KR20220091519A - 연료 전지 시스템의 작동 방법 및 이를 위한 제어 장치 - Google Patents

연료 전지 시스템의 작동 방법 및 이를 위한 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220091519A
KR20220091519A KR1020227017564A KR20227017564A KR20220091519A KR 20220091519 A KR20220091519 A KR 20220091519A KR 1020227017564 A KR1020227017564 A KR 1020227017564A KR 20227017564 A KR20227017564 A KR 20227017564A KR 20220091519 A KR20220091519 A KR 20220091519A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
path
fuel cell
anode gas
gas
cell system
Prior art date
Application number
KR1020227017564A
Other languages
English (en)
Inventor
펠릭스 귄터
잉고 브라우어
헬러존 켐머
미햐엘 슈미트
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20220091519A publication Critical patent/KR20220091519A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04462—Concentration; Density of anode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04761—Pressure; Flow of fuel cell exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은, 애노드 기체 경로(3)를 통해 하나 이상의 연료 전지(2)에 수소 함유 애노드 기체가 공급되고, 연료 전지(2)로부터 배출되는 애노드 기체가 재순환 경로(4)를 통해 재순환되는, 연료 전지 시스템(1), 특히 PEM 연료 전지 시스템의 작동 방법에 관한 것이며, 애노드 기체에 포함된 질소 함량을 감소시키기 위해, 재순환 경로(4) 내에 배열된 플러싱 밸브(5)가 개방되고, 재순환 경로(4)는 플러싱된다. 본 발명에 따라, 하나 이상의 센서(6)에 의하여 애노드 기체의 수소 함량이 검출되고, 재순환 경로(4)의 플러싱을 제어할 때의 제어 변수로서 사용된다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 제어 장치(10)에 관한 것이다.

Description

연료 전지 시스템의 작동 방법 및 이를 위한 제어 장치
본 발명은 연료 전지 시스템, 특히 PEM 연료 전지 시스템의 작동 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법의 실행을 가능하게 하는 제어 장치에 관한 것이다.
상술한 유형의 연료 전지 시스템에 의해서는, 수소 및 산소의 사용 하에 화학 에너지가 전기 에너지로 변환될 수 있다. 이를 위해, 연료 전지 시스템은 애노드, 캐소드, 그리고 애노드와 캐소드 사이에 배열된 전해질을 구비한 하나 이상의 연료 전지를 포함한다. 고분자 멤브레인[PEM = "Proton Exchange Membrane"]이 전해질로서 사용되는 경우, 이는 PEM 연료 전지 또는 PEM 연료 전지 시스템이다.
연료 전지 시스템에 의해 획득된 전기 에너지는, 예를 들어 차량의 구동을 위한 구동 에너지로서 사용될 수 있다. 이러한 경우, 필요한 수소는 차량에 탑재된 적절한 탱크 내에 휴대된다. 그 밖에 필요한 산소는 주변 공기에서 추출된다.
연료 전지 시스템의 작동 시에, 연료 전지들은 특히 멤브레인의 얇아짐 및/또는 백금 피복부의 효력 감소를 통해 노후화된다. 이로 인하여, 연료 전지들의 수명에 걸쳐, 캐소드 측으로부터 애노드 측으로 확산되는 질소의 양이 증가하게 된다. 이로 인해, 애노드 영역 내 수소에 대한 질소의 비율은 변화되는데, 자세히 말하면 수소 함량의 희생에 의해 변화된다. 그에 상응하게, 연료 전지 시스템의 효율은 감소한다.
이를 저지하기 위하여, 특히 애노드 기체 내의 질소 함량을 최소화하기 위하여, 애노드 영역은 규칙적으로 플러싱된다. 그러나, 이러한 플러싱 시에는 질소 뿐만 아니라 수소도 애노드 영역으로부터 제거됨으로써, 수소 소모량이 증가한다. 연료 전지 시스템이 차량의 구동에 사용되는 경우, 이는 차량의 감소된 주행 거리를 수반한다.
따라서, 본 발명의 과제는, 연료 전지 시스템의 작동 시 수소 소모량을 감소시키는 것이다.
이러한 과제의 해결을 위해, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 방법이 제공된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다. 또한, 청구항 제8항의 특징들을 갖는 제어 장치가 제공된다.
연료 전지 시스템, 특히 PEM 연료 전지 시스템의 제안된 작동 방법에서는, 애노드 기체 경로를 통해 하나 이상의 연료 전지에 수소 함유 애노드 기체가 공급되고, 연료 전지로부터 배출되는 애노드 기체가 재순환 경로를 통해 재순환된다. 애노드 기체에 포함된 질소 함량을 감소시키기 위해, 재순환 경로 내에 배열된 플러싱 밸브가 개방되고, 재순환 경로는 플러싱된다. 본 발명에 따라, 하나 이상의 센서에 의하여 애노드 기체의 수소 함량이 검출되고, 재순환 경로의 플러싱을 제어할 때의 제어 변수로서 사용된다.
이에 따라, 재순환 경로의 플러싱이 제어된다. 이러한 제어를 통해서는, 필요한 경우에만 재순환 경로가 플러싱되는 것이 보장된다. 이는 애노드 기체의 수소 함량이 사전 결정된 한계값에 미달하는 경우이다. 이러한 경우에야 비로소 플러싱 과정이 시작된다. 이러한 방식으로 플러싱 과정의 횟수가 감소될 수 있다. 그 결과, 플러싱에 수반되는 수소 손실이 감소하므로, 수소 소모량이 감소하고, 연료 전지 시스템에 의해 구동되는 차량의 주행 거리가 증가한다.
또한, 수소 함량이 모니터링됨으로써 적시에 플러싱이 실행되기 때문에, 애노드 기체 내에 최소 함량의 수소가 존재하는 것이 보장된다.
애노드 기체의 수소 함량을 검출하거나 모니터링하기 위해, 바람직하게는 수소 센서가 사용된다. 수소 센서들은 종래 기술로부터 이미 공지되어 있다. 예를 들어, 동일한 출원인의 선행 출원인 공개 공보 제DE 10 2005 058 830 A1호 및 제DE 10 2005 058 832 A1호가 참조된다. 여기에 설명된 센서들은 본원에 설명된 방법에서도 사용될 수 있다.
바람직하게, 애노드 기체의 수소 함량은, 재순환 경로 내에 또는 플러싱 밸브를 통해 재순환 경로와 연결 가능한 플러싱 경로 내에 배열된 센서에 의해 검출된다. 즉, 애노드 가스의 수소 함량은 하나 이상의 연료 전지의 출구 측에서 검출된다. 배출되는 애노드 기체가 재순환 경로를 통해 다시 애노드 기체 경로에 공급되고, 재순환 경로로부터의 애노드 기체 도입부 상류에서의 애노드 기체 경로 내 애노드 기체의 수소 함량이 알려지기 때문에, 이러한 변수에 의해서는 애노드 기체 경로 내로의 재순환 경로 도입부 하류에서의 애노드 기체의 수소 함량이 검출될 수 있다. 이는 하나 이상의 연료 전지의 효율이 보장되도록 충분히 책정되어야 한다.
대안적으로 또는 부가적으로, 애노드 기체의 수소 함량은 캐소드 배출 기체 경로 내에 배열되는 센서에 의해 검출되고, 이러한 캐소드 배출 기체 경로는 플러싱 밸브를 통하여 직접적으로 또는 간접적으로 플러싱 경로를 통해 재순환 경로와 연결 가능하다. 일반적으로, 이러한 캐소드 배출 기체 경로를 통해, 하나 이상의 연료 전지의 캐소드 배출 기체는 배출되고, 배출 기체(주로, 연료 전지에서의 반응에 의해 자신의 산소 함량이 감소되는 공기와 물)는 다시 주변으로 방출된다. 그러나, 캐소드 배출 기체가 다른 성분들, 예를 들어 수소를 포함할 수도 있기 때문에, 캐소드 배출 기체가 주변으로 방출되기 이전에 하나 이상의 센서에 의해, 예를 들어 수소 센서에 의해 캐소드 배출 기체의 조성이 모니터링된다. 이러한 경우, 애노드 기체의 수소 함량의 검출을 위한 이미 존재하는 센서가 사용될 수 있으므로, 경우에 따라서는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 추가 센서가 불필요할 수 있다. (이미 존재하고 있지 않다면) 플러싱 밸브를 통해, 자세히 말해 직접적으로 또는 간접적으로 플러싱 경로를 통해 캐소드 배출 기체 경로와 재순환 경로의 연결이 형성되기만 하면 된다.
캐소드 배출 기체 경로 내에 배열된 센서를 사용할 때, 이러한 센서에는 재순환 경로로부터의 애노드 기체 및 캐소드 배출 기체로 구성된 기체 혼합물이 가해진다. 애노드 기체의 수소 함량을 검출하기 위하여, 기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량이 사전에 결정된다.
캐소드 배출 기체 경로 내의 기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량은 다양한 방식들로 결정될 수 있다.
예를 들어, 기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량을 결정하기 위해, 재순환 경로 내의 압력과 캐소드 배출 기체 경로 내의 압력 사이의 압력차와, 캐소드 배출 기체 경로의 유동 단면과, 그리고 캐소드 배출 기체 경로 내의 온도로부터 애노드 기체의 몰 질량이 도출될 수 있다.
바람직하게, 기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량을 결정하는 것에 부가하여, 기체 혼합물에서의 캐소드 배출 기체의 함량도 결정된다. 이 경우, 바람직하게 캐소드 기체의 몰 질량은 현재 작동점과, 캐소드 기체 경로를 통해 하나 이상의 연료 전지에 공급되는, 설정 및/또는 측정된 공기 질량으로부터 도출된다. 캐소드 기체 경로 내의 캐소드 기체의 몰 질량은 다시, 캐소드 배출 기체 경로를 통해 배출되는 캐소드 배출 기체의 질량에 대한 정보를 제공한다. 그에 상응하게, 그로부터 기체 혼합물에서의 캐소드 배출 기체의 함량이 검출될 수 있다.
바람직하게, 애노드 기체의 수소 함량은 규칙적인 시간 간격들로 결정된다. 즉, 수소 함량이 모니터링됨으로써, 수소 함량이 사전 결정된 한계값에 미달하는 경우에 즉각적인 반응이 실행될 수 있다. 특히, 애노드 기체에 포함된 질소를 시스템으로부터 제거하고, 이에 따라 수소 함량을 특정 수준으로 유지하기 위해, 재순환 경로는 플러싱될 수 있다. 사전 결정된 한계값이 미달되지 않는 경우, 바로 다음 플러싱 과정이 연기될 수 있으며, 이는 수소 소모량을 감소시키는데 도움이 되는데, 플러싱 과정에서는 질소와 함께 항상 수소도 시스템으로부터 배출되기 때문이다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 제어 장치에 의해 실행되므로, 외부로부터의 개입을 필요로 하지 않는 고도의 자동화 수준이 달성된다.
따라서, 본 발명의 범주에서는, 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성된 제어 장치가 또한 제안된다. 특히, 이러한 제어 장치는 애노드 기체의 수소 함량을 검출하기 위한 하나 이상의 센서와 데이터 전송 방식으로 연결될 수 있으므로, 이러한 센서는 자신의 데이터를 제어 장치에 전달한다. 또한, 바람직하게 제어 장치는 제어 라인들을 통해 플러싱 밸브와 연결되므로, 플러싱 과정을 시작하기 위해 (센서 데이터의 평가에 따라) 플러싱 밸브가 개방된다.
본 발명은 하기에 첨부 도면에 의하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면에 개략적으로 도시된 연료 전지 시스템(1)은 차량의 구동에 사용된다. 이러한 연료 전지 시스템은 적층식으로 배열된 하나 이상의 연료 전지(2) 또는 복수의 연료 전지(2)들을 포함한다. 연료 전지 시스템(1)의 캐소드(11)에는 캐소드 기체 경로(9)를 통해 공기가 캐소드 기체로서 공급되는 반면, 연료 전지 시스템(1)의 애노드(12)에는 애노드 기체 경로(3)를 통해 수소가 애노드 기체로서 공급된다.
캐소드(11)에 공급되는 공기는 주변으로부터 추출된다. 사전에, 공기는 캐소드 기체 경로(9) 내에 배열된 압축기(13)에 의해 압축된다. 이 경우, 마찬가지로 캐소드 기체 경로(9) 내에 배열된 냉각 장치(18)를 통해, 공기는 압축 이후에 다시 냉각되고, 하류에 연결된 가습 장치(19)에 의해 추가로 가습된다. 그러나, 공기의 냉각 및/또는 가습은 반드시 필요한 것은 아니므로, 냉각 장치(18) 및/또는 가습 장치(19)의 제공은 단지 선택 사항일 뿐이다.
하나 이상의 연료 전지(2)로부터 배출되는 캐소드 배출 기체는 캐소드 배출 기체 경로(8)를 통해 배출된다. 이 경우, (도시된 예시에서와 같이) 캐소드 배출 기체는 캐소드 배출 기체 경로(8) 내에 배열된 배출 기체 터빈(14)에 공급될 수 있고, 이러한 배출 기체 터빈은 캐소드 기체 경로(9) 내에 배열된 압축기(13)를 구동하기 위한 전기 모터(15)를 보조한다. 또한, 도시된 예시에 따라, 캐소드 기체 경로(9)와 캐소드 배출 기체 경로(8)는 바이패스 밸브(17)의 스위칭 위치에 따라 바이패스 경로(16)를 통해 연결 가능할 수 있다.
애노드 기체로서 사용되는 수소는 탱크(20)들 내에 저장되고, 이 경우 흡입 제트 펌프(21)가 배열되는 애노드 기체 경로(3)를 통해 애노드(12)에 공급된다. 하나 이상의 연료 전지(2)로부터 다시 배출되는 애노드 기체는 재순환 경로(4)를 통해 애노드 기체 경로(3)로 재순환되므로, 시스템으로부터 사라지지 않는다. 이를 위해, 재순환 경로(4) 내에는 (도시된 바와 같이) 재순환 팬(23)이 배열될 수 있다.
애노드 기체에는 캐소드 영역으로부터 애노드 영역으로 확산되는 질소가 시간이 지남에 따라 축적되기 때문에, 재순환 경로(4)는 때때로 플러싱되어야 한다. 이를 위해, 재순환 경로(4) 내에서 재순환 팬(23)의 상류에는 플러싱 밸브(5)가 배열된다. 애노드 기체 내에 함유된 액체수는 사전에, 재순환 경로(4) 내에서 플러싱 밸브(5)의 상류에 배열된 물 분리기(22)에 의해 제거된다.
이 경우, 플러싱 밸브(5)를 통해 배출된, 질소가 축적된 애노드 기체는 플러싱 경로(7)를 통해 캐소드 배출 기체 경로(8)로 도입되고, 캐소드 배출 기체와 함께 주변으로 배출된다. 이 경우, 질소뿐만 아니라 수소도 재순환 경로(4)로부터 제거된다. 캐소드 배출 기체 경로(8) 내에 존재하는 기체 혼합물의 조성은 센서(6)에 의해 모니터링되며, 이 경우 센서(6)는 기체 혼합물의 수소 함량을 검출한다. 이를 위해, 센서(6)는 캐소드 배출 기체 경로(8) 내에서, 재순환 경로(4)로부터의 애노드 기체 및 캐소드 배출 기체가 센서에 가해지는 위치에 배열된다.
이에 따라, 기체 혼합물에서의 애노드 기체의 양을 알고 있으면, 기체 혼합물의 수소 함량으로부터 애노드 기체의 수소 함량이 도출될 수 있다. 애노드 기체의 수소 함량을 알고 있으면, 재순환 경로(4)의 플러싱이 필요에 따라 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 플러싱 과정의 횟수가 최소로 감소될 수 있으므로, 수소 소모량은 감소하고, 차량의 주행 거리는 증가한다.
도시된 위치에 대한 대안으로서, 센서(6)는 재순환 경로(4) 내에 또는 플러싱 경로(7) 내에 배열될 수도 있다. 이러한 경로들에는 애노드 기체만 가해지기 때문에, 수소 함량의 검출을 위해 기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량이 우선 결정될 필요가 없다. 이는 방법을 간소화시킨다. 그러나, 경우에 따라 이미 존재할 수 있는 센서(6)가 이용될 수 없다.
센서(6)의 배열과는 무관하게, 연료 전지 시스템(1)은 또한, 데이터 전송 방식으로 센서(6)와 연결된 제어 장치(10)를 포함하므로, 제어 장치(10)에 의해서는 센서(6)에 의해 전송된 데이터가 평가될 수 있다. 또한, 바람직하게 제어 장치(10)는 제어 라인을 통해 플러싱 밸브(5)와 연결되므로, 애노드 기체의 수소 함량이 사전 결정된 한계값에 미달하는 것으로 평가에서 나타나는 경우에는, 이를 통해 플러싱 밸브(5)가 활성화 또는 개방될 수 있다.

Claims (8)

  1. 애노드 기체 경로(3)를 통해 하나 이상의 연료 전지(2)에 수소 함유 애노드 기체가 공급되고, 연료 전지(2)로부터 배출되는 애노드 기체가 재순환 경로(4)를 통해 재순환되는, 연료 전지 시스템(1), 특히 PEM 연료 전지 시스템의 작동 방법으로서, 애노드 기체에 포함된 질소 함량을 감소시키기 위해, 재순환 경로(4) 내에 배열된 플러싱 밸브(5)가 개방되고, 재순환 경로(4)는 플러싱되는, 연료 전지 시스템의 작동 방법에 있어서,
    하나 이상의 센서(6)에 의하여 애노드 기체의 수소 함량이 검출되고, 재순환 경로(4)의 플러싱을 제어할 때의 제어 변수로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    애노드 기체의 수소 함량은, 재순환 경로(4) 내에 또는 플러싱 밸브(5)를 통해 재순환 경로(4)와 연결 가능한 플러싱 경로(7) 내에 배열된 센서(6)에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템의 작동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    애노드 기체의 수소 함량은 캐소드 배출 기체 경로(8) 내에 배열되는 센서(6)에 의해 검출되고, 이러한 캐소드 배출 기체 경로는 플러싱 밸브(5)를 통하여 직접적으로 또는 간접적으로 플러싱 경로(7)를 통해 재순환 경로(4)와 연결 가능한 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템의 작동 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    센서(6)에는 재순환 경로(4)로부터의 애노드 기체 및 캐소드 배출 기체로 구성된 기체 혼합물이 가해지고, 애노드 기체의 수소 함량을 검출하기 위하여 기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량이 결정되는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템의 작동 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량을 결정하기 위해, 재순환 경로(4) 내의 압력과 캐소드 배출 기체 경로(8) 내의 압력 사이의 압력차와, 캐소드 배출 기체 경로(8)의 유동 단면과, 그리고 캐소드 배출 기체 경로(8) 내의 온도로부터 애노드 기체의 몰 질량이 도출되는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템의 작동 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    기체 혼합물에서의 애노드 기체의 함량을 결정하기 위해 캐소드 배출 기체의 함량이 결정되고, 바람직하게 캐소드 기체의 몰 질량은 현재 작동점과, 캐소드 기체 경로(9)를 통해 하나 이상의 연료 전지(2)에 공급되는, 설정 및/또는 측정된 공기 질량으로부터 도출되는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템의 작동 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    애노드 기체의 수소 함량은 규칙적인 시간 간격들로 결정되는 것을 특징으로 하는, 연료 전지 시스템의 작동 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 구성된 제어 장치(10).
KR1020227017564A 2019-10-29 2020-10-13 연료 전지 시스템의 작동 방법 및 이를 위한 제어 장치 KR20220091519A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019216656.3A DE102019216656A1 (de) 2019-10-29 2019-10-29 Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems, Steuergerät
DE102019216656.3 2019-10-29
PCT/EP2020/078740 WO2021083660A1 (de) 2019-10-29 2020-10-13 Verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems und steuergerät dafür

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220091519A true KR20220091519A (ko) 2022-06-30

Family

ID=72885555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227017564A KR20220091519A (ko) 2019-10-29 2020-10-13 연료 전지 시스템의 작동 방법 및 이를 위한 제어 장치

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2022554171A (ko)
KR (1) KR20220091519A (ko)
CN (1) CN114902459A (ko)
DE (1) DE102019216656A1 (ko)
WO (1) WO2021083660A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021211792A1 (de) * 2021-10-19 2023-04-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Bestimmung des Trocknungszustandes einer Anode eines Brennstoffzellensystems

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3880898B2 (ja) * 2002-07-18 2007-02-14 本田技研工業株式会社 水素パージ制御装置
US7282286B2 (en) * 2002-11-28 2007-10-16 Honda Motor Co., Ltd. Start-up method for fuel cell
JP2004349068A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
US7169490B2 (en) * 2004-03-29 2007-01-30 Ballard Power Systems Inc. Hydrogen concentration sensor for an electrochemical fuel cell
JP2010067573A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Fujitsu Ten Ltd 制御装置
JP2010153247A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021083660A1 (de) 2021-05-06
DE102019216656A1 (de) 2021-04-29
JP2022554171A (ja) 2022-12-28
CN114902459A (zh) 2022-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8247121B2 (en) Fuel cell system with purging and method of operating the same
US7875399B2 (en) Stop method for fuel cell system
CN100481587C (zh) 燃料电池动力设备的氢钝化关闭系统
US8221923B2 (en) Stop method for fuel cell system and fuel cell system
US8920984B2 (en) System and method for purging water from a fuel cell stack
US20070122668A1 (en) Fuel cell system and method of starting it
EP1805839B1 (en) Fuel cell system
JP5155734B2 (ja) 燃料電池システム及びその運転方法
US20080096059A1 (en) Fuel cell system and method of controlling the system
EP3021404B1 (en) Fuel cell system and vehicle equipped with fuel cell
US6587766B2 (en) Method for controlling the power of a fuel cell stack, method for controlling the power of a drive unit of an electric vehicle, and fuel cell device
JP2023536246A (ja) 燃料電池システムを作動させる方法、燃料電池システムのための評価ユニット
US8268496B2 (en) Fuel cell system and control method thereof
KR20220091519A (ko) 연료 전지 시스템의 작동 방법 및 이를 위한 제어 장치
JP5001540B2 (ja) 燃料電池システムおよびその運転方法
JP4876368B2 (ja) 燃料電池システムの運転制御
JP2007157655A (ja) 燃料電池システム及び移動体
US20080248340A1 (en) Fuel cell system
US20240186548A1 (en) Method for operating a fuel cell system and control device for same
JP5319160B2 (ja) 燃料電池システム
JP7370462B2 (ja) 燃料電池システムを作動させる方法、制御器
JP2006049202A (ja) 燃料電池システム及び燃料電池車両
JP2006253083A (ja) 燃料電池システム
KR20230018241A (ko) 수소 오프 가스 배출 시 공기 유량 보상 제어 방법 및 장치
JP4956489B2 (ja) 燃料電池システム及びその運転方法