DE102013108069B4

DE102013108069B4 - Verfahren zur Leckdiagnose eines Brennstoffzellenluftsystems

Info

Publication number: DE102013108069B4
Application number: DE102013108069.3A
Authority: DE
Inventors: Marc Becker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: DE102013108069A1; CN103674445B; US20140072895A1; CN103674445A; US8877402B2

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen eines Außenlecks der Kathodenluft, die auf eine Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels (12) in einem Brennstoffzellensystem (10) geliefert wird, wobei das Verfahren umfasst:
- Einstellen (54) eines Kompressors (14), der die Kathodenluft an den Stapel (12) abgibt, auf eine vorbestimmte Kompressordrehzahl;
- Einstellen (56) eines oder mehrerer Ventile, um Luft durch oder um den Brennstoffzellenstapel (12) herum fließen zu lassen oder nicht fließen zu lassen;
- Messen (58) eines Luftflusses in den Kompressor (14) ;
- Modellbilden (60) einer Leckage durch das eine oder die mehreren Ventile, die die Luft durch oder um den Brennstoffzellenstapel (12) herum fließen lassen oder nicht fließen lassen;
- Subtrahieren (62) der Luftleckage durch das eine oder die mehreren Ventile von dem gemessenen Luftfluss, um einen modifizierten Luftflusswert zu bekommen; und
- Bestimmen (64), ob der modifizierte Luftflusswert eine Leckage der Kathodenluft von dem System (10) anzeigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System und ein Verfahren zum Identifizieren von Lecks in einem Kathodensubsystem eines Brennstoffzellensystems und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zum Identifizieren von Luftlecks in einem Kathodensubsystem eines Brennstoffzellensystems, welches das Überwachen des Luftflusses in einen Kompressor beinhaltet, wenn Ventile so eingestellt sind, so dass Luft nur um den Kompressor herumfließt.
2. Diskussion des Standes der Technik
Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er sauber ist und dazu verwendet werden kann, effizient Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu produzieren. Eine Wasserstoffbrennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode beinhaltet, zwischen denen ein Elektrolyt angeordnet ist. Die Anode erhält Wasserstoffgas und die Kathode erhält Sauerstoff oder Luft. Das Wasserstoffgas wird in der Anode dissoziiert, um freie Wasserstoffprotonen und Elektronen zu erzeugen. Die Wasserstoffprotonen gelangen durch den Elektrolyten zu der Kathode. Die Wasserstoffprotonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode und erzeugen dabei Wasser. Die Elektronen können von der Anode nicht durch den Elektrolyten gelangen. Dementsprechend werden sie über eine Last geleitet, um Arbeit auszuführen, bevor sie an die Kathode gelangen.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) sind eine populäre Brennstoffzelle für Fahrzeuge. Eine PEMFC beinhaltet im Allgemeinen eine feste Polymerelektrolytenprotonen-leitende Membran, so zum Beispiel eine Membran aus einer Perfluorsulfonsäure. Die Anode und die Kathode beinhalten typischerweise fein verteilte Katalysatorteilchen, gewöhnlicherweise Platin (Pt), verteilt auf Kohlenstoffpartikeln und vermischt mit einem Ionomer. Die Katalysatormischung ist an entgegengesetzten Seiten der Membran aufgebracht. Die Kombination der Anodenkatalysatormischung, der Kathodenkatalysatormischung und der Membran definieren eine Membranelektroden-Anordnung (MEA). MEAs sind in der Herstellung relativ teuer und erfordern bestimmte Bedingungen für einen effektiven Betrieb.
Typischerweise werden mehrere Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu generieren. Beispielsweise kann ein typischer Brennstoffzellenstapel für ein Fahrzeug zweihundert oder mehr gestapelte Brennstoffzellen aufweisen. Der Brennstoffzellenstapel erhält ein Kathodeneingangsgas, wobei typischerweise ein Luftfluss mittels eines Kompressors durch den Stapel geleitet wird. Von dem Stapel wird nicht der gesamte Sauerstoff aufgebraucht und einiges an Luft wird als Kathodenabgas ausgelassen, wobei das Kathodenabgas Wasser als ein Stapelabfallprodukt beinhalten kann. Der Brennstoffzellenstapel erhält auch ein Anodenwasserstoffeingangsgas, das in die Anodenseite des Stapels fließt.
Ein Brennstoffzellenstapel weist typischerweise eine Reihe von Bipolarplatten auf, die in dem Stapel zwischen die mehreren MEAs angeordnet sind, wobei die Bipolarplatten und die MEAs zwischen zwei Endplatten angeordnet sind. Die Bipolarplatten beinhalten eine Anodenseite und eine Kathodenseite zu benachbarten Brennstoffzellen in dem Stapel. Anodengasflusskanäle sind auf der Anodenseite der Bipolarplatten vorgesehen, die es erlauben, dass das Anodenreaktionsgas zu der jeweiligen MEA fließt. Auf der Kathodenseite der Bipolarplatten sind Kathodengasflusskanäle vorgesehen, die es erlauben, dass das Kathodenreaktionsgas zu der jeweiligen MEA fließt. Eine Endplatte beinhaltet Anodengasflusskanäle und die andere Endplatte beinhaltet Kathodengasflusskanäle. Die Bipolarplatten und Endplatten bestehen aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl oder einem leitfähigen Verbundmaterial. Die Endplatten leiten die Elektrizität, die von den Brennstoffzellen generiert wurde, aus dem Stapel heraus. Die Bipolarplatten beinhalten des Weiteren Flusskanäle, durch welche ein Kühlmittel fließt.
Es gibt viele Komponenten, Geräte und Elemente in einem Brennstoffzellensystem, durch welche das Reaktionsgas sowohl auf die Hochstromseite als auch auf die Niederstromseite des Brennstoffzellenstapels fließen. Beispielsweise liefert der Kompressor in dem Kathodensubsystem einen Luftfluss an die Kathodenseite des Stapels, der typischerweise durch einen Ladeluftkühler fließt, der die aufgrund der Kompression aufgeheizte komprimierte Luft kühlt und eine Wasserdampftransfereinheit (WVT), die die gekühlte Luft üblicherweise unter Verwendung des Kathodenabgases befeuchtet, bevor die Luft an den Stapel abgegeben wird. Das Kathodensubsystem beinhaltet typischerweise ein Bypassventil für das Bypassen von Luft um den Stapler herum und ein Rückschlagventil in der Kathodenabgasleitung, das den kathodenseitigen Druck regelt. All diese Geräte und Komponenten können mit der Zeit Lecks entwickeln, wobei Luft an die Außenwelt abgegeben wird, bevor es den Brennstoffzellenstapel erreicht, was wiederum den Betrag an Reaktionsluft, die an den Brennstoffzellenstapel abgegeben wird, reduziert, was die Leistungsfähigkeitseigenschaften beeinträchtigt. Mit anderen Worten können die Steueralgorithmen für den Brennstoffzellenstapel den Kompressor auf eine gewisse Drehzahl für einen gewünschten Stapel Ausgangsstrom einstellen, wobei jedoch der Betrag an Luft den Stapel nicht erreicht, da Luftlecks über eine oder mehrere der Komponenten vor dem Stapel aufgetreten sind. Die US 2008 / 0 014 478 A1 offenbart eine Diagnose des Brennstoffzellen-Luftbefeuchters. Die US 2009 / 0 068 504 A1 offenbart Systeme und Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Brennstoffzellen-Zuleitungen. Die DE 10 2008 013 423 A1 offenbart eine Kaltstart-Verdichtersteuerung und Mechanisierung in einem Brennstoffzellensystem. Demzufolge wäre es wünschenswert, in der Lage zu sein, eine Diagnosevorrichtung zu haben, die ein signifikantes Leck in dem Kathodensubsystem erkennt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Einklang mit den Lehren der vorliegenden Erfindung, werden ein System gemäß Anspruch 9 und ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Identifizieren von Lecks in einem Kathodensubsystem eines Brennstoffzellensystems offenbart.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Figuren deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Kathodensubsystems eines Brennstoffzellensystems; und
2 ist ein Flussdiagramm, dass ein Verfahren zum Bestimmen von Lecks in dem Kathodensubsystem aus der 1 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein System und ein Verfahren zum Bestimmen von nach außen auftretenden Lecks in einem Kathodensubsystem eines Brennstoffzellensystems gerichtet ist, ist rein beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen einzuschränken. Beispielsweise findet die vorliegende Erfindung eine besondere Anwendung in einem Brennstoffzellensystem auf einem Fahrzeug. Fachleute können jedoch leicht erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch eine Anwendung bei anderen Brennstoffzellensystemen findet.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Kathodensubsystems in einem Brennstoffzellensystem 10, das einen Brennstoffzellenstapel 12 beinhaltet. Das System 10 beinhaltet einen Kompressor 14, der von einem Motor 16 betrieben wird, um Luft anzusaugen und auf der Leitung 18 zu komprimieren, die auf die Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 auf einer Kathodeneinlassleitung 20 geliefert wird. Die Luft aus dem Kompressor 14 wird aufgrund des Kompressionsprozesses aufgeheizt und wird demzufolge von einem Ladeluftkühler 22 mit einem Verfahren, das im Stand der Technik gut bekannt ist, gekühlt. Der Ladeluftkühler 22 kann jede Art von Wärmetauscher sein, der für diesen Zweck geeignet ist, beispielsweise ein Flüssigkeit-Gas-Wärmetauscher. Das Kathodenabgas wird aus dem Brennstoffzellenstapel 12 auf einer Kathodenabgasleitung 26 ausgelassen. Die gekühlte Luft von dem Ladeluftkühler 22 wird in einer WVT-Einheit 24 befeuchtet, um die relative Feuchtigkeit an Luft zu steigern, um besser für den Reaktionsprozess in dem Brennstoffzellenstapel geeignet zu sein. Die Feuchtigkeit und der Wasserdampf in dem Abgas auf der Leitung 26 wird dazu verwendet, um die Feuchtigkeit bereitzustellen, um die relative Feuchtigkeit der Kathodeneingangsluft in der WVT-Einheit 24 zu steigern. Ein Rückschlagventil 28 ist in der Abgasleitung 26 vorgesehen und ein Proportionalventil, dessen Position eingestellt werden kann, um den Druck innerhalb der Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 einzustellen, wobei das Schließen der Leitung 26 einen Fluss daran hindert, durch die Kathodenseite zu dem Stapel 12 zu gelangen. Ein Bypassventil 30 ist in einer Bypassleitung 32 vorgesehen, so dass die Luft selektiv um den Stapel 12 umgeleitet werden kann, wobei das Ventil 30 ebenfalls ein Proportionalventil ist, so dass der Betrag an Luft, der durch den Stapel 12 und um den Stapel 12 herum fließt, selektiv eingestellt werden kann.
Das System 10 beinhaltet ferner eine Rezirkulationsleitung 34 um den Kompressor 14 mit einem Rezirkulationsventil 36. Es können verschiedene Betriebsbedingungen vorliegen, bei dem die Leistungsanfrage aus dem Stapel 12 so gering ist, dass die Drehzahl des Kompressors 14 nicht niedrig genug eingestellt werden kann, um nur die notwendige Luft abzugeben, d.h. der Kompressor 14 hat eine minimale Drehzahl, die mehr Luft als gewünscht liefert. In dieser Situation wird das Rezirkulationsventil 36 selektiv so eingestellt, dass zumindest ein Teil der Luft zurück durch die Eingangsleitung 18 und nicht zu dem Stapel 12 fließt. Darüber hinaus kann das Ventil 36 für niedrige transiente Anforderungen, bei denen die Ausgangsleistung aus dem Stapel 12 schnell reduziert wird, so eingestellt werden, um einen Luftfluss zu dem Stapel 12 zu unterbinden, bis der Kompressor 14 die Gelegenheit hatte, seine Drehzahl zu reduzieren. Ein Luftflussmesser 38 ist in der Eingangsleitung 18 vorgesehen, um den Fluss zu der Leitung 18 an einen Ort, der sich oberhalb von dem Übergang, bei dem die rezirkulierte Luft wieder in den Einlass des Kompressors 14 zurückgeführt wird, zu messen. Ein Temperatursensor 40 misst die Temperatur der Luft zwischen dem Kompressor 14 und dem Ladeluftkühler 22. Das System 10 beinhaltet ein Steuergerät 42, das den Betrieb des Systems 10 konsistent mit der hier geführten Diskussion, steuert, wobei das Einstellen der Position der Ventile 28,30 und 36, das Einstellen der Drehzahl des Kompressors 14, das Aufnehmen einer Luftflussmessung von dem Luftflussmesser 38 et cetera beinhaltet ist und das Empfangen eines Eingangs und das Abgeben irgendeiner Kontrolle zum Bestimmen des nach außen auftretenden Lecks aus dem Kathodensubsystem beinhaltet ist, wie hier diskutiert wird.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Technik zum Bestimmen vor, ob irgendeine der Komponenten in dem Kathodensubsystem des Brennstoffzellensystems 10 so viel Luft austreten lässt, um den Betrieb des Systems 10 effektiv zu beeinträchtigen. Diese Komponenten beinhalten nicht abschließend den Ladeluftkühler 22, die WVT-Einheit 24, Ventile, Passungen, Leitungen et cetera. Wie von Fachleuten gut verstanden ist, sind Modelle im Stand der Technik bekannt, die die Stellung eines Ventils als Rückkopplung zum Bestimmen eines Lecks durch das jeweilige Ventil verwenden. Demzufolge wird ein Leck durch die Ventile 28, 30 und 36 durch das hier beschriebene Außenleckverfahren nicht bestimmt, wobei solche Modelle verwendet werden, um das Leck zu bestimmen, und dieses Leck wird dann von dem Fluss, wie weiter unten im Detail diskutiert werden wird, abgezogen.
Wenn die Systemsteuerung bestimmt, dass eine Luftaußenleckdiagnose ausgeführt werden soll, werden die Ventile 28 und 30 geschlossen, so dass kein Luftfluss durch oder um den Stapel 12 stattfindet. Das Ventil 36 wird so weit geöffnet, so dass die gesamte oder die meiste Luft, die aus dem Kompressor 14 fließt, wieder in den Einlass des Kompressors 14 zurückgeführt wird. Der Kompressor 14 wird auf eine vorbestimmte Diagnosedrehzahl eingestellt, welche ungefähr bei oder nahe zu der minimalen Kompressordrehzahl ist. Ein Teil der Luft wird durch die Ventile 28 und 30 austreten, was für eine bestimmte Kompressordrehzahl unter Verwendung einer Stellungsrückkopplung, wie oben erwähnt, modelliert werden kann. Dieser minimale Betrag an Luft, der verloren geht, und der nicht zurück in den Einlass des Kompressors 14 zurückgeführt wird, wird durch die Leitung 18 angesaugt und erlaubt eine Messung durch den Luftflussmesser 38. Da das Leck bekannt ist, kann dieses von der Luftflussmessung abgezogen werden, was einen Wert von Null ergibt, wenn keine andere Leckage in dem Kathodensubsystem auftritt.
Wenn eine Leckage durch eine Komponente oder ein Gerät in dem Kathodensubsystem neben den Ventilen 28 und 30 auftritt, dann wird diese Leckage ebenfalls von dem Luftflussmesser 38 gemessen. Demzufolge ist der zusätzliche Luftfluss, der von dem Luftflussmesser 38 gemessen werden kann, eine Anzeige für den Betrag der Leckage, sobald die berechnete Ventilleckage von dem Messwert des Luftflussmessers abgezogen wird. Wenn dieser Leckagewert einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der anzeigt, dass das Kathodensubsystem einen zu großen Betrag an einem Leck aufweist, kann eine Diagnose vorgenommen werden, die anzeigt, dass eine Leckage nach außen hin auftritt und dass das System 10 gewartet werden sollte. Der Temperatursensor 40 kann die Temperatur während der Diagnose messen und wenn ein maximaler Temperaturschwellenwert erreicht ist, kann die Diagnose abgebrochen werden. Wenn die Drehzahl des Kompressors 14 jedoch auf oder nahe zu der minimalen Drehzahl eingestellt wird, sollte der Betrag für die Aufheizung der Kathodenluft nicht signifikant sein.
In bestimmten Brennstoffzellensystemen kann der Kompressor 14 eine Art sein, die bei einer genügend langsamen Drehzahl betrieben werden kann, um die minimale Flussrate unter allen anwendbaren Systembetriebsbedingungen zu gewährleisten, so dass die Rezirkulationspumpe 36 und die Rezirkulationsleitung 34 eliminiert werden können. Bei dieser Systemart kann das Rückschlagventil 28 zumindest leicht geöffnet werden, um Kompressorschäden zu vermeiden. In diesem System kann die Leckdetektion durch Modellbildung des niedrigen Flusses durch das leicht geöffnete Rückschlagventil 28 und durch Subtrahieren dieses Flusswertes von dem durch den Luftflussmesser 38 gemessenen Fluss ausgeführt werden.
Es wird angemerkt, dass in bestimmten Brennstoffzellensystemen das Rückschlagventil 28 durch ein Kathodeneinlassventil 44 ersetzt werden kann und ein Leck durch das Ventil 44 konsistent mit der hier geführten Diskussion bestimmt werden kann. Es wird darüber hinaus angemerkt, dass die Ventile 28, 30, 36 und 44 jeweils entweder Proportionalventile oder diskrete Ventile in Abhängigkeit des bestimmten Systems sein können.
Die Diagnose zum Bestimmen des Kathodensystemlecks nach außen hin kann zu jeder geeigneten Zeit und mit jeder geeigneten Frequenz ausgeführt werden. Beispielsweise kann die Diagnose bei einer Systemabschaltung nach allen 50 Abschaltoperationen vorgenommen werden. Darüber hinaus gibt es verschiedene Betriebsbedingungen, bei denen der Stapel 12 keine Leistung produziert, um das Fahrzeug zu betreiben, beispielsweise einem Stand-by-Betrieb, wenn das Fahrzeug an einer roten Ampel hält. Die oben diskutierte Diagnose kann während dieser Betriebsbedingungen durchgeführt werden, bei denen keine Stapelleistung angefordert wird.
2 ist ein Flussdiagramm 50, das das oben erörterte Verfahren für die Außenleckdiagnose zeigt. Die Diagnose wird im Kasten 52 indiziert und der Kompressor 14 wird auf die gewünschte Kompressordrehzahl im Kasten 54 eingestellt. Die Ventile werden dann im Kasten 56 eingestellt, wobei die Ventile 28 und 30 geschlossen werden und das Ventil 36 geöffnet wird. Die Luftflussmessung wird im Kasten 58 bestimmt und der Modellwert für die Ventilleckagen wird aufgenommen und von dem Messwert im Kasten 60 abgezogen. Der modifizierte Messwert wird dann mit einem Schwellenwert im Kasten 62 verglichen und eine Diagnose wird im Kasten 64 eingestellt, wenn der modifizierte Messwert den Schwellenwert übersteigt.
Wie von Fachleuten gut verstanden wird, können verschiedene oder einige Schritte und Verfahren, die hier erörtert wurden, um die Erfindung zu beschreiben, von einem Computer, einem Prozessor oder einer anderen elektronischen Recheneinheit ausgeführt werden, die mit Hilfe elektrischer Phänomene Daten manipuliert und/oder transformiert. Diese Computer und elektrischen Geräte können verschiedene flüchtige und/oder nicht flüchtige Speicher inklusive einem festen computerlesbaren Medium mit einem darauf befindlichen ausführbaren Programm beinhalten, das verschiedene Codes oder ausführbare Instruktionen beinhaltet, die von dem Computer oder Prozessor ausgeführt werden, wobei der Speicher und/oder das computerlesbare Medium alle Formen und Arten von einem Speicher und anderen computerlesbaren Medien beinhalten kann.

Claims

Ein Verfahren zum Bestimmen eines Außenlecks der Kathodenluft, die auf eine Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels (12) in einem Brennstoffzellensystem (10) geliefert wird, wobei das Verfahren umfasst: - Einstellen (54) eines Kompressors (14), der die Kathodenluft an den Stapel (12) abgibt, auf eine vorbestimmte Kompressordrehzahl; - Einstellen (56) eines oder mehrerer Ventile, um Luft durch oder um den Brennstoffzellenstapel (12) herum fließen zu lassen oder nicht fließen zu lassen; - Messen (58) eines Luftflusses in den Kompressor (14) ; - Modellbilden (60) einer Leckage durch das eine oder die mehreren Ventile, die die Luft durch oder um den Brennstoffzellenstapel (12) herum fließen lassen oder nicht fließen lassen; - Subtrahieren (62) der Luftleckage durch das eine oder die mehreren Ventile von dem gemessenen Luftfluss, um einen modifizierten Luftflusswert zu bekommen; und - Bestimmen (64), ob der modifizierte Luftflusswert eine Leckage der Kathodenluft von dem System (10) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend, das Gestatten der Luft um den Kompressor (14) herum zufließen und zurück zu einem Kompressoreinlass geschickt zu werden, wobei das Messen des Luftflusses in den Kompressor (14) das Messen des Luftflusses in den Kompressor stromaufwärts eines Ortes beinhaltet, an dem der Luftfluss um den Kompressor (14) herum zurück zu dem Kompressoreinlass gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einstellen einer oder mehrerer Ventile das Öffnen eines Rezirkulationsventils (36) beinhaltet, um die Kathodenluft um den Kompressor (14) herumfließen zu lassen und zurück zu einem Kompressoreinlass fließen zu lassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen eines oder mehrerer Ventile das leichte Öffnen eines Rückschlagventils (28), das sich in einer Kathodenabgasleitung befindet, beinhaltet, um einen Kathodenluftfluss durch den Brennstoffzellenstapel (12) zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen eines oder mehrerer Ventile das Einstellen eines Rückschlagventils (28) beinhaltet, das innerhalb einer Kathodenabgasleitung angeordnet ist, um den Kathodenluftfluss durch den Brennstoffzellenstapel (12) zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen eines oder mehrerer Ventile das Einstellen eines Bypassventils (30) beinhaltet, um einen Luftfluss um den Brennstoffzellenstapel (12) zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend das Messen einer Temperatur der Kathodenluft von dem Kompressor (14) und das Abbrechen des Schritts des Bestimmens, ob der gemessene Luftfluss eine Leckage anzeigt, wenn die gemessene Temperatur einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren zu mindestens eine Leckage nach außen hin durch einen Ladeluftkühler (22) und eine Wasserdampftransfereinheit (24) in dem Brennstoffzellensystem (10) bestimmt.
Ein System zum Bestimmen einer Leckage nach außen hin von Kathodenluft, die an eine Kathodenseite eines Brennstoffzellenstapels (12) in einem Brennstoffzellensystem (10) abgegeben wird, wobei das System ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche ausführt, und wobei das System (10) umfasst: - Mittel (42) zum Einstellen eines Kompressors (14), der Kathodenluft an den Stapel (12) zu einer vorbestimmten Kompressordrehzahl bereitstellt; - Mittel (42) zum Einstellen eines oder mehrerer Ventile, um Luft durch oder um den Brennstoffzellenstapel (12) fließen zu lassen oder nicht fließen zu lassen; - Mittel (38) zum Messen eines Luftflusses in den Kompressor (14); - Mittel (42) zum Modellbilden einer Leckage durch das eine oder die mehreren Ventile, die die Luft durch oder um den Brennstoffzellenstapel (12) herum fließen lassen oder nicht fließen lassen; - Mittel (42) zum Subtrahieren der Luftleckage durch das eine oder die mehreren Ventile von dem gemessenen Luftfluss, um einen modifizierten Luftflusswert zu bekommen; und - Mittel (42) zum Bestimmen, ob der modifizierte Luftflusswert eine Leckage der Kathodenluft von dem System (10) anzeigt.
System nach Anspruch 9, des Weiteren umfassend Mittel zum Gestatten, dass Luft um den Kompressor (14) fließt und zurück zu einem Kompressoreinlass geschickt wird, wobei die Mittel zum Messen eines Luftflusses in den Kompressor den Luftfluss in den Kompressor (14) stromaufwärts eines Ortes messen, an dem der Luftfluss um den Kompressor (14) zu dem Kompressoreinlass zurückgeschickt wird.