DE112009002499B4

DE112009002499B4 - Brennstoffzellensystem und Brennstoffzellenzustandserfassungsverfahren

Info

Publication number: DE112009002499B4
Application number: DE112009002499.8T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Araki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2020-08-27
Anticipated expiration: 2029-10-28
Also published as: WO2010049788A1; JP2010108645A; CN102171879A; US20110200902A1; CA2740572A1; DE112009002499T5; JP5343509B2; CA2740572C; CN102171879B

Abstract

Brennstoffzellensystem, mit:einem Brennstoffzellenstapel (10), der durch Stapeln einer Vielzahl von Zellgruppen ausgebildet ist, von denen jede zumindest eine Zelle (11) umfasst;Spannungserfassungseinheiten (41), die Zellgruppenspannungen der jeweiligen Zellgruppen erfassen; undeiner Bestimmungseinheit (52), die bestimmt, ob die Zellgruppenspannung einer Bestimmungsziel-Zellgruppe, die aus der Vielzahl von Zellgruppen ausgewählt ist, gleich oder kleiner einer Schwellenspannung (Vd) ist, die basierend auf einem Durchschnittswert (X) und einer Standardabweichung (σ) der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in einer Gesamtheit erhalten wird, die aus zumindest zwei der Zellgruppen aus der Vielzahl von Zellgruppen gebildet ist,wobei die Bestimmungsziel-Zellgruppe die niedrigste Zellgruppenspannung unter der Vielzahl von Zellgruppen aufweist, undwobei die Gesamtheit die Bestimmungsziel-Zellgruppe nicht umfasst.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem und ein Brennstoffzellenzustandserfassungsverfahren.
Beschreibung der verwandten Technik
Im Allgemeinen erzeugen Brennstoffzellen elektrische Energie durch Verwendung von Wasserstoff und Sauerstoff als Brennstoff. Brennstoffzellen wurden weithin als zukünftige Energieversorgungssysteme entwickelt, da sie umweltfreundlich sind und eine hohe Energieeffizienz vorweisen. Besonders Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen weisen eine gute Startfähigkeit auf, da die Temperatur, bei der die Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen in Betrieb gebracht werden, niedriger ist als die Temperaturen, bei denen verschiedene andere Brennstoffzellen in Betrieb gebracht werden. Daher wurde viel Forschungsarbeit unternommen, um die Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen in verschiedenen Feldern bzw. Gebieten in praktische Verwendung zu bringen.
Eine Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle weist einen Aufbau auf, bei dem eine Membran-Elektroden-Einheit/Anordnung (MEA) zwischen Trennelementen gehalten wird. An der MEA ist eine Anode auf einer Seite einer Elektrolytmembran bereitgestellt, die aus einem Protonen leitenden Polymerelektrolyt ausgebildet ist, und ist eine Kathode auf der anderen Seite der Elektrolytmembran bereitgestellt.
Der Zustand der Brennstoffzelle variiert zum Beispiel abhängig von der Betriebsbedingung. Daher beschreibt zum Beispiel die JP 2006 - 179 338 A eine Technologie zum Überwachen, ob in einem Brennstoffzellenstapel, der durch Stapelung mehrerer Brennstoffzellen ausgebildet ist, ein Abfall in jeder/einer Zellgruppenspannung vorliegt, welche die erfasste Spannung einer Zellgruppe ist.
Mit der in der JP 2006 - 179 338 A beschriebenen Technologie ist es jedoch schwierig, normal arbeitende Zellen und schlecht funktionierende bzw. gestörte Zellen voneinander zu unterscheiden.
Weiterer Stand der Technik ist bekannt aus der DE 10 2005 059 836 A1 , der DE 103 34 556 A1 , der DE 10 2007 015 737 A1 und der WO 2007 / 083 235 A2 , die jeweils ein Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel offenbaren, bei welchem die Spannungen von Zellgruppen erfasst werden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein Brennstoffzellensystem und ein Brennstoffzellenzustandserfassungsverfahren bereit, mit/bei denen eine Zelle, wo eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten, auf einfache Weise erfasst wird.
Gemäß der Erfindung werden ein Brennstoffzellensystem und ein Brennstoffzellenzustandserfassungsverfahren bereitgestellt, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem, das umfasst: einen Brennstoffzellenstapel, der durch Stapeln bzw. Schichten einer Vielzahl von Zellgruppen ausgebildet ist, von denen jede zumindest eine Zelle umfasst; Spannungserfassungseinheiten, die Zellgruppenspannungen der jeweiligen Zellgruppen erfassen; und eine Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob die Zellgruppenspannung einer Bestimmungsziel-Zellgruppe, die aus der Vielzahl von Zellgruppen ausgewählt ist, gleich oder kleiner einer Schwellenspannung ist, die basierend auf dem Durchschnittswert und der Standardabweichung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in einer Gesamtheit erhalten wird, die aus zumindest zwei der Zellgruppen aus der Vielzahl von Zellgruppen gebildet ist.
Bei dem Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird bestimmt, ob die Bestimmungsziel-Zellgruppe in der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen, die die Gesamtheit bilden und in dem Brennstoffzellenstapel umfasst sind, eine ausgefallene bzw. sonderliche Zellgruppenspannung aufweist. In diesem Fall ist es möglich, die Zellgruppe auf einfache Weise zu erfassen, in/bei der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten.
Das Brennstoffzellensystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Steuereinheit umfassen, die das Brennstoffzellensystem steuert. Falls die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Zellgruppenspannung der Bestimmungsziel-Zellgruppe gleich oder kleiner der Schwellenspannung ist, kann die Steuereinheit bestimmen, dass in/bei der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten.
Die Bestimmungsziel-Zellgruppe kann die Zellgruppenspannung aufweisen, die gleich oder kleiner dem Durchschnittswert der Zellgruppenspannungen der Vielzahl von Zellgruppen ist. In diesem Fall ist es möglich, die Zellgruppe zu erfassen, die in der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen, die die Gesamtheit bilden und in dem Brennstoffzellenstapel umfasst sind, eine ausgefallen bzw. sonderlich niedrige Zellgruppenspannung aufweist. Somit ist es möglich, die Zellgruppe auf einfache Weise zu erfassen, in/bei der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten. Die Bestimmungsziel-Zellgruppe kann die niedrigste Zellgruppenspannung unter der Vielzahl von Zellgruppen aufweisen.
Die Gesamtheit muss die Bestimmungsziel-Zellgruppe nicht umfassen. In diesem Fall ist es möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der Gesamtheit zu verbessern. Die Schwellenspannung kann der untere Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs sein, der an dem Durchschnittswert der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird. In diesem Fall ist es möglich, die Zellgruppe zu erfassen, die in der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit eine ausgefallen bzw. sonderlich niedrige Zellgruppenspannung aufweist.
Die Bestimmungseinheit kann die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung, die gleich oder kleiner einer vorbestimmten Zellgruppenspannung ist, aus der Gesamtheit ausschließen. In diesem Fall ist es möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der Gesamtheit zu verbessern. Die Bestimmungseinheit kann aus der Gesamtheit die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung ausschließen, die gleich oder kleiner einem unteren Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs ist, der an dem Durchschnittswert der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird. In diesem Fall ist es möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der Gesamtheit zu verbessern.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erfassen eines Zustands einer Brennstoffzelle, die durch Stapeln bzw. Schichten einer Vielzahl von Zellgruppen ausgebildet ist, von denen jede zumindest eine Zelle umfasst. Gemäß dem Verfahren werden Zellgruppenspannungen der jeweiligen Zellgruppen erfasst und wird bestimmt, ob die Zellgruppenspannung einer Bestimmungsziel-Zellgruppe, die aus der Vielzahl von Zellgruppen ausgewählt ist, gleich oder kleiner einer Schwellenspannung ist, die basierend auf dem Durchschnittswert und der Standardabweichung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in einer Gesamtheit erhalten wird, die aus zumindest zwei der Zellgruppen aus der Vielzahl von Zellgruppen gebildet ist.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird bestimmt, ob die Bestimmungsziel-Zellgruppe in der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit eine ausgefallene bzw. sonderliche Zellgruppenspannung aufweist. In diesem Fall ist es möglich, auf einfache Weise die Zellgruppe zu erfassen, in/bei der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten.
Die Bestimmungsziel-Zellgruppe kann die Zellgruppenspannung aufweisen, die gleich oder kleiner dem Durchschnittswert der Zellgruppenspannungen der Vielzahl von Zellgruppen ist. In diesem Fall ist es möglich, die Zellgruppe zu erfassen, die in der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit eine ausgefallen bzw. sonderlich niedrige Zellgruppenspannung aufweist. Somit ist es möglich, auf einfache Weise die Zellgruppe zu erfassen, in/bei der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten. Die Bestimmungsziel-Zellgruppe kann die niedrigste Zellgruppenspannung unter der Vielzahl von Zellgruppen aufweisen.
Die Gesamtheit muss die Bestimmungsziel-Zellgruppe nicht umfassen. In diesem Fall ist es möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der Gesamtheit zu verbessern. Die Schwellenspannung kann der untere Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs sein, der an dem Durchschnittswert der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf einer Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird. In diesem Fall ist es möglich, die Zellgruppe zu erfassen, die in der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit eine ausgefallen bzw. sonderlich niedrige Zellgruppenspannung aufweist.
Die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung, die gleich oder kleiner einer vorbestimmten Zellgruppenspannung ist, kann aus der Gesamtheit ausgeschlossen werden. In diesem Fall ist es möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der Gesamtheit zu verbessern. Die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung, die gleich oder kleiner einem unteren Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs ist, der an dem Durchschnittswert der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, kann aus der Gesamtheit ausgeschlossen werden, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird. In diesem Fall ist es möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der Gesamtheit zu verbessern.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, auf einfache Weise die Zelle zu erfassen, in/bei der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten.
Figurenliste
Die vorgenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich, bei denen gleiche bzw. ähnliche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche bzw. ähnliche Elemente darzustellen, und bei denen gilt:

1A und 1B sind Darstellungen, die ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen;
2 ist ein Graph, der ein Beispiel von durch Spannungserfassungseinheiten erhaltenen Erfassungsergebnissen veranschaulicht;
3 ist ein Graph, der eine Normalverteilungskurve der Zellgruppenspannung veranschaulicht;
4 ist ein Beispiel eines Ablaufdiagramms zum Bestimmen, ob eine Fehlfunktion bzw. Störung in einer Bestimmungsziel-Zellgruppe aufgetreten ist;
5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Standardabweichung, wenn die Zellspannung jeder Zelle erfasst wird, und der Standardabweichung veranschaulicht, wenn die Zellgruppenspannung durch die Anzahl von Zellen in der Zellgruppe dividiert wird;
6A und 6B sind Graphen, die Normalverteilungskurven der Zellgruppenspannung veranschaulichen.
7A und 7B sind Graphen, die einen Änderungspunkt veranschaulichen, wo sich die Rate ändert, mit der sich die Zellgruppenspannungen mit Bezug auf die Stromdichte ändern; und
8 ist ein Beispiel eines Ablaufdiagramms, das eine Routine zeigt, die ausgeführt wird, wenn Zellgruppen geändert werden, die eine statistische Gesamtheit bilden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Nachstehend wird ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
1A und 1B sind Darstellungen, die ein Brennstoffzellensystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen. 1A ist eine Darstellung, die die Gesamtkonfiguration des Brennstoffzellensystems 100 schematisch zeigt. 1B ist eine eine Zelle 11 schematisch zeigende Schnittdarstellung, die nachstehend ausführlich beschrieben wird. Wie es in 1A gezeigt ist, umfasst das Brennstoffzellensystem 100 einen Brennstoffzellenstapel 10, eine Brenngas-Zufuhrvorrichtung 20, eine Oxidationsgas-Zufuhrvorrichtung 30, Spannungserfassungseinheiten 41, eine Stromerfassungseinheit 42, eine Verarbeitungseinheit 50, usw.
Der Brennstoffzellenstapel 10 umfasst zumindest eine Zellgruppe, die aus zumindest einer Zelle 11 gebildet ist. Wie es in 1B gezeigt ist, weist die Zelle 11 einen Aufbau auf, bei dem eine Membran-Elektroden-Einheit/Anordnung (MEA) 110 zwischen einem Trennelement 120 und einem Trennelement 130 gehalten wird. In der MEA 110 sind eine katalytische Anodenschicht 112 und eine Gasdiffusionsschicht 113 zwischen einer Elektrolytmembran 111 und dem Trennelement 120 angeordnet, und sind eine katalytische Kathodenschicht 114 und eine Gasdiffusionsschicht 115 zwischen der Elektrolytmembran 111 und dem Trennelement 130 angeordnet. Die Elektrolytmembran 111 ist aus einem Protonen leitenden Polymerelektrolyt, zum Beispiel einem Perfluorosulfonatpolymer, ausgebildet.
Die katalytische Anodenschicht 112 ist zum Beispiel aus einem leitfähigen Material, das einen Katalysator trägt, oder einem Protonen leitenden Elektrolyt ausgebildet. Der Katalysator in der katalytischen Anodenschicht 112 ist ein Katalysator, der die Protonierung von Wasserstoff fördert. Die katalytische Anodenschicht 112 enthält zum Beispiel von Platin getragenen Kohlenstoff oder ein Perfluorosulfonatpolymer. Die Gasdiffusionsschicht 113 ist aus einem gasdurchlässigen leitfähigen Material, zum Beispiel Kohlepapier oder Kohlegewebe, ausgebildet.
Die katalytische Kathodenschicht 114 ist zum Beispiel aus einem leitfähigen Material, das einen Katalysator trägt, oder einem Protonen leitenden Elektrolyt ausgebildet. Der Katalysator in der katalytischen Kathodenschicht 114 ist ein Katalysator, der eine Reaktion zwischen Protonen und Sauerstoff fördert. Die katalytische Kathodenschicht 114 enthält zum Beispiel von Platin getragenen Kohlenstoff oder ein Perfluorosulfonatpolymer. Die Gasdiffusionsschicht 115 ist aus einem gasdurchlässigen leitfähigen Material, zum Beispiel Kohlepapier oder Kohlegewebe, ausgebildet.
Die Trennelemente 120 und 130 bestehen aus einem leitfähigen Material, zum Beispiel rostfreiem Stahl. In der Fläche bzw. auf der Seite des Trennelements 120, die der MEA 110 zugewandt ist, ist ein Brenngaskanal 121 ausgebildet, durch den Brenngas strömt. In der Fläche bzw. auf der Seite des Trennelements 130, die der MEA 110 zugewandt ist, ist ein Oxidationsgaskanal 131 ausgebildet, durch den Oxidationsgas strömt. Der Brenngaskanal 121 und der Oxidationsgaskanal 131 sind zum Beispiel Vertiefungen, die in den Ober-/Flächen der Trennelemente 120 beziehungsweise 130 ausgebildet sind.
Die Brenngas-Zufuhrvorrichtung 20 führt Brenngas, das Wasserstoff enthält, durch einen Brenngaseinlass des Brennstoffzellenstapels 10 in den Brenngaskanal 121 zu. Die Brenngas-Zufuhrvorrichtung 20 ist zum Beispiel ein Wasserstofftank oder ein Reformer. Die Oxidationsgas-Zufuhrvorrichtung 30 führt Oxidationsgas, das Sauerstoff enthält, durch einen Oxidationsgaseinlass des Brennstoffzellenstapels 10 in den Oxidationsgaskanal 131 zu. Die Oxidationsgas-Zufuhrvorrichtung 30 ist zum Beispiel eine Luftpumpe.
Die Spannungserfassungseinheiten 41 erfassen die Zellgruppenspannungen der jeweiligen Zellgruppen und stellen die Erfassungsergebnisse an eine Steuereinheit 51 bereit, die nachstehend ausführlich beschrieben wird. Die Stromerfassungseinheit 42 erfasst den elektrischen Strom, der durch den Brennstoffzellenstapel 10 erzeugt wird, und stellt das Erfassungsergebnis an die Steuereinheit 51 bereit. Die Dichte des erzeugten Stroms wird erhalten, indem der durch die Stromerfassungseinheit 42 erfasste elektrische Strom durch die Fläche von Energieerzeugungsgebieten der Zellen 11 dividiert wird. Daher kann die Stromerfassungseinheit 42 auch als eine Erfassungseinheit einer erzeugten Stromdichte dienen.
Die Verarbeitungseinheit 50 umfasst die Steuereinheit 51 und eine Bestimmungseinheit 52. Die Verarbeitungseinheit 50 ist aus einer CPU (zentralen Verarbeitungseinheit), einem ROM (Festwertspeicher), einem RAM (Direktzugriffsspeicher), usw. ausgebildet. Wenn die CPU der Verarbeitungseinheit 50 vorbestimmte Programme ausführt, werden/sind die Steuereinheit 51 und die Bestimmungseinheit 52 implementiert. Die Steuereinheit 51 steuert verschiedene Teile des Brennstoffzellensystems 100. Die Bestimmungseinheit 52 bestimmt den Zustand des Brennstoffzellenstapels 10 basierend auf den Erfassungsergebnissen, die durch die Spannungserfassungseinheiten 41 und die Stromerfassungseinheit 42 erhalten werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 1A und 1B der Betrieb des Brennstoffzellensystems 100 während einer normalen Energieerzeugung beschrieben. Die Steuereinheit 51 steuert die Brenngas-Zufuhrvorrichtung 20 in einer solchen Art und Weise, dass das Brenngas in den Brenngaskanal 121 zugeführt wird. Das Brenngas durchströmt die Gasdiffusionsschicht 113 und erreicht die katalytische Anodenschicht 112. Der in dem Brenngas enthaltene Wasserstoff wird durch den Katalysator in der katalytischen Anodenschicht 112 in Protonen und Elektronen getrennt. Die Protonen durchströmen die Elektrolytmembran 111 und erreichen die katalytische Kathodenschicht 114.
Die Steuereinheit 51 steuert die Oxidationsgas-Zufuhrvorrichtung 30 in einer solchen Art und Weise, dass das Oxidationsgas in den Oxidationsgaskanal 131 zugeführt wird. Das Oxidationsgas durchströmt die Gasdiffusionsschicht 115 und erreicht die katalytische Kathodenschicht 114. In der katalytischen Kathodenschicht 114 wird durch den Katalysator eine Reaktion zwischen Protonen und Sauerstoff verursacht. Somit wird elektrische Energie erzeugt und Wasser hervorgebracht. Das hervorgebrachte Wasser wird durch den Oxidationsgaskanal 131 abgeführt.
2 ist ein Graph, der ein Beispiel der durch die Spannungserfassungseinheiten 41 erhaltenen Erfassungsergebnisse veranschaulicht. In 2 bezeichnet die Abszissenachse die Zellgruppen und bezeichnet die Ordinatenachse die Zellgruppenspannung. Die Anzahl von Zellen, die eine Zellgruppe bilden, ist nicht besonders beschränkt. Bei dem Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl von in einer Zellgruppe umfassten Zellen ungefähr 10. Wie es in 2 gezeigt ist, gibt es zwischen den Zellgruppenspannungen V_G1 bis V_GN der Zellgruppen G1 bis GN gewisse Abweichungen. Die Abweichungen treten zum Beispiel in Folge von Abweichungen in der Diffusion des Reaktionsgases in den Zellen auf.
In der Zellgruppe, der das Reaktionsgas ausgegangen ist oder gerade ausgeht, ist es wahrscheinlich, dass die Zellgruppenspannung abfällt. Daher bestimmt die Bestimmungseinheit 52, ob die Zellgruppenspannung einer Bestimmungsziel-Zellgruppe gleich oder kleiner der Schwellenspannung ist, die basierend auf dem Durchschnittswert und der Standardabweichung der Zellgruppenspannungen einer vorbestimmten Anzahl mehrerer Zellgruppen, die eine Gesamtheit bzw. Grundgesamtheit bilden, erhalten wird. Falls bestimmt wird, dass die Zellgruppenspannung der Bestimmungsziel-Zellgruppe gleich oder kleiner der Schwellenspannung ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 52, dass in der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten. Falls eine solche Bestimmung vorgenommen wird, ist es möglich, umgehend Maßnahmen zu ergreifen.
Nachstehend wird ein konkretes Beispiel beschrieben. Zunächst wählt die Bestimmungseinheit 52 zwei oder mehr Zellgruppen aus mehreren Zellgruppen aus, die in dem Brennstoffzellenstapel 10 umfasst sind, damit diese eine statistische Gesamtheit bzw. Grundgesamtheit bilden. Die statistische Gesamtheit kann aus beliebigen zwei oder mehr Zellgruppen aus den Zellgruppen in dem Brennstoffzellenstapel 10 gebildet werden. Vorzugsweise haben die Zellgruppen, die die statistische Gesamtheit bilden, möglichst hohe Zellgruppenspannungen, da dieser Prozess ausgeführt wird, um eine Zellgruppe zu erfassen, deren Zellgruppenspannung abfällt.
Daher kann die statistische Gesamtheit aus den mehreren Zellgruppen gebildet werden, die sich von der Zellgruppe unterscheiden, die die niedrigste Zellgruppenspannung aufweist. Wahlweise kann die statistische Gesamtheit aus den Zellgruppen mit den Zellgruppenspannungen gebildet werden, die gleich oder größer der durchschnittlichen Zellgruppenspannung sind. Ferner kann wahlweise die statistische Gesamtheit aus einer vorbestimmten Anzahl von Zellgruppen gebildet werden, die in der absteigenden Reihenfolge der Zellgruppenspannung beginnend mit der Zellgruppe mit der höchsten Zellgruppenspannung ausgewählt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel wird die statistische Gesamtheit aus den Zellgruppen in dem Brennstoffzellenstapel 10 gebildet, die sich von der Zellgruppe mit der niedrigsten Zellgruppenspannung unterscheiden.
Die Bestimmungsziel-Zellgruppe kann jede der Zellgruppen in dem Brennstoffzellenstapel 10 sein. Vorzugsweise wird die Zellgruppe mit einer niedrigen Zellgruppenspannung als die Bestimmungsziel-Zellgruppe verwendet, da dieser Prozess ausgeführt wird, um eine Zellgruppe zu erfassen, deren Zellgruppenspannung abfällt. Zum Beispiel ist die Bestimmungsziel-Zellgruppe vorzugsweise die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung, die gleich oder niedriger der durchschnittlichen Zellgruppenspannung der Zellgruppen ist, die den Brennstoffzellenstapel 10 bilden. Bei dem Ausführungsbeispiel wird die Zellgruppe mit der niedrigsten Zellgruppenspannung als die Bestimmungsziel-Zellgruppe verwendet.

Als Nächstes berechnet die Bestimmungseinheit 52 den Durchschnittswert X und die Standardabweichung σ der Zellgruppenspannung der Zellgruppen in der statistischen Gesamtheit. Die Bestimmungseinheit 52 erhält die Normalverteilungskurve, wie sie in 3 gezeigt ist, basierend auf dem Durchschnittswert X und der Standardabweichung σ. Die Bestimmungseinheit 52 stellt die Schwellenspannung Vd auf den unteren Grenzwert des Verteilungsbereichs ein, der basierend auf dem vorbestimmten Bereich (z.B. mehrere Male größer als die Standardabweichung σ) ausgehend von dem Durchschnittswert X festgelegt ist. Als Nächstes bestimmt die Bestimmungseinheit 52, dass in der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten, falls die Zellgruppenspannung der Bestimmungsziel-Zellgruppe gleich oder kleiner der Schwellenspannung Vd ist. Die Beziehung zwischen dem an dem Durchschnittswert X zentrierten Verteilungsbereich bzw. Streuband und der Risikorate ist in Tabelle 1 gezeigt. Bei dem Ausführungsbeispiel wird der Wert, der durch Subtraktion von 3σ von dem Durchschnittswert X in der Normalverteilung erhalten wird, als die Schwellenspannung Vd verwendet. Tabelle 1

Verteilungsbereich, zentriert an Durchschnittswert X	Wahrscheinlichkeit, dass alle Daten in Verteilungsbereich fallen	Risikorate
± 2σ	95,44%	2,28%
± 3σ	99,74%	0,16%
± 4σ	99,994%	0,002%

4 zeigt ein Beispiel eines Ablaufdiagramms zum Bestimmen, ob in der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist. Wie es in 4 gezeigt ist, erfassen die Spannungserfassungseinheiten 42 die Zellgruppenspannungen der jeweiligen Zellgruppen (Schritt (hierin nachstehend mit „S“ bezeichnet) 1). Als Nächstes wählt die Bestimmungseinheit 52 die Bestimmungsziel-Zellgruppe aus (S2). In dem Ablaufdiagramm gemäß 4 wählt die Bestimmungseinheit 52 die Zellgruppe mit der niedrigsten Zellgruppenspannung als die Bestimmungsziel-Zellgruppe aus. Als Nächstes ordnet die Bestimmungseinheit 52 die Zellgruppenspannung der Bestimmungsziel-Zellgruppe an V_min zu (S3).
Dann bestimmt die Bestimmungseinheit 52 die Zellgruppen, die die statistische Gesamtheit bilden (S4). In dem Ablaufdiagramm gemäß 4 bestimmt die Bestimmungseinheit 52 die Zellgruppen abgesehen von der Zellgruppe, die die niedrigste Zellgruppenspannung aufweist, als die Zellgruppen, die die statistische Gesamtheit bilden. Als Nächstes berechnet die Bestimmungseinheit 52 den Durchschnittswert X und die Standardabweichung σ der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der statistischen Gesamtheit (S5). Als Nächstes berechnet die Bestimmungseinheit 52 die Schwellenspannung Vd (S6). In dem Ablaufdiagramm gemäß 4 wird der Wert, der durch Subtraktion von 3σ von dem Durchschnittswert X erhalten wird, als die Schwellenspannung Vd festgelegt.
Als Nächstes bestimmt die Bestimmungseinheit 52, ob V_min höher ist als die Schwellenspannung Vd (S7). Falls in S7 bestimmt wird, dass V_min höher ist als die Schwellenspannung Vd, endet die Routine. Andererseits, falls in S7 bestimmt wird, dass V_min gleich oder kleiner der Schwellenspannung Vd ist, bestimmt die Steuereinheit 51, dass in der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten, und führt sie eine Steuerung zum Wiederherstellen der Bestimmungsziel-Zellgruppe aus (S8). Dann endet die Routine.
Gemäß dem Ablaufdiagramm gemäß 4 ist es möglich, die Zellgruppe mit der ausgefallenen bzw. sonderlichen Zellgruppenspannung in der Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der statistischen Gesamtheit zu erfassen. Somit ist es möglich, die Zellgruppe zu erfassen, in der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten.
Nachstehend wird der Vergleich beschrieben zwischen dem Fall, in dem die Zellspannung jeder Zelle erfasst wird, und dem Fall, in dem die Zellgruppenspannung jeder Zellgruppe erfasst wird. 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Standardabweichung, wenn die Zellspannung jeder Zelle erfasst wird, und der Standardabweichung veranschaulicht, wenn die Zellgruppenspannung durch die Anzahl von Zellen in der Zellgruppe dividiert wird. In 5 bezeichnet die Abszissenachse die Standardabweichung der Zellspannungen, wenn die Spannung jeder Zelle erfasst wird, und bezeichnet die Ordinatenachse die Standardabweichung der Spannungen, wenn der Wert verwendet wird, der durch Division der Zellgruppenspannung von jeder aus 10 Zellen gebildeten Zellgruppe durch 10 erhalten wird. Die Daten gemäß 5 sind durch Verwendung von 400 Zellen als die Zielzellen erhalten.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist die Standardabweichung der Zellspannungen, wenn die Spannung jeder Zelle erfasst wird, im Wesentlichen gleich der Standardabweichung der Spannungen, wenn der Wert verwendet wird, der durch Division der Zellgruppenspannung von jeder aus 10 Zellen gebildeten Zellgruppe durch 10 erhalten wird. Daher ist es möglich, auf Basis von Zellgruppe zu Zellgruppe zu bestimmen, ob eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten, indem die Zellgruppenspannung von jeder Zellgruppe erfasst wird. Dementsprechend ist es nicht mehr notwendig, die Zellspannung jeder Zelle zu erfassen. Da anstelle einer Erfassung der Zellspannung von jeder Zelle die Zellgruppenspannung von jeder Zellgruppe erfasst wird, wird die Anzahl von Spannungserfassungseinheiten verringert. Als Folge hiervon werden die Kosten verringert.
Die Bestimmungseinheit 52 kann die Zellgruppe, in der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten, aus der statistischen Gesamtheit ausschließen. In diesem Fall ist es selbst dann, wenn die Zellgruppenspannungen in Folge einer zeitlichen Änderung stark variieren, möglich, eine Verringerung in der Genauigkeit einer Bestimmung dahingehend zu unterbinden, ob in der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten. Zum Beispiel kann, falls in S7 in dem Ablaufdiagramm gemäß 4 bestimmt wird, dass die Zellgruppenspannung der Bestimmungsziel-Zellgruppe gleich oder kleiner der Schwellenspannung Vd ist, die Bestimmungseinheit 52 die Bestimmungsziel-Zellgruppe aus der statistischen Gesamtheit - ausschließen, wenn die Routine in dem Ablaufdiagramm das nächste Mal ausgeführt wird.
Die Bestimmungseinheit 52 kann andere Zellgruppen mit Zellgruppenspannungen, die gleich oder kleiner der Schwellenspannung Vd sind, aus der statistischen Gesamtheit ausschließen. Falls der Durchschnittswert X und die Standardabweichung σ basierend auf den Zellgruppenspannungen der Zellgruppen erhalten werden, die die Zellgruppen mit den Zellgruppenspannungen umfassen, die gleich oder kleiner der Schwellenspannung Vd sind, ist es wahrscheinlich, dass die durch die Normalverteilungskurve angegebenen Verteilung breit ist, wie es in 6A gezeigt ist. Daher ist, falls die Zellgruppen mit den Zellgruppenspannungen, die gleich oder kleiner der Schwellenspannung Vd sind, aus der statistischen Gesamtheit ausgeschlossen werden, die durch die Normalverteilungskurve angegebenen Verteilung schmal, wie es in 6B gezeigt ist. In diesem Fall ist es möglich, eine Verringerung in der Genauigkeit einer Bestimmung dahingehend zu unterbinden, ob in der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion bzw. Störung im Begriff ist aufzutreten.
Die Bestimmungseinheit 52 kann die Zellgruppe aus der statistischen Gesamtheit ausschließen, in der ein Änderungspunkt sich zeigt bzw. erscheint/auftritt, wo sich die Rate ändert, mit der sich die Zellgruppenspannungen mit Bezug auf die Dichte eines erzeugten Stroms ändern. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Zellgruppe, der zum Beispiel Sauerstoff oder Wasserstoff ausgegangen ist, aus der statistischen Gesamtheit auszuschließen. Zum Beispiel ist es, wie es in 7A gezeigt ist, in einer normal arbeitenden Zelle wahrscheinlich, dass die Zellgruppenspannung linear abnimmt, wenn die Stromdichte zunimmt. Im Gegensatz dazu ist, wie es in 7A gezeigt ist, in einer schlecht funktionierenden bzw. gestörten Zelle, zum Beispiel einer Zelle, der das Reaktionsgas ausgegangen ist, die Rate der Abnahme in der Zellgruppenspannung mit Bezug auf eine Erhöhung in der Stromdichte hoch. Zusätzlich ist, wenn die Stromdichte eine vorbestimmte Stromdichte erreicht, die Rate der Abnahme in der Zellgruppenspannung verringert. Der Punkt, an dem sich die Rate der Änderung in der Zellgruppenspannung mit Bezug auf die Stromdichte ändert, ist der Änderungspunkt. Falls der Änderungspunkt erfasst wird, wird bestimmt, dass in der Zellgruppe, zum Beispiel der Zellgruppe, der das Reaktionsgas ausgegangen ist, eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist.
7B ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Stromdichte und der Rate der Abweichung der Zellgruppenspannung von der Bezugsspannung (die hierin nachstehend als „Abweichungsrate“ bezeichnet wird) zeigt. Wenn die Reaktionsgasmenge innerhalb des normalen Reaktionsgasmengenbereichs variiert, nimmt die Abweichungsrate zu, wenn die Stromdichte zunimmt, wie es in 7B gezeigt ist. Im Gegensatz dazu nimmt, wie es in 7B gezeigt ist, in der Zellgruppe, in der eine Fehlfunktion bzw. Störung aufgetreten ist, zum Beispiel in der Zellgruppe, der das Reaktionsgas ausgegangen ist, die Abweichungsrate zu, wenn die Stromdichte zunimmt, und beginnt die Abweichungsrate bei einem vorbestimmten Wert der Stromdichte abzunehmen. Dieser Wert wird als frt Änderungspunkt erfasst. Die Abweichungsrate wird durch Gleichung 1 ausgedrückt. $\begin{array}{l} Abweichnungsrate = (Bezugspannung - Zellgruppenspannung von Zielzellgruppe) \\ / Bezugsspannung \times 100 % \end{array}$
8 ist ein Beispiel eines Ablaufdiagramms, das eine Routine zeigt, die ausgeführt wird, wenn Zellgruppen geändert werden, die die statistische Gesamtheit bilden. Wie es in 8 gezeigt ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 52, ob die Zellgruppe, der das Reaktionsgas, zum Beispiel Wasserstoff, ausgegangen ist, erfasst ist (S11). In S11 bestimmt die Bestimmungseinheit 52 zum Beispiel, ob die Zellgruppe erfasst ist, in der ein Änderungspunkt sich zeigt bzw. erscheint/auftritt, an dem sich die Rate ändert, mit der sich die Zellgruppenspannung mit Bezug auf die Stromdichte ändert, wie es in 7A oder 7B gezeigt ist.
Falls in S11 bestimmt wird, dass die Zellgruppe, der zum Beispiel das Reaktionsgas ausgegangen ist, erfasst ist, wird diese Zellgruppe aus der statistischen Gesamtheit ausgeschlossen (S12). Dann beendet die Bestimmungseinheit 52 die Routine gemäß dem Ablaufdiagramm gemäß 8. Gemäß dem Ablaufdiagramm gemäß 8 ist es möglich, die Zellgruppe, der zum Beispiel das Reaktionsgas ausgegangen ist, aus der statistischen Gesamtheit auszuschließen. Somit verbessert sich die Genauigkeit der Bestimmung bezüglich der Bestimmungsziel-Zellgruppe.
Die Bestimmungseinheit 52 kann eine bestimmte Zellgruppe aus der statistischen Gesamtheit basierend auf der Bestandteilskonzentration in dem Kathodenabgas oder dem Anodenabgas ausschließen. Zum Beispiel kann die Bestimmungseinheit 52 die Zellgruppe, in der die Konzentration von Wasserstoff in dem Kathodenabgas einen Bezugswert überschreitet, und die Zellgruppe, in der die Konzentration von CO oder CO₂ einen Bezugswert überschreitet, aus der statistischen Gesamtheit ausschließen. Die Bestimmungseinheit 52 kann die Zellgruppe, in der die Konzentration von O₂ in dem Anodenabgas einen Bezugswert überschreitet, und die Zellgruppe, in der die Konzentration von CO oder CO₂ in dem Anodenabgas einen Bezugswert überschreitet, aus der statistischen Gesamtheit ausschließen. Auf diese Art und Weise verbessert sich die Genauigkeit der Bestimmung bezüglich der Bestimmungsziel-Zellgruppe.
Zusätzlich kann die Bestimmungseinheit 52, wenn der Absolutwert der Schiefe √b₁ der Normalverteilung kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (z.B. 1,5), die Anzahl von Zellgruppen erhöhen, die die statistische Gesamtheit bilden. In diesem Fall bildet die statistische Gesamtheit die Normalverteilung einfacher aus. Die Schiefe √b₁ wird durch Gleichung 2 ausgedrückt. $\sqrt b_{1} = (\sum {(Xi - X)}^{3}) / n \times σ^{3}$

Xi: Zellgruppenspannung von jeder Zellgruppe
n: Anzahl von Daten

Es ist möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der statistischen Gesamtheit zu verbessern, indem die Zellgruppen geändert werden, die die statistische Gesamtheit bilden, wie es vorstehend beschrieben ist. Selbst wenn sich der Zustand des Brennstoffzellenstapels 10 zum Beispiel in Folge einer zeitlichen Änderung ändert, ist es möglich, die Zuverlässigkeit bzw. Verlässlichkeit der statistischen Gesamtheit aufrecht zu erhalten. Als Folge hiervon verbessert sich die Genauigkeit der Bestimmung bezüglich der Bestimmungsziel-Zellgruppe.

Claims

Brennstoffzellensystem, mit: einem Brennstoffzellenstapel (10), der durch Stapeln einer Vielzahl von Zellgruppen ausgebildet ist, von denen jede zumindest eine Zelle (11) umfasst; Spannungserfassungseinheiten (41), die Zellgruppenspannungen der jeweiligen Zellgruppen erfassen; und einer Bestimmungseinheit (52), die bestimmt, ob die Zellgruppenspannung einer Bestimmungsziel-Zellgruppe, die aus der Vielzahl von Zellgruppen ausgewählt ist, gleich oder kleiner einer Schwellenspannung (Vd) ist, die basierend auf einem Durchschnittswert (X) und einer Standardabweichung (σ) der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in einer Gesamtheit erhalten wird, die aus zumindest zwei der Zellgruppen aus der Vielzahl von Zellgruppen gebildet ist, wobei die Bestimmungsziel-Zellgruppe die niedrigste Zellgruppenspannung unter der Vielzahl von Zellgruppen aufweist, und wobei die Gesamtheit die Bestimmungsziel-Zellgruppe nicht umfasst.
Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit: einer Steuereinheit (51), die das Brennstoffzellensystem steuert, wobei falls die Bestimmungseinheit (52) bestimmt, dass die Zellgruppenspannung der Bestimmungsziel-Zellgruppe gleich oder kleiner der Schwellenspannung (Vd) ist, die Steuereinheit (51) bestimmt, dass in der Bestimmungsziel-Zellgruppe eine Fehlfunktion aufgetreten ist oder eine Fehlfunktion im Begriff ist aufzutreten.
Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Gesamtheit aus einer vorbestimmten Anzahl von Zellgruppen gebildet ist, die in einer absteigenden Reihenfolge der Zellgruppenspannung beginnend mit der Zellgruppe mit der höchsten Zellgruppenspannung ausgewählt sind.
Brennstoffzellensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schwellenspannung (Vd) ein unterer Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs ist, der an dem Durchschnittswert (X) der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf einer Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird.
Brennstoffzellensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bestimmungseinheit (52) aus der Gesamtheit die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung ausschließt, die gleich oder kleiner einer vorbestimmten Zellgruppenspannung ist.
Brennstoffzellensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bestimmungseinheit (52) aus der Gesamtheit die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung ausschließt, die gleich oder kleiner einem untere Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs ist, der an dem Durchschnittswert (X) der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf einer Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird.
Brennstoffzellensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bestimmungseinheit (52) aus der Gesamtheit die Zellgruppe ausschließt, in der sich ein Änderungspunkt zeigt, wo sich eine Rate ändert, mit der sich die Zellgruppenspannung mit Bezug auf eine Dichte eines erzeugten Stroms ändert.
Brennstoffzellensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bestimmungseinheit (52) aus der Gesamtheit die Zellgruppe ausschließt, in der sich ein Änderungspunkt zeigt, wo sich eine Rate ändert, mit der sich eine Abweichungsrate der Zellgruppenspannung von einer Bezugsspannung mit Bezug auf eine Dichte eines erzeugten Stroms ändert.
Brennstoffzellensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bestimmungseinheit (52) eine bestimmte Zellgruppe aus der Gesamtheit basierend auf einer Bestandteilskonzentration in einem Kathodenabgas oder einem Anodenabgas ausschließt.
Brennstoffzellensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bestimmungseinheit (52) die Anzahl von Zellgruppen erhöht, die die Gesamtheit bilden, wenn ein Absolutwert einer Schiefe einer Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
Verfahren zum Erfassen eines Zustands einer Brennstoffzelle mit einem Brennstoffzellenstapel (10), der durch Stapeln einer Vielzahl von Zellgruppen ausgebildet ist, von denen jede zumindest eine Zelle (11) umfasst, mit: Erfassen von Zellgruppenspannungen der jeweiligen Zellgruppen; und Bestimmen, ob die Zellgruppenspannung einer Bestimmungsziel-Zellgruppe, die aus der Vielzahl von Zellgruppen ausgewählt ist, gleich oder kleiner einer Schwellenspannung (Vd) ist, die basierend auf einem Durchschnittswert (X) und einer Standardabweichung (σ) der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in einer Gesamtheit erhalten wird, die aus zumindest zwei der Zellgruppen aus der Vielzahl von Zellgruppen gebildet ist, wobei die Bestimmungsziel-Zellgruppe die niedrigste Zellgruppenspannung unter der Vielzahl von Zellgruppen aufweist, und wobei die Gesamtheit die Bestimmungsziel-Zellgruppe nicht umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Schwellenspannung (Vd) ein unterer Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs ist, der an dem Durchschnittswert (X) der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf einer Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem Anspruch 11 oder 12, wobei die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung, die gleich oder kleiner einer vorbestimmten Zellgruppenspannung ist, aus der Gesamtheit ausgeschlossen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Zellgruppe mit der Zellgruppenspannung, die gleich oder kleiner einem unteren Grenzwert eines vorbestimmten Bereichs ist, der an dem Durchschnittswert (X) der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit zentriert ist, aus der Gesamtheit ausgeschlossen wird, wobei der vorbestimmte Bereich basierend auf einer Normalverteilung der Zellgruppenspannungen der Zellgruppen in der Gesamtheit bestimmt wird.