[发明专利]用于查明在燃料电池系统的燃料电池堆的阴极输入处的相对湿度的方法

说明书

本发明涉及一种用于查明在燃料电池系统(100)的燃料电池堆(110)的阴极输入(113)处的相对湿度(RH)的方法，具有以下步骤：采集阴极输入(113)的进风(ZU)的至少一个物理进风参数(ZP)；测量进风(ZU)的进风质量流(ZM)；基于所采集的至少一个进风参数(ZP)和所测得的进风质量流(ZM)确定进风水分质量流(ZWM)；采集在阴极输入(113)处的至少一个物理阴极输入参数(KP)；基于所采集的至少一个阴极输入参数(KP)在使用加湿器特性曲线组(BK)的情况下确定加湿器水分质量流(BWM)；基于所确定的进风水分质量流(ZWM)、所确定的加湿器水分质量流(BWM)和所采集的至少一个阴极输入参数(KP)查明阴极输入(113)处的相对湿度(RH)。

技术领域

本发明涉及一种用于查明在燃料电池系统的燃料电池堆的阴极输入处的相对湿度的方法、一种用于执行这种方法的查明装置以及一种用于产生加湿器特性曲线组以用在本发明方法中的产生方法。

背景技术

已知的是，在燃料电池系统运行中知晓燃料电池堆内的相对湿度是一个重要的控制参数。这尤其基于以下事实，即，在燃料电池中采用隔膜，其应该不低于最小湿度。太干燥的隔膜或湿度变化很大的隔膜将会遭受伤害。还经常需要避免过高湿度，以避免在燃料电池堆内的呈液态水形式的冷凝。

已知的燃料电池系统因此通常具有湿度传感器，其能够确定燃料电池堆的进风中的相对湿度。也知道了，当从环境吸入的进风未具有当前时刻所需的湿度时，主动通过供水和水蒸发来加湿燃料电池堆的进风。为此，在燃料电池系统中设置加湿器，其能够给进风添加附加水分。也知道了被动地通过加湿阴极空气的回输来运行加湿器。在此情况下，通过不同的分压及其平衡来发生水分运送。

已知解决方案的缺点是，为了有效控制相对湿度，必须在各自位置处安装湿度传感器。在此例如可能需要将湿度传感器直接安置在燃料电池内的隔膜区域中。但针对该燃料电池的干预至少需要达足够程度而使得在燃料电池堆阴极部的供应管路内布置相应的湿度传感器以便能在那里采集期望参数。这导致高的结构成本，因为必须相应设定结构空间和接线用于这种湿度传感器。也要指出的是被测参数视所用传感器的质量而可以具有测量精度，它与此相应地影响控制精度。尤其要指出的是，用于确定相对湿度的真实的传感器自然也提高这种燃料电池系统的制造成本。

发明内容

因此本发明的任务是至少部分消除上述缺点。尤其是，本发明的任务是以低成本的简单方式改善燃料电池系统内湿度的控制。

前面的任务通过一种具有权利要求1的特征的方法、一种具有权利要求8的特征的查明装置以及一种具有权利要求12的特征的产生方法来完成。本发明的其它特征和细节来自从属权利要求、说明书和图。在此，关于本发明方法所描述的特征和细节显然也与本发明的查明装置以及本发明的产生方法相关地适用，反之均亦然，故对这些发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。

根据本发明，一种方法用于查明在燃料电池系统的燃料电池堆的阴极输入处的相对湿度。为此，该方法具有以下步骤：

-采集阴极输入的进风的至少一个物理进风参数，

-测量该进风的进风质量流，

-基于所采集的至少一个进风参数和所测得的进风质量流确定进风水分质量流，

-采集在阴极输入处的至少一个物理阴极输入参数，

-基于所采集的至少一个阴极输入参数在使用加湿器特性曲线组的情况下确定加湿器水分质量流，

-基于所确定的进风水分质量流、所确定的加湿器水分质量流和所采集的至少一个阴极输入参数查明阴极输入处的相对湿度。