[发明专利]用于识别能量转换器系统中的泄露的方法

说明书

本发明涉及一种用于识别能量转换器系统(1)中的泄露的方法，所述能量转换器系统包含气体，其中，在所述能量转换器系统(1)中使用用于调节气体压强的压强调节器(3)，所述压强调节器(3)具有气体计量阀(4)，并且所述方法包括以下步骤：a.测量所述压强调节器(3)的输入压强(10)并且测量所述压强调节器(3)的输出压强(12)；b.测量所述能量转换器系统(1)的输出参量(16)并且基于所述能量转换器系统(1)的输出参量(16)来计算所述能量转换器系统(1)中的气体需求；c.基于所述压强调节器(3)的所测量到的输入压强(10)和所述压强调节器(3)的所测量到的输出压强(12)来确定通过所述压强调节器(3)的第一计算流量(20)；d.基于所述气体需求来确定通过所述压强调节器(3)的第二计算流量(22)；e.通过由所述第一计算流量(20)和所述第二计算流量(22)形成第一比较值(24)来比较所述第一计算流量(20)与所述第二计算流量(22)；f.确定第一极限值(26)并且当所述第一比较值(24)的量值大于所述第一极限值(26)时产生错误信号(32)。

技术领域

本发明涉及一种用于识别能量转换器系统中的泄漏的方法，所述能量转换器系统包含气体，其中，在能量转换器系统中使用用于调节气体压强的压强调节器，并且所述压强调节器具有气体计量阀。

背景技术

尤其在能量转换器系统——例如燃料电池，其包含危险材料(例如氢气)——的情况下，能量转换器系统的密封性具有重要的意义。

燃料电池是将连续供给的燃料和氧化剂的化学反应能量转换成电能的伽凡尼电池(galvanische Zelle)。因此，燃料电池是电化学能量转换器。在已知的燃料电池的情况下，尤其将氢气(H₂)和氧气(O₂)转换成水(H₂O)、电能和热。

电解装置是一种电化学能量转换器，其借助电能将水(H₂O)分解为氢气(H₂)和氧气(O₂)。

此外，已知质子交换膜片(Proton-Exchange-Membran＝PEM)燃料电池。质子交换膜片燃料电池具有中心地布置的膜片，该膜片对于质子、即氢离子是可穿透的。由此，氧化剂、尤其空气中的氧气在空间上与燃料、尤其氢气分离。

此外，质子交换膜片燃料电池包括阳极和阴极。燃料被供给给燃料电池的阳极并且在释放电子到质子的情况下被催化地氧化。质子穿过膜片到达阴极。所释放的电子从燃料电池导出并且通过外部的电路流至阴极。

氧化剂被供给给燃料电池的阴极并且该氧化剂通过接收来自外部的电路的电子和已经穿过膜片到达阴极的质子反应成水。将如此产生的水从燃料电池中导出。总反应是：

O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O

在此，在燃料电池的阳极与阴极之间施加电压。为了提高电压，可以将多个燃料电池机械地相继地布置成燃料电池堆叠并且电连接。燃料电池堆叠也称为堆(Stack)。

在包含气体的能量转换器系统中，经常使用机械的、被动的减压器和压强调节器，并且也越来越多地使用借助脉冲宽度调制进行控制的气体计量阀。

能量转换器系统可以包括控制单元，控制单元具有压强调节器。压强调节器通常在输入侧具有输入压强并且在次级侧具有输出压强。借助控制单元的控制装置通常测量压强调节器的输出压强并且将其调节到期望值，所述输出压强在燃料电池中使用压强调节器的情况下优选地相应于阳极压强。