DE102009004053A1

DE102009004053A1 - Steuerstrategie für eine Anodenrezirkulationspumpe

Info

Publication number: DE102009004053A1
Application number: DE102009004053A
Authority: DE
Inventors: Jim Kamara
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2009-07-30
Also published as: CN101483248B; US9356304B2; CN101483248A; US20090181270A1

Abstract

Steuerstrategie zur Steuerung, wie viel Strom von einem Brennstoffzellenstapel an eine Systemlast während eines Leistungsübergangs nach oben geliefert werden kann. Wenn eine Anforderung nach einem Leistungsübergang nach oben gegeben wird, begrenzt die Steuerstrategie die Menge an Leistung oder Strom, die der Stapel zu der Last liefern kann, auf Grundlage dessen, wie schnell eine Anodenabgasrezirkulationspumpe die Abgasrezirkulationsanforderung erfüllen kann, so dass das Verhältnis zwischen dem rezirkulierten Anodenabgas und dem frischen Wasserstoff im Wesentlichen konstant bleibt. Somit hält die durch die Kombination des frischen Wasserstoffs und des Anodenabgases bereitgestellte relative Feuchte während des Leistungsübergangs nach oben die Membranen in dem Stapel auf dem gewünschten Feuchteniveau. Jegliche Differenz zwischen der angewiesenen Stapelleistung und der begrenzten Stapelleistung während des Leistungsübergangs nach oben kann durch eine Systembatterie bereitgestellt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren zum Steuern der Ausgangsleistung oder eines Ausgangsstroms von einem Brennstoffzellenstapel bei Leistungsübergängen nach oben und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Beschränken von Stapelausgangsleistung oder -strom bei Leistungsübergängen nach oben, um so zu ermöglichen, dass eine Anodenabgasumwälz- bzw. -rezirkulationspumpe das Verhältnis von rezirkuliertem Anodenabgas zu frischem Wasserstoff im Wesentlichen konstant aufrechterhalten kann.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er rein ist und dazu verwendet werden kann, effizient Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu erzeugen. Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode mit einem Elektrolyt dazwischen aufweist. Die Anode nimmt Wasserstoffgas auf, und die Kathode nimmt Sauerstoff oder Luft auf. Das Wasserstoffgas wird in der Anode aufgespalten, um freie Wasserstoffprotonen und Elektronen zu erzeugen. Die Wasserstoffprotonen gelangen durch den Elektrolyt an die Kathode. Die Wasserstoffprotonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode, um Wasser zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht durch den Elektrolyt gelangen und werden somit durch eine Last geführt, in der sie Arbeit verrichten, bevor sie an die Kathode geliefert werden.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) stellen eine populäre Brennstoffzelle für Fahrzeuge dar. Die PEMFC weist allgemein eine protonenleitende Festpolymerelektrolytmembran auf, wie eine Perfluorsulfonsäuremembran. Die Anode und die Kathode weisen typischerweise fein geteilte katalytische Partikel auf, gewöhnlich Platin (Pt), die auf Kohlenstoffpartikeln geträgert und mit einem Ionomer gemischt sind. Die katalytische Mischung wird auf entgegengesetzten Seiten der Membran abgeschieden. Die Kombination der katalytischen Anodenmischung, der katalytischen Kathodenmischung und der Membran definiert eine Membranelektrodenanordnung (MEA).
Typischerweise werden mehrere Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu erzeugen. Der Brennstoffzellenstapel nimmt ein Kathodeneingangsgas, typischerweise eine Luftströmung auf, die mit einem Kompressor durch den Stapel getrieben wird. Es wird nicht der gesamte Sauerstoff von dem Stapel verbraucht, und ein Teil der Luft wird als ein Kathodenabgas ausgegeben, das Wasser als ein Stapelnebenprodukt enthalten kann. Der Brennstoffzellenstapel nimmt auch ein Anodenwasserstoffeingangsgas auf, das in die Anodenseite des Stapels strömt.
Der Brennstoffzellenstapel weist typischerweise eine Serie von Bipolarplatten auf, die zwischen den verschiedenen MEAs in dem Stapel positioniert sind, wobei die Bipolarplatten und die MEAs zwischen zwei Endplatten positioniert sind. Die Bipolarplatten weisen eine Anodenseite und eine Kathodenseite für benachbarte Brennstoffzellen in dem Stapel auf. An der Anodenseite der Bipolarplatten sind Anodengasströmungskanäle vorgese hen, die ermöglichen, dass das Anodenreaktandengas an die jeweilige MEA strömen kann. An der Kathodenseite der Bipolarplatten sind Kathodengasströmungskanäle vorgesehen, die ermöglichen, dass das Kathodenreaktandengas an die jeweilige MEA strömen kann. Eine Endplatte weist Anodengasströmungskanäle auf, und die andere Endplatte weist Kathodengasströmungskanäle auf. Die Bipolarplatten und Endplatten bestehen aus einem leitenden Material, wie rostfreiem Stahl oder einem leitenden Verbundmaterial bzw. Komposit. Die Endplatten leiten die von den Brennstoffzellen erzeugte Elektrizität aus dem Stapel heraus. Die Bipolarplatten weisen auch Strömungskanäle auf, durch die ein Kühlfluid strömt.
Die Membran in einer Brennstoffzelle muss eine gewisse relative Feuchte aufweisen, so dass der Innenwiderstand über die Membran niedrig genug ist, um effektiv Protonen zu leiten. Diese Befeuchtung kann von dem Stapelwassernebenprodukt oder einer externen Befeuchtung stammen. Die Strömung des Reaktandengases durch die Strömungskanäle besitzt einen austrocknenden Effekt auf die Membran, der an einem Einlass der Strömungskanäle am auffälligsten ist. Auch kann die Ansammlung von Wassertröpfchen in den Strömungskanälen aus der relativen Feuchte der Membran und Wassernebenprodukt verhindern, dass Reaktandengas hindurch strömt, und einen Zellenausfall zur Folge haben, wodurch die Stapelstabilität beeinträchtigt wird. Die Ansammlung von Wasser in den Reaktandengasströmungskanälen ist bei niedrigen Stapelausgangslasten besonders störend.
Die Verteilung von Wasserstoff in den Anodenströmungskanälen in einem Brennstoffzellenstapel soll für einen richtigen Brennstoffzellenstapelbetrieb im Wesentlichen konstant sein. Einige Brennstoffzellensysteme führen mehr Wasserstoff in den Brennstoffzellenstapel zu, als für eine bestimmte Ausgangslast des Stapels erforderlich ist, so dass das Anoden gas gleichmäßiger verteilt ist. Jedoch ist aufgrund dieser Anforderung die Wasserstoffmenge in dem Anodenabgas signifikant und würde zu einem geringen Systemwirkungsgrad führen, wenn dieser Wasserstoff verworfen würde. Daher ist es in der Technik bekannt, das Anodenabgas unter Verwendung einer Anodenrezirkulationspumpe zurück an den Anodeneingang zu rezirkulieren, um den verworfenen Wasserstoff wieder zu verwenden.
Wenn eine Anforderung für eine hohe Stapelleistung gegeben wird, die hier als ein Leistungsübergang nach oben bezeichnet ist, wird eine Anweisung an den Kompressor gegeben, um der Stapelkathode eine gewünschte Menge an Kathodenluft bereitzustellen, und es wird eine Anweisung an die Anodenrezirkulationspumpe sowie die Injektoren für frischen Wasserstoff gegeben, um der Stapelanode eine gewünschte Menge an Wasserstoff bereitzustellen und damit die Leistungsanforderung zu erfüllen. Typischerweise ist der Kompressor in der Lage, die Kathodenluft sehr schnell bereitzustellen, um die Kathodeneingangsanforderungen zu erfüllen, und die Wasserstoffinjektoren sind in der Lage, den frischen Wasserstoff sehr schnell bereitzustellen. Jedoch ist die Zeitdauer, die zum Hochfahren der Anodenrezirkulationspumpe benötigt wird, länger, was für eine gewisse Zeitdauer, nachdem der Leistungsübergang nach oben angefordert ist, verhindert, dass die gewünschte Menge an rezirkuliertem Anodenabgas an die Anodeneinlassseite des Stapels geliefert wird. Dies kann das Leistungsvermögen des Stapels aufgrund einer lokalen Austrocknung des Anodeneinlassgebiets zeitweilig reduzieren. Ferner ändert sich das Verhältnis von frischem Wasserstoff zu rezirkuliertem Anodenabgas, wobei mehr frischer Wasserstoff relativ zu dem rezirkulierten Anodenabgas bereitgestellt wird. Da der frische Wasserstoff trocken ist und das rezirkulierte Anodenabgas befeuchtet ist, geht das Feuchteniveau in den Brennstoffzellen insbesondere in dem Anodeneinlassgebiet nach unten, was zur Folge hat, dass die Membranen in den Brennstoffzellen zumindest teilweise austrocknen, was eine mechanische Spannung bewirken kann, die zu in den Brennstoffzellenmembranen geformten Stiftlöchern oder anderen Perforationen führen kann. Ferner kann es sein, dass bei dieser bestimmten Situation, d. h. einem Übergang nach oben, der gewünschte Anodengasvolumenstrom nicht erfüllt werden kann. Dies kann zu einem lokalen Wasserstoffmangel aufgrund einer geringeren volumetrischen Strömung in dem Anodenauslassgebiet führen, was das Wassermanagement negativ beeinflussen kann. Dies kann seinerseits zu einem Schaden des Kathodenkatalysatorträgers führen, was das Brennstoffzellenleistungsvermögen wie auch Haltbarkeit stark beeinträchtigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerstrategie offenbart, um zu steuern, wie viel Strom von einem Brennstoffzellenstapel für eine Systemlast während eines Leistungsübergangs nach oben bereitgestellt werden kann. Wenn eine Anweisung eines Leistungsübergangs nach oben gegeben wird, begrenzt die Steuerstrategie die Menge an Leistung oder Strom, die der Stapel der Last bereitstellen kann, auf Grundlage dessen, wie schnell eine Anodenabgasrezirkulationspumpe die Abgasrezirkulationsanforderung erfüllen kann, so dass das Verhältnis zwischen dem rezirkulierten Anodenabgas und dem frischen Wasserstoff im Wesentlichen konstant bleibt. Somit hält die durch die Kombination des frischen Wasserstoffs und des Anodenabgases bereitgestellte relative Feuchte während des Leistungsübergangs nach oben die Membranen in dem Stapel auf dem gewünschten Feuchteniveau. Ferner wird ein ausreichend hoher Anodengasdurchsatz sichergestellt, der jegliche lokale Wasserstoffmangelwirkungen vermeidet. Jegliche Differenz zwischen der angewiesenen Stapelleistung und der begrenzten Stapelleistung während des Leis tungsübergangs nach oben kann durch eine Systembatterie bereitgestellt werden.
Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems, das ein Subsystem zur Anodenabgasrezirkulation verwendet; und
2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerstrategie, um die durch einen Brennstoffzellenstapel bereitgestellte Leistungsmenge während eines Leistungsübergangs nach oben auf Grundlage der Leistungsfähigkeit einer Anodenrezirkulationspumpe zu steuern, die Anodenrezirkulationsanforderung zu erfüllen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung, die auf eine Steuerstrategie zur Begrenzung von Stapelausgangsleistung während Leistungsübergängen nach oben gerichtet ist, ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems 10, das einen Brennstoffzellenstapel 12 aufweist. Das Brennstoffzellensystem 10 verwendet eine Anodenabgasrezirkulation, bei der ein Anodenabgas von dem Brennstoffzellenstapel 12 an eine Anodenrezirkulationsleitung 14 geliefert wird, die das Anodenabgas zurück zu einem Anodeneingang des Brennstoffzellenstapels 12 rezirkuliert. Eine Anodenabgasrezirkulationspumpe 16 pumpt das Anodenabgas durch die Rezirkulationsleitung 14 mit einer gewünschten Rate, um die Stapelleistungsanforderungen zu erfüllen. Frischer Wasserstoff von einer Wasserstoffquelle 18 wird durch einen Injektor 20 in die Rezirkulationsleitung 14 injiziert, wobei das rezirkulierte Anodenabgas und der frische Wasserstoff von der Quelle 18 in einer Mischzusammenführung 22 gemischt werden.
Dem Fachmann sei verständlich, dass es erwünscht ist, ein konstantes Verhältnis des Volumens des rezirkulierten Anodenabgases zu dem frischen Wasserstoff über alle Stapelleistungsausgänge aufrechtzuerhalten, so dass der Wasserstoff effizient verwendet wird und sich die Feuchte der Kombination des frischen Wasserstoffs und des rezirkulierten Anodenabgases zur Befeuchtungssteuerung der Membranen in dem Brennstoffzellenstapel 12 auf einem bekannten Niveau befindet. Genauer ist der frische Wasserstoff von der Quelle 18 trocken, und das rezirkulierte Anodenabgas von dem Brennstoffzellenstapel 12 ist infolge des Betriebs des Brennstoffzellenstapels 12 feucht. Durch Steuerung der Mischung des frischen Wasserstoffs und des rezirkulierten Anodenabgases wird ein bekanntes Niveau an Feuchte, die von der Anodenseite in den Stapel 12 eintritt, bereitgestellt, so dass Kenntnis über die relative Feuchte der Membran erlangt werden kann. Bei einer Ausführungsform kann die Rezirkulationsrate definiert werden als:
Das Brennstoffzellensystem 10 weist auch einen Kompressor 30 auf, der Luft auf einer Kathodeneingangsleitung 32 zu der Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 liefert. Das Kathodenabgas von dem Stapel 12 wird von dem Stapel 12 auf einer Kathodenabgasleitung 34 ausgegeben. Das Brennstoffzellensystem 10 weist auch eine Batterie 38 auf. Brennstoffzellensysteme für ein Fahrzeug weisen typischerweise eine Batterie auf, die ergänzende oder zusätzliche Leistung in Kombination mit dem Brennstoffzellenstapel 12 liefert, um Systemlasten zu erfüllen. Für diejenigen Zeiten, in denen der Brennstoffzellenstapel 12 in der Lage ist, die Leistungsanforderung zu erfüllen, kann Strom von dem Brennstoffzellenstapel 12 auch zum Wiederaufladen der Batterie 38 verwendet werden.
Ein Controller 36 steuert die Drehzahl der Rezirkulationspumpe 16, den Injektor 20 und den Kompressor 30 in Ansprechen auf eine Lastanforderung an den Brennstoffzellenstapel 12, um die gewünschte Stapelausgangsleistung bereitzustellen, wie es dem Fachmann gut bekannt ist.
Gemäß der Erfindung begrenzt der Controller 36 das Ansteigen des Stapelstroms bei Leistungsübergängen nach oben, so dass die Ausgangsleistung des Brennstoffzellenstapels 12 der Leistungsfähigkeit der Rezirkulationspumpe 16 folgt, das rezirkulierte Anodenabgas bereitzustellen, so dass das Verhältnis der Mischung des frischen Wasserstoffs zu dem rezirkulierten Anodenabgas während des Leistungsübergangs nach oben im Wesentlichen konstant bleibt.
2 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems 40, das diesen Betrieb des Controllers 36 darstellt. Das Steuersystem 40 weist einen Prozessor 42 für die Anodenrezirkulationspumpe und einen Kompressorprozessor 44 auf. In Ansprechen auf einen Leistungsübergang nach oben für eine er höhte Lastanforderung an dem Brennstoffzellenstapel 12 liefert der Prozessor 42 für die Anodenrezirkulationspumpe ein Ausgangssignal, das die maximale Stromentnahme von dem Brennstoffzellenstapel 12 festlegt, und zwar auf Grundlage der Leistungsfähigkeit der Rezirkulationspumpe 16, schnell genug hochzudrehen, um das gewünschte Anodenabgas bereitzustellen, das das Verhältnis des rezirkulierten Anodenabgases zu dem frischen Wasserstoff im Wesentlichen konstant beibehält. Wenn die Drehzahl der Rezirkulationspumpe 16 mit der Zeit zunimmt, steigt der Wert des Ausgangssignals von dem Prozessor 42. Zusätzlich liefert der Kompressorprozessor 44 ein Ausgangssignal, das die maximale Stromentnahme von dem Brennstoffzellenstapel 12 festlegt, auf Grundlage der Leistungsfähigkeit des Kompressors 30, Kathodeneingangsluft schnell genug für die angewiesene Stapellast bereitzustellen.
Eine Auswahlvorrichtung 46 wählt den geringeren der beiden Werte von den Ausgangssignalen von den Prozessoren 42 und 44, der allgemein der Wert von dem Prozessor 42 der Anodenrezirkulationspumpe ist, da der Kompressor 30 typischerweise in der Lage ist, Kompressorluft zur Erfüllung der Leistungsanforderung schneller bereitzustellen, als die Rezirkulationspumpe 16 in der Lage ist, das rezirkulierte Anodenabgas bereitzustellen. Der gewählte maximale Stapelstrom wird an einen Stapelleistungs- oder Stromanstiegsprozessor 48 geliefert, der die Ausgangsleistung des Brennstoffzellenstapels 12 darauf begrenzt, was von der Rezirkulationspumpe 16 oder dem Kompressor 30 bereitgestellt werden kann. Da der maximale Stapelstrom für einen Leistungsübergang nach oben auf Grundlage dieses Prozesses geringer als der angewiesene Strom sein kann, der erforderlich ist, um die Last zu erfüllen, kann jegliche Differenz zwischen der maximalen Brennstoffzellenstapelleistung, die während des Leistungsübergangs nach oben zugelassen wird, und der Leistung, die zur Erfüllung der Anforderung notwendig ist, von der Batterie 38 bereitgestellt werden. Sobald die Rezirkulationspumpe 16 in der Lage ist, die angewiesene Brennstoffzellenstapellast zu erfüllen, wobei die Ausgänge von den Prozessoren 42 und 44 nahezu gleich sind, kann die Batterie 38 von der Last entkoppelt werden.
Durch Verwendung dieser Steuerstrategie ist es möglich, die signifikanten Anodeneinlassfeuchteänderungen bei Lastübergängen zu reduzieren. Dies stellt eine verbesserte mechanische Haltbarkeit der MEAs in dem Stapelanodeneinlassgebiet bereit. Ein höherer Gesamt-Anodengasdurchsatz verbessert ein lokales Wassermanagement an dem Anodenauslassgebiet und vermeidet lokale Wasserstoffmangelwirkungen, die die Stapelhaltbarkeit negativ beeinflussen. Ferner ist der Leistungsausgang bei Lastübergängen aufgrund einer besseren Reaktandenversorgung über höhere Gasströmungen und einem besseren Wassermanagement während des Lastübergangs besser.
Die vorhergehende Diskussion offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann erkennt leicht aus einer derartigen Diskussion und aus den begleitenden Zeichnungen und Ansprüchen, dass verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Variationen darin ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, durchgeführt werden können.

Claims

Brennstoffzellensystem, umfassend: einen Brennstoffzellenstapel; einen Kompressor zum Liefern von Kathodeneinlassluft an eine Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels; eine Anodenrezirkulationsleitung zum Liefern eines Anodenabgases von einem Anodenausgang des Brennstoffzellenstapels an einen Anodeneingang für eine Anodenseite des Brennstoffzellenstapels; eine Anodenabgasrezirkulationspumpe zum Pumpen des Anodenabgases von dem Anodenausgang zu dem Anodeneingang; eine Quelle, die frischen Wasserstoff an die Anodenrezirkulationsleitung zur Mischung mit dem Anodenabgas liefert; und einen Controller zur Steuerung des Kompressors und der Anodenrezirkulationspumpe, wobei der Controller auf eine Anforderung nach einer erhöhten Ausgangsleistung von dem Brennstoffzellenstapel anspricht, wobei der Controller ein Ansteigen des Stromausgangs des Brennstoffzellenstapels auf Grundlage dessen begrenzt, wie schnell die Anodenrezirkulationspumpe das rezirkulierte Anodenabgas an den Anodeneingang für die erhöhte Leistungsanforderung bereitstellen kann, um so ein Verhältnis von frischem Wasserstoff zu rezirkuliertem Anodenabgas im Wesentlichen konstant zu halten.
System nach Anspruch 1, wobei der Controller die Leistungsfähigkeit sowohl der Anodenrezirkulationspumpe als auch des Kompres sors bestimmt, um die erhöhte Leistungsanforderung zu erfüllen, und den langsameren der beiden, die/der die Anforderung erfüllen kann, wählt.
System nach Anspruch 1, ferner mit einer Batterie, wobei die Batterie zusätzliche Leistung bereitstellt, um die erhöhte Leistungsanforderung zu erfüllen, wenn die Anodenrezirkulationspumpe das rezirkulierte Anodenabgas nicht schnell genug bereitstellen kann.
System nach Anspruch 1, ferner mit einem Injektor zum Injizieren des frischen Wasserstoffs in die Anodenrezirkulationsleitung von der Quelle.
System nach Anspruch 1, wobei sich das Brennstoffzellensystem an einem Fahrzeug befindet.
Brennstoffzellensystem, umfassend: einen Brennstoffzellenstapel; eine Anodenrezirkulationsleitung zum Lenken eines Anodenabgases von dem Brennstoffzellenstapel an einen Anodeneingang für eine Anodenseite des Brennstoffzellenstapels; eine Anodenrezirkulationspumpe zum Rezirkulieren des Anodenabgases von dem Anodenausgang zu dem Anodeneingang; eine Quelle, die frischen Wasserstoff an den Anodenrezirkulationskreislauf zur Mischung mit dem Anodenabgas liefert; und einen Controller zur Steuerung der Anodenrezirkulationspumpe, wobei der Controller auf eine erhöhte Leistungsanforderung von dem Brennstoffzellenstapel anspricht und die Ausgangsleistung des Brennstoffzellenstapels auf Grundlage der Leistungsfähigkeit der Rezirkulationspumpe begrenzt, ausreichend schnell be trieben zu werden, um das rezirkulierte Anodenabgas an die Anodenseite des Brennstoffzellenstapels zu liefern.
System nach Anspruch 6, ferner mit einem Kompressor zur Lieferung von Kathodeneinlassluft zu einer Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels.
System nach Anspruch 6, wobei der Controller die Leistungsfähigkeit sowohl der Anodenrezirkulationspumpe als auch des Kompressors bestimmt, die erhöhte Leistungsanforderung zu erfüllen, und den langsameren der beiden, die/der die Anforderung erfüllen kann, wählt.
System nach Anspruch 6, ferner mit einer Batterie, wobei die Batterie zusätzliche Leistung bereitstellt, um die erhöhte Leistungsanforderung zu erfüllen, wenn die Anodenrezirkulationspumpe das rezirkulierte Anodenabgas nicht schnell genug liefern kann.
System nach Anspruch 6, wobei der Controller ein Ansteigen des Stromausgangs des Brennstoffzellenstapels auf Grundlage dessen begrenzt, wie schnell die Anodenrezirkulationspumpe das rezirkulierte Anodenabgas an den Anodeneingang für die erhöhte Leistungsanforderung liefern kann, um so ein Verhältnis von frischem Wasserstoff zu rezirkuliertem Anodenabgas im Wesentlichen konstant zu halten.
System nach Anspruch 6, ferner mit einem Injektor zum Injizieren des frischen Wasserstoffs in die Anodenrezirkulationsleitung von der Quelle.
System nach Anspruch 6, wobei sich das Brennstoffzellensystem an einem Fahrzeug befindet.
Verfahren zum Steuern der Ausgangsleistung von einem Brennstoffzellenstapel, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Anodenabgas von dem Brennstoffzellenstapel an einen Anodeneingang des Brennstoffzellenstapels unter Verwendung einer Anodenabgasrezirkulationspumpe rezirkuliert wird; frischer Wasserstoff mit dem rezirkulierten Anodenabgas gemischt wird; und ein Ansteigen des Stromausgangs des Brennstoffzellenstapels auf Grundlage dessen begrenzt wird, wie schnell die Anodenrezirkulationspumpe das rezirkulierte Anodenabgas an den Anodeneingang für die erhöhte Leistungsanforderung liefern kann, um so ein Verhältnis von frischem Wasserstoff zu rezirkuliertem Anodenabgas im Wesentlichen konstant zu halten.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend, dass Batterieleistung verwendet wird, um die erhöhte Leistungsanforderung bereitzustellen, wenn die Anodenrezirkulationspumpe die Leistung nicht schnell genug bereitstellen kann.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend, dass Einlassluft an eine Kathodenseite des Brennstoffzellenstapels unter Verwendung eines Kompressors geliefert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Begrenzen der Ausgangsleistung des Brennstoffzellenstapels umfasst, dass die Leistungsfähigkeit sowohl der Anodenrezirkulationspumpe als auch des Kompressors bestimmt wird, um die erhöhte Leistungsanforderung zu erfüllen, und die Ausgangsleistung des Brennstoffzellenstapels durch die Leistungsfähigkeit des langsameren der beiden, die/der die Anforderung erfüllen kann, begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Mischen von frischem Wasserstoff mit dem rezirkulierten Anodenabgas umfasst, dass ein Injektor verwendet wird, um den frischen Wasserstoff in eine Anodenrezirkulationsleitung zu injizieren.