[发明专利]用于运行车辆中的燃料电池系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据在权利要求1前序部分中详细定义的类型的用于运行车辆中的燃料电池系统的方法。

背景技术

由公共的现有技术已知了车辆中的停车/起步系统。在此期间，尤其是在任意驱动类型的机动车中，为了节省能量以及为了降低噪声排放，通常在不需要功率的短暂阶段中——例如在交叉路口交通信号灯红灯处或者在车辆滑行时——将驱动总成关断，以便节省能量。典型地，在此除了驱动总成本身之外还使辅助消耗器例如泵、压缩机等一起关断或者至少变成功率降低的状态。由此，不仅对能量的需求而且有害物质和噪声的排放都明显降低。

这种系统在此也在配备有用于产生所需驱动功率的燃料电池系统的车辆中已知。例如美国专利US 6,484,075 B2描述了一种方法，以便将燃料电池在车辆停车持续时间中暂时置于停车模式中。基于车辆要求变换到燃料电池系统的停车模式中的请求，首先检查：燃料电池系统是否能够满足所述要求。如果情况如此，则变换到停车模式中，在所述停车模式中，不仅燃料电池的可燃气体供给而且空气供给都被完全关断。

由此节省能量和降低排放。但该专利所描述的方法具有重大缺点，即：由于不断地接通和关断，燃料电池相对较快地老化，并且为了从完全停止状态起重新起动氢供给以及空气供给，需要相对较长的时间，在所述时间内，在车辆重新起步过程中燃料电池不能提供驱动功率。

发明内容

因此，本发明的目的在于，如下地改进用于运行车辆中的燃料电池系统的方法，使得所述方法在停车/起步运行中保证舒适的功能性并且同时可实现燃料电池的高使用寿命。

根据本发明，所述目的通过权利要求1特征部分中所述的特征来实现。根据本发明的方法的其它有利设计方案和扩展构型在此由从属权利要求得到。

由于在根据本发明的方法中在变换到停车模式中的情况下维持燃料电池的电触点接通，所以可继续有电流从燃料电池流出，从而使残余的介质——在此尤其是燃料电池的区域中的残余的氧——减少。由此，对于燃料电池的各个电池单体，在停车模式期间避免对电池寿命具有不利影响的有害的电压。为了给所述减少提供足够量的可燃气体、尤其是氢，在根据本发明的方法中，不中断可燃气体向燃料电池的阳极侧的输入，而是仅下降到降低了的压力上。由此可在对燃料电池的阴极区域的空气供给关断或最小化时防止阳极区域与阴极区域之间的压力差过度地大。如果燃料电池如根据一种特别优选的扩展构型那样构造成PEM燃料电池，则减小的压力差负责使：燃料电池的膜相应得到保护并且不承受过高的压力差的负荷。

另外，根据本发明方法的一种非常有益且有利的扩展构型，将燃料电池系统中未消耗的可燃气体由阳极之后的区域通过再循环输送装置与来自用于输入可燃气体的阀装置的新鲜可燃气体一起输入到阳极，其中，到停车模式的变换还包括：使由再循环输送装置输送的质量流降低到预先给定的值。由此，在停车模式期间在用在具有阳极再循环(系统)的燃料电池系统中时所述再循环输送装置继续运行。根据一种非常有利的扩展构型，所述再循环输送装置可构造成电机驱动的再循环鼓风机。在此情况下，可将再循环鼓风机简单且有效地置于预先给定的转速，该预先给定的转速明显低于正常运行中的转速。因此，根据本发明的方法，与微小维持的压力并因此微小维持的氢输入一起，形成这样的构造，在所述构造中，通过再循环输送装置，气体在阳极和再循环管路的区域中继续运动，从而使在可能情况下进入到燃料电池的阴极区域中的氧通过用电流加载燃料电池而可相应减少。