[发明专利]燃料电池系统和燃料电池系统脱水方法

说明书

本发明涉及一种用于从燃料电池系统(1)中脱水的方法，该燃料电池系统包括具有阳极部(3)和阴极部(4)的燃料电池堆(2)、在该阳极部(3)下游的用于控制该阳极部(3)内的吹扫压力的吹扫阀(5)以及在该阴极部(4)下游的用于控制该阴极部(4)内的背压的背压阀(6)，该方法具有以下步骤：在吹扫阀(5)关闭的情况下将该阳极部(3)内的吹扫压力增大到规定的吹扫压力目标值(AP1)；在该背压阀(6)关闭的情况下将该阴极部(4)内的背压增大到规定的背压目标值(KP1)；然后通过打开该吹扫阀(5)和该背压阀(6)以脉冲方式降低增大的吹扫压力和增大的背压。本发明还涉及一种燃料电池系统(1)和一种用于执行本发明方法的计算机程序产品(10)以及一种存储有计算机程序产品(10)的存储装置。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统和一种燃料电池系统脱水方法。本发明还涉及一种用于在燃料电池系统中执行吹扫过程的计算机程序产品以及一种存储有计算机程序产品的存储装置。

背景技术

在现有技术中知道了从燃料电池系统中脱水的各种方法。脱水一般在吹扫过程范围内进行，此时借助至少一种吹扫流体来吹扫燃料电池系统的管线段并由此去除残留水。这种吹扫过程可以在专用吹扫和干燥工作期间和/或在燃料电池系统发电工作期间进行。

国际专利申请WO 2017/089466 A1公开了一种用于在燃料电池系统发电时吹扫燃料电池系统的方法。准确地说，描述了一种用于在阳极侧和/或阴极侧吹扫燃料电池系统的吹扫室。如果燃料电池系统被用作电解槽，则可以吹扫阴极侧。如果燃料电池系统被用来发电，则可以吹扫阳极侧。

吹扫和干燥工作期间的吹扫过程尤其是为了避免在燃料电池系统内结冰且为了针对燃料电池系统的启动过程作好准备，这是因为在燃料电池系统内残留的水尤其可能在冷启动时导致系统损坏并在燃料电池系统启动时带来问题。尤其在冷启动时规定这样的过程，由此这可以是低温停机过程的一部分。在阳极侧，吹扫和干燥通常是在吹扫阀打开时通过氢气进行的。与之相反，在阴极侧，用空气进行吹扫和干燥过程。为此，通常将低湿度且低气压的大量气流供应给阴极侧。通常，在可以确定高频薄膜电阻(HFR)明显下降之前，持续进行吹扫和干燥过程。为此，一方面需要相应的测量技术；另一方面，在有测量误差时薄膜会出现不希望的干燥。在过度干燥的情况下可能在电解质膜上形成机械应力，其可能导致薄膜的使用寿命缩短。因此值得期待的是将电解质膜干燥降到最低程度并加速整个干燥过程。

发明内容

本发明的任务是至少部分消除上述问题。特别是，本发明的任务是提供一种燃料电池系统和一种用于从燃料电池系统中以加速和/或有效的方式脱水的方法。此外，任务是提供一种用于执行这种方法的计算机程序产品和一种存储有这种计算机程序产品的存储装置。

上述任务通过权利要求来完成。特别是，上述任务通过根据权利要求1的方法、根据权利要求7的燃料电池系统、根据权利要求9的计算机程序产品和根据权利要求10的存储装置来完成。本发明的其它优点来自从属权利要求、说明书和图。在此，关于方法所描述的特征和细节自然也与本发明燃料电池系统、本发明计算机程序产品、本发明存储装置相关地是适用的，反之亦然，因此关于各个发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。

根据本发明的第一方面，提供一种从燃料电池系统中脱水的方法，其中，该燃料电池系统包括具有阳极部和阴极部的燃料电池堆、在阳极部下游的用于控制阳极部内的吹扫压力的吹扫阀和在阴极部下游的用于控制阴极部内的背压的背压阀。该方法具有以下步骤：a)将阳极部内的吹扫压力增大到规定吹扫压力目标值，b)将阴极部内的背压增大到规定背压目标值，然后c)通过打开所述吹扫阀和背压阀使增大的吹扫压力以及增大的背压以脉冲方式减小。