專利名稱：燃料電池組的供給系統(tǒng)和報警裝置以及用于控制供給系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池組的供給系統(tǒng)，具有可調(diào)整的加濕裝置，該 加濕裝置的構(gòu)成和/或者設(shè)置是為了在取決于調(diào)節(jié)信號的情況下加濕輸送 到燃料電池組的輸送氣體，具有除濕裝置，該除濕裝置的構(gòu)成和/或者設(shè)置 是為了對由導(dǎo)過燃料電池組的輸送氣體形成的廢氣進(jìn)行除濕并將其作為除
濕廢氣排出，以及具有用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號的控制裝置以及^L警裝置。本發(fā) 明還涉及一種用于控制該供給系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
燃料電池組在不遠(yuǎn)的將來對汽車的移動能量提供是一種可能的選擇。 燃料電池組早已公知的工作方法的基礎(chǔ)是，通常為氫的燃料與通常為外界 空氣的氧化劑產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，其中，產(chǎn)生電能或從化學(xué)能量中轉(zhuǎn)換電能。 反應(yīng)時膜片發(fā)揮重要作用，該膜片通常作為PEM (質(zhì)子交換膜)構(gòu)成并在 電化學(xué)過程期間分離燃料和氧化劑。膜片在燃料電池組工作期間必須在確 定的限度內(nèi)加濕保持，因為加濕過低會導(dǎo)致膜片干透和加速磨損，而加濕 過高則會導(dǎo)致降低燃料電池組的功率。加濕通常通過對所輸送的工作氣體 的加濕進(jìn)行。
文獻(xiàn)DE 102 196 26A1公開了一種燃料電池組，其中，為控制加濕使 用濕度傳感器，該傳感器檢測入流工作氣體的濕度并在濕度傳感器的信號 的基礎(chǔ)上控制用于控制濕度的調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置作為通向燃料電池組 前置加濕器的、流量可調(diào)的旁通管構(gòu)成。作為對濕度傳感器的替代，該文 獻(xiàn)還提出將"虛擬控制，，用于控制濕度，其中，然后調(diào)整裝置在取決于燃 料電池組的功率的情況下進(jìn)行控制。
4文獻(xiàn)WO 02/23660 A2采用另一種途徑，其同樣提出一種用于加濕燃 料電池或其膜片的方法。在該方法或相應(yīng)的裝置方面，作為閥構(gòu)成的調(diào)整 裝置的控制在取決于燃料電池冷卻水溫度的情況下進(jìn)4亍。
也許形成最新現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)JP 2005149897 A (7>開號)介紹了 一種 用于燃料電池的加濕系統(tǒng)。與首先提到的文獻(xiàn)相類似，在這里也提出一種 旁通管方式的調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置繞過加濕裝置，其中，調(diào)整裝置通過 控制裝置借助調(diào)節(jié)信號進(jìn)行控制，基于對流向燃料電池系統(tǒng)的氣體或在除 濕器前的區(qū)域內(nèi)對從燃料電池系統(tǒng)流出的氣體的溫度檢測產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種燃料電池組的供給系統(tǒng)和報警裝置以及 一種用于控制供給系統(tǒng)的方法，該方法可以技術(shù)上簡單的方式可靠控制燃 料電池組的膜片范圍內(nèi)的濕度。
該目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的供給系統(tǒng)、具有權(quán)利要求9或 11所述特征用于控制供給系統(tǒng)的方法和具有權(quán)利要求13所述特征的報警 裝置得以實現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選或者具有優(yōu)點的實施方式來自從屬權(quán)利要求、 后面的說明書和/或者附圖。
依據(jù)本發(fā)明提出 一種燃料電池組的供給系統(tǒng)，燃料電池組最好具有大 量特別是PEM結(jié)構(gòu)(質(zhì)子交換膜)的燃料電池(單體)。例如100個以 上的燃料電池來組成一組。
供給系統(tǒng)具有可調(diào)整的加濕裝置作為調(diào)節(jié)單元，該裝置的構(gòu)成和/或者 設(shè)置是為了在取決于調(diào)節(jié)信號的情況下加濕輸送到燃料電池組的輸送氣 體。輸送氣體作為陰極或者陽極氣體，例如作為外界空氣或氫構(gòu)成，其中， 特別是燃料從可填充的箱中有選擇地?zé)o改變地輸送。加濕裝置提高輸送氣 體的相對濕度，其中，相對濕度最好定義為瞬間水蒸氣壓力與飽和水蒸氣 壓力之間的百分比。特別是在100%的相對濕度情況下，輸送氣體的水蒸 氣完全飽和。在超過100%的情況下，過剩的濕度大多作為冷凝水或霧氣 凝聚。相對濕度的提高在取決于調(diào)節(jié)信號的情況下被調(diào)整，從而由調(diào)節(jié)信號控制的調(diào)節(jié)單元調(diào)整輸送氣體相對濕度的高低。
此外，除濕裝置與供給系統(tǒng)整體構(gòu)成，該裝置對來自燃料電池組的相 當(dāng)于消耗或者部分消耗的輸送氣體的廢氣進(jìn)行除濕，從而形成除濕廢氣。 利用除濕裝置從廢氣中提取可利用的液體，特別是水，并可將其在循環(huán)中 輸送到供給系統(tǒng)并因此重新輸送到燃料電池組。
最后具有用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號的控制裝置，其中，調(diào)節(jié)信號最好是電的， 特別是數(shù)字的，但也可以機(jī)械的。
依據(jù)本發(fā)明提出，控制裝置特別是按編程技術(shù)和/或者電路技術(shù)構(gòu)成， 調(diào)節(jié)信號在除濕廢氣的氣體溫度基礎(chǔ)上產(chǎn)生?？刂蒲b置在此方面優(yōu)選作為
處理器單元構(gòu)成，例如像微控制器、DSP、 ASIC或者諸如此例的裝置。為 檢測除濕廢氣的氣體溫度，溫度傳感器最好與供給系統(tǒng)整體構(gòu)成，其中， 為避免測量誤差或者為使測量誤差最小化，溫度傳感器最好直接設(shè)置在除 濕裝置的輸出端上和/或者靠近其設(shè)置或者與除濕裝置整體構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種實踐變化中，調(diào)節(jié)信號在廢氣與除濕廢氣之間溫差的 基礎(chǔ)上產(chǎn)生。為確定該溫差，例如可以使用一個溫差傳感器或者兩個單獨 的溫度傳感器。取代檢測廢氣的溫度也可以在其他測量部位上檢測溫度， 只要該溫度與廢氣的溫度如前所述足夠相關(guān)。換句話說，廢氣溫度測量的 相對測量也處于本發(fā)明的框架內(nèi)。
利用本發(fā)明達(dá)到的優(yōu)點是，以合理的成本和位置需求，變化對燃料電 池組輸入端或輸出端上并因此還有燃料電池膜片上的濕度的控制，特別是 調(diào)節(jié)或者控制。
本發(fā)明在此方面從這種思考出發(fā)，即通過在除濕裝置內(nèi)提取廢氣中的 濕度，使廢氣的相對濕度通過除濕裝置的有效長度下降，從而廢氣再次能 夠借助重新蒸發(fā)吸收液態(tài)水。但這種蒸發(fā)需要從廢氣中吸收能量，這種吸 收導(dǎo)致廢氣的冷卻。除濕裝置輸入端與除濕裝置輸出端之間或廢氣與除濕 廢氣之間產(chǎn)生的溫差證明液態(tài)水存在并被蒸發(fā)。水蒸發(fā)得越多，也就是 說，來自燃料電池組的廢氣越潮濕，溫差也就越大。在該思考的變化中，除濕廢氣之間溫差的基礎(chǔ)上足夠精確地確定。在獲知燃料電池組輸出濕度 和其他工作參數(shù)時，可以估計或者確定燃料電池組上輸送氣體的輸入濕度。 溫度測量或溫差測量因此對燃料電池組上輸送氣體的輸入濕度形成一種相 對測量，其中，調(diào)節(jié)信號可以通過控制裝置產(chǎn)生，該調(diào)節(jié)信號這樣影響加 濕裝置，即為燃料電池組設(shè)定希望的濕度條件。
與公知的現(xiàn)有技術(shù)相比的其他優(yōu)點也這樣產(chǎn)生，即燃料電池組或者加 濕裝置加工造成的公差可以通過控制裝置或者通過控制裝置的校準(zhǔn)得到考 慮，因為供給系統(tǒng)提供有關(guān)燃料電池組實際工作狀態(tài)的應(yīng)答信號。
換句話說，通過燃料電池組輸出端上氣體濕度與在燃料電池組輸出端 與除濕裝置輸出端之間的溫差的關(guān)系，可以在確定的范圍內(nèi)足夠精確地確 定來自燃料電池組的廢氣的相對濕度。因此供給系統(tǒng)也可以借助可調(diào)整的 加濕裝置的調(diào)節(jié)單元這樣改變?nèi)剂想姵亟M輸入端的濕度，使燃料電池組輸 出端和輸入端上出現(xiàn)所要求的濕度水平。
在一種優(yōu)選的實施方式中，控制裝置中實現(xiàn)多變量調(diào)節(jié)和/或者控制， 從而在使用其他輸入值，例如像燃料電池組溫度、壓力、輸出的燃料電池 組電流和/或者空氣化學(xué)計量關(guān)系的情況下產(chǎn)生和/或者能夠產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號， 和/或者可以調(diào)整其他調(diào)節(jié)單元例如像燃料電池組的冷卻水溫度、系統(tǒng)壓力 和/或者空氣化學(xué)計量關(guān)系。在獲知其他的可選輸入變量時，例如可以更加 精確地確定燃料電池組輸出端與輸入端上相對濕度之間的關(guān)系。
在一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，加濕裝置和除濕裝置作為氣體對氣體加濕 器構(gòu)成，該加濕器特別是具有被動的/無源的工作方式。通過這種優(yōu)選的擴(kuò) 展方案，使供給系統(tǒng)達(dá)到一種特別緊湊的構(gòu)成，此外將從廢氣中提取的液 體輸送到輸送氣體中以節(jié)省燃料。例如，氣體對氣體的加濕器具有濕范圍 和干范圍，它們通過可以擴(kuò)散液體的膜片分離。特別是除濕裝置這樣構(gòu)成， 使工作時在濕范圍內(nèi)存在可以通過部分除濕的氣體重新吸收的液態(tài)水。
加濕裝置的調(diào)節(jié)單元在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)變化中作為具有可調(diào)閥裝置的 旁通管構(gòu)成，其中，旁通管繞過加濕裝置。這種實施方式考慮，加濕裝置 或除濕裝置或氣體對氣體加濕器有選擇地根據(jù)燃料電池組的滿負(fù)荷設(shè)計，從而燃料電池組輸入端的空氣濕度在部分負(fù)荷時過高并利用通過閥裝置進(jìn) 行流量控制的旁通管下降。岡裝置在此方面最好作為節(jié)流裝置構(gòu)成。
在一種優(yōu)選的實施方式中，供給系統(tǒng)的特征在于廢氣相對濕度的工作
范圍在80%與100%之間。 一方面，該工作范圍有利于燃料電池組膜片的 正常工作，另一方面，在該工作范圍內(nèi)進(jìn)行溫度測量特別具有說服力。
在一種耐用的變化中，為產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號具有調(diào)節(jié)電路，其中，調(diào)節(jié)值 基于除濕廢氣的氣體溫度和/或者廢氣與除濕廢氣之間溫差，或者以所述溫 度和/或溫差形成。
本發(fā)明的下一個主題涉及一種用于控制剛才所述供給系統(tǒng)的方法，其 中，利用第一運行模式，在該運行模式中，用于冷卻燃料電池組的冷卻水 溫度在取決于負(fù)荷，也就是取決于所產(chǎn)生的電流和/或者所產(chǎn)生的能量情況 下,皮調(diào)整，在取決于廢氣與除濕廢氣之間溫差的情況下控制調(diào)節(jié)信號。在 這種第一運行模式中，冷卻水溫度例如通過固定的特性曲線族或者查找
(Look-Up)表取決于負(fù)荷被調(diào)整，燃料電池組輸入端上的濕度利用調(diào)節(jié) 單元借助溫差被控制或者調(diào)節(jié)。由此可以借助其他工作條件，例如像燃料 電池組電流、空氣化學(xué)計量關(guān)系、冷卻水溫度、壓力和輸送氣體的輸入溫 度確定和控制燃料電池組內(nèi)的濕度?？諝饣瘜W(xué)計量關(guān)系表明輸送到燃料電 池的空氣量與燃燒所需空氣量之比。取代空氣化學(xué)計量關(guān)系， 一般也可以 將空氣質(zhì)量流量作為工作^t使用。這種第一運行模式的優(yōu)點特別是在于， 冷卻7jC輸入溫度可以相當(dāng)迅速地借助特性曲線族被調(diào)整，以及濕度僅通過 調(diào)節(jié)單元進(jìn)行控制。
在第 一運行模式的 一種補(bǔ)充中，盡可能降低燃料電池組內(nèi)的系統(tǒng)壓力
(氣體壓力)。濕度的調(diào)整利用調(diào)節(jié)單元進(jìn)行，從而在所要求的濕度中可 以達(dá)到盡可能高的系統(tǒng)效率。這種變化的附加優(yōu)點在于，低的系統(tǒng)壓力產(chǎn) 生低的聲輻射，以及供給系統(tǒng)可以動態(tài)和同時簡單地被調(diào)節(jié)。
在第二種可能的運行模式中，無論是冷卻水溫度還是調(diào)節(jié)信號均在取
決于除濕廢氣的溫度和/或者廢氣與除濕廢氣之間溫差的情況下調(diào)整或調(diào) 節(jié)。利用這種第二運行模式，燃料電池組內(nèi)可以在盡可能低的冷卻水溫度下在輸入和輸出濕度方面調(diào)整出所要求的濕度分布(Feuchtigkeitsprofil)， 例如在冬季運行時，這樣對單個燃料電池的使用壽命有利。
在第二運行模式的進(jìn)一步變化中，此外系統(tǒng)壓力和/或者空氣化學(xué)計量 關(guān)系在取決于除濕氣體的溫度和/或者廢氣與除濕廢氣之間溫差的情況下 被調(diào)節(jié)、調(diào)整和/或控制。在這種變化中，優(yōu)點在于盡可能低的冷卻水溫度 并因此延長了燃料電池的使用壽命，由于系統(tǒng)壓力低而系統(tǒng)效率高以及低 的聲輻射可以視為優(yōu)點。
概括地說，提供一種用于在燃料電池組輸出端與除濕裝置輸出端之間 的溫度或溫差的基礎(chǔ)上控制一一特別是控制或者調(diào)節(jié)一一燃料電池組輸入 端和/或者輸出端上濕度的系統(tǒng)。通過燃料電池組輸出端上的空氣濕度與在 燃料電池組輸出端與除濕裝置輸出端之間的溫差的關(guān)系，可以在確定的工 作范圍內(nèi)近似確定來自燃料電池組的廢氣的濕度含量。燃料電池組輸入端 濕度可以利用調(diào)節(jié)單元這樣改變，使在燃料電池組輸出端并因此在輸入端 上調(diào)整出所要求的濕度水平。如果工作條件如溫度、壓力、燃料電池組電 流和空氣化學(xué)計量關(guān)系已知的話，燃料電池組的輸出端濕度與輸入端濕度 直接相關(guān)。這種控制原理可以持續(xù)調(diào)整燃料電池組內(nèi)不同的濕度水平，這 對于在夏季或冬季運行中的調(diào)節(jié)可能是必需的，其中，夏季和冬季運行區(qū) 別在于加濕裝置干燥側(cè)的輸出端上所要求的不同濕度水平。通過檢測溫差
信號，并可以——如果必要一一采取即時措施或進(jìn)行配合。由此在燃料電 池組運行的正常狀態(tài)下更加穩(wěn)定，特別是減少了出現(xiàn)燃料電池的功率降低 情況，并在故障情況下可以立即做出反應(yīng)，這一點對于燃料電池的使用壽 命來說是需要的。在一種通過系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)可選擇的補(bǔ)充中，也可期望對 系統(tǒng)效率產(chǎn)生積極影響。在此方面，所介紹的濕度的測量原理可以成本相 當(dāng)?shù)偷貙崿F(xiàn)。
本發(fā)明以相同的獨創(chuàng)性設(shè)想為基礎(chǔ)的下一個主題是，用于最好按前述 權(quán)利要求之一所述燃料電池組的供給系統(tǒng)的報警裝置，具有除濕裝置，該 除濕裝置的設(shè)置和/或者構(gòu)成是為了對從燃料電池組排出的廢氣進(jìn)行除濕并將其轉(zhuǎn)換成除濕廢氣，還具有用于產(chǎn)生控制信號的控制裝置。依據(jù)本發(fā) 明，控制信號在廢氣與除濕廢氣之間溫差的基礎(chǔ)上產(chǎn)生。報警裝置特別是 在檢測和計值原理方面可選擇具有前面所述供給系統(tǒng)特征的任意選擇。


本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和作用來自本發(fā)明優(yōu)選實施例的下列說明以
及附圖。其中
圖1示出作為本發(fā)明的實施例的、具有供給系統(tǒng)的燃料電池裝置的示 意圖2示出用于說明本發(fā)明工作原理的測量曲線圖。
具體實施例方式
圖1示出燃料電池裝置1,該裝置例如可以在運輸工具上，特別是在 汽車上作為移動能源使用。燃料電池裝置l僅示意性地以一部分示出，并
具有燃料電池組2以及示意示出用于為燃料電池組2供給工作氣體的供給 系統(tǒng)3。在圖1中，通過氣體供給系統(tǒng)3向燃料電池組2的陰極側(cè)供給。 在可選擇的實施方式中，通過這種相應(yīng)配合的氣體供給系統(tǒng)3也可以供給 燃料電池組2的陽極側(cè)。
氣體供給系統(tǒng)3在燃料電池組2上與進(jìn)氣口 4和排氣口 5按流動技術(shù) 連接，從而使輸送氣體流經(jīng)進(jìn)氣口 4、此后流經(jīng)燃料電池組2并作為廢氣 通過排氣口 5離開燃料電池組2。為預(yù)處理輸送氣體或廢氣，氣體供給系 統(tǒng)3具有加濕裝置6，該裝置包括用于廢氣除濕的除濕段7和用于輸送氣 體加濕的加濕段8。除濕段7和加濕段8通過膜片9彼此分離。加濕裝置6 例如作為被動的氣體對氣體加濕器構(gòu)成。
氣體供給系統(tǒng)3內(nèi)的氣流分布在輸入接口 IO上開始，通過該接口將氧 化劑，特別是外界空氣輸送并導(dǎo)向加濕段8。在加濕段8內(nèi)利用水加濕氧 化劑從而提高其相對濕度，隨后將其作為輸送氣體導(dǎo)向進(jìn)氣口 4。在橫穿 燃料電池組2后，現(xiàn)在轉(zhuǎn)換成廢氣的輸送氣體通過排氣口 5排出并被導(dǎo)向
10加濕裝置6的除濕段7，在該除濕段內(nèi)對廢氣進(jìn)行除濕從而產(chǎn)生除濕廢氣。 除濕廢氣最后被導(dǎo)向輸出端接口 11并例如被排到外界。從廢氣提取的液體 (水)通過膜片9被導(dǎo)入加濕段8以用于加濕輸送氣體。
為調(diào)整輸送氣體的相對濕度，氣體供給系統(tǒng)3具有旁通管12，其可通 過節(jié)流裝置13在流量上進(jìn)行調(diào)整。旁通管12與節(jié)流裝置13的組合因此形 成用于調(diào)整輸送氣體濕度含量的調(diào)節(jié)單元。該調(diào)節(jié)單元非常合理，因為加 濕裝置6通常根據(jù)輸送氣體的最大流量設(shè)計，特別是在燃料電池組2的部 分負(fù)荷情況下會將過高的濕度加入輸送氣體內(nèi)。通過旁通管12， 一部分輸 送氣體繞過加濕裝置6流動，從而僅是剩余的部分被加濕并隨后重新與輸 送氣體的干燥部分混合，其中，作為結(jié)果形成部分加濕的輸送氣體。
為控制可調(diào)的節(jié)流裝置13具有控制裝置14，該控制裝置接收第一溫 度傳感器15和第二溫度傳感器16的測量信號作為輸入信號，該第一溫度 傳感器15為檢測除濕廢氣T m (干)的溫度設(shè)置在加濕裝置6的輸出端 上，該第二溫度傳感器16設(shè)置在燃料電池組2的排氣口 5上和/或者加濕 裝置6的輸入端上并設(shè)計成用于檢測廢氣T廢氣(濕)的溫度。溫度的差值 △ T表示對從排氣口 5排出的廢氣的濕度一一特別是相對濕度一一的相對 測量。在有選擇地使用其他測量值的情況下，例如像溫度傳感器17的冷卻 7K輸入溫度TKW (入)、傳感器18的冷卻水輸出溫度TKW (出)、傳感 器3在加濕裝置6前的輸送氣體溫度Tox (入)或在進(jìn)氣口 4上通過傳感 器19的Tox (出)和/或者通過系統(tǒng)壓力傳感器20的壓力信號p，可以確 定進(jìn)氣口4上輸送氣體的濕度，特別是相對濕度。
進(jìn)氣口 4或排氣口 5上的濕度在一在控制裝置14內(nèi)實現(xiàn)的調(diào)節(jié)電路中 作為調(diào)節(jié)值使用，其中，調(diào)節(jié)電路對作為調(diào)節(jié)單元的節(jié)流裝置13進(jìn)行訪問。 利用調(diào)節(jié)電路可以通過節(jié)流裝置13有針對性地通過調(diào)節(jié)信號調(diào)整燃料電 池組2內(nèi)部的濕度水平。
作為選擇，控制裝置14也可以作為報警裝置使用，其中，在超過或低 于輸送氣體或廢氣的預(yù)先規(guī)定的濕度極限時，可以向報警裝置21發(fā)出報警 信號。圖2示出廢氣與除濕廢氣之間的溫差和輸送氣體相對濕度之間的關(guān)系 (f (相對濕度，AT))。
正如從圖形AT的曲線分布中清楚看到的那樣，溫差在相對濕度低于 80%的情況下等于0，在空氣濕度高于100%的情況下保持在恒定值。這意 味著，在相對濕度為80%到100%之間，溫差對廢氣的相對空氣濕度是一 種有說服力的相對測量值。
權(quán)利要求
1.燃料電池組(2)的供給系統(tǒng)(3)，具有可調(diào)整的加濕裝置(13、8)，該加濕裝置的構(gòu)成和/或者設(shè)置是為了在取決于調(diào)節(jié)信號的情況下加濕輸送到燃料電池組(2)的輸送氣體；具有除濕裝置(7)，該除濕裝置的構(gòu)成和/或者設(shè)置是為了使由導(dǎo)過燃料電池組(2)的輸送氣體形成的廢氣被除濕并作為除濕廢氣排出；具有用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號的控制裝置(14)；其特征在于，所述控制裝置(14)設(shè)計成，在除濕廢氣的氣體溫度(T廢氣(干))的基礎(chǔ)上產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號。
2. 按權(quán)利要求1所述的供給系統(tǒng)(3),其特征在于，所述調(diào)節(jié)信號在廢氣與除濕廢氣之間溫差(AT)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的供給系統(tǒng)(3 )，其特征在于多變量調(diào)節(jié)或者控制，從而在使用其他變量一一優(yōu)選燃料電池組溫度(Tkw (入)、Tkw (出))、壓力(p)、輸出的燃料電池組電流和/或者空氣化學(xué)計量關(guān)系一一的情況下產(chǎn)生和/或者能夠產(chǎn)生所述調(diào)節(jié)信號。
4. 按前述權(quán)利要求之一所述的供給系統(tǒng)(3)，其特征在于，加濕裝置(7)和除濕裝置(8)作為氣體對氣體加濕器(6)構(gòu)成。
5. 按前述權(quán)利要求之一所述的供給系統(tǒng)(3)，其特征在于，除濕裝置(8)具有在取決于調(diào)節(jié)信號的情況下調(diào)整加濕的調(diào)節(jié)裝置(13)，其中，調(diào)節(jié)裝置作為具有閥裝置(13)的旁通管(12)構(gòu)成。
6. 按前述權(quán)利要求之一所述的供給系統(tǒng)(3)，其特征在于，廢氣相對濕度的工作范圍在80%與100%之間。
7. 按前述權(quán)利要求之一所述的供給系統(tǒng)(3),其特征在于，為產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號具有調(diào)節(jié)電路，其中，調(diào)節(jié)值基于除濕廢氣(T廢氣(干))的氣體溫度和/或者廢氣與除濕廢氣之間溫差(厶T)，或者以所述溫度和/或溫差構(gòu)成。
8. 按前述權(quán)利要求之一所述的供給系統(tǒng)(3),其特征在于，該供給系統(tǒng)按編程技術(shù)和/或者電路技術(shù)設(shè)計，以便實施后面權(quán)利要求所述的方法。
9. 用于控制按前述權(quán)利要求之一所述供給系統(tǒng)(3)的方法，具有一運行模式，其中，燃料電池組(2)的冷卻水溫度(TKW (入))取決于負(fù)荷被調(diào)整，所述調(diào)節(jié)信號在取決于廢氣與除濕廢氣之間溫差(AT)的情況下被調(diào)整。
10. 按權(quán)利要求9所述的用于控制供給系統(tǒng)(3)的方法，其特征在于，使系統(tǒng)壓力(p)最小化。
11. 按前述權(quán)利要求之一所述的用于控制供給系統(tǒng)(3)的方法，具有一運行模式，其中，冷卻水溫度(TKW (入))和調(diào)節(jié)信號在取決于廢氣與除濕廢氣之間溫差(AT)的情況下被調(diào)整。
12. 按權(quán)利要求11所述的用于控制供給系統(tǒng)的方法，其特征在于，此外空氣化學(xué)計量關(guān)系和/或者系統(tǒng)壓力在取決于廢氣與除濕廢氣之間溫差(AT)的情況下被調(diào)整。
13. 報警裝置，用于最好按前述權(quán)利要求之一所述的燃料電池組(2)供給系統(tǒng)，具有除濕裝置(7)，該除濕裝置的設(shè)置和/或者構(gòu)成是為了對燃料電池組(2)排出的廢氣進(jìn)行除濕并在此將所述廢氣轉(zhuǎn)換成除濕廢氣，還具有用于產(chǎn)生控制信號的控制裝置(14)，其特征在于，所述控制信號在廢氣與除濕廢氣之間的溫差(AT)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生。
全文摘要
燃料電池組早已公知的工作方法的基礎(chǔ)是，通常為氫的燃料與通常為外界空氣的氧化劑產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，其中，產(chǎn)生電能或從化學(xué)能量中轉(zhuǎn)換電能。反應(yīng)時膜片發(fā)揮重要作用，該膜片通常作為PEM(質(zhì)子交換膜)構(gòu)成并在電化學(xué)過程期間分離氧化劑與燃料。本發(fā)明涉及一種燃料電池組(2)的供給系統(tǒng)(3)，具有可調(diào)整的加濕裝置(13、8)，該加濕裝置的構(gòu)成和/或者設(shè)置是為了在取決于調(diào)節(jié)信號的情況下加濕輸送到燃料電池組(2)的輸送氣體，具有除濕裝置(7)，該除濕裝置的構(gòu)成和/或者設(shè)置是為了對由導(dǎo)過燃料電池組(2)的輸送氣體形成的廢氣進(jìn)行除濕并將其作為除濕廢氣排出，以及具有用于產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號的控制裝置(14)，其中，控制裝置(14)按編程技術(shù)和/或者電路技術(shù)設(shè)計，在除濕廢氣的氣體溫度(T_廢氣(干))的基礎(chǔ)上產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號。
文檔編號H01M8/04GK101652890SQ200780051176
公開日2010年2月17日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者S·施泰因胡伯爾, U·帕澤拉 申請人:戴姆勒股份公司;福特環(huán)球技術(shù)公司