DE102017221338A1

DE102017221338A1 - Brennstoffzellensystem und herstellungsverfahren desselben

Info

Publication number: DE102017221338A1
Application number: DE102017221338.8A
Authority: DE
Inventors: Hyun Jae Lee; Dae Jong Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-04-18
Also published as: CN109671963B; CN109671963A; KR102496644B1; US20190115603A1; US10930945B2; KR20190043003A

Abstract

Es sind ein Brennstoffzellensystem und ein Steuerverfahren desselben bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines ersten Drucks, der einem Druck in einer Anode unmittelbar vor einem Starten entspricht, und ein Bestimmen eines Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts, der einem Druckwert entspricht, der in der Anode durch an die Anode zugeführtem Wasserstoff beim Starten des Systems verstärkt wird, auf der Grundlage einer Intensität des erfassten ersten Drucks. Ein Öffnungsgrad eines mit der Anode verbundenen Wasserstoffversorgungsventils wird dann eingestellt, um ausreichend Wasserstoff zuzuführen, um den Druck in der Anode zu verstärken, der dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert entspricht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Brennstoffzellensystem und ein Steuerverfahren desselben und insbesondere ein Brennstoffzellensystem, das in der Lage ist, eine Verbrauchsmenge von Wasserstoff beim Starten des Systems zu verringern, und ein Steuerverfahren desselben.
HINTERGRUND
Eine Brennstoffzelle erzeugt Energie durch eine Reaktion von Wasserstoff, der von einer Anode eingeleitet wird, und Sauerstoff, der von einer Kathode eingeleitet wird. In dem oben beschriebenen Brennstoffzellensystem sollte eine Wasserstoffkonzentration in der Anode in einem frühen Stadium des Startens sowie die Leistung der Brennstoffzelle sichergestellt werden, um zu verhindern, dass ein interner Katalysator beschädigt wird. Wenn sich Wasserstoff in der Anode durch eine elektrochemische Reaktion von Sauerstoff und Wasserstoff in einem Brennstoffzellenstapel während eines Betriebs der Brennstoffzelle in Richtung der Kathode bewegt, wird ein Druck in der Anode verringert, so dass er ein Unterdruck wird. Nachdem die Brennstoffzelle abgeschaltet ist, wird der Druck der Anode in einem Zustand, in dem der Unterdruck gebildet wird, darüber hinaus langsam auf Normaldruck zurückgenommen/zurückgekehrt.
Als ein Zufuhrverfahren von Startwasserstoff zu einer Brennstoffzelle gemäß dem Stand der Technik wird ein Verfahren zum Einstellen eines Wasserstoffsolldrucks als ein absoluter Druck zum Erfüllen einer Wasserstoffkonzentration angewendet. 1 zeigt einen Graphen, der das Zufuhrverfahren von Startwasserstoff gemäß dem Stand der Technik darstellt. In dem Graphen von 1 gibt die X-Achse eine Betriebsstoppzeit beziehungsweise einen Betriebsstoppzeitpunkt einer Brennstoffzelle an und die-Achse gibt einen Druck in einer Anode an. Ferner ist A ein Druck in der Anode unmittelbar vor einem Starten, und B1 ist der Wasserstoffsolldruck, der dem absoluten Druck entspricht. D1 ist ein in der Anode verstärkter/erhöhter Druck zum Erreichen des Wasserstoffsolldrucks und C1 ist ein Druck in der Anode nach einem Starten.
Wie in 1 dargestellt, da der absolute Druck auf den Wasserstoffsolldruck (B1) angewendet wird, wurde Wasserstoff zugeführt, um zu bewirken, dass ein Druck den festgelegten Solldruck unabhängig von dem Druck (A) in der Anode unmittelbar vor einem Starten erreicht. Wenn der Druck (A) in der Anode unmittelbar vor einem Starten ein Unterdruck ist, wird demzufolge unnötiger Wasserstoff übermäßig zugeführt (siehe schräge Linienabschnitte in 1).
Das Zufuhrverfahren von Startwasserstoff gemäß dem Stand der Technik ist ein Verfahren, das auf der Annahme basier, dass ein Druck in der Anode unmittelbar vor einem Starten ein Normaldruck ist, und in einem bestehenden Brennstoffzellenfahrzeug wurde ein Druck in einer Kathode unmittelbar nach einem Abschalten oder Parken auf einen Normaldruck zurückgenommen, und als ein Ergebnis wurde ein Druck in einer Anode innerhalb einer kurzen Zeit ebenfalls auf den Normaldruck zurückgenommen.
Da jedoch eine Ausführung des Brennstoffzellensystems und der Abdichtung jeder Komponente verbessert werden, um die Abdichtung der Kathode zu verbessern, wurde im Gegensatz zum Stand der Technik, in dem der Druck in der Anode innerhalb einiger Minuten bis höchstens etwa 20 Minuten erreicht wurde, ein Unterdruck für ungefähr 100 Stunden oder mehr aufrechterhalten, wobei sich der Druck in der Anode unmittelbar vor einem Starten hauptsächlich in einem Unterdruckzustand befand. Daher kann, wenn Startwasserstoff unter Verwendung des Verfahrens gemäß dem Stand der Technik zugeführt wird, eine Wasserstoffverbrauchsmenge zum Zeitpunkt eines Startens übermäßig zugeführt werden. Demzufolge ist ein Zufuhrverfahren von Wasserstoff erforderlich gewesen, das in der Lage ist, eine Verbrauchsmenge von Wasserstoff in einer Brennstoffzelle beim Starten des Systems zu minimieren, ohne die Haltbarkeit der Brennstoffzelle zu beeinflussen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt bereit ein Brennstoffzellensystem und ein Steuerverfahren desselben, die in der Lage sind, eine Verbrauchsmenge von Startwasserstoff in einem Druckzustand einer Anode unmittelbar vor einem Starten, insbesondere einem Unterdruckzustand zu minimieren, indem die Tatsache widergespiegelt wird, dass eine Bildung des Unterdrucks in Anode und ein Zurücknahme-Muster/Rückkehr-Muster auf Normaldruck auf der Grundlage eines Betriebszustandes oder eines Betriebsstoppzeitpunktpunktes einer Brennstoffzelle oder eines Abdichtungszustandes einer Kathode und einer Konfiguration des Systems unterschiedlich sind.
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung stellt ebenfalls bereit ein Brennstoffzellensystem und ein Steuerverfahren desselben, die in der Lage sind, die Kraftstoffeffizienz beim tatsächlichen Fahren im Vergleich zum Stand der Technik durch Minimieren eines zusätzlichen Verbrauchs von Wasserstoff, der durch einen Unterdruck verursacht wird, vor einem Starten zu erhöhen, wenn eine Brennstoffzelle in einem Fahrzeug verwendet wird. Eine Ausgestaltung stellt ebenfalls ein Brennstoffzellensystem und ein Steuerverfahren desselben bereit, die in der Lage sind, einen Brennstoffzellenstapel zu schützen und die Sicherheit des Betriebs der Brennstoffzelle zu verbessern, indem ein Überdruck von Startwasserstoff verhindert wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann ein Steuerverfahren eines Brennstoffzellensystems umfassen: Erfassen eines ersten Drucks, der einen Druck in einer Anode unmittelbar vor einem Starten entspricht; Bestimmen eines Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts, der einem Druckwert entspricht, der in der Anode durch an die Anode zugeführtem Wasserstoff beim Starten verstärkt wird, auf der Grundlage einer Intensität des erfassten ersten Drucks; und Einstellen/Anpassen eines Öffnungsgrades eines mit der Anode verbundenen Wasserstoffversorgungsventils bzw. Wasserstoffzufuhrventils, um ausreichend Wasserstoff zuzuführen, um den Druck in der Anode zu verstärken, der dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert entspricht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann ein Brennstoffzellensystem umfassen: Eine Druckerfassungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um einen ersten Druck, der einem Druck in einer Anode entspricht, unmittelbar vor einem Starten zu erfassen; eine Wasserstoffzufuhrvorrichtung/Wasserstoffversorgungsvorrichtung, die ein mit der Anode verbundenes Wasserstoffversorgungsventil umfasst und eingerichtet ist, um den Druck in der Anode auf der Grundlage eines Öffnungsgrades des Wasserstoffversorgungsventils zu verstärken; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um einen Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert, der einem Druckwert entspricht, der in der Anode durch Wasserstoff verstärkt wird, der an die Anode zum Zeitpunkt eines Startens zugeführt wird, auf der Grundlage einer Intensität des erlangten ersten Drucks zu bestimmen und um den Öffnungsgrad des Wasserstoffversorgungsventils einzustellen/anzupassen, um ausreichend Wasserstoff zum Verstärken des Drucks in der Anode, der dem entspricht Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert entspricht, an die Anode zuzuführen.
Figurenliste
Die obigen und weiteren Merkmale, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

1 zeigt einen Graphen, der das Zufuhrverfahren von Startwasserstoff gemäß dem Stand der Technik anwendet;
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens eines Brennstoffzellensystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens eines Brennstoffzellensystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
5 zeigt einen Graphen in einem Fall eines Zuführens von Startwasserstoff unter Verwendung des Steuerverfahrens eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „ein“, „eine/einer“ und „der/die/das“ dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke „aufweisen“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff „ungefähr“, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. „Ungefähr“ kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff „ungefähr“ verändert.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
Zunächst stellen die folgenden Ausführungsbeispiele, die unten beschrieben werden, Ausführungsbeispiele dar, die zum Verständnis von technischen Merkmalen eines Brennstoffzellensystems und eine Steuerverfahrens desselben gemäß der vorliegenden Offenbarung geeignet sind. Jedoch wird die vorliegende Offenbarung nicht einschränkend auf die unten beschriebenen Ausführungsbeispiele angewendet, oder technische Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf Ausführungsbeispiele beschränkt, die nachfolgend beschrieben werden, und verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von dem Umfang oder der Lehre der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 kann ein Steuerverfahren eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umfassen: Einen Anodendruck-Erfassungsschritt (S110), einen Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130) und einen Wasserstoffversorgungsschritt/Wasserstoffzufuhrschritt (S150).
Wenn ein Stoppbefehl einer Brennstoffzelle eingegeben wird, kann zunächst der Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) durchgeführt werden, insbesondere können der Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) und der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130) unmittelbar vor einem Starten eines Betriebs des Brennstoffzellensystems durchgeführt werden. Ferner kann der Wasserstoffversorgungsschritt (S150) unmittelbar vor oder gleichzeitig mit dem Starten wie oben beschrieben durchgeführt werden. Wenn die Brennstoffzelle in einem Fahrzeug verwendet wird, kann sich ein Zustand unmittelbar vor einem Starten auf einen Zustand beziehen, in dem das Fahrzeug geparkt ist. Mit anderen Worten kann sich der Zustand der Brennstoffzelle unmittelbar vor einem Starten auf einen Zustand unmittelbar vor einem Starten zum Zeitpunkt eines erneuten Startens (Neustartens) des Fahrzeugs nach Beenden eines Fahrens des Fahrzeugs und Parkens des Fahrzeugs beziehen.
In dem Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) kann der erste Druck, der dem Druck in der Anode unmittelbar vor einem Starten entspricht, erfasst werden. Insbesondere wenn sich Wasserstoff in der Anode in Richtung der Kathode durch eine elektrochemische Reaktion von Sauerstoff und Wasserstoff in einem Brennstoffzellenstapel beim Betrieb der Brennstoffzelle bewegt, kann der Druck in der Anode verringert werden, so dass er ein Unterdruck wird (z.B. ein Druck kleiner als ein Atmosphärendruck). Nachdem die Brennstoffzelle abgeschaltet ist (z.B. nachdem das Fahrzeug geparkt ist), kann der Druck in der Anode in dem Zustand, in dem der Unterdruck gebildet wird, langsam auf Normaldruck zurückgenommen/wiederhergestellt werden (z.B. ein Druck, der gleich oder größer als der Atmosphärendruck ist) und eine Zurücknahmerate kann auf der Grundlage eines Grades der Einleitung von Außenluft zu einer Kathode geändert werden, das heißt, ein Grad der Abdichtung (siehe 1 und 5A). Genauer gesagt kann in dem Fahrzeug der erste Druck, der dem Druck in der Anode unmittelbar vor einem Starten entspricht, auf der Grundlage des Abdichtungsgrades der Kathode der Brennstoffzelle, eines Fahrzustandes vor einem Stoppen des Fahrzeugs und einer Parkzeit verschiedenartig beispielsweise auf einen Unterdruck, einen Normaldruck und dergleichen geändert werden.
Demzufolge kann in dem Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) gemäß der vorliegenden Offenbarung, wenn ein Startbefehl eingegeben wird, der oben beschriebene erste Druck unmittelbar vor einem Starten gemessen werden. Insbesondere können zum Erfassen des Drucks in der Anode verschiedene Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann nach einem Bereitstellen eines Drucksensors in der Anode der erste Druck durch den Drucksensor der Anode direkt gemessen werden. Der in der Anode angebrachte Drucksensor kann ein Drucksensor sein, der eingerichtet ist, um den Unterdruck zu messen. Alternativ kann der Druck in der Anode durch einen in der Kathode angebrachten Drucksensor indirekt gemessen werden. Insbesondere wenn der Druck in der Anode nach einem Parken zurückgekehrt wird und eine Parkzeit eine vorgegebene Zeit überschreitet, können der Druck in der Kathode unter Druck in der Anode einander ähnlich werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Druck in der Anode durch Messen des Drucks in der Kathode unter Verwendung des Drucksensors in der Kathode indirekt gemessen werden.
Als ein anderes Verfahren kann der Druck in der Anode in dem Stapel durch einen Druck der Luft oder dergleichen, die an den Stapel zugeführt oder von diesem abgeführt wird, geschätzt werden. Beispielsweise kann ein Zuführen-Volumenstrom der Luft, die an den Stapel durch einen Luftkompressor zugeführt wird, durch einen Luftmassensensor/Luftströmungsratensensor gemessen werden und somit kann der Druck in der Kathode geschätzt werden. Wenn wie oben beschrieben die Parkzeit eine vorgegebene Zeit überschreitet, der Druck in der Anode den Druck in der Kathode erreicht, kann der Druck in der Anode durch den Druck in der Kathode geschätzt werden. Ein Erfassungsverfahren für den Druck in der Anode ist jedoch nicht auf die oben erwähnten Verfahren beschränkt, sondern es können auch verschiedene Verfahren zusätzlich zu den oben erwähnten Verfahren verwendet werden, solange der Druck in der Anode gemessen wurde geschätzt werden kann.
In dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130) kann ein Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert, der einem Druckwerk entspricht, der in der Anode durch an die Anode beim Starten des Systems zugeführten Wasserstoff verstärkt wird, auf der Grundlage einer Intensität des erfassten ersten Drucks bestimmt werden. Insbesondere in einem frühen Stadium eines Startens besteht im Hinblick auf die Haltbarkeit, um zu verhindern, dass ein Katalysator in der Brennstoffzelle bestätigt wird, eine Notwendigkeit, eine Wasserstoffkonzentration in der Anode sowie die Leistung der Brennstoffzelle sicherzustellen. Demzufolge kann beim Starten des Systems Wasserstoff an die Anode zugeführt werden. Der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bezieht sich auf einen Druck, der in der Anode durch Wasserstoff verstärkt wird, der an die Anode zum Zeitpunkt eines Startens zugeführt wird.
In dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130) kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert auf der Grundlage der Intensität des erfassten ersten Drucks bestimmt werden. Mit anderen Worten kann wie oben beschrieben, da der erste Druck verschiedene Werte unmittelbar vor einem Starten aufweisen kann, auf der Grundlage des Grades/Levels eines Abdichtungssystems der Kathode, einer Betriebsstoppzeit und dergleichen ein Grad des in der Anode zu verstärkenden Drucks unter Berücksichtigung des Wertes des ersten Drucks wie oben beschrieben bestimmt werden.
In dem Wasserstoffversorgungsschritt (S150) kann ausreichend Wasserstoff zum Verstärken des Drucks in der Anode, der dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert entspricht, durch Einstellen/Anpassen eines Öffnungsgrades eines mit der Anode verbundenen Wasserstoffversorgungsventils zugeführt werden. Genauer gesagt kann, wenn der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert in dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130) bestimmt wird, das Wasserstoffversorgungsventil geöffnet werden, bis der in der Anode verstärkte Druck den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert erreicht. Darüber hinaus kann, wenn der Druck den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert erreicht, der Öffnungsgrad des Wasserstoffversorgungsventils reduziert werden oder das Wasserstoffversorgungsventil kann geschlossen werden.
Da das Steuerverfahren eines Brennstoffzellensystems gemäß dem Ausführungsbeispiel in der vorliegenden Offenbarung die Tatsache widerspiegeln kann, dass eine Bildung des Unterdrucks in der Anode und ein Zurücknahme-Muster auf den Normaldruck auf der Grundlage des Betriebszustandes oder der Betriebsstoppzeit der Brennstoffzelle, oder des Abdichtungszustandes der Kathode und einer Konfiguration des Systems unter Berücksichtigung des Drucks in der Anode unmittelbar vor einem Starten beim Bestimmen des Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts unterschiedlich sind, kann wie oben beschrieben eine Verbrauchsmenge von Startwasserstoff in einem Druckzustand der Anode unmittelbar vor einem Starten, insbesondere in einem Unterdruckzustand minimiert werden.
Wenn demzufolge die Brennstoffzelle in dem Fahrzeug verwendet wird, da ein zusätzlicher Verbrauch von Wasserstoff, der durch den Unterdruck vor einem Starten verursacht wird, minimiert wird, kann eine Kraftstoffeffizienz beim tatsächlichen Fahren im Vergleich zu den bestehenden Verfahren erhöht werden. Ferner kann gemäß der vorliegenden Offenbarung der Brennstoffzellenstapel geschützt werden, da ein Überdruck des Startwasserstoffs verhindert werden kann, und eine Betriebssicherheit der Brennstoffzelle kann verbessert werden.
Unterdessen wird im Folgenden der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130) unter Bezugnahme auf 2 bis 4 beschrieben. Nachstehend wird ein Fall, in dem ein voreingestellter Referenzdruck ein Atmosphärendruck ist (z.B. etwa 100 kPa (1 Bar)) als Beispiel beschrieben. Ferner wird der Fall, in dem der Normaldruck ein Druck ist, der gleich oder größer als der Atmosphärendruck ist, und der Unterdruck ein Druck ist, der kleiner als der Atmosphärendruck ist, als Beispiel beschrieben. Der Referenzdruck, der bei der vorliegenden Offenbarung eine Anwendung findet, ist jedoch nicht auf den Atmosphärendruck beschränkt, sondern kann verschiedenartig geändert werden, solange es sich um einen Druck handelt, der als Basis dient, um einen Druckzustand in der Anode erkennen zu können.
Zuerst wird in einem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum Anwenden eines ersten Einstelldrucks (Soll_ΔP (Standardwert), siehe 2) oder zweitens Einstelldrucks (Soll_P, siehe 2), der einem festen Wert entspricht, basierend darauf verwendet, ob der erste Druck ein Unterdruck ist. Unter Bezugnahme auf 2 kann in dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130), wenn der erste Druck kleiner als der voreingestellte Referenzdruck ist, der erste Einstelldruck, der einem voreingestellten Differenzdruck-Sollwert (Soll_ΔP (Standardwert)) entspricht, als Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt werden. Ferner kann in dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130), wenn der erste Druck gleich oder größer als der Referenzdruck ist, ein Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem zweiten Einstelldruck berechnet wird, der einem voreingestellten Solldruckwert (Soll_P) der Anode entspricht, als Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt werden.
Insbesondere wenn der erste Druck, der in dem Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) erfasst wird, der Unterdruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert der erste Einstelldruck sein. Der erste Einstelldruck, der der voreingestellte Differenzdruck-Sollwert ist, kann ein fester Wert sein. Demzufolge kann in dem Ausführungsbeispiel von 2, wenn der erste Druck der Unterdruck ist, der erste Einstelldruck gleichmäßig angewendet werden. Wenn beispielsweise der voreingestellte Differenzdruck-Sollwert etwa 20 kPa beträgt und der Druck in der Anode unmittelbar vor einem Starten ungefähr 80 kPa beträgt, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert in etwa 20 kPa betragen. Demzufolge kann ausreichend Wasserstoff zum Verstärken des Drucks um etwa 20 kPa in der Anode zugeführt werden.
Wenn unterdessen der in dem Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) erfasste erste Druck der Normaldruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert der Wert sein, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem zweiten Einstelldruck (Soll_P) der Anode berechnet wird, insbesondere kann der zweite Einstelldruck (Soll_P), der der voreingestellte Solldruckwert der Anode ist, ein fester Wert sein. Wenn demzufolge der erste Druck der Normaldruck ist, kann der zweite Einstelldruck gleichmäßig angewendet werden. Wenn zum Beispiel der zweite Einstelldruck ungefähr 120 kPa beträgt und der Innendruck der Anode unmittelbar vor einem Starten ungefähr 105 kPa beträgt, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert ungefähr 15 kPa betragen, was ein Wert ist, der durch Subtrahieren von 105 kPa von 120 kPa berechnet wird. Demzufolge kann ausreichend Wasserstoff zum Verstärken des Drucks um etwa 15 kPa in der Anode zugeführt werden.
Ferner kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 3 dargestellt ist, ein fester Wert basierend darauf angewendet werden, ob ein erster Druck ein Unterdruck ist, ähnlich wie in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruckwert ist, gibt es einen Unterschied zwischen dem weiteren Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Unter Bezugnahme auf 3 kann in dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130), wenn der erste Druck kleiner als der voreingestellte Referenzdruck ist, ein Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem voreingestellten Referenzwert berechnet wird, als ein Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt werden. Wenn ferner der erste Druck gleich oder größer als der Referenzdruck ist, kann ein Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von einem zweiten Einstelldruck berechnet wird, der einem voreingestellten Solldruckwert (Soll_P) der Anode entspricht, als Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt werden.
Insbesondere wenn der erste Druck kleiner als der Referenzdruck ist, kann der Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem Referenzdruck berechnet wird, als der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt werden. Genauer gesagt kann, wenn der erste Druck, der in dem Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) erfasst wird, ein Unterdruck ist, der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als der Wert bestimmt werden, der durch Subtrahieren des ersten Drucks vom Atmosphärendruck berechnet wird, das heißt, ein Differenzdruck auf einem Niveau, das den Atmosphärendruck erreicht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 4 dargestellt ist, wird ein Verfahren zum variablen Anwenden des Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts auf der Grundlage darauf verwendet, ob der erste Druck ein Unterdruck ist und ob eine Differenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem ersten Druck gleich oder größer als ein erster Einstelldruck (Soll_ΔP (Standardwert)) ist. Unter Bezugnahme auf 4 kann in dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130), wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruck ist, der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert durch Vergleichen eines Differenzwertes zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck mit dem ersten Einstelldruck, der dem voreingestellten Differenzdruck-Sollwert (Soll_ΔP (Standardwert)) entspricht, bestimmt werden.
Wenn der erste Druck kleiner als der Referenzdruck ist und der Differenzwert zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck gleich oder größer als der erste Einstelldruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als ein Wert bestimmt werden, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem Referenzdruck berechnet wird. Insbesondere wenn der erste Druck, der in dem Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) erfasst wird, ein Unterdruck ist und ein Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem Atmosphärendruck berechnet wird, gleich oder größer als der erste Einstelldruck (Soll_ΔP (Standardwert)) ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als der Wert bestimmt werden, der durch Subtrahieren des ersten Drucks vom Atmosphärendruck berechnet wird, das heißt, ein Differenzdruck auf einem Niveau, der den Atmosphärendruck erreicht.
Wenn beispielsweise der erste Druck ungefähr 60 kPa beträgt und der erste Einstelldruck ungefähr 15 kPa beträgt, da der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem Atmosphärendruck berechnete Wert größer als der erste Einstelldruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert ungefähr 40 kPa betragen. Wenn ferner der erste Druck kleiner als der Referenzdruck ist und der Differenzwert zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck kleiner als der erste Einstelldruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als der erste Einstelldruck bestimmt werden.
Wenn der in dem Anodendruck-Erfassungsschritt (S110) erfasste erste Druck ein Unterdruck ist und der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem Atmosphärendruck berechnete Wert kleiner als der erste Einstelldruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als der erste Einstelldruck bestimmt werden, das heißt der voreingestellte Differenzdruck-Sollwert. Wenn beispielsweise der erste Druck ungefähr 90 kPa beträgt und der erste Einstelldruck ungefähr 15 kPa beträgt, da der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem Atmosphärendruck berechnete Wert ungefähr 10 kPa beträgt, der kleiner als der erste Einstelldruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert ungefähr 15 kPa betragen, was der erste Einstelldruck ist.
Unterdessen kann unter Bezugnahme auf 4 in dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert-Bestimmungsschritt (S130), wenn der erste Druck gleich oder größer als der voreingestellte Referenzdruck ist, der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als ein Wert bestimmt werden, der durch Subtrahieren eines Differenzwertes zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck von dem ersten Einstelldruck berechnet wird. Insbesondere wenn der erste Druck gleich oder größer als der Atmosphärendruck ist, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als ein Wert bestimmt werden, der durch Subtrahieren eines Wertes, der durch Subtrahieren des Atmosphärendrucks von dem ersten Druck berechnet wird, von dem voreingestellten Differenzdruck-Sollwert berechnet wird. Wenn beispielsweise der erste Druck ungefähr 105 kPa beträgt und der erste Einstelldruck ungefähr 15 kPa beträgt, kann der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert ungefähr 10 kPa betragen, der durch Subtrahieren von 5 kPa, was ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Atmosphärendrucks von 105 kPa berechnet wird, von 15 kPa erhalten wird.
Wie oben beschrieben, werden in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beim Bestimmen des Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts feste Werte jeweils basierend darauf angewendet, ob der Druck in der Anode unmittelbar vor einem Starten des Systems ein Unterdruck ist, aber in einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 4 dargestellt ist, kann beim Bestimmen des Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert unter Verwendung des Drucks in der Anode unmittelbar vor einem Starten variabel geändert werden.
Beim Bestimmen des Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts zum Zeitpunkt eines erneuten Startens der Brennstoffzelle können die Verfahren in dem in 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel in geeigneter Weise angewendet werden, und das Verfahren in dem Ausführungsbeispiel, in dem der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert minimiert wird, kann zwischen diesen beiden Verfahren in den Ausführungsbeispielen angewendet werden. Demzufolge kann in einem Bereich, in dem eine Wasserstoffkonzentration der Anode sichergestellt ist, ohne die Haltbarkeit der Brennstoffzelle zu beeinflussen, die Verbrauchsmenge von Wasserstoff minimiert werden.
5 zeigt einen Graphen, der einen Druck in einer Anode und einen Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, wenn das Steuerverfahren eines Brennstoffzellensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet wird. In dem Graphen von 5 gibt die X-Achse eine Betriebsstoppzeit einer Brennstoffzelle an und die Y-Achse gibt den Druck in der Anode an. Ferner ist A ein erster Druck, B2 ist ein Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert und C2 ist ein Druck in der Anode nach Starten des Systems, der durch Zuführen von Wasserstoff verstärkt wird. D2, bei dem es sich um einen Druck handelt, der in der Anode durch Zuführen von Wasserstoff auf der Grundlage des bestimmten B2-Wertes verstärkt wird, ist gleich B2.
Unter Bezugnahme auf 5, da B2 auf der Grundlage des Drucks A (erste Druck) in der Anode unmittelbar vor einem Starten bestimmt wird, kann es möglich sein, ein Problem zu minimieren, dass Wasserstoff übermäßig zugeführt wird, insbesondere wenn der Druck A in der Anode unmittelbar vor dem Starten ein Unterdruck ist. Mit anderen Worten ist, wenn der Druck der Unterdruck unmittelbar vor dem Starten ist, der in der Anode verstärkte Druck im Vergleich zu D1 von 1 klein, bei dem es sich um einen in der Anode verstärkten Druck gemäß dem Stand der Technik handelt. Demzufolge kann gemäß der vorliegenden Offenbarung, da die Verbrauchsmenge von Wasserstoff beim Starten minimiert werden kann, ein Effekt zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz beim tatsächlichen Fahren erhalten werden.
Unterdessen kann ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung eine Druckerfassungsvorrichtung, eine Wasserstoffversorgungsvorrichtung und eine Steuerung umfassen. Die Steuerung kann eingerichtet sein, um die Druckerfassungsvorrichtung und die Wasserstoffversorgungsvorrichtung zu betreiben. Zusätzlich kann die Druckerfassungsvorrichtung eine Art von Sensor sein. Die Druckerfassungsvorrichtung kann eingerichtet sein, um einen ersten Druck zu erfassen, der ein Druck in einer Anode unmittelbar vor einem Starten ist. Insbesondere ist ein Verfahren zum Erfassen des Drucks in der Druckerfassungsvorrichtung nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Drucksensor eingerichtet sein, um den Druck in der Anode zu erfassen/abzutasten, aber das Verfahren zum Erfassen des Drucks ist nicht darauf beschränkt.
Die Wasserstoffversorgungsvorrichtung kann ein mit der Anode verbundenes Wasserstoffversorgungsventil umfassen und den Druck in der Anode auf der Grundlage eines Öffnungsgrades des Wasserstoffversorgungsventils verstärken. Unterdessen kann die Steuerung eingerichtet sein, um einen Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert, der einem Druckwert entspricht, der in der Anode durch Wasserstoff verstärkt wird, der an die Anode beim Starten des Systems zugeführt wird, auf der Grundlage einer Intensität des in der Druckerfassungsvorrichtung erfassten ersten Drucks zu bestimmen, und um den Öffnungsgrad des Wasserstoffversorgungsventils einzustellen/anzupassen, um ausreichend Wasserstoff zum Verstärken des Drucks in der Anode, der dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert entspricht, an die Anode zuzuführen.
Insbesondere wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruck ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als einen ersten Druck zu bestimmen, der einem voreingestellten Differenzdruck-Sollwert entspricht, und wenn der erste Druck gleich oder größer als der Referenzdruck ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als einen Wert zu bestimmen, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von einem zweiten Einstelldruck, der einem voreingestellten Solldruckwert der Anode entspricht, berechnet wird (siehe 2).
Wenn unterdessen der erste Druck kleiner als der voreingestellte Referenzdruck ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um einen Differenzwert zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck mit dem ersten Einstelldruck, der dem voreingestellten Differenzdruck-Sollwert entspricht, zu vergleichen, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert zu bestimmen. Wenn der erste Druck gleich oder größer als der voreingestellte Referenzdruck ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als einen Wert zu bestimmen, der durch Subtrahieren des Differenzwertes zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck von dem ersten Einstelldruck berechnet wird (siehe 4).
Da das Steuerverfahren eines Brennstoffzellensystems gemäß dem Ausführungsbeispiel in der vorliegenden Offenbarung die Tatsache widerspiegeln kann, dass eine Bildung des Unterdrucks in der Anode und das Zurücknahme-Muster auf den Normaldruck auf der Grundlage des Betriebszustandes oder der Betriebsstoppzeit der Brennstoffzelle, oder des Abdichtungszustandes der Kathode und einer Konfiguration des Systems unter Berücksichtigung des Drucks in der Anode unmittelbar vor einem Starten beim Bestimmen des Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts unterschiedlich sind, kann wie oben beschrieben eine Verbrauchsmenge von Startwasserstoff in einem Druckzustand der Anode unmittelbar vor einem Starten, insbesondere in einem Unterdruckzustand minimiert werden.
Wenn demzufolge die Brennstoffzelle in dem Fahrzeug verwendet wird, da ein zusätzlicher Verbrauch von Wasserstoff, der durch den Unterdruck vor einem Starten verursacht wird, minimiert wird, kann eine Kraftstoffeffizienz beim tatsächlichen Fahren im Vergleich zu den bestehenden Verfahren erhöht werden. Ferner kann gemäß der vorliegenden Offenbarung der Brennstoffzellenstapel geschützt werden, da ein Überdruck des Startwasserstoffs verhindert werden kann, und eine Betriebssicherheit der Brennstoffzelle kann verbessert werden.
Vorstehend, obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, sondern kann von einem Fachmann auf dem die vorliegende Erfindung betreffenden Gebiet verschiedenartig modifiziert und geändert werden, ohne von der Lehre und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung, die in den folgenden Ansprüchen beansprucht ist, abzuweichen.
Bezugszeichenliste

A:: erster Druck
B2:: Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert
C2:: Druck in der Anode nach Starten des Systems
D2:: der in der Anode verstärkte Druck

Claims

Steuerverfahren eines Brennstoffzellensystems, aufweisend: Erfassen, durch eine Steuerung, eines ersten Drucks, der einem Druck in einer Anode unmittelbar vor einem Starten entspricht; Bestimmen, durch die Steuerung, eines Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwerts, der einem Druckwert entspricht, der in der Anode durch an die Anode zugeführtem Wasserstoff beim Starten verstärkt wird, auf der Grundlage einer Intensität des erfassten ersten Drucks; und Einstellen, durch die Steuerung, eines Öffnungsgrades eines mit der Anode verbundenen Wasserstoffversorgungsventils, um ausreichend Wasserstoff zuzuführen, um den Druck in der Anode zu verstärken, der dem Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert entspricht.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruck ist, ein erster Einstelldruck, der einem voreingestellten Solldifferenzdruck entspricht, als der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt wird, und wenn der erste Druck gleich oder größer als der Referenzdruck ist, ein Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von einem zweiten Einstelldruck, der einem voreingestellten Solldruckwert der Anode entspricht, als der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruck ist, ein Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem voreingestellten Referenzdruck berechnet wird, als der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt wird, und wenn der erste Druck gleich oder größer als der Referenzdruck ist, ein Wert, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von einem zweiten Einstelldruck berechnet wird, der einem voreingestellten Solldruckwert der Anode entspricht, als der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert bestimmt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruck ist, der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert durch Vergleichen eines Differenzwerts zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck mit einem ersten Einstelldruck, der einem voreingestellten Solldifferenzdruckwert entspricht, bestimmt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 4, wobei, wenn der erste Druck kleiner als der Referenzdruck ist und der Differenzwert zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck gleich oder größer als der erste Einstelldruck ist, der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als ein Wert bestimmt wird, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von dem Referenzdruck berechnet wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 4, wobei, wenn der erste Druck kleiner als der Referenzdruck ist und der Differenzwert zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck kleiner als der erste Einstelldruck ist, der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als der erste Einstelldruck bestimmt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 4, wobei, wenn der erste Druck gleich oder größer als der voreingestellte Referenzdruck ist, der Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als ein Wert bestimmt wird, der durch Subtrahieren des Differenzwerts zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck von dem ersten Einstelldruck berechnet wird.
Brennstoffzellensystem, aufweisend: einen Drucksensor, der eingerichtet ist, um einen ersten Druck, der einem Druck in einer Anode entspricht, unmittelbar vor einem Starten zu erfassen; eine Wasserstoffversorgungsvorrichtung, die ein mit der Anode verbundenes Wasserstoffversorgungsventil umfasst und eingerichtet ist, um den Druck in der Anode auf der Grundlage eines Öffnungsgrades des Wasserstoffversorgungsventils zu verstärken; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um einen Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert, der einem Druckwert entspricht, der in der Anode durch Wasserstoff verstärkt wird, der an die Anode zum Zeitpunkt eines Startens zugeführt wird, auf der Grundlage einer Intensität des erlangten ersten Drucks zu bestimmen und um den Öffnungsgrad des Wasserstoffversorgungsventils einzustellen, um ausreichend Wasserstoff zum Verstärken des Drucks in der Anode, der dem entspricht Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert entspricht, an die Anode zuzuführen.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8, wobei, wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruck ist, die Steuerung eingerichtet ist, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als einen ersten Einstelldruck zu bestimmen, der einem voreingestellten Solldifferenzdruckwert entspricht, und wenn der erste Druck gleich oder größer als der Referenzdruck ist, die Steuerung eingerichtet ist, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als einen Wert zu bestimmen, der durch Subtrahieren des ersten Drucks von einem zweiten Einstelldrucks zu bestimmen, der einem voreingestellten Solldruckwert der Anode entspricht.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8, wobei, wenn der erste Druck kleiner als ein voreingestellter Referenzdruck ist, die Steuerung eingerichtet ist, um einen Differenzwert zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck mit einem ersten Solldruck, der einem voreingestellten Solldifferenzdruckwert entspricht, zu vergleichen, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert zu bestimmen, und wenn der erste Druck gleich oder größer als der vorangestellte Referenzdruck ist, die Steuerung eingerichtet ist, um den Wasserstoffzufuhr-Differenzdruck-Sollwert als einen Wert zu bestimmen, der durch Subtrahieren des Differenzwertes zwischen dem ersten Druck und dem Referenzdruck von dem ersten Einstelldruck berechnet wird.