[发明专利]燃料电池车辆和用于识别燃料电池车辆中的氢气的探测系统

说明书

本发明涉及一种用于识别在燃料电池车辆(13)的空腔(12)中的氢气(11)的探测系统(10a；10b；10c)，其具有燃料电池系统(15)和氢气传感器(14)，所述燃料电池系统具有燃料电池壳体(16)和用于吹扫所述燃料电池壳体(16)的吹扫空气管路(17)，所述氢气传感器(14)在所述燃料电池壳体(16)之外，其中，所述吹扫空气管路(17)具有用于从所述燃料电池壳体(16)排出吹扫空气(19)的吹扫空气出口(18)，其中，所述吹扫空气出口(18)被取向为用于以来自所述吹扫空气管路(17)的吹扫空气加载所述氢气传感器(14)。此外，本发明涉及一种具有根据本发明的探测系统(10a；10b；10c)的燃料电池车辆(13)。

技术领域

本发明涉及一种用于识别在燃料电池车辆的空腔中的氢气的探测系统，其包括燃料电池系统和氢气传感器，所述燃料电池系统包括燃料电池壳体和用于吹扫所述燃料电池壳体的吹扫空气管路，所述氢气传感器在所述燃料电池壳体之外，其中，所述吹扫空气管路具有用于从所述燃料电池壳体排出吹扫空气的吹扫空气出口。此外，本发明涉及一种具有这样的探测系统的燃料电池车辆。

背景技术

在聚合物电解质膜(PEM)燃料电池系统中，氢气借助氧气在产生废热和水的情况下转化为电能。为此目的，这样的PEM燃料电池系统通常具有堆叠的多个燃料电池单体，所述燃料电池单体分别具有：分别被供应以氢气的阳极、分别被供应以空气的阴极以及分别放置在阳极和阴极之间的聚合物电解质膜。通过堆叠燃料电池单体能够增加燃料电池系统的输出电压。在这样的堆叠内存在有供应通道，所述供应通道给各个燃料电池单体供应氢气和空气以及从燃料电池堆或者说燃料电池系统将耗用后的潮湿空气和耗用后的阳极废气运走。在结构技术上，燃料电池堆具有多米长的密封部位，少量氢气可以通过所述密封部位以泄漏的形式离开燃料电池堆。为了以限定的方式导出所逸出的氢气，根据现有技术的燃料电池堆由燃料电池壳体包围。燃料电池壳体以限定的方式从至少一个部位被供应以吹扫空气。在至少一个另外的部位处，吹扫空气通过吹扫空气管路又离开燃料电池壳体。可以说，燃料电池壳体被吹扫空气吹扫。为了识别燃料电池壳体中的氢气，在开头所述的燃料电池系统的情况下，在吹扫空气管路中或上安装氢气传感器。此外，根据法律规定，必须将另一个氢气传感器装入到封闭或半封闭的空腔中、例如燃料电池车辆的发动机舱中。在已知的系统中，这两个氢气传感器感测氢气或者说氢浓度并且在识别到超过预定义的限值时使燃料电池系统关机。然而，这些氢传感器是昂贵的并且会导致燃料电池车辆中的复杂的系统结构。

发明内容

通过本发明，提出了一种成本有利且简单构造的系统，以可靠地探测在燃料电池系统和/或燃料电池车辆中的不期望的氢气。这样的系统尤其通过根据权利要求1的探测系统以及根据权利要求10的燃料电池车辆来提供。另外的有利的实施方式由从属权利要求、说明书和附图中得出。在此，结合探测系统所描述的特征也适于与根据本发明的燃料电池车辆结合，并且反之亦然，使得本发明的各个方面的公开内容始终相互引用和/或始终能够相互引用。

根据本发明的第一方面，提供一种用于识别在燃料电池车辆的空腔中的氢气的探测系统。该探测系统包括燃料电池系统和氢气传感器，所述燃料电池系统包括燃料电池壳体和用于吹扫所述燃料电池壳体的吹扫空气管路，所述氢气传感器在所述燃料电池壳体之外。所述吹扫空气管路具有用于从所述燃料电池壳体排出吹扫空气的吹扫空气出口。所述吹扫空气出口被取向为用于以来自所述吹扫空气管路的吹扫空气加载所述氢气传感器。

通过吹扫空气管路或者说吹扫空气开口的以及氢气传感器的根据本发明的布置，能够省去在吹扫空气管路内和/或燃料电池壳体内的在本发明之外常见的氢气传感器。以此能够降低成本并且简化燃料电池系统的系统结构。通过省去氢气传感器和相关联的功能部件，还给另外的功能部件提供了设计空间或者允许燃料电池系统的更紧凑的设计。

优选，吹扫空气出口被取向为用于以来自吹扫空气管路的吹扫空气直接加载氢气传感器。也就是说，吹扫空气出口和/或吹扫空气管路如此构型和/或布置，使得通过吹扫空气开口被排出吹扫空气管路的吹扫空气能够在直路上和/或至少没有障碍地到达氢气传感器。