[发明专利]用于补偿燃料电池系统的阳极区段中由温度引起的压力升高的方法

说明书

根据本发明，在此公开的技术涉及一种用于至少部分地补偿燃料电池系统、特别是机动车的燃料电池系统中由温度引起的压力升高的方法。阳极供给路径(210)将燃料电池堆(300)与至少一个燃料电池源H2连接。在阳极供给路径(210)中设有阳极侧的堆截止阀(234)。阳极侧的堆截止阀(234)设置用于禁止从阳极供给路径(210)的区段MD向燃料电池堆(300)输入燃料。在区段MD中设有过压阀(242)。该过压阀(242)设置用于当所述区段MD中的压力超过触发压力时将燃料从区段MD中导出。在燃料电池系统的关断状态下，区段MD中的压力由于燃料升温而升高。该方法包括如下步骤，根据该步骤，在燃料电池系统的关断状态下，尤其是在区段MD中压力升高期间，仍在区段MD中的由于燃料升温而升高的压力达到过压阀(242)的触发压力之前，将阳极侧的堆截止阀(234)打开用以卸载压力，从而可避免燃料从阳极子系统导出。

背景技术

燃料电池驱动的机动车本身是已知的。所述机动车包括具有阳极子系统的燃料电池系统，在所述阳极子系统中通常设有压力调节器，所述压力调节器将高压区域与中压区域分开。中压区域又与燃料电池堆的阳极通过堆截止阀分开。可能出现的情况是：在机动车停止之后，在中压区域中的压力如此强烈地升高，使得被包围在中压区域中的燃料经由随后触发的安全阀逸出。这种燃料排出是不希望的。

发明内容

在此公开的技术的一个优选的目的是，减少或消除先前已知的解决方案的至少一个缺点，或者提出一种替代的解决方案。特别地，在此公开的技术的一个优选的目的是，避免在停车期间由温度引起的燃料排放，而这不对其他参数、如阳极子系统的制造成本、重量或空间需求产生强烈负面的影响。其他优选的目的可以从在此公开的技术的有利效果中得出。所述目的通过权利要求1的技术方案来实现。从属权利要求是优选的设计方案。

在此公开的技术涉及一种用于至少部分地补偿燃料电池系统、尤其是机动车的燃料电池系统中由温度引起的压力升高的方法。阳极供给路径将燃料电池堆与至少一个燃料源连接。在阳极供给路径中设有阳极侧的堆截止阀。阳极侧的堆截止阀设置用于禁止从阳极供给路径的阳极区段向燃料电池堆输入燃料。在阳极区段中设有过压阀。过压阀设置用于当阳极区段中的压力超过触发压力时将燃料从阳极区段导出。在燃料电池系统的关断状态下，阳极区段中的压力由于燃料升温而升高。所述方法包括如下步骤，根据所述步骤，在燃料电池系统的关断状态下、尤其是在阳极区段中的压力升高期间，仍在阳极区段中由于燃料升温而升高的压力达到过压阀的触发压力之前，打开阳极侧的堆截止阀，用于使阳极区段卸载压力，从而可避免燃料从阳极子系统导出。打开例如可以基于时间或基于压力进行。

在此公开的技术涉及一种具有至少一个燃料电池的燃料电池系统。燃料电池系统例如被设想用于诸如机动车(例如轿车、摩托车、商用车)的移动应用，尤其用于为至少一个驱动机提供能量以用于使机动车前进运动。燃料电池在其最简单的形式中是一种将燃料和氧化剂转化为反应产物并且同时产生电和热的电化学能量转换器。所述燃料电池包括阳极和阴极，所述阳极和阴极通过离子选择性的或者说离子可透的分离器分隔开。阳极被供给燃料。优选的燃料是：氢、低分子量醇、生物燃料或液化天然气。阴极被供应氧化剂。优选的氧化剂例如是空气、氧气和过氧化物。离子选择性的分离器例如可以构成为质子交换膜(Proton Exchange Membrane，PEM)。优选应用阳离子选择性的聚合物电解质膜。用于这种膜的材料例如是：和

除了所述至少一个燃料电池之外，燃料电池系统还包括外围的系统部件，所述外围的系统部件能够在所述至少一个燃料电池运行时使用。通常，多个燃料电池组合成一个燃料电池堆或者说堆。

阳极子系统由燃料电池系统的引导燃料的构件构成。阳极子系统可以具有至少一个燃料源(通常是压力容器)、至少一个储箱截止阀、至少一个减压器、至少一个通向燃料电池堆的阳极入口的阳极供给路径、燃料电池堆中的阳极室、至少一个从燃料电池堆的阳极出口离开的再循环路径、至少一个水分离器、至少一个阳极冲扫阀、至少一个主动或被动燃料再循环输送器以及其他元件。阳极子系统的主要任务是将燃料引导和分配给阳极室的电化学活性面和排出阳极废气。