DE102013210632A1 - Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems umfasst ein Berechnen von Spannungen, die in jeder Zelle eines Stapels erzeugt werden. Es wird bestimmt, ob die Spannungen eine Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen. Wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen die Spannungs-Stabilitätsbedingung nicht erfüllen wird es bestimmt, ob eine Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung und eine Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden. Wenn es bestimmt wird, dass die Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung und die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden, wird Spannungs-Stabilitätsbedingung aufgehoben und zurückgesetzt. Es wird bestimmt, ob die Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen. Wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen, wird der Stapel auf normale Weise betrieben.

Description

  • HINTERGRUND
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, das elektrische Energie durch Aufnehmen von Luft an einer Luftelektrode (Kathode) und Aufnehmen von Wasserstoff an einer Brennstoffelektrode (Anode) und durch chemisches Reagieren der Luft und des Wasserstoffes miteinander erzeugt.
  • HINTERGRUND
  • Im Allgemeinen erzeugt ein Brennstoffzellenfahrzeug, in dem ein Brennstoffzellensystem angebracht ist, Elektrizität durch Zuführen von als Brennstoff verwendeten Wasserstoff an einen Brennstoffzellenstapel und wird durch Betreiben eines Elektromotors mit der Elektrizität angetrieben, die durch den Brennstoffzellenstapel erzeugt wird.
  • Hierbei stellt das Brennstoffzellensystem eine Art von Erzeugungssystem dar, das chemische Energie eines Brennstoffs in elektrische Energie innerhalb eines Brennstoffzellenstapels direkt elektrochemisch umwandelt, anstatt sie durch Verbrennung in Wärme zu verwandeln.
  • In solch einem Brennstoffzellensystem wird Wasserstoff mit hoher Reinheit von einem Wasserstoff-Speichertank an eine Anode einer Brennstoffzelle zugeführt und Luft von der Atmosphäre wird direkt an eine Kathode der Brennstoffzelle unter Verwendung einer Luft-Versorgungsvorrichtung wie eines Luftgebläses zugeführt.
  • Dementsprechend wird der Wasserstoff, der zu dem Brennstoffzellenstapel zugeführt wird, in Protonen und Elektronen an einem Katalysator der Anode getrennt, und die getrennten Protonen werden zu der Kathode durch eine Polymer-Elektrolyt-Membran bewegt, und Sauerstoff, der an die Kathode zugeführt wird, wird mit Elektronen gekoppelt, die zu der Kathode durch einen externen Leitungsdraht bewegt werden, und somit wird, während Wasser erzeugt wird, elektrische Energie erzeugt.
  • An der Anode der Brennstoffzelle sind nicht umgesetzter Wasserstoff und Feuchtigkeit, die sich von der Kathoden-Auslassöffnung bewegt, und kondensiertes Wasser vorhanden. Der nicht umgesetzte Wasserstoff wird zu dem Brennstoffzellenstapel durch eine Wasserstoff-Rückführungsvorrichtung zugeführt und das kondensierte Wasser wird an einem Wasserabscheider gespeichert und nach außen abgeführt.
  • Wenn der nicht umgesetzte Wasserstoff rezirkuliert wird, um eine Fremdsubstanz zu entfernen, die an der Anode des Brennstoffzellenstapels erzeugt wird, spült das Brennstoffzellensystem den Wasserstoff.
  • In dem Brennstoffzellensystem, wenn ein Gas oder ein Kühlmittel nicht auf normale Weise verteilt wird, verschlechtert sich die Leistung einer bestimmten Zelle und somit kann die bestimmte Zelle abgebaut werden, und um dies zu verhindern, wird eine Strombegrenzungsfunktion eingesetzt.
  • Ferner wird, wenn sich die Leistung einer bestimmten Zelle verschlechtert, eine Fremdsubstanz wie Wasserstoff und Feuchtigkeit durch ein Spülventil gespult, und durch Erhöhen einer Drehzahl eines Wasserstoffgebläses und eines Luftgebläses kann die Leistung der Zelle wiederhergestellt werden.
  • Jedoch erhöht ein Betrieb, der eine Drehzahl des Gebläses erhöht und der die Fremdsubstanz abführt, den Verbrauch der gesamten elektrischen Energie und erhöht den gesamten Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs.
  • Die obigen in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds des erfindungsgemäßen Konzepts und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Das vorliegende erfindungsgemäße Konzept ist im Bestreben gemacht worden, um ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellensystems mit den Vorteilen zum Erhöhen der Effizienz einer gesamten Brennstoffzelle bereitzustellen, indem die Betriebsleistung in einem Stapel selbst verringert wird, selbst wenn sich eine Leistung einer bestimmten Zelle verschlechtert.
  • Eine Ausgestaltung des vorliegenden erfindungsgemäßen Konzepts betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems einschließlich eines Berechnens von Spannungen, die in jeder Zelle eines Stapels erzeugt werden. Es wird bestimmt, ob die Spannungen eine Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen. Wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen eine Spannungs-Stabilitätsbedingung nicht erfüllen, wird es bestimmt, ob eine Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung und eine Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden. Wenn es bestimmt wird, dass die Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung und die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden, wird die Spannungs-Stabilitätsbedingung aufgehoben und zurückgesetzt. Es wird bestimmt, ob die Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen. Wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen, wird der Stapel auf normale Weise betrieben.
  • Das Verfahren kann ferner ein Begrenzen, wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung nicht erfüllen, eines Ausgangsstroms durch anormales Betreiben des Stapels umfassen.
  • Ein Mittelwert der Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, kann berechnet werden, und ein minimaler Wert kann ausgewählt werden. Es kann bestimmt werden, ob ein Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn es bestimmt wird, dass der Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, kann es bestimmt werden, dass die Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllt wird..
  • Es kann bestimmt werden, dass die Spannungs-Stabilitätsbedingung nicht erfüllt wird, wenn es bestimmt wird, dass der Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, weniger als der vorbestimmte Wert ist.
  • Die Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung kann unter Verwendung eines Öffnungszyklus eines Kondenswasser-Spülventils einer Wasserstoffelektrode bestimmt werden.
  • Die Wasserstoff-Zufuhrbedingung kann unter Verwendung einer Drehzahl und eines Versorgungsdrucks eines Wasserstoffgebläses, das Wasserstoff zuführt, bestimmt werden.
  • Die Wasserstoff-Zufuhrbedingung kann auf der Grundlage eines Zyklus der Wasserstoffspülung bestimmt werden.
  • Es kann bestimmt werden, ob sich der Öffnungszyklus in einem vorbestimmten Bereich befindet. Wenn es bestimmt wird, dass sich der Öffnungszyklus in dem vorbestimmten Bereich befindet, kann es bestimmt werden, dass die Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung erfüllt wird.
  • Es kann bestimmt werden, ob sich eine Drehzahl und ein Versorgungsdruck des Wasserstoffgebläses in einem vorbestimmten Bereich befinden. Wenn es bestimmt wird, dass sich die Drehzahl und der Versorgungsdruck des Wasserstoffgebläses in dem vorbestimmten Bereich befinden, kann es bestimmt werden, dass die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt wird.
  • Es kann bestimmt werden, ob sich der Spülzyklus in einem vorbestimmten Bereich befindet. Wenn es bestimmt wird, dass sich der Spülzyklus in dem vorbestimmten Bereich befindet, kann es bestimmt werden, dass die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt wird.
  • Wie oben beschrieben, kann in einem Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzepts, selbst wenn eine Spannung an einer bestimmten Zelle eines Stapels absinkt, wenn Wasserstoff beständig zugeführt wird und das Wassergleichgewicht stabil beibehalten wird, durch normales Betreiben des Stapels die Betriebsleistung des Stapels verringert werden und die Effizienz der Erzeugung der Brennstoffzelle kann verbessert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorhergehenden und weiteren Merkmale des erfindungsgemäßen Konzepts werden aus einer spezielleren Beschreibung von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Konzepts ersichtlicher, wie dies in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile überall in den verschiedenen Ansichten bezeichnen können. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, wobei stattdessen Wert auf die Veranschaulichung der Grundsätze der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Konzepts gelegt wird.
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Brennstoffzellensystems.
  • 2 zeigt einen Graph, der eine Spannung einer Zelle über die Zeit durch eine Wasserstoff-Pumpfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt.
  • 3 zeigt einen Graph, der eine Spannung einer Zelle gegen eine Stromdichte durch eine Wasserstoff-Pumpfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt.
  • 4 zeigt einen Graph, der einen Spannungsabfall einer bestimmten Zelle gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt.
  • 5 zeigt ein Flussdiagamm, das ein Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind lediglich bestimmte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Konzepts zur Veranschaulichung dargestellt und beschrieben worden. Wie der Fachmann auf dem Gebiet erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Art und Weise geändert werden, ohne von dem Geist oder Umfang des erfindungsgemäßen Konzepts abzuweichen. Demzufolge sind die Zeichnungen und die Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente überall in der Beschreibung.
  • Ein Ausführungsbeispiel des vorliegenden erfindungsgemäßen Konzepts wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • 1 zeigt ein schematisches Diagram eines Brennstoffzellensystems.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann das Brennstoffzellensystem einen Stapel 120, einen Filter 100, ein Luftgebläse 105, eine Befeuchtungsvorrichtung 110, ein Proportional-Regelventil 130, einen Auswerfer 135, ein Rückführungsventil 150, ein Spülventil 140, einen Wasserabscheider 145, einen Kühler 160, eine Wasserpumpe 165, ein Öffnungsgrad-Einstellventil 170 und eine Steuereinheit 180.
  • Die Steuereinheit 180 kann Komponenten, z. B. den Stapel 120, den Filter 100, das Luftgebläse 105, die Befeuchtungsvorrichtung 110, das Proportional-Regelventil 130, den Auswerfer 135, das Rückführungsventil 150, das Spülventil 140, den Wasserabscheider 145, den Kühler 160, die Wasserpumpe 165 und das Öffnungsgrad-Einstellventil 170 steuern und Elektrizität durch Steuern des Wasserstoffes und Sauerstoffes, die an eine Anode und eine Kathode des Stapels 120 zugeführt werden, erzeugen. Hierbei stellt eine innere detaillierte Struktur des Stapels 120 eine bekannte Technologie dar und daher wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
  • In einem Zustand, in dem der Stapel 120 bei einer niedrigen Temperatur (35°C oder weniger) betrieben wird, da Feuchtigkeit an einer Trennplatte (nicht separat gezeigt) der Anode erzeugt wird, kann ein teilweise Wasserstoffmangel-Phänomen auftreten, ein Träger der Anode kann korrodiert werden und ein Träger der Kathode kann durch Sauerstoff, der zu der Anode bewegt wird, korrodiert werden.
  • Jedoch kann in einem Zustand, in dem Wasserstoff auf normale Weise zugeführt wird, wenn die Luft nicht ausreicht, durch eine Wasserstoff-Pumpfunktion eine Wasserstoffkonzentration der Luftauslassseite (siehe 1) ansteigen und ein Abbau kann nicht auftreten. Hierbei stellt eine Wasserstoff-Pumpfunktion des Stapels 120 eine bekannte Technologie dar und daher wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
  • 2 zeigt einen Graph, der eine Spannung einer Zelle über die Zeit durch eine Wasserstoff-Pumpfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt, und 3 zeigt einen Graph, der eine Spannung einer Zelle gegen eine Stromdichte durch eine Wasserstoff-Pumpfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 2 stellt eine horizontale Achse die Zeit dar und eine vertikale Achse stellt die Spannung einer Zelle dar.
  • Während der Stapel in Betrieb war, wurde eine Spannung einer Zelle in jedem von Fall 1, Fall 2 und Fall 3 als ein Ausführungsbeispiel nicht abgesenkt.
  • Ferner stellt unter Bezugnahme auf 3 die horizontale Achse die Stromdichte dar und die vertikale Achse stellt die Spannung einer Zelle dar. Wie in 3 gezeigt, hat sich die Spannung einer Zelle, die für 100 Stunden betrieben wird, basierend auf einer Referenzzelle nicht verschlechtert.
  • Das heißt, in einem Zustand, in dem Wasserstoff auf normale Weise zugeführt wird und Luft in unzureichender Weise zugeführt wird, steigt eine Wasserstoffkonzentration der Luftauslassseite an und ein Spannungsabfall tritt aufgrund eines Abbaus durch eine Wasserstoff-Pumpfunktion zwischen der Anode und der Kathode nicht auf.
  • 4 zeigt einen Graph, der einen Spannungsabfall einer bestimmten Zelle gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 4 stellt die horizontale Achse eine Kanalanzahl einer Zelle dar und die vertikale Achse stellt die Spannung der Zelle dar. Wie in 4 gezeigt, tritt ein Spannungsabfall-Phänomen auf, in dem eine niedrige Spannung an einer bestimmten Zelle ausgibt.
  • 5 zeigt ein Flussdiagamm, das ein verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konzepts darstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 5 kann der Stapel 120 auf normale Weise betrieben werden (S500). Die Steuereinheit 180 kann bestimmen, ob die Zellen des Stapels 120 eine Spannungs-Stabilitätsreferenz erfüllen (S510).
  • Genauer gesagt kann die Steuereinheit 180 eine Spannung erfassen, die in jeder Zelle des Stapels 120 erzeugt wird, einen Mittelwert der erfassten Spannungswerte berechnen und einen Minimalwert davon auswählen. Die Steuereinheit 180 kann den Minimalwert durch den Mittelwert dividieren. Die Steuereinheit 180 bestimmt, ob ein Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, kleiner als eine vorbestimmte Spannungs-Stabilitätsreferenz (z. B. 0,8) ist.
  • Falls die Steuereinheit bestimmt, dass ein Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, kleiner als eine vorbestimmte Spannungs-Stabilitätsreferenz ist, kann die Steuereinheit 180 Schritt S520 durchführen. Falls die Steuereinheit bestimmt, dass der Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, gleich oder größer als die vorbestimmte Spannungs-Stabilitätsreferenz ist, kann der Stapel auf normale Weise betrieben werden (S550).
  • Die Steuereinheit 180 kann bestimmen, ob eine Wasser-Gleichgewichtsbedingung und eine Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden (S520). Falls die Steuereinheit 180 bestimmt, dass die Wasser-Gleichgewichtsbedingung und die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden, kann die Steuereinheit 180 Schritt S540 durchführen. Falls die Steuereinheit 180 bestimmt, dass zumindest eine von der Wasser-Gleichgewichtsbedingung und der Wasserstoff-Zufuhrbedingung nicht erfüllt wird, kann die Steuereinheit 180 Schritt S530 durchführen.
  • Die Wasser-Gleichgewichtsbedingung kann ein Öffnungszyklus und eine Öffnungszeit des Spülventils 140 entsprechend der Anode des Stapels 120 sein, und die Steuereinheit 180 kann bestimmen, ob der Öffnungszyklus oder die Öffnungszeit des Spülventils 140 einen vorbestimmten Wert erfüllen.
  • Ein Spülzyklus des Spülventils in der Wasser-Gleichgewichtsbedingung kann durch Multiplizieren eines Öffnungszyklus des Ventils mit einem zusätzlichen Wert, wobei eine Gewichtung auf der Grundlage einer Ladungsmenge gegeben wird, und durch Multiplizieren einer Öffnungszeit des Ventils mit dem zusätzlichen Wert erhalten werden. Ein Spülzyklus kann auf der Grundlage der Anzahl von Malen zum Öffnen des Ventils eingestellt werden. Ein Spülzyklus kann auf der Grundlage einer kumulativen Betriebszeit berechnet werden.
  • Die Wasserstoff-Zufuhrbedingung kann unter Verwendung einer Drehzahl und eines Versorgungsdruckes eines Wasserstoffgebläses (nicht separat gezeigt), das Wasserstoff an den Stapel 120 zuführt, auf der Grundlage eines Ausgangsstromes (z. B. Ladungsmenge) bestimmt werden. Das heißt, es kann bestimmt werden, ob ein Versorgungsdruck einen vorbestimmten Wert erfüllt, oder es kann bestimmt werden, ob eine Drehzahl des Wasserstoffgebläses einen vorbestimmten Wert erfüllt.
  • Ferner kann die Wasserstoff-Zufuhrbedingung auf der Grundlage eines Spülzyklus des Wasserstoff-Spülventils bestimmt werden. Das heißt, wenn sich der Spülzyklus des Wasserstoff-Spülventils in einem vorbestimmten Bereich befindet, kann die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden. Hierbei kann der Spülzyklus des Wasserstoff-Spülventils gemäß einer Ladungsmenge (z. B. Strom·Zeit) vorher eingestellt werden.
  • Durch Ausführen eines Betriebs, der einen Ausgangsstrom des Stapels 120 begrenzt (S530), kann eine Zelle des Stapels geschützt werden.
  • Es kann bestimmt werden, ob die Zellen des Stapels 120 eine Spannungs-Stabilitätsreferenz erfüllen (S540).
  • Genauer gesagt kann die Steuereinheit 180 eine Spannung erfassen, die in jeder Zelle des Stapels 120 erzeugt wird, einen Mittelwert der erfassten Spannungswerte berechnen und einen minimalen Wert davon auswählen. Die Steuereinheit 180 kann den minimalen Wert durch den Mittelwert dividieren. Die Steuereinheit 180 kann bestimmen, ob ein Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, kleiner als eine vorbestimmte Spannungs-Stabilitätsreferenz (z. B. 0,2) ist.
  • Falls die Steuereinheit 180 bestimmt, dass ein Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, kleiner als eine vorbestimmte Spannungs-Stabilitätsreferenz ist, kann die Steuereinheit 180 Schritt S560 durchführen. Falls die Steuereinheit 180 bestimmt, dass der Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, gleich oder größer als eine vorbestimmte Spannungs-Stabilitätsreferenz ist, kann der Stapel auf normale Weise betrieben werden (S550).
  • Durch Ausführen eines Betriebs, der einen Ausgangsstrom des Stapels 120 begrenzt, kann die Zelle des Stapels geschützt werden (S560).
  • Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen erachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensatz dazu vorgesehen ist, um verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Geistes und des Umfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Filter
    105
    Luftgebläse
    110
    Befeuchtungsvorrichtung
    120
    Stapel
    130
    Proportional-Regelventil
    135
    Auswerfer
    140
    Spülventil
    145
    Wasserabscheider
    150
    Rückführungsventil
    160
    Kühler
    165
    Wasserpumpe
    170
    Öffnungsgrad-Einstellventil
    180
    Steuereinheit

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, aufweisend: Berechnen von Spannungen, die in jeder Zelle eines Stapels erzeugt werden; Bestimmen, ob die Spannungen eine Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen; wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen die Spannungs-Stabilitätsbedingung nicht erfüllen, Bestimmen, ob eine Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung und eine Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden; wenn es bestimmt wird, dass die Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung und die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt werden, Aufheben und Zurücksetzen der Spannungs-Stabilitätsbedingung; Bestimmen, ob die Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen; und wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllen, Betreiben des Stapels auf normale Weise.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: wenn es bestimmt wird, dass die Spannungen die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden, die zurückgesetzte Spannungs-Stabilitätsbedingung nicht erfüllen, Begrenzen eines Ausgangsstromes durch anormales Betreiben des Stapels.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Berechnen eines Mittelwertes der Spannungen, die in jeder Zelle des Stapels erzeugt werden; Auswählen eines minimalen Wertes; Bestimmen, ob ein Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist; und wenn es bestimmt wird, dass der Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, Bestimmen, dass die Spannungs-Stabilitätsbedingung erfüllt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner aufweisend: Bestimmen, dass die Spannungs-Stabilitätsbedingung nicht erfüllt wird, wenn es bestimmt wird, dass der Wert, der durch Dividieren des minimalen Wertes durch den Mittelwert erhalten wird, weniger als der vorbestimmte Wert ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Bestimmen der Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung unter Verwendung eines Öffnungszyklus eines Kondenswasser-Spülventils einer Wasserstoffelektrode.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Bestimmen der Wasserstoff-Zufuhrbedingung unter Verwendung einer Drehzahl und eines Versorgungsdruckes eines Wasserstoffgebläses, das Wasserstoff zuführt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Bestimmen der Wasserstoff-Zufuhrbedingung auf der Grundlage eines Zyklus einer Wasserstoffspülung.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, ferner aufweisend: Bestimmen, ob sich der Öffnungszyklus in einem vorbestimmten Bereich befindet; wenn es bestimmt wird, dass sich der Öffnungszyklus in dem vorbestimmten Bereich befindet, Bestimmen, dass die Feuchtigkeits-Gleichgewichtsbedingung erfüllt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, ferner aufweisend: Bestimmen, ob sich die Drehzahl und der Versorgungsdruck des Wasserstoffgebläses in einem vorbestimmten Bereich befinden; wenn es bestimmt wird, dass sich die Drehzahl und der Versorgungsdruck des Wasserstoffgebläses in dem vorbestimmten Bereich befinden, Bestimmen, dass die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend: Bestimmen, ob sich der Spülzyklus in einem vorbestimmten Bereich befindet, wenn es bestimmt wird, dass sich der Spülzyklus in dem vorbestimmten Bereich befindet, Bestimmen, dass die Wasserstoff-Zufuhrbedingung erfüllt wird.
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