zu leiten. Die Membranbefeuchtung kann von dem Stapelwasserabfallprodukt oder einer externen Befeuchtung kommen. Der Fluss an Reaktanten durch die Flusskanäle des Stapels weist einen Trocknungseffekt für die Zellmembranen auf, der sich zumeist am Einlass für den Reaktantenfluss bemerkbar macht. Die Akkumulation von Wassertröpfchen innerhalb der Flusskanäle kann jedoch Reaktanten am Durchfließen hindern und dazu führen, dass die Zelle aufgrund eines niedrigen Reaktantengasflusses ausfällt, was die Stapelstabilität beeinträchtigt. Die Akkumulation an Wasser in den Reaktantengasflusskanälen genauso wie innerhalb der Gasdiffusionsschicht (GDL) ist insbesondere bei niedrigen Stapelausgangslasten kritisch.
In einer bekannten Art eines Brennstoffzellensystems wird der Wasserstoffgas-Treibstoff in die Anodenseite des Brennstoffzellenstapels über einen Injektor injiziert. Der Injektor regelt den Betrag an injiziertem Treibstoff für eine bestimmte Stapelstromdichte basierend auf einem Pulsweiten-Modulationsregelsignal (PWM), welches das Öffnen und Schließen des Injektors regelt.
Diese Arten von Injektoren empfangen ein Gas unter relativ hohem Druck aus einem Wasserstoffvorratstank und stellen die kontrollierte Injektion des Wasserstoffgases unter einem Druck dar, der für den Brennstoffzellenstapel geeignet ist. Aufgrund des hohen Drucks des Wasserstoffgases, das an den Injektor geliefert wird, als auch der hohen Temperaturen, die beim Betrieb des Brennstoffzellenstapels einhergehen, und einer internen Injektorfriktion, ist es relativ verbreitet für einen Wasserstofftreibstoffinjektor, dass diese periodische Ausfälle aufweisen. Ein gewöhnlicher Injektorausfall, der insbesondere schwierig zu detektieren ist, ist eine intermittierender Veränderung in der Injektionsauslösung verglichen mit der Eingangsflanke eines Injektorpulses des PWM-Regelsignals. Mit anderen Worten, sobald das PWM-Signal den Injektor öffnet, kann eine gewisse Verzögerung beim Öffnen auftreten, da der Fehler vorliegt, wobei der Regler wiederum denkt, dass der Injektor offen ist, obwohl er eigentlich nicht offen ist. Bei dieser bestimmten Ausfallart öffnet sich der Injektor nicht zu der spezifizierten Öffnungszeit, was dazu führt, dass die Injektoröffnungszeit niedriger ist als vorgesehen, was wiederum dazu führen kann, dass weniger Treibstoff an den Stapel abgegeben wird. Typischerweise tritt dieser intermittierende Ausfall auf, da der Strom, der an den Injektor während des Pulses appliziert wird, nicht dazu ausreicht, die Injektornadel aus ihrem Sitz in der erwarteten Zeit zu heben. Das kann aufgrund einer Eisbildung bei niedrigen Temperaturen oder einem Verschleiß in der Injektornadel herrühren, wobei die Injektornadel innerhalb der Bohrung gespannt und eingeklemmt sein kann. Demzufolge muss der Injektor eine zusätzliche Reibung überwinden, was zu einer langsameren Öffnung als erwartet führt. Dies führt zu einer kürzeren Öffnungszeit und der gesamte Betrag an gewünschtem Treibstoff kann nicht an den Stapel abgegeben werden.
Konventionelle Injektor-Diagnoseverfahren sind nicht dazu geeignet, diese Art von Fehler zu bestimmen, da diese Arten von Fehlern nur intermittierend sind, was bedeutet, dass nicht jedes Injektionsereignis diesen Fehler aufweist. Insbesondere können die herkömmlichen Injektor-Detektionsausfallverfahren nur detektieren, ob der Injektor offen geblieben ist oder ob der Injektor geschlossen geblieben ist.
Die JP 2008 130 442 A offenbart ein Brennstoffzellen-System. Die DE 10 2010 005 644 A1 offenbart ein System und Verfahren zum Beobachten einer Anodenfluidzusammensetzung während eines Brennstoffzellensystem-Starts.
Die DE 10 2007 060 712 A1 offenbart eine Leckdetektion in einem Brennstoffzellensystem.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Einklang mit den Lehren der vorliegenden Erfindung werden ein System gemäß Anspruch 6 und ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Detektieren eines intermittierenden Ausfalls eines Injektors offenbart.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Figuren offensichtlich.
Figurenliste

1 ist ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems; und
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Detektieren eines Injektorfehlers in einem Brennstoffzellensystem veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein System und ein Verfahren zum Detektieren intermittierender Fehler in einem Injektor gerichtet ist, der Wasserstoffgas-Treibstoff in die Anodenseite eines Brennstoffzellensystems injiziert, ist rein beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu limitieren.
Bei einem bekannten Wasserstoffgas-Treibstoffinjektionsdesign für ein Brennstoffzellensystem ist der Betrag an Treibstoff, der das System bestimmt, für eine bestimmte gewünschte Stapelstromdichte notwendig, basierend auf dem Druck innerhalb des Anodensubsystems. Beispielsweise überwacht das System den Druck im Anodensubsystem und für eine gewünschte Stapellast setzt das System die Injektoröffnungszeit basierend auf dem Druckabfall zwischen einem vorbestimmten Druck für diese Last und setzt die Injektorschließzeit basierend auf dem Druckanstieg über den gewünschten Druck für diese Last. Die gewünschte Injektoröffnungszeit und Schließzeit wird in ein PWM-Befehlssignal für den Injektor umgewandelt, welches einen Duty-Cycle innerhalb einer bestimmten Pulsweite und eines Duty-Cycles aufweist. Sobald der Injektor sauber betrieben wird, wird die Injektoröffnungszeit auf den gewünschten Treibstoffverbrauch abgebildet, was zu einer Druckinformation im Gleichgewicht führen sollte. Falls der Injektor intermittierend klemmt, während er das Befehlssignal empfängt, kann sich dieser Duty-Cycle kontinuierlich ändern, da der detektierte Druck innerhalb des Anodensystems nicht der gewünschte Druck sein wird, da ein intermittierender Injektoröffnungsfehler auftritt.
Wie oben diskutiert stellt eine bekannte Technik zum Regeln des Betrags an Treibstoff, der in die Anodenseite eines Brennstoffzellenstapels über einen Brennstoffinjektor injiziert wird, durch das Messen des Drucks im Anodensubsystem dar. Insbesondere wird der Duty-Cycle des Injektors sowohl für die Pulsweite als auch für die Pulsfrequenz für einen bestimmten Anodensubsystemdruck eingestellt, der den Betrag an Treibstoff vorgibt, der für eine gewünschte oder befohlene Stapelstromdichte notwendig ist. Falls der Injektor aufgrund eines Fehlers nicht sauber öffnet und nicht sauber schließt, wären die Druckinformationen aus einer spezifischen Stapelstromdichte inkorrekt und würden dazu führen, dass der Injektor-Duty-Cycle fehlerhaft betrieben werden würde. Die fehlerhafte Öffnungszeit kann dazu führen, dass die Injektorflussschätzungen inkorrekt werden, was wiederum Modellfehler anderswo im Brennstoffzellensystem verursachen könnte.
Die vorliegende Erfindung schlägt das Überwachen des Drucks im Anodensubsystem vor, um fehlerhafte Änderungen im Duty-Cycle des Injektors zu detektieren, um zu bestimmen, dass der Injektor nicht unsauber betrieben wird. In einer Ausführungsform wird der Betrag an Strom, der an den Injektor abgegeben wird, um den Injektor zu öffnen, gesteigert, sobald eine fehlerhafte Druckinformation detektiert wird, um die zusätzliche Nadelfriktion zu überwinden und den Injektor wieder dazu zu bringen, dass er sauber arbeitet.
1 ist ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems 10 mit einem Brennstoffzellenstapel 12. Das Brennstoffzellensystem 10 beinhaltet des Weiteren einen Kompressor 14, der Luft auf einer Kathodeneingangsleitung 16 an die Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 abgibt, wobei ein Kathodenabgas aus dem Stapel 12 auf einer Kathodenabgasleitung 18 ausgelassen wird. Das Brennstoffzellensystem 10 beinhaltet eine Wasserstoffgasquelle 20, die typischerweise ein Hochdrucktank ist, welche das Wasserstoffgas an den einen Injektor 22 abgibt, welcher einen geregelten Betrag an Wasserstoffgas auf einer Anodeneingangsleitung 24 an die Anodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 injiziert. Obwohl nicht genau gezeigt, ist es für einen Fachmann klar, dass verschiedene Druckregler, Regelventile, Schließventile, etc. vorgesehen sein könnten, um das Hochdruckgas aus der Quelle 20 mit einem Druck abzugeben, der für den Injektor 22 geeignet ist. Der Injektor 22 kann irgendein Injektor sein, der für die hier diskutierten Zwecke geeignet ist. Ein geeignetes Beispiel für einen Injektor/Ejektor ist aus dem US-Patent 7,320,840 mit dem Titel „Kombination eines Injektor/Ejektors für Brennstoffzellensysteme“, veröffentlicht am 22. Januar 2008, bekannt, welches für den Anmelder dieser Patentanmeldung eingetragen ist und hiermit durch Bezugnahme inkorporiert ist.
Ein Anodenabgas wird aus der Anodenseite von dem Brennstoffzellenstapel 12 an die Anodenausgangsleitung 26 ausgegeben, welches an ein Entlüftungsventil 28 abgegeben wird. Ein Stickstoff-Cross-Over aus der Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 löst den Wasserstoff in der Anodenseite des Stapels 12, wie es Fachleuten bekannt ist, was wiederum die Brennstoffzellenstapel-Leistungsfähigkeit beeinträchtigt. Demzufolge ist es notwendig, das Anodenabgas aus dem Anodensubsystem periodisch zu entlüften, um den Betrag an Stickstoff im Anodensubsystem zu reduzieren. Sobald das System 10 in einem normalen Nicht-Entlüftungsbetrieb arbeitet, ist das Ventil 28 in der Position, bei der das Anodenabgas auf eine Rezirkulationsleitung 30 abgegeben wird, die das Anodengas an den Injektor 22 rezirkuliert, um es als Ejektor zu betreiben, und den rezirkulierten Wasserstoff wieder zurück an den Anodeneingang des Stapels 12 zu führen. Sobald eine Entlüftung vorgenommen wird, um den Stickstoff in der Anodenseite des Stapels 12 zu reduzieren, wird das Ventil 28 dazu gebracht, das Anodenabgas über eine Bypass-Leitung 32 zu führen, die das Anodenabgas mit dem Kathodenabgas auf der Leitung 28 kombiniert, wobei das Wasserstoffgas gelöst und für die Umgebung verträglich ist. Ein Drucksensor 34 misst den Druck in der Anodenausgangsleitung 26, kann jedoch an jeglichem Ort innerhalb des Anodensubsystems vorliegen, um eine anodenseitige Druckmessung vorzunehmen. Obwohl das System 10 ein Anodenrezirkulationssystem ist, kann die vorliegende Erfindung auch bei anderen Arten von Brennstoffzellensystemen angewandt werden, unter anderem bei Anoden-Flow-Shifting-Systemen, was Fachleuten bekannt ist.
Sobald das Brennstoffzellensystem 10 geschlossen wird, wird typischerweise eine Schließsequenz ausgeführt, die verschiedene Systemkomponenten in einen Schließzustand überführt, so dass diese besser dazu geeignet sind, ihren Betrieb beim nächsten Systemstart wieder aufzunehmen. Beispielsweise beinhaltet ein bekanntes Brennstoffzellensystem-Schließverfahren das Bereitstellen einer Stapellöschung, wobei Luft durch die kathodenseitigen Flusskanäle in den Brennstoffzellenstapel 12 und Wasserstoffgas durch die anodenseitigen Flusskanäle in den Stapel 12 geleitet werden, um die Wasserakkumulation in den Flusskanälen zu entfernen, die während des System-Nichtbetriebs einfrieren können und beim nächsten Systemstart Probleme bereiten könnten. Typischerweise wird der Stapelstrom, der während des Schließbetriebs von der Stapellöschung erzeugt wird, dazu verwendet, eine Hochvoltbatterie 36 in dem Brennstoffzellensystem 10 wieder aufzuladen, da dieser Strom nicht für einen weiteren Betrieb verwendet werden muss und ansonsten verschwendet werden würde.
Für diese Art von Schließsequenz schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass der Brennstoffzellenstapel 12 mit einem konstanten Strom betrieben wird, so dass die Injektorpulsweite und -frequenz auf konstante Werte gebracht werden kann, und ebenso, dass die Druckinformation aus dem Drucksensor 34 konstant sein sollte, falls das System nicht sauber arbeitet. Demzufolge wäre das Öffnen und Schließen des Injektors 22 fest, der Betrag an Strom, der verfügbar ist, um die Batterie 36 zu laden, wäre konstant und der Druck im Anodensubsystem wäre während der Schließsequenz konstant. Falls die Druckinformation bei diesen Bedingungen jedoch nicht konstant ist, dann kann für das System 10 angenommen werden, dass der Injektor 22 eine intermittierende Öffnungsverzögerung aufweist, was wiederum bedeutet, dass er sich nicht öffnet, sofern der Puls ansteigt, der den Injektor 22 zum Öffnen bringt. Das System 10 beinhaltet einen Prozessor 38, der verschiedene Operationen ausführt und regelt, wie nachfolgend diskutiert wird.
2 ist ein Flussdiagramm 40, das ein Verfahren zum Detektieren eines unsauberen Injektorbetriebs und zum Korrigieren des Injektorbetriebs veranschaulicht, falls ein Fehler detektiert wird. Im Kasten 42 bestimmt der Algorithmus, ob das System 10 von einem normalen Betriebsmodus in einen Schließbetrieb nach Abschalten des Fahrzeugs übergegangen ist. Falls der Algorithmus diesen Übergang detektiert, setzt der Algorithmus dann die saubere Kompressorflussrate für den Luftfluss an die Kathodenseite des Stapels 12 ein und die saubere und gewünschte Injektorpulsweite und -frequenz für den Betrieb des Injektors 22 für die Anodenseite des Brennstoffzellenstapels 12, um einen gewünschten konstanten Stapelstrom zum Laden der Batterie während der Schließsequenz im Kasten 44 bereitzustellen. Sobald einmal ein konstanter Stapelstrom vorgegeben wurde und dieser über den Stapel 12 erzeugt wird, überwacht der Algorithmus die Druckmessungen aus den Drucksensoren 34 im Kasten 46 und vergleicht diese Druckmessungen mit einem vorbestimmten Druckkalibrierwert in der Entscheidungsraute 50. Falls die Druckmessungen im Gleichgewichtszustand oder konstant sind und nicht den Druckkalibrierwert in der Entscheidungsraute 50 übersteigen, dann arbeitet der Injektor 22 im Kasten 52 sauber und der Algorithmus kehrt zu dem Kasten 42 zurück, um die nächste Übergangsphase von dem Betrieb zum Schließbetrieb abzuwarten.
Falls der Algorithmus bestimmt, dass die Druckmessungen fehlerbehaftet sind und den Kalibrierdruckwert in der Entscheidungsraute 50 übersteigen, dann identifiziert der Algorithmus ein mögliches Injektorproblem im Kasten 54. Der Algorithmus kann sofort einen Injektorausfall anzeigen oder kann einen Fehlerzähler inkrementieren, wobei der Fehler so lange nicht als solcher identifiziert wird, so lange der Zähler nicht einen vorbestimmten Wert erreicht, beispielsweise drei Zähler. Der Algorithmus erhöht den Betrag an Strom im Kasten 56 über einen vorbestimmten Betrag, der an den Injektor 22 geliefert wird, um diesen für das PWM-Befehlssignal im nächsten Betriebsmodus zu öffnen, egal ob ein potentieller Fehler an den Fahrzeugführer weitergegeben wurde oder nicht, und kehrt an den Kasten 42 zurück, um die nächste Übergangsphase aus dem Betrieb in den Schließbetrieb abzuwarten. Demzufolge wird der Betrag an Strom, der für den Betrieb des Injektors verwendet wird, höher sein, sobald das System 10 beim nächsten Mal gestartet wird, als es beim letzten Mal der Fall war, was wiederum dazu führt, dass der Injektor 22 sauber arbeitet.
Sobald der nächste Schließmodus im Kasten 42 detektiert ist, wird das System durch dieselbe Operation gehen, um zu bestimmen, ob der Injektor 22 einen intermittierenden Öffnungsfehler beim neuen Injektorstrom aufweist und wird wiederum den Injektorstrom im Kasten 56 auf einen Wert erhöhen, der höher ist als der vorhergehend erhöhte Strom, falls der Fehler wieder detektiert wird. Wie oben erwähnt, kann der Algorithmus den Strom in folgenden Schließphasen dreimal erhöhen, bevor er eine Warnung an den Fahrzeugführer abgibt, dass der Injektor 22 ersetzt werden muss. Es wird angemerkt, dass die Erhöhung im Strom, der an den Injektor 22 im Kasten 56 abgegeben wird, nicht auf den ursprünglichen Strom abgesenkt wird, so lange einmal der Injektorstrom erhöht wurde, sondern er wird auf dem erhöhten Wert bleiben, bis er nochmals erhöht oder eine Fehlerdetektion erlassen wird.
Wie von Fachleuten erkannt werden wird, können verschiedene oder einige Schritte und Verfahren, die hier erörtert wurden, um die Erfindung zu beschreiben, von einem Computer, einem Prozessor oder einem anderen elektronischen Rechengerät ausgeführt werden, das Daten mit Hilfe elektrischer Phänomene manipuliert und/oder transformiert. Diese Computer und elektrischen Geräte können verschiedene flüchtige und/oder nicht flüchtige Speicher, umfassend ein nicht vergängliches computerlesbares Medium mit einem ausführbaren Programm, das auf ihm gespeichert ist, umfassend, verschiedene Codes oder ausführbare Instruktionen, die dazu geeignet sind, vom Computer oder Prozessor ausgeführt zu werden, wobei der Speicher und/oder das computerlesbare Medium alle Arten und Formen von Speichern und anderen computerlesbaren Medien umfassen kann.
Die vorhergehende Diskussion offenbart und beschreibt rein beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann kann leicht aus dieser Diskussion und den beigefügten Figuren und Patentansprüchen erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen gemacht werden können, ohne dabei Geist und Schutzbereich der Erfindung, wie er in den folgenden Patentansprüchen definiert wird, zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Detektieren, ob ein Injektor, der Wasserstoffgas in eine Anodenseite eines Brennstoffzellenstapels in einem Brennstoffzellensystem injiziert, sauber arbeitet, wobei das Verfahren umfasst: - Betreiben des Injektors mit einer festen Injektorpulsweite und -frequenz, um so den Stapel dazu zu bringen, einen konstanten Strom zu erzeugen; - Überwachen des Drucks in einem Anodensubsystem des Brennstoffzellensystems, während der Stapel den konstanten Strom erzeugt; - Bestimmen, dass der Injektor nicht sauber arbeitet, falls Druckmessungen vom Überwachen des Drucks in dem Anodensubsystem anzeigen, dass der Druck einen vorbestimmten Druckwert übersteigt; und - Steigern eines Injektorstroms mit einem vorbestimmten Betrag, der einen Betrieb des Injektors regelt, falls bestimmt wird, dass der Injektor nicht sauber arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend das Bestimmen, ob der Injektor sauber arbeitet basierend auf der Information, ob der Anodensubsystemdruck über dem vorbestimmten Kalibrierdruck liegt, nachdem der Injektorstrom gesteigert worden ist, und erneutes Steigern des Injektorstroms um einen vorbestimmten Betrag, falls bestimmt wird, dass der Injektor nicht sauber arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 2, des Weiteren umfassend, dass der Injektorstrom nur dreimal gesteigert wird und falls bestimmt wird, dass der Injektor immer noch nicht sauber arbeitet, Abgeben eines Warnsignals.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend das Bestimmen, dass das Brennstoffzellensystem von einem Betriebsmodus in einen Schließmodus übergegangen ist, bevor der Injektor mit einer festen Injektorpulsweite und -frequenz betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend das Verwenden eines konstanten Stroms, um die Systembatterie zu laden.
Detektionssystem zum Detektieren, ob ein Injektor, der Wasserstoffgas in eine Anodenseite eines Brennstoffzellenstapels in einem Brennstoffzellensystem injiziert, sauber arbeitet, wobei das Detektionssystem umfasst: - Mittel zum Betreiben des Injektors mit einer festen Injektorpulsweite und -frequenz, um den Stapel dazu zu bringen, einen konstanten Strom zu erzeugen; - Mittel zum Überwachen des Drucks in einem Anodensubsystem des Brennstoffzellensystems, wobei der Stapel den konstanten Strom erzeugt; - Mittel zum Bestimmen, dass der Injektor nicht sauber arbeitet, falls Druckmessungen vom Überwachen des Drucks in dem Anodensubsystem anzeigen, dass der Druck einen vorbestimmten Druckwert übersteigt; und - Mittel zum Steigern eines Injektorstroms mit einem vorbestimmten Betrag, der einen Betrieb des Injektors regelt, falls bestimmt wird, dass der Injektor nicht sauber arbeitet.
Detektionssystem nach Anspruch 6, des Weiteren umfassend Mittel zum Bestimmen, ob der Injektor sauber arbeitet basierend darauf, ob der Anodensubsystemdruck über den vorbestimmten Kalibrierdruck geht, nachdem der Injektorstrom erhöht wurde und weiteres Erhöhen des Injektorstroms, um einen vorbestimmten Betrag, falls bestimmt wird, dass der Injektor immer noch nicht sauber arbeitet.
Detektionssystem nach Anspruch 6, des Weiteren umfassend Mittel für das nur dreimalige Erhöhen des Injektorstroms und falls bestimmt wird, dass der Injektor immer noch nicht sauber arbeitet, für das Abgeben eines Warnsignals.