[发明专利]用于从燃料电池中去除产物水的方法

说明书

本发明涉及一种用于从燃料电池电堆(12)中去除产物水的方法和一种燃料电池系统(10)，收集容器(16)和燃料注射器(26)配属于所述燃料电池电堆。执行至少以下方法步骤：a)在收集容器(16)上的排出阀(30)的打开时刻(42)之前检测燃料注射器(26)的操控值；b)打开排出阀(30)，并且，通过经由燃料注射器(26)施加的燃料压力从燃料电池电堆(12)和收集容器(16)中压出产物水；c)检测燃料注射器(26)的、由于缺乏已经压出的产物水的背压而出现的操控值升高(82)；以及d)在关闭时刻(74)关闭排出阀(30)，该关闭时刻与根据方法步骤c)检测燃料注射器(26)的操控值升高(82)的时刻一致。

技术领域

本发明涉及一种用于从燃料电池中、尤其是从燃料电池电堆中去除产物水的方法。此外，本发明涉及一种燃料电池系统。

背景技术

燃料电池系统用作燃料电池车辆FCV(Fuel Cell Vehicle)中的驱动装置或者用作固定设备，其在连续运行中主要在阳极侧产生产物水。该产物水通常被收集在收集容器中，该收集容器以一定的时间间隔被排空。在此应注意，过满的收集容器能够从下侧开始淹没燃料电池电堆并且因而损坏它。然而，如果配属于收集容器的排空阀打开时间过长，则在完全排出收集在收集容器中的产物水之后，燃料、例如氢气也从燃料电池电堆中流出。这又减小了FCV可达到的行程长度，并且，因而降低了燃料电池系统的效率。

一种补救的可能性是：在收集容器中放置一个或者两个料位传感器，以便检测两种状态，尤其是“收集容器完全充满”的状态或者至少“收集容器完全排空”的状态。

已尝试通过在阳极侧上的压力降来探测“收集容器完全排空”的状态。

就由于其他结构特性而不能够探测压力降的燃料电池系统而言，需要其他补救可能性。

发明内容

为了表示收集容器排空，根据本发明提出一种用于从燃料电池电堆中去除产物水的方法，所述燃料电池电堆配属有收集容器和燃料注射器，其中，执行至少以下方法步骤：

a)在收集容器上的排出阀的打开时刻之前检测燃料注射器的操控值；

b)打开排出阀，并且，通过在燃料注射器上存在的燃料压力从燃料电池电堆中将产物水压出；

c)检测燃料注射器的、由于缺乏已经压出的产物水的背压而出现的操控值升高；

d)在关闭时刻关闭所述排出阀，所述关闭时刻与根据方法步骤c)检测到在燃料注射器上的操控值升高的时刻一致。

通过该解决方案能够以有利的方式实现：能够无需超出已经在燃料电池系统上花费的设备支出的其他设备支出地去除产物水。为此，以有利的方式利用加载燃料电池的燃料压力，该燃料压力被供应到优选以气态氢供给的燃料电池。由于以在一定压力下的气态燃料持续加载燃料电池电堆，所存在的压力能够用于以有规律的时间间隔压出产物水。利用根据本发明提出的方法，尤其是从燃料电池电堆中排放在阳极侧出现的产物水。进一步依照根据本发明提出的方法，在完全排空收集容器之后，将燃料注射器的操控值重置为根据方法步骤a)的操控值已具有的操控值，其中，燃料注射器的操控值在排出阀的打开时刻之前已经被检测出。

根据本发明进一步提出，从收集容器中压出的产物水首先经由从收集容器分支出的排流管被导出，其中，该排流管以有利的方式在支路上通入燃料电池电堆的排气管。由此不需要其他设备支出、尤其是不需要燃料电池系统的其他配管，其方式是，能够使用在该燃料电池系统中已经存在的部件。

进一步依照根据本发明提出的方法，通过至少一个压力传感器来连续检测燃料电池电堆内的压力变化过程。所述至少一个压力传感器尤其处于用于燃料的再循环路径内，其中，该燃料通常为气态氢。