用于吹掃燃料電池的方法以及用于實施該方法的裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于吹掃燃料電池的方法。該方法的特征在于包括借助負壓抽吸吹掃氣體經(jīng)過燃料電池的步驟。
【專利說明】
用于吹掃燃料電池的方法以及用于實施該方法的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于吹掃燃料電池以減少燃料電池中含水量的方法以及一種用于實施該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002 ]為了成功地嚴(yán)寒啟動燃料電池系統(tǒng)，需要減少燃料電池中或燃料電池系統(tǒng)的燃料電池堆中所含的水量，以防止在其中發(fā)生水凍結(jié)并降低燃料電池系統(tǒng)的熱容量。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中，燃料電池系統(tǒng)在關(guān)斷的情況下被吹干。含水量例如可通過下述方式減小，即，在關(guān)斷燃料電池或燃料電池系統(tǒng)后在一定的時間段上繼續(xù)運行壓縮機，以便從燃料電池中去除水分。該過程也稱為后運行或吹氣(Blow Down)。但基于燃料電池系統(tǒng)中存在的壓力情況，該方法是低效的并且或許不能充分干燥系統(tǒng)。
[0003]DE602007000440T2示出一種燃料電池驅(qū)動單元，其包括電動機壓縮機組用于以壓縮空氣供應(yīng)燃料電池，電動機壓縮機組的轉(zhuǎn)動方向可通過措施反轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于該現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于吹掃燃料電池的方法，借助該方法可以按簡單且有效的方式減少燃料電池中的水量。此外，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于實施該方法的裝置，該裝置也適合用于嚴(yán)寒啟動，或者說該裝置為準(zhǔn)備嚴(yán)寒啟動而考慮關(guān)斷策略。此外，在此所公開技術(shù)的一個優(yōu)選任務(wù)在于，使燃料電池為下一次冷啟動或嚴(yán)寒啟動做好準(zhǔn)備，且在此沒有有害氣體或污物、如顆粒進入燃料電池。此外，在此所公開技術(shù)的一個方面在于，提高后運行期間的安全性并且同時減少可能的排放(噪音、水)。
[0005]該任務(wù)通過權(quán)利要求1的技術(shù)方案來解決，該技術(shù)方案包括借助負壓抽吸吹掃氣體經(jīng)過燃料電池的步驟。與將吹掃氣體吹過燃料電池相比，通過抽吸吹掃氣體減小了在燃料電池中起作用的絕對壓力。由此，燃料電池中所含的液態(tài)水在較低溫度下汽化并且因此非?？觳⑶液唵蔚貙崿F(xiàn)干燥。吹掃氣體不具體作限定。一般來說，吹掃氣體是這樣的氣體，該氣體在燃料電池運行后為減少水量被以吹氣方式(B1w Down)吹掃經(jīng)過燃料電池，而不是要隨此在燃料電池中引起電化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)前，該吹掃通過抽吸完成。作為吹掃氣體優(yōu)選使用新鮮空氣，因為由此省卻了用于吹掃氣體的材料成本并且新鮮空氣幾乎隨處可自由獲得。根據(jù)本發(fā)明的方法非常好地適于具有燃料電池或燃料電池堆的燃料電池系統(tǒng)，該方法可在沒有高技術(shù)花費的情況下低成本且短時間地實施。
[0006]從屬權(quán)利要求包括本發(fā)明的有利的擴展方案和設(shè)計方案。
[0007]根據(jù)按照本發(fā)明的方法的一種有利擴展方案，為了產(chǎn)生負壓，為燃料電池供應(yīng)陰極氣體的輸送裝置在其輸送方向上反轉(zhuǎn)。這在最簡單的情況下可電子控制地進行。在此，陰極氣體通常是這樣的氣體，該氣體在正?；蛘哒f常規(guī)的燃料電池運行中(即并非在后運行階段中)被供應(yīng)給燃料電池用于進行電化學(xué)的燃料電池反應(yīng)。
[0008]有利的是，燃料電池的整個空氣路徑短時地在其輸送方向上反轉(zhuǎn)。吹掃氣體(其中之一是新鮮氣體)在此例如可從燃料電池的周圍環(huán)境中吸入并且例如經(jīng)過入口空氣過濾器供應(yīng)。待輸送新鮮空氣的量及其壓力水平優(yōu)選可通過節(jié)流閥控制。輸送裝置優(yōu)選是在反轉(zhuǎn)的方向上運行的壓縮機，該壓縮機在正常使用時為燃料電池供應(yīng)陰極氣體。本方法的該設(shè)計方案基本上不需要改變?nèi)剂想姵叵到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且因此尤其是在用于實施本方法的成本方面是優(yōu)選的。
[0009]另一種有利的擴展方案規(guī)定，為了產(chǎn)生負壓，反轉(zhuǎn)燃料電池中的輸送方向。這尤其是涉及燃料電池的陰極路徑。由此可特別有效地吹掃燃料電池。
[0010]進一步有利的是，通過燃料電池排氣管線吸入吹掃氣體。因為燃料電池排氣管線直接與待吹掃的燃料電池連接，所以不需要單獨的吹掃氣體供應(yīng)管線來從燃料電池周圍環(huán)境中獲取尤其是新鮮空氣。所述吸入在此可直接從燃料電池排氣出口進行或通過通入燃料電池排氣管線中的輸入管線進行。
[0011]在簡單的方法實施的觀點下，優(yōu)選通過燃料電池排氣出口吸入吹掃氣體。燃料電池排氣出口在燃料電池正常運行時將也可能含有水的陽極排氣、陰極排氣或燃料電池混合排氣排入周圍環(huán)境中。因此，雖然可能首先由于負壓將含水的排氣吸入經(jīng)過燃料電池，但可能在燃料電池排氣管線中就已經(jīng)與吸入的新鮮空氣發(fā)生了混合，從而可快速且簡單地干燥燃料電池。為了減少或避免吸入含水的燃料電池排氣，特別優(yōu)選的是，可在關(guān)斷燃料電池后在通過燃料電池排氣出口吸入吹掃氣體之前首先維持正常的輸送方向幾秒、優(yōu)選I至10秒、尤其是2至5秒。
[0012]替代或附加于此地，可通過附加設(shè)置在燃料電池陰極氣體供應(yīng)管線中的吹掃氣體供應(yīng)管線吸入吹掃氣體。在此有利的是，可立即借助負壓抽吸新鮮空氣經(jīng)過燃料電池，而不必輸送含水的燃料電池排氣。燃料電池的干燥時間由此縮短。對于根據(jù)本發(fā)明的方法的該設(shè)計方案，輸送裝置在正常方向上運行。
[0013]此外有利的是，把被抽吸經(jīng)過燃料電池的吹掃氣體通過陰極氣體供應(yīng)管線排出。這有利于將現(xiàn)在被潤濕的吹掃氣體迅速排出燃料電池系統(tǒng)。
[0014]為了進一步簡化本方法，把被抽吸經(jīng)過燃料電池的吹掃氣體通過設(shè)置在燃料電池陰極氣體供應(yīng)管線中的吹掃氣體出口排出。
[0015]為了進一步縮短干燥時間，在抽吸經(jīng)過燃料電池之前從所述燃料電池排氣和/或吹掃氣體中將水冷凝析出。
[0016]根據(jù)本發(fā)明也提出一種用于實施上述方法的裝置。該裝置例如是燃料電池系統(tǒng)并且包括至少一個燃料電池，該燃料電池設(shè)有用于向燃料電池供應(yīng)陰極氣體的陰極氣體供應(yīng)管線和用于從燃料電池中排出陽極排氣、陰極排氣或燃料電池混合排氣的燃料電池排氣管線。在陰極氣體供應(yīng)管線中設(shè)有輸送裝置、尤其是壓縮機，該輸送裝置設(shè)置用于在燃料電池中產(chǎn)生負壓并且抽吸吹掃氣體經(jīng)過燃料電池。基于根據(jù)本發(fā)明的裝置的該設(shè)計方案(該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)以抽吸吹掃氣體經(jīng)過燃料電池代替借助高壓擠壓吹掃氣體經(jīng)過燃料電池)，可在最短的時間內(nèi)干燥燃料電池并且提供具有良好嚴(yán)寒啟動特性的燃料電池。
[0017]關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法所闡述的優(yōu)點、有利效果和擴展方案也適用于根據(jù)本發(fā)明的用于實施該方法的裝置。
[0018]在簡單的構(gòu)件布置方面，輸送裝置是用于向燃料電池供應(yīng)陰極氣體的陰極氣體輸送裝置，該陰極氣體輸送裝置在反轉(zhuǎn)的輸送方向上運行。這可通過電子控制簡單且低成本地實現(xiàn)。此外，可省卻附加的輸送裝置并且提供具有最少功能構(gòu)件的裝置。
[0019]另一種有利的擴展方案規(guī)定，所述裝置還包括吹掃氣體供應(yīng)管線和/或吹掃氣體出口，所述吹掃氣體供應(yīng)管線和/或吹掃氣體出口設(shè)置在輸送裝置和燃料電池之間的陰極氣體供應(yīng)管線中。因此，輸送裝置可以在正常的輸送方向上運行，而吹掃氣體仍高效地被抽吸經(jīng)過燃料電池。輸送裝置在通常的輸送方向上的運行對于沿輸送方向設(shè)計的輸送裝置構(gòu)件幾何布置(主要是葉片幾何結(jié)構(gòu))和由此提高的輸送量是特別有利的。
[0020]進一步有利的是，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括第一旁通管線和/或第二旁通管線，第一旁通管線連接燃料電池排氣管線與輸送裝置下游的陰極氣體供應(yīng)管線，并且第二旁通管線連接輸送裝置下游的陰極氣體供應(yīng)管線與輸送裝置上游的陰極氣體供應(yīng)管線。由此在結(jié)構(gòu)方面為待抽吸經(jīng)過燃料電池的吹掃氣體提供了簡單的輸送路徑，且在此不顯著干擾裝置的架構(gòu)。
[0021]為了簡化對吹掃氣體流動方向的控制，第一旁通管線和第二旁通管線通過一個多路閥彼此連接。
[0022]為了減少干燥燃料電池所需的時間，尤其是在使用通過燃料電池排氣管線吸入的新鮮空氣作為吹掃氣體時，所述裝置包括至少一個設(shè)置在燃料電池排氣管線中的冷凝器。替代或附加地，冷凝器或水分離器也可在燃料電池出口上設(shè)置在第一旁通管線的分支處上游。
[0023]被抽吸經(jīng)過燃料電池的吹掃氣體可通過燃料電池排氣出口排出。例如可以把被抽吸經(jīng)過燃料電池的吹掃氣體通過第一旁通管線或者說燃料電池旁路(下面簡化地使用術(shù)語“第一旁通管線”)輸送到燃料電池排氣管線中。這具有以下優(yōu)點，即，設(shè)置在燃料電池排氣管線中的元件、如排氣設(shè)備和/或水分離器(其本來就設(shè)置用于正?；虺Ｒ?guī)的燃料電池運行)也可相應(yīng)處理吹掃氣體。因此，優(yōu)選避免從燃料電池吹出的水分到達周圍環(huán)境中。此外，可通過排氣設(shè)備的降噪措施減少噪聲水平。此外，位于燃料電池下游的分析裝置、如用于確定燃料電池排氣中氫濃度的裝置也可用于吹掃氣體。當(dāng)吹掃氣體在后運行期間通過用于常規(guī)運行的燃料電池排氣出口排出時，同時減小了燃料電池排氣管線中的氫濃度。替代或附加地，然而也可在輸送裝置上游設(shè)置吹掃氣體出口，氣體通過該吹掃氣體出口泄入周圍環(huán)境中。
[0024]尤其是也可通過燃料電池的陰極氣體供應(yīng)管線吸入吹掃氣體。吹掃氣體可在其被抽吸經(jīng)過燃料電池之前首先被燃料電池的陰極氣體空氣過濾器過濾。陰極氣體空氣過濾器是這樣的過濾器，其在燃料電池常規(guī)運行中對在燃料電池陰極側(cè)上參與反應(yīng)的氣體去除可能的污物和/或有害氣體。替代或附加地可想到，吹掃氣體通過一個單獨的過濾器過濾。但特別優(yōu)選使用陰極氣體空氣過濾器，因為如此可減少安裝空間、制造和維護成本。
[0025]在燃料電池上游抽吸吹掃氣體期間，吹掃氣體可通過陰極氣體空氣過濾器這樣被吸入，使得輸送裝置不被穿流。在抽吸吹掃氣體期間，輸送裝置可通過至少一條管線與燃料電池排氣管線這樣連接，使得輸送裝置吸入吹掃氣體經(jīng)過燃料電池。在該管線中已經(jīng)在輸送裝置下游和燃料電池上游產(chǎn)生負壓，該負壓使水分冷凝析出。優(yōu)選在燃料電池和輸送裝置之間的管線中設(shè)置水分離器，以此實現(xiàn):盡可能少的水分進入輸送裝置中。特別優(yōu)選的是，水分離器設(shè)置在燃料電池和(第一)多路閥之間，所述(第一)多路閥設(shè)置在燃料電池排氣管線中。由此，水分離器可用于正常運行和用于后運行。
[0026]可設(shè)置多個多路閥，它們可這樣設(shè)置和構(gòu)造在陰極氣體供應(yīng)管線和/或燃料電池排氣管線中，使得它們在燃料電池正常運行期間將陰極氣體導(dǎo)向燃料電池并且通過燃料電池排氣管線和/或燃料電池排氣出口將燃料電池排氣排出燃料電池。此外，可這樣設(shè)置和構(gòu)造多路閥，使得它們在抽吸吹掃氣體期間將吹掃氣體從陰極空氣過濾器導(dǎo)入燃料電池中并且在燃料電池下游將吹掃氣體供應(yīng)給輸送裝置，從而所述輸送裝置將過濾后的吹掃氣體抽吸經(jīng)過燃料電池。
[0027]也描述了把在反轉(zhuǎn)的運輸方向上運行的輸送裝置用于在燃料電池中產(chǎn)生負壓以用吹掃氣體吹掃燃料電池。
[0028]基于根據(jù)本發(fā)明的解決方案及其擴展方案產(chǎn)生下述優(yōu)點:
[0029]—提供了一種用于吹掃和干燥燃料電池的可簡單實現(xiàn)且低成本的方法。
[0030]—包括至少一個燃料電池的裝置特別適于嚴(yán)寒啟動。
[0031]一該裝置可以以最少的結(jié)構(gòu)改變被提供。
[0032]—甚至可以在裝置無結(jié)構(gòu)改變的情況下僅通過電子控制的變換就實現(xiàn)方法實施的簡化。
[0033]一可使用已有元件在燃料電池上游和下游處理吹掃氣體。減少了安裝空間需求、制造和維護成本。
[0034]一已有安全系統(tǒng)可監(jiān)控吹掃過程。
【附圖說明】
[0035]本發(fā)明的其它細節(jié)、特征和優(yōu)點由下述說明和附圖給出。附圖如下:
[0036]圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包括燃料電池的裝置的局部；
[0037]圖2為根據(jù)本發(fā)明第一種有利擴展方案的包括燃料電池的裝置的局部；
[0038]圖3為根據(jù)本發(fā)明第二種有利擴展方案的包括燃料電池的裝置的局部；
[0039]圖4為根據(jù)本發(fā)明第三種有利擴展方案的包括燃料電池的裝置的局部；
[0040]圖5a為處于正常運行中的、根據(jù)本發(fā)明第四種有利擴展方案的包括燃料電池的裝置的局部；
[0041]圖5b為處于后運行中的、根據(jù)圖5a的燃料電池的局部。
【具體實施方式】
[0042]借助實施例相比于現(xiàn)有技術(shù)來詳細說明本發(fā)明。附圖中僅示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的在此重要的部件，所有其余部件為清楚起見被省略。此外，相同附圖標(biāo)記表示相同部件。
[0043]圖1示意性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)運行的裝置10(如燃料電池系統(tǒng))的局部。該裝置10包括燃料電池I，該燃料電池在其輸入端與陰極氣體供應(yīng)管線2連接。借助輸送裝置3、尤其是壓縮機通過陰極氣體供應(yīng)管線2向燃料電池I輸送陰極氣體。輸送裝置3在此這樣輸送陰極氣體，使得該陰極氣體以增加的輸送壓力到達燃料電池I。在燃料電池輸出端上連接燃料電池排氣管線5。在燃料電池排氣管線5的端部上，燃料電池排氣通過燃料電池排氣出口 6從裝置10泄入周圍環(huán)境中。在燃料電池排氣管線5中可以設(shè)置節(jié)流閥4，該節(jié)流閥調(diào)節(jié)燃料電池排氣的輸出量。
[0044]裝置10還包括一個旁通管線7，該旁通管線在燃料電池I下游從燃料電池排氣管線5分支出、繞行燃料電池I并且在燃料電池I上游通過多路閥8通入輸送裝置3下游的陰極氣體供應(yīng)管線2中。
[0045]在關(guān)斷裝置10的情況下、即在燃料電池I所謂的關(guān)停過程中，借助在正常方向上運行的輸送裝置3通過陰極氣體供應(yīng)管線2向燃料電池I輸送吹掃氣體，其吹掃燃料電池I，并且吹掃氣體以及其中所含的水通過燃料電池排氣管線5和燃料電池排氣出口 6排出。
[0046]圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一種有利擴展方案的裝置20的局部。該裝置20與圖1中的裝置10構(gòu)造相同，即包括具有類似布置的所有構(gòu)件。僅輸送裝置3在反轉(zhuǎn)的輸送方向上運行。這可電子控制，從而無需在裝置20上實施結(jié)構(gòu)措施來達到高效的吹掃效果。輸送裝置3因此產(chǎn)生負壓。基于負壓通過燃料電池排氣出口 6吸入新鮮空氣并將其輸送經(jīng)過燃料電池排氣管線5和燃料電池I。由此，利用新鮮空氣吹掃燃料電池I并且從中去除燃料電池I中所含的水。被燃料電池I中所含水潤濕的吹掃氣體通過陰極氣體供應(yīng)管線2排出。通過節(jié)流閥4可有針對性地控制吹掃氣體量和燃料電池I中的壓力水平。
[0047]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第二種有利擴展方案的裝置30的局部。在此，輸送裝置3在由現(xiàn)有技術(shù)已知的正常輸送方向上運行。輸送裝置3的上游方向與其下游方向通過第二旁通管線13連接。該旁通管線13通過兩個多路閥11和12連接到陰極氣體供應(yīng)管線2上。在多路閥11上設(shè)置吹掃氣體出口 9，潤濕的、被抽吸經(jīng)過燃料電池I的吹掃氣體可通過該吹掃氣體出口排出。
[0048]如已經(jīng)關(guān)于圖2中的裝置20所描述的那樣，通過燃料電池排氣出口6基于由輸送裝置3產(chǎn)生的負壓吸入新鮮空氣并且將其通過燃料電池排氣管線5輸送經(jīng)過燃料電池I。替代于此，也可在燃料電池排氣管線5中未示出地設(shè)置單獨的吹掃氣體供應(yīng)管線，通過該吹掃氣體供應(yīng)管線可吸入新鮮空氣。
[0049]因此可以用新鮮空氣吹掃燃料電池I并且可以從中去除燃料電池I中所含的水。被燃料電池I中所含水潤濕的吹掃氣體通過陰極氣體供應(yīng)管線2引導(dǎo)并且在多路閥11上供應(yīng)給第二旁通管線13。潤濕的吹掃氣體通過多路閥12到達陰極氣體供應(yīng)管線2、被引導(dǎo)經(jīng)過輸送裝置3并且經(jīng)由多路閥11通過吹掃氣體出口 9排出。通過節(jié)流閥4可有針對性地調(diào)節(jié)吹掃氣體量和燃料電池I中的壓力水平。
[0050]在燃料電池排氣管線5中可設(shè)置冷凝器16、17，借助冷凝器可在通過燃料電池排氣管線5吸入的新鮮空氣穿過燃料電池I之前去除該新鮮空氣中所含的水分。待被抽吸經(jīng)過燃料電池I的吹掃氣體因此被預(yù)干燥并且可吸收更多量的水，這加速了燃料電池I的干燥過程。
[0051]圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的裝置40與圖3中裝置30的區(qū)別在于，第一旁通管線7和第二旁通管線13可通過多路閥15彼此耦合。此外，在陰極氣體供應(yīng)管線2中設(shè)置吹掃氣體供應(yīng)管線14，通過該吹掃氣體供應(yīng)管線可吸入吹掃氣體并且尤其是新鮮空氣。節(jié)流閥4為此關(guān)閉。在正常輸送方向上運行的輸送裝置3因此通過吹掃氣體供應(yīng)管線14抽吸吹掃氣體經(jīng)過燃料電池I。被在燃料電池I中所含的和從中排出的水潤濕的吹掃氣體通過第一旁通管線7和第二旁通管線13以及輸送裝置3吸入陰極氣體供應(yīng)管線2中并且在多路閥11上引出到吹掃氣體出口 9中。
[0052]圖5a示出處于正常運行中的、用于在此公開的方法的裝置。陰極氣體流過陰極空氣過濾器51和第二多路閥53進入輸送裝置3、在此例如壓縮機中。輸送裝置3壓縮陰極氣體，該陰極氣體隨后通過第三多路閥55流入燃料電池I中。未示出可能的潤濕措施，所述潤濕措施優(yōu)選可設(shè)置在第三多路閥55和燃料電池I之間，以便在陰極氣體進入燃料電池I之前將其潤濕。同時，陰極氣體在正常運行中可流過燃料電池旁路7(第一旁通管線)。這樣的旁路7和這樣的旁通流通常本來就設(shè)置用于燃料電池I或輸送裝置3的高效運行。第二多路閥53可在正常運行期間阻斷流動經(jīng)過管線52和/或第二旁通管線13，如果該功能未被另外的閥確保的話。盡管在示意性附圖5a和5b中輸送裝置3、第二旁通管線13以及第二和第三多路閥53、55作為分開的元件示出，仍優(yōu)選這些元件之中的一個或多個元件一同集成到輸送裝置3中。
[0053]流入燃料電池I中的陰極氣體在其被作為排氣再次排出燃料電池I之前在陰極上至少部分參與電化學(xué)反應(yīng)。然后所述氣體在此穿流第一多路閥54以便隨后進入排氣設(shè)備6a中。在圖5a中未示出水分離器16，該水分離器優(yōu)選可設(shè)置在燃料電池I和第一多路閥54之間。優(yōu)選的是，第一和/或第二多路閥54、55也阻止通過管線52、13的旁通流。但可能也足夠的是，僅相應(yīng)一個所述多路閥53、54、55阻斷旁通管線52、13。
[0054]圖5b示出根據(jù)圖5a的在抽吸吹掃氣體期間(后運行)的裝置50。現(xiàn)在這樣切換第二多路閥53，使得吹掃氣體通過陰極氣體過濾器51到達第二旁通管線13中。陰極氣體從過濾器51到輸送裝置3的直接穿流現(xiàn)在被阻斷?，F(xiàn)在這樣切換燃料電池I下游的第三多路閥55，以便該第三多路閥將吹掃氣體從第二旁通管線13導(dǎo)入燃料電池I中。輸送裝置3和燃料電池I之間的直接連接也優(yōu)選通過第三多路閥55阻斷。在燃料電池I下游設(shè)置第一多路閥54，使得在后運行時吹掃氣體在燃料電池I下游通過管線52流向第二多路閥53。在第二多路閥53中，在抽吸階段期間，管線52和因此燃料電池I的排氣側(cè)與輸送裝置3流體連通。因此，輸送裝置3在后運行時從燃料電池I抽吸吹掃氣體(參見箭頭)。為此，無需反轉(zhuǎn)輸送裝置3的輸送方向。因此，可將輸送裝置3的葉輪為唯一的輸送方向優(yōu)化。圖5b未示出水分離器16，該水分離器可設(shè)置在輸送裝置3下游、優(yōu)選在第一多路閥54和燃料電池之間。水分離器16減少了水分，該水分否則可能腐蝕輸送裝置3 ο在此在輸送裝置3上游，吹掃氣體通過第一旁路7 (再次)(在此經(jīng)由第一多路閥54)被輸送給燃料電池排氣管線5。隨后所述吹掃氣體通過排氣設(shè)備6a泄出。作為替代方案，可設(shè)置另一在常規(guī)運行期間不用作陰極旁路的旁路。吹掃氣體也可在輸送裝置3上游通過吹掃氣體出口 9(未示出)直接排出。
[0055]在第二旁通管線13中設(shè)置節(jié)流閥4。通過該節(jié)流閥4可結(jié)合輸送裝置3改變抽吸效果或負壓。但同樣可能足夠的是，在一種優(yōu)選實施方式中第二旁通管線13本身具有如此之小的橫截面，使得第二旁通管線基于該小的橫截面而作為流動阻力起作用，該流動阻力能夠?qū)崿F(xiàn)或促進負壓。
[0056]本發(fā)明的上述描述僅用于說明目的，而不用于限制本發(fā)明。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可在不背離本發(fā)明范圍及其等同方案的情況下實現(xiàn)各種改變和改型。
[0057]附圖標(biāo)記列表
[0058]I 燃料電池
[0059]2 陰極氣體供應(yīng)管線
[0060]3 輸送裝置[0061 ] 4 節(jié)流閥
[0062]5 燃料電池排氣管線
[0063]6 燃料電池排氣出口
[0064]7第一旁通管線
[0065]8多路閥
[0066]9吹掃氣體出口
[0067]10裝置
[0068]11多路閥
[0069]12多路閥
[0070]13第二旁通管線
[0071]14吹掃氣體供應(yīng)管線
[0072]15多路閥
[0073]16冷凝器
[0074]17冷凝器
[0075]20根據(jù)本發(fā)明的裝置
[0076]30根據(jù)本發(fā)明的裝置
[0077]40根據(jù)本發(fā)明的裝置
[0078]50根據(jù)本發(fā)明的裝置
[0079]51空氣過濾器
[0080]52管線
[0081 ]53第二多路閥
[0082]54第一多路閥
[0083]55第三多路閥
【主權(quán)項】
1.用于吹掃燃料電池(I)的方法，其特征在于包括借助負壓抽吸吹掃氣體經(jīng)過燃料電池(I)的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在抽吸吹掃氣體期間，用于陰極氣體的輸送裝置(3)在正常輸送方向上運行。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，把被抽吸經(jīng)過燃料電池(I)的吹掃氣體通過燃料電池排氣出口(6)排出。4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，把被抽吸經(jīng)過燃料電池(I)的吹掃氣體通過第一旁通管線(7)輸送到燃料電池排氣出口(6)中。5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，通過燃料電池(I)的陰極氣體供應(yīng)管線(2)吸入吹掃氣體。6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在吹掃氣體被抽吸經(jīng)過燃料電池(I)之前首先通過燃料電池(I)的陰極氣體空氣過濾器(51)過濾該吹掃氣體。7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在抽吸吹掃氣體期間，在燃料電池(I)上游通過陰極氣體空氣過濾器(51)吸入吹掃氣體，此時不使該吹掃氣體穿流輸送裝置(3);并且，在抽吸吹掃氣體期間，輸送裝置(3)通過至少一條管線(52)與燃料電池排氣管線(5)這樣連接，使得輸送裝置(3)抽吸吹掃氣體經(jīng)過燃料電池。8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，把被抽吸經(jīng)過燃料電池(I)的吹掃氣體通過設(shè)置在燃料電池(I)陰極氣體供應(yīng)管線(2)中的吹掃氣體出口(9)排出。9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，通過設(shè)置在燃料電池(I)陰極氣體供應(yīng)管線(2)中的吹掃氣體供應(yīng)管線(14)或單獨的吹掃氣體供應(yīng)管線吸入吹掃氣體。10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，為了產(chǎn)生負壓，反轉(zhuǎn)燃料電池(I)中的輸送方向。11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，通過燃料電池排氣管線(5)、尤其是通過燃料電池排氣出口(6)吸入吹掃氣體。12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在關(guān)斷燃料電池后首先維持輸送方向幾秒、優(yōu)選I至10秒、尤其是2至5秒。13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在抽吸經(jīng)過燃料電池(I)之前從所述燃料電池排氣和/或吹掃氣體中將水冷凝析出。14.用于實施根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法的裝置，包括具有陰極氣體供應(yīng)管線(2)和燃料電池排氣管線(5)的燃料電池(I)，在陰極氣體供應(yīng)管線(2)中設(shè)有輸送裝置(3)、尤其是壓縮機，該輸送裝置設(shè)置用于在燃料電池(I)中產(chǎn)生負壓并且將吹掃氣體抽吸經(jīng)過燃料電池(I)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述輸送裝置是用于向燃料電池(I)供應(yīng)陰極氣體的輸送裝置(3)，該輸送裝置在抽吸吹掃氣體期間在正常輸送方向上運行。16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的裝置，還包括吹掃氣體供應(yīng)管線(14)和/或吹掃氣體出口(9)，所述吹掃氣體供應(yīng)管線和/或吹掃氣體出口設(shè)置在輸送裝置(3)和燃料電池(I)之間的陰極氣體供應(yīng)管線(2)中。17.根據(jù)權(quán)利要求14至16之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括第一旁通管線(7)和/或第二旁通管線(13)，第一旁通管線(7)連接燃料電池排氣管線(5)與輸送裝置(3)下游的陰極氣體供應(yīng)管線(2)，并且第二旁通管線(13)連接輸送裝置(3)下游的陰極氣體供應(yīng)管線(2)與輸送裝置(3)上游的陰極氣體供應(yīng)管線(2)。18.根據(jù)權(quán)利要求14至17之一所述的裝置，還包括多個多路閥，所述多路閥設(shè)置和構(gòu)造在陰極氣體供應(yīng)管線(2)中和/或燃料電池排氣管線(5)中，使得所述多路閥在燃料電池(I)正常運行期間將陰極氣體導(dǎo)向燃料電池(I)并且將燃料電池排氣排出燃料電池(I)并且在抽吸吹掃氣體期間將吹掃氣體從陰極空氣過濾器(20)導(dǎo)入燃料電池(I)中并且在燃料電池(I)下游將吹掃氣體輸送給輸送裝置(3)。19.根據(jù)權(quán)利要求14至18之一所述的裝置，還包括至少一個設(shè)置在燃料電池排氣管線(5)中的冷凝器(16、17)。
【文檔編號】H01M8/04GK105917509SQ201580004292
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年3月13日
【發(fā)明人】N·弗里施, J·施密德
【申請人】寶馬股份公司