[发明专利]燃料电池系统的泄漏监控

说明书

本发明涉及一种用于燃料电池系统(200)的泄漏监控的方法(1)，其特征在于，泄漏监控装置在燃料电池系统(200)停止运行之前或期间检测测量值M并且在燃料电池系统(200)重新投入运行期间或之后执行所述泄漏监控。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的用于燃料电池系统的泄漏监控的方法、用于燃料电池系统的监控的装置和具有根据本发明的装置的燃料电池系统。

背景技术

例如在燃料电池系统中使用减压器或压力调节器。在此，压力调节器例如为了将燃料供应到燃料电池堆而在电池堆入口的前面连接与高压系统上，以便将燃料箱压力(该压力视系统而定可以达到350或700巴)(高压减压器输入压力)降低到例如9至13巴(中压，减压器输出压力)的明显较低的电池堆输入压力。减压器，也就是说压力调节器，因而将高压降低到中压水平。在中压侧，在减压器或压力调节器之后安装泄压阀，该泄压阀应在减压器故障的情况下保护中压系统、尤其是燃料电池堆免受危害。

电池堆入口前的这种安全措施，即在中压区域中在下游连接泄压阀，是必要的，因为减压器是承受老化效应并且被认为比较可能发生故障的部件。被认为是故障模式的例如有爬行式输出压力提高(在系统关闭情况下存在小的泄漏，没有期望的气体流)以及例如突然的输出压力提高，它们在当前被认为是有关系的。在减压器泄漏小的情况下，通过触发泄压阀来降低减压器输出压力侧、即中压区域内的过高的输出压力。但在此会出现以下缺点：

-由于通过泄压阀减少气体流，会有不希望的过程气体或过程流体释放。

-此外，泄压阀因频繁触发而老化，并且本身随着时间推移而变得不密封，导致中压侧的永久性小泄漏低。

-此外，泄压阀的出发可能被忽视或仅能以视觉方式被感知，例如由于保护盖被从泄压阀上吹开。

在此不利的是，在泄压阀触发后和在识别到泄压阀的触发时不发生系统反应或故障存储。因此不可能发生系统反应或在故障存储器中的登记，由于泄压阀安全原因而是被动构件，它不能简单地由控制器或监控器来诊断。

因此，作为监控机构而已知的仅是，在燃料电池系统运行期间监控减压器输出压力侧的次级压力。识别到过高的次级压力导致过程气体或过程流体的气体供应关闭。但是，当控制装置关闭时，此监控机构是不起作用的。在应用于车辆中的情况下，特别是在应用于机动车中的情况下，在机动车的停车阶段期间通常是这种情况。

在压力调节器不密封或者说泄漏的情况下，这首先导致输入压力(略)下降和次级压力提高。通过触发压力调节器下游的泄压阀，输出压力再次下降，不密封的压力调节器继续引导气体。结果是，压力调节器输出压力侧或减压器输出压力侧的输入压力继续下降，直至其与输出压力、即次级压力一致。

此外，系统压力的变化也可能由温度变化引起，例如，当经过运行而变热的车辆停放在较冷的环境中时，或者当冷的车辆仅短时在温暖的环境中运动或者在车辆不运动的情况下车辆周围的环境温度发生改变时。

尽管可以燃料电池系统的数分钟关闭过程中监控次级压力，确切地说是在功能上不再会有更多的气体消耗的阶段。然而，如果在此过程中次级压力下降过多，则可以认为燃料电池系统的构件中存在泄漏。但是，该机构识别不到在持续几分钟的关闭过程中还不会引起可识别到的压力降的微小不密封性。

发明内容

通过独立的方法权利要求，特别是通过独立方法权利要求的特征部分，本发明提出了一种用于燃料电池系统的泄漏监视的方法。此外，根据独立的装置权利要求，本发明提出了一种用于监控燃料电池系统的装置，该装置具有控制装置，根据本发明的方法存储在该控制装置中并且可以有利地在该控制装置上执行。最后，通过另一并列权利要求本，发明提出了一种具有根据本发明的装置的燃料电池系统。