DE60303829T2 - Brennstoffzellenluftströmungsregulationsverfahren - Google Patents

Brennstoffzellenluftströmungsregulationsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE60303829T2
DE60303829T2 DE60303829T DE60303829T DE60303829T2 DE 60303829 T2 DE60303829 T2 DE 60303829T2 DE 60303829 T DE60303829 T DE 60303829T DE 60303829 T DE60303829 T DE 60303829T DE 60303829 T2 DE60303829 T2 DE 60303829T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
cathodic
oxygen
cathode
mes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60303829T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60303829D1 (de
Inventor
Gilles Dewaele
David Gerard
Fahri Keretli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Application granted granted Critical
Publication of DE60303829D1 publication Critical patent/DE60303829D1/de
Publication of DE60303829T2 publication Critical patent/DE60303829T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04104Regulation of differential pressures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Regelungsverfahren des Durchsatzes an Luft, die in die Kathode einer Brennstoffzelle eingelassen wird.
  • Die Erfindung betrifft noch genauer ein Regelungsverfahren des Luftdurchsatzes, der in die Kathode einer Brennstoffzelle eingelassen wird, die sich an Bord eines Kraftfahrzeugs befindet, von der Art, bei welcher die Brennstoffzelle eine kathodische Versorgungsleitung aufweist, welche die Kathode mit Luft und insbesondere mit Sauerstoff versorgt, und eine kathodische Auslassleitung, welche die Luft nach dem Verbrauch von Sauerstoff durch die Kathode auslässt, und in welcher die kathodische Versorgungsleitung ein gesteuertes Regelungsbauteil des Durchsatzes an Einlassluft aufweist, insbesondere in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Motors.
  • Eine Brennstoffzelle wird hauptsächlich aus zwei Elektroden gebildet, einer Anode und einer Kathode, welche durch einen Elektrolyten voneinander getrennt sind. Diese Art von Zelle erlaubt das direkte Umwandeln in elektrische Energie der Energie, die durch die nachfolgenden Oxidations-Reduktions-Reaktionen erzeugt wird:
    • – eine Oxidationsreaktion eines Brennstoffs oder Kraftstoffs, welcher die Anode kontinuierlich versorgt; und
    • – eine Reduktionsreaktion eines Sauerstoffträgers, welcher die Kathode kontinuierlich versorgt.
  • Die Brennstoffzellen, welche zum Liefern der elektrischen Energie an Bord von Kraftfahrzeugen verwendet werden, sind im Allgemeinen von der Art mit festem Elektrolyt, insbesondere mit einem Elektrolyten aus Polymer. Eine derartige Zelle verwendet insbesondere Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) jeweils in der Form von einem Brennstoff und einem Sauerstoffträger.
  • Gegenüber thermischen Motoren, welche mit den Abgasen eine nicht-vernachlässigbare Menge an verschmutzenden Substanzen wieder ausstoßen, bietet die Brennstoffzelle insbesondere den Vorteil, nur das Wasser, welches durch die Reduktionsreaktion an der Kathode erzeugt wird, wieder auszustoßen. Des Weiteren kann der Sauerstoffträger einer Zelle von der zuvor beschriebenen Art Umgebungsluft sein, deren Sauerstoffgehalt (O2) reduziert ist.
  • Die durch die Zelle erzeugte elektrische Leistung ist proportional zu den Durchsätzen an Sauerstoffträger und Kraftstoff.
  • Um die elektrische Leistung, welche durch die Brennstoffzelle erzeugt wird, zu regulieren, ist es bekannt, den Luftdurchsatz und den Wasserstoffdurchsatz variieren zu lassen, welche die Brennstoffzelle versorgen. Der Luftdurchsatz und der Wasserstoffdurchsatz werden im Allgemeinen in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung, die für das Fahrzeug gefordert wird, vorherbestimmt.
  • Das Patent „Patent Abstract of Japan vol. 0164, Nr. 01" & JP 4 133 271 A stellt eine Brennstoffzelle vor, die eine Kathode aufweist, welche mit Luft versorgt wird, die Sauerstoff enthält. Es schlägt vor, die in die Kathode eingelassene Luft zu regeln, indem man sie mit einem zweiten, an Sauerstoff reichhaltigen Gas mischt. Eines der Probleme dieses Systems ist, dass die Regelung des Durchsatzes an Luft, die in die Kathode eingelassen wird, nicht effizient ist.
  • Das Patent DE 19 629 265 A stellt des Weiteren ein Verfahren zum Regeln des Drucks von Gas vor, das in die Kathode einer Brennstoffzelle eingelassen wird, in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung oder der thermischen Leistung, welche die Brennstoffzelle liefern muss. Bei diesem Verfahren werden der Luftdurchsatz und der Gehalt an Sauerstoff der Luft in einer Art und Weise geregelt, dass die Brennstoffzelle eine bestimmte elektrische Leistung liefert. Eines der Probleme dieses Systems ist, dass der Luftdurchsatz schlecht geregelt wird.
  • Wie zuvor angegeben, verbraucht die Brennstoffzelle lediglich den Sauerstoff (O2), der in der Luft enthalten ist. Indem man einen Luftdurchsatz, der in Abhängigkeit von der von der Zelle geforderten elektrischen Leistung bestimmt wird, entsprechen lässt, wird die Luft als Luft erachtet, welche einen im Wesentlichen konstanten Prozentsatz an Sauerstoff aufweist.
  • Der Prozentsatz an Sauerstoff (O2), der in der Luft vorhanden ist, variiert jedoch je nach dem Ort, wo sich das Fahrzeug befindet. An einem abgeschlossenen Ort, wie z.B. einer Tiefgarage, kann somit die Luft ärmer an Sauerstoff sein als auf einer Landstraße.
  • Auch wenn sich das Fahrzeug in einer Umgebung bewegt, deren Luft arm an Sauerstoff (O2) ist, erlaubt der Luftdurchsatz, der für eine Luft festgelegt ist, die einen normalen Prozentsatz an Sauerstoff enthält, keine ausreichende Versorgung der Brennstoffzelle mit Sauerstoff. Die Brennstoffzelle kann somit nicht die geforderte elektrische Leistung liefern.
  • Um diese Probleme zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren von der zuvor beschriebenen Art vor, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist:
    • a) einen Schritt einer Messung des Konzentrationsunterschieds an Sauerstoff zwischen einem Referenzgas und der Luft, die in der kathodischen Auslassleitung strömt; und
    • b) einen Schritt einer Berechnung des Unterschieds zwischen dem gemessenen Wert und einem Referenzwert; und
    • c) einen Schritt einer Bestimmung eines optimalen Durchsatzes an Einlassluft in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Berechnung; und
    • d) einen Schritt einer Steuerung des Regelungsbauteils zum Erhalten des optimalen Luftdurchsatzes.
  • Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung:
    • – wird die Messung des Messschritts mittels einer Lambdasonde realisiert, welche in der kathodischen Auslassleitung angeordnet ist und welche den Konzentrationsunterschied an Sauerstoff zwischen der Umgebungsluft und der Luft misst, die in der kathodischen Auslassleitung strömt;
    • – ist das Regelungsbauteil des Luftdurchsatzes eine Komprimierungseinrichtung von Luft, die stromaufwärts der Kathode angeordnet ist;
    • – ist das Regelungsbauteil ein motorgetriebener Ventilator, der in der kathodischen Versorgungsleitung angeordnet ist;
    • – wird, wenn der gemessene Wert niedriger als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, dann ein Warnsignal in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs ausgesendet;
    • – wird, wenn der gemessene Wert niedriger als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, der Betrieb der Brennstoffzelle unterbrochen.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Regelungsvorrichtung des Durchsatzes an Luft, die in die Kathode einer Brennstoffzelle eingelassen wird, die sich an Bord eines Kraftfahrzeugs befindet, von der Art, in welcher die Brennstoffzelle eine kathodische Versorgungsleitung aufweist, welche die Kathode mit Luft und insbesondere mit Sauerstoff (O2) versorgt, und eine kathodische Auslassleitung, welche die Luft nach dem Verbrauch von Sauerstoff (O2) durch die Kathode auslässt und bei welcher die kathodische Versorgungsleitung ein gesteuertes Regelungsbauteil des Durchsatzes an Einlassluft aufweist, insbesondere in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Motors, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgestaltet ist, um den Konzentrationsunterschied (Omes) an Sauerstoff (O2) zwischen einem Referenzgas und der Luft zu messen, welche in der kathodischen Auslassleitung strömt.
  • Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Verlaufe der Lektüre der detaillierten, nachfolgenden Beschreibung offenbar werden, für deren Verständnis man sich auf die einzige, beigefügte Figur beziehen wird, welche schematisch eine Einrichtung zur Erzeugung von Elektrizität darstellt, die mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist und welche eine Vorrichtung zum Realisieren des Verfahrens gemäß den Lehren der Erfindung aufweist.
  • Man hat in der einzigen Figur eine Einrichtung zur Erzeugung von Elektrizität 10 dargestellt, die sich an Bord eines Kraftfahrzeugs befindet. Die Einrichtung 10 weist insbesondere eine Brennstoffzelle 12 auf, welche Elektrizität erzeugt, wenn sie mit einem Sauerstoffträger und mit Kraftstoff versorgt wird.
  • Die Brennstoffzelle 12 weist eine Anode 14 und eine Kathode 16 auf, welche hier durch eine Membran aus Polymer 18 voneinander getrennt sind, die den Elektrolyten bildet.
  • Die Kathode 16 weist eine kathodische Versorgungsöffnung 20 auf, über welche sie mit einem Sauerstoffträger versorgt bzw. gespeist wird, der hier Luft ist, und sie weist eine kathodische Auslassöffnung 22 auf, über welche der Überschuss an Sauerstoffträger ausgelassen wird.
  • Gleichermaßen weist die Anode 14 eine anodische Versorgungsöffnung 24 auf, über welche sie mit Kraftstoff versorgt wird, der hier ein Reforming-Erzeugnis (frz. reformât) ist, der insbesondere aus Wasserstoff (H2) gebildet ist, und sie weist eine anodische Auslassöffnung 26 auf, über welche der Überschuss an Kraftstoff ausgelassen wird.
  • Die Einrichtung 10 weist eine erste Versorgungsleitung 28 der Kathode 16 für den Sauerstoffträger und insbesondere für Luft auf, und sie weist eine zweite Versor gungsleitung 30 der Anode 14 für den Kraftstoff, und insbesondere für den Wasserstoff (H2) auf.
  • Die erste Versorgungsleitung 28 der Kathode 16 ist insbesondere aus einem Einlassmodul für Umgebungsluft 32 zusammengesetzt, in welches die Umgebungsluft über einen Eingangsabschnitt 34 eingelassen wird und welches die Kathode 16 über eine kathodische Versorgungsleitung 36, die mit der kathodischen Versorgungsöffnung 20 verbunden ist, mit Luft versorgt.
  • Das Lufteinlassmodul 32 ist insbesondere dafür bestimmt, den Durchsatz an Luft, die in die Kathode 16 eingelassen wird, zu regeln. Das Lufteinlassmodul 32 weist gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung einen Kompressor (nicht dargestellt) auf.
  • In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die nicht dargestellt ist, weist das Lufteinlassmodul 32 einen motorgetriebenen Ventilator auf, der in der kathodischen Einlassleitung 36 angeordnet ist.
  • Die zweite Versorgungsleitung 30 der Anode 14 setzt sich hauptsächlich aus einem Tank 38, der eine Kohlenwasserstoffverbindung wie beispielsweise Benzin aufweist, und einem Reformer (frz. reformeur) 40 zusammen.
  • Ein Rohrstutzen zur Versorgung mit Kohlenwasserstoff 42 ist über ein erstes Ende 44 mit dem Tank 38 und über ein zweites Ende mit einer Eingangsöffnung 46 des Reformers 40 verbunden.
  • Der Reformer 40 ist hier dafür bestimmt, den Wasserstoff (H2), der in der Kohlenwasserstoffverbindung enthalten ist, zu extrahieren. Nach der Extraktion des Wasserstoffs (H2) stößt er über eine Ausgangsöffnung 48 einen Kraftstoff oder ein Reforming-Erzeugnis, das den Wasserstoff (H2) enthält, in einen Versorgungs rohrstutzen 50 der Anode 14 wieder aus, der mit der anodischen Versorgungsöffnung 24 verbünden ist.
  • Während dem Betrieb der Brennstoffzelle 12 verbraucht die Anode 14 einen Teil des Wasserstoffs (H2), der in dem Reforming-Erzeugnis enthalten ist, wobei das überschüssige Reforming-Erzeugnis durch die anodische Auslassöffnung 26 wieder ausgestoßen wird.
  • Die anodische Auslassöffnung 26 mündet in einen anodischen Auslassrohrstutzen 52, der das überschüssige Reforming-Erzeugnis bis zu einer Versorgungsöffnung 54 eines Brenners 56 leitet, der in den Reformer 40 integriert ist. Der Brenner 56 ist insbesondere dafür bestimmt, das überschüssige Reforming-Erzeugnis derart zu verbrauchen, um die für den Betrieb des Reformers 40 erforderliche Wärme zu liefern.
  • Während dem Betrieb der Brennstoffzelle 12 verbraucht die Kathode 16 einen Teil des Sauerstoffs (O2), der in der Luft enthalten ist, wobei die überschüssige Luft durch die kathodische Auslassöffnung 22 wieder ausgestoßen wird.
  • Die Auslassöffnung der Kathode 16 mündet in eine kathodische Auslassleitung 58, welche die überschüssige Luft in die Atmosphäre ausstößt. Gemäß den Lehren der Erfindung ist eine Sonde zur Erfassung von Sauerstoff 60, welche in dieser Ausführungsform der Erfindung eine Sonde vom Typ Lambda ist, in der kathodischen Auslassleitung 58 zwischengeschaltet.
  • Gemäß einer herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Verwendung wird ein Referenzabschnitt 62 der Lambdasonde 60 mit der Umgebungsluft in Kontakt gebracht, welche hier durch eine Luftleitung 64 befördert wird.
  • Die Einrichtung 10 weist ebenso eine elektronische Steuerungseinheit 66 auf, die dafür bestimmt ist, den Betrieb der Brennstoffzelle 12 zu steuern. Die elektroni sche Steuerungseinheit 66 ist insbesondere über elektrische Leitungsdrähte, die in der einzigen Figur in gestrichelten Linien dargestellt sind, mit der Lambdasonde 60, dem Reformer 40, dem Lufteinlassmodul 32 und der Steuerungsvorrichtung der Leistung 68 verbunden, die in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet ist und welche z.B. ein Gaspedal sein kann.
  • Wenn somit der Fahrer des Fahrzeugs elektrische Leistung über das Pedal 68 anfordert, steuert die elektronische Steuerungseinheit 66 das Lufteinlassmodul 32 einerseits und den Reformer 40 andererseits, derart, um Durchsätze von dem Sauerstoffträger und dem Kraftstoff zu liefern, die in Abhängigkeit von der Leistung der geforderten elektrischen Leistung festgelegt sind.
  • Wir werden nun das Verfahren beschreiben, welches eine derartige Einrichtung 10 gemäß den Lehren der Erfindung umsetzt. Dieses Verfahren ist dafür bestimmt, den Luftdurchsatz in Abhängigkeit von seinem Sauerstoffgehalt anzupassen, wenn der Fahrer elektrische Leistung von der Brennstoffzelle 12 für den Motor des Fahrzeugs anfordert. Die Brennstoffzelle 12 wird somit mit einem Sauerstoffträger und mit einem Kraftstoff versorgt, und sie stößt über die anodische Auslassöffnung und die kathodische Auslassöffnung den Uberschuss an dem Reforming-Erzeugnis und an Luft jeweils wieder aus.
  • Das Verfahren weist hier vier Hauptschritte auf:
    • a) einen ersten Schritt E1 einer Messung des Konzentrationsunterschieds Omes an Sauerstoff zwischen der Umgebungsluft und der Luft, die in der kathodischen Auslassleitung 58 strömt; und
    • b) einen zweiten Schritt E2 einer Berechnung des Unterschieds (Omes – Oref) zwischen dem gemessenen Wert Omes und einem Referenzwert Oref; und
    • c) einen dritten Schritt E3 der Bestimmung eines optimalen Durchsatzes an Einlassluft in Abhängigkeit von dem Ergebnis (Omes – Oref) der Berechnung; und
    • d) einen vierten Schritt E4 der Steuerung des Regelungsbauteils zum Erhalten des optimalen Luftdurchsatzes.
  • Während dem ersten Schritt E1 führt die kathodische Auslassleitung 58 die durch die kathodische Auslassöffnung 22 nach dem Verbrauch eines Teils ihres Sauerstoffs durch die Brennstoffzelle 12 wieder ausgestoßene Luft bis zur Lambdasonde 60. Die Lambdasonde 60 sendet dann zur elektronischen Steuerungseinheit 66 ein elektrisches Signal, welches die Messung Omes des Konzentrationsunterschieds an Sauerstoff zwischen der Umgebungsluft und der Luft bildet, welche in der kathodischen Auslassleitung 58 strömt. Das elektrische Signal hat tatsächlich eine Intensität proportional zum Konzentrationsunterschied an Sauerstoff zwischen der Umgebungsluft bzw. atmosphärischen Luft und der Luft, die in der kathodischen Auslassleitung 58 strömt.
  • Sodann zieht die elektronische Steuerungseinheit 66 während dem zweiten Schritt E2 den Wert der Messung Omes, der durch die Lambdasonde 60 ausgesendet wird, von einem Referenzwert Oref ab. Der Referenzwert Oref wird in einen Speicher in der elektronischen Steuerungseinheit 66 eingegeben. Der Referenzwert Oref ist hier der theoretische Wert des Konzentrationsunterschieds an Sauerstoff zwischen der Umgebungsluft und der Luft, die in der kathodischen Auslassleitung 58 strömt, wenn die Umgebungsluft einen normalen Anteil an Sauerstoff aufweist, d.h. in etwa 21 %.
  • Da somit der Sauerstoffanteil der Umgebungsluft niedriger als der normale Anteil ist, unterscheidet sich der gemessene Wert Omes auf deutliche Art und Weise von dem Referenzwert Oref.
  • Während dem dritten Schritt E3 bestimmt die elektronische Steuerungseinheit 66 einen optimalen Luftdurchsatz, ausgehend von einem Kennfeld, das im Speicher gespeichert ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Subtraktion (Omes – Oref), die während dem zweiten Schritt E2 ausgeführt wird. Der optimale Luftdurchsatz wird in einer Weise definiert, dass der Durchsatz an Sauerstoff, der durch die Brennstoffzelle 12 hindurchgeht, mindestens ausreichend ist, damit die Zelle 12 die durch den Fahrer angeforderte elektrische Leistung liefert.
  • Schließlich steuert während dem vierten Schritt E4 die elektronische Steuerungseinheit 66 das Lufteinlassmodul 32 derart, dass der eingelassene Luftdurchsatz im Wesentlichen gleich zu dem optimalen Luftdurchsatz ist.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung wird, wenn die Differenz (Omes – Oref), die während dem zweiten Schritt E2 berechnet wird, niedriger als ein Warn-Schwellenwert ist, ein Warnsignal in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs ausgesendet, um den Fahrer davor zu warnen, dass die Umgebungsluft zu arm an Sauerstoff ist, um auf ausreichende Art und Weise die Brennstoffzelle 12 zu versorgen, selbst durch Erhöhen des Luftdurchsatzes in den Verhältnissen, die durch die Kapazitäten des Lufteinlassmoduls 32 erlaubt werden.
  • Gemäß einer anderen Variante der Erfindung wird, wenn die Differenz (Omes – Oref), die während dem zweiten Schritt E2 berechnet wird, niedriger als ein Warn-Schwellenwert ist, der Betrieb der Brennstoffzelle 12 automatisch durch die elektronische Steuerungseinheit 66 unterbrochen.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Regelung des Luftdurchsatzes, der in eine Kathode (16) einer Brennstoffzelle (12) eingelassen wird, die sich an Bord eines Kraftfahrzeugs befindet, von der Art, bei welcher die Brennstoffzelle (12) eine kathodische Versorgungsleitung (36) aufweist, welche die Kathode (16) mit Luft und insbesondere mit Sauerstoff (O2) versorgt, und eine kathodische Auslassleitung (58), welche die Luft nach Verbrauch des Sauerstoffs (O2) durch die Kathode (16) auslässt, und in welcher die kathodische Versorgungsleitung (36) ein gesteuertes Regelungsbauteil (32) des Einlassluftdurchsatzes aufweist, insbesondere in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Motors, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: a) einen Schritt (E1) einer Messung des Konzentrationsunterschieds (Omes) an Sauerstoff (O2) zwischen einem Referenzgas und der Luft, die in der kathodischen Auslassleitung (58) strömt; und b) einen Schritt (E2) einer Berechnung des Unterschieds (Omes – Oref) zwischen dem gemessenen Wert (Omes) und einem Referenzwert (Oref); und c) einen Schritt (E3) einer Feststellung eines optimalen Durchsatzes an Einlassluft in Abhängigkeit von dem Ergebnis (Omes – Oref) der Berechnung; und d) einen Schritt (E4) einer Steuerung des Regelungsbauteils (32) für den Erhalt des optimalen Luftdurchsatzes.
  2. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung (Omes) des Messschritts (E1) mittels einer Lambdasonde (60) realisiert wird, welche in der kathodischen Auslassleitung (58) angeordnet ist und welche den Konzentrationsunterschied an Sauerstoff zwischen der Umgebungsluft und der Luft, die in der kathodischen Auslassleitung (58) strömt, misst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelungsbauteil (32) des Luftdurchsatzes eine Komprimierungseinrichtung der Luft ist, die stromaufwärts der Kathode (16) angeordnet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelungsbauteil (32) des Luftdurchsatzes ein motorgetriebener Ventilator ist, der in der kathodischen Versorgungsleitung (36) angeordnet ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der gemessene Wert (Omes) niedriger als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, dann ein Warnsignal in die Fahrgastzelle ausgesendet wird.
  6. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der gemessene Wert (Omes) niedriger als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, der Betrieb der Brennstoffzelle (12) unterbrochen wird.
  7. Vorrichtung zur Regelung des Durchsatzes an Luft, die in die Kathode (16) einer Brennstoffzelle (12) eingelassen wird, welche sich an Bord eines Kraftfahrzeugs befindet, von der Art, bei welcher die Brennstoffzelle (12) eine kathodische Versorgungsleitung (36) aufweist, welche die Kathode (16) mit Luft und insbesondere mit Sauerstoff (O2) versorgt, und eine kathodische Auslassleitung (58), welche die Luft nach dem Verbrauch von Sauerstoff (O2) durch die Kathode (16) auslässt, und in welcher die kathodische Versorgungsleitung (36) ein gesteuertes Regelungsbauteil (32) des Durchsatzes an Einlassluft aufweist, insbesondere in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Motors, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgestaltet ist, um den Konzentrationsunterschied (Omes) an Sauerstoff (O2) zwischen einem Referenzgas und der Luft zu messen, die in der kathodischen Auslassleitung (58) strömt.
DE60303829T 2002-10-03 2003-10-02 Brennstoffzellenluftströmungsregulationsverfahren Expired - Lifetime DE60303829T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0212255 2002-10-03
FR0212255A FR2845524B1 (fr) 2002-10-03 2002-10-03 Procede de regulation du debit d'air dans une pile a combustible
PCT/FR2003/002892 WO2004032268A2 (fr) 2002-10-03 2003-10-02 Procede de regulation du debit d'air dans une pile a combustible

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60303829D1 DE60303829D1 (de) 2006-04-27
DE60303829T2 true DE60303829T2 (de) 2006-08-31

Family

ID=32011367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60303829T Expired - Lifetime DE60303829T2 (de) 2002-10-03 2003-10-02 Brennstoffzellenluftströmungsregulationsverfahren

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1547185B8 (de)
AT (1) ATE319194T1 (de)
DE (1) DE60303829T2 (de)
ES (1) ES2254986T3 (de)
FR (1) FR2845524B1 (de)
WO (1) WO2004032268A2 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04133271A (ja) * 1990-09-25 1992-05-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 燃料電池
DE19629265A1 (de) * 1996-07-19 1998-01-22 Siemens Ag Verfahren und Anlage zur Leistungsanpassung einer Brennstoffzelle
JP2000251911A (ja) * 1999-03-03 2000-09-14 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池発電システム
EP1205993B1 (de) * 2000-11-07 2012-12-05 Hexis AG Verfahren zur Betreiben einer Brennstoffzellenbatterie mit einer Steuerung

Also Published As

Publication number Publication date
ATE319194T1 (de) 2006-03-15
EP1547185A2 (de) 2005-06-29
WO2004032268A2 (fr) 2004-04-15
FR2845524A1 (fr) 2004-04-09
WO2004032268A3 (fr) 2005-03-03
FR2845524B1 (fr) 2005-06-17
EP1547185B8 (de) 2006-05-17
EP1547185B1 (de) 2006-03-01
ES2254986T3 (es) 2006-06-16
DE60303829D1 (de) 2006-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10331261A1 (de) Brennstoffzellensystem zum akkuraten Steuern des Brennstoffzufuhrdrucks
DE112008000838B4 (de) Brennstoffzellensystem und Leistungserzeugungs-Steuerverfahren für das Brennstoffzellensystem
DE102007059737B4 (de) Verfahren zur Bestimmung des Anodenabgasablasses sowie dazugehöriges Brennstoffzellensystem
DE102012209467A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur steuerung der wasserstoffkonzentration für ein brennstoffzellensystem
DE112008003004B4 (de) Brennstoffzellensystem und Verfahren zur Verringerung des Stroms derselben
DE112008002029B4 (de) Abgaszustands-Steuervorrichtung für eine Brennstoffzelle einer mobilen Einheit
DE112010002136B4 (de) Brennstoffzellenfahrzeug und Steuerverfahren für ein Brennstoffzellenfahrzeug
DE112009005282B4 (de) Brennstoffzellensystem
DE102019105793B4 (de) Fahrzeug und Steuerverfahren hierfür
DE102008055803B4 (de) System und Verfahren zur modellbasierten Abgasmischsteuerung in einer Brennstoffzellenanwendung
DE112007002653B4 (de) Brennstoffzellensystem
DE102015119018A1 (de) Wasserabflussvorrichtung für eine Brennstoffzelle, Brennstoffzellensystem, beweglicher Körper und Steuerverfahren für ein Brennstoffzellensystem
DE102015119671B4 (de) Brennstoffzellensystem mit Abgabeventil
DE102005018070A1 (de) Verfahren zur Echtzeitüberwachung und Steuerung der Kathodenstöchiometrie in einem Brennstoffzellensystem
DE112006001891T5 (de) Mobiler Aufbau
DE102018124834B4 (de) Brennstoffzellensystem
DE102020118917B4 (de) Verfahren zur Gewinnung von Kraftstoff aus Abgas einer Verbrennungskraftmaschine oder Brennstoffzelle eines Fahrzeugs und ein solches Fahrzeug
WO2001052339A1 (de) Flüssig brennstoffzellensystem
DE102008010493B4 (de) Waschflüssigkeitsanlage für Brennstoffzellen-Fahrzeuge
DE102018101630B4 (de) Brennstoffzellensystem
DE112008002749B4 (de) Brennstoffzellensystem und verfahren zum steuern einer kompressordrehzahl in einem brennstoffzellensystem
DE102018109743A1 (de) Brennstoffzellenarchitekturen, Überwachungs-Systeme und Steuerlogik zur Charakterisierung des Fluidstroms in Brennstoffzellenstapeln
DE102011009017A1 (de) Optimierte Kathodenfüllstrategie für Brennstoffzellen
DE60303829T2 (de) Brennstoffzellenluftströmungsregulationsverfahren
WO2021119714A1 (de) Sensorvorrichtung für ein brennstoffzellensystem

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition