[发明专利]燃料电池组的供给系统和报警装置以及用于控制供给系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池组的供给系统，具有可调整的加湿装置，该 加湿装置的构成和/或者设置是为了在取决于调节信号的情况下加湿输送 到燃料电池组的输送气体，具有除湿装置，该除湿装置的构成和/或者设置 是为了对由导过燃料电池组的输送气体形成的废气进行除湿并将其作为除 湿废气排出，以及具有用于产生调节信号的控制装置以及报警装置。本发 明还涉及一种用于控制该供给系统的方法。

背景技术

燃料电池组在不远的将来对汽车的移动能量提供是一种可能的选择。 燃料电池组早已公知的工作方法的基础是，通常为氢的燃料与通常为外界 空气的氧化剂产生电化学反应，其中，产生电能或从化学能量中转换电能。 反应时膜片发挥重要作用，该膜片通常作为PEM(质子交换膜)构成并在 电化学过程期间分离燃料和氧化剂。膜片在燃料电池组工作期间必须在确 定的限度内加湿保持，因为加湿过低会导致膜片干透和加速磨损，而加湿 过高则会导致降低燃料电池组的功率。加湿通常通过对所输送的工作气体 的加湿进行。

文献DE 10219626A1公开了一种燃料电池组，其中，为控制加湿使 用湿度传感器，该传感器检测入流工作气体的湿度并在湿度传感器的信号 的基础上控制用于控制湿度的调整装置，该调整装置作为通向燃料电池组 前置加湿器的、流量可调的旁通管构成。作为对湿度传感器的替代，该文 献还提出将“虚拟控制”用于控制湿度，其中，然后调整装置在取决于燃 料电池组的功率的情况下进行控制。

文献WO 02/23660A2采用另一种途径，其同样提出一种用于加湿燃 料电池或其膜片的方法。在该方法或相应的装置方面，作为阀构成的调整 装置的控制在取决于燃料电池冷却水温度的情况下进行。

也许形成最新现有技术的文献JP 2005149897A(公开号)介绍了一种 用于燃料电池的加湿系统。与首先提到的文献相类似，在这里也提出一种 旁通管方式的调整装置，该调整装置绕过加湿装置，其中，调整装置通过 控制装置借助调节信号进行控制，基于对流向燃料电池系统的气体或在除 湿器前的区域内对从燃料电池系统流出的气体的温度检测产生调节信号。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种燃料电池组的供给系统和报警装置以及 一种用于控制供给系统的方法，该方法可以技术上简单的方式可靠控制燃 料电池组的膜片范围内的湿度。

该目的通过具有权利要求1所述特征的供给系统、具有权利要求9或 11所述特征用于控制供给系统的方法和具有权利要求13所述特征的报警 装置得以实现。本发明优选或者具有优点的实施方式来自从属权利要求、 后面的说明书和/或者附图。

依据本发明提出一种燃料电池组的供给系统，燃料电池组最好具有大 量特别是PEM结构(质子交换膜)的燃料电池(单体)。例如100个以 上的燃料电池来组成一组。

供给系统具有可调整的加湿装置作为调节单元，该装置的构成和/或者 设置是为了在取决于调节信号的情况下加湿输送到燃料电池组的输送气 体。输送气体作为阴极或者阳极气体，例如作为外界空气或氢构成，其中， 特别是燃料从可填充的箱中有选择地无改变地输送。加湿装置提高输送气 体的相对湿度，其中，相对湿度最好定义为瞬间水蒸气压力与饱和水蒸气 压力之间的百分比。特别是在100％的相对湿度情况下，输送气体的水蒸 气完全饱和。在超过100％的情况下，过剩的湿度大多作为冷凝水或雾气 凝聚。相对湿度的提高在取决于调节信号的情况下被调整，从而由调节信 号控制的调节单元调整输送气体相对湿度的高低。

此外，除湿装置与供给系统整体构成，该装置对来自燃料电池组的相 当于消耗或者部分消耗的输送气体的废气进行除湿，从而形成除湿废气。 利用除湿装置从废气中提取可利用的液体，特别是水，并可将其在循环中 输送到供给系统并因此重新输送到燃料电池组。

最后具有用于产生调节信号的控制装置，其中，调节信号最好是电的， 特别是数字的，但也可以机械的。