Patent DE-102013216844-B4 (DE)
Title: Brennstoffzellensystem-Aktivierungsverfahren und Brennstoffzellensystem
Inventor: FURUSAWA KOICHIRO
IPC: H01M8/04537
Filed: 2013-08-23
Granted: 2022-04-21
Abstract: Verfahren zum Aktivieren eines Brennstoffzellensystems (10), umfassend:eine Brennstoffzelle (11), die mit einer Anode (11A) zugeführtem Anodengas und einer Kathode (11B) zugeführtem Kathodengas elektrischen Strom erzeugt;einen Anodengasströmungsweg (44), der mit der Anode (11A) verbunden ist;eine Anodengaszuführvorrichtung (19, 20, 21), die dem Anodengasströmungsweg (44) das Anodengas zuführt;einen Anodengaszirkulationsströmungsweg (46) und eine Umwälzpumpe (22), die in der Lage sind, das Anodengas zur Anode (11A) umzuwälzen;einen Anodengasabführströmungsweg (45), der mit einer Auslassseite der Anode (11A) verbunden ist;ein Spülventil (23), das in der Lage ist, zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand des Anodengasabführströmungswegs (45) in Bezug auf die Außenseite des Brennstoffzellensystems umzuschalten,einen Kathodengasströmungsweg (41), der mit der Kathode (11B) verbunden ist;eine Kathodengaszuführvorrichtung (13, 15, 16), die dem Kathodengasströmungsweg (41) das Kathodengas zuführt;einen Kathodengasabführströmungsweg (42), der mit einer Auslassseite der Kathode (11B) der Brennstoffzelle (11) verbunden ist und von dem ein Bypassströmungsweg (43) mit einem Bypassventil (18) abzweigt, wodurch Kathodengas der Kathode (11B) der Brennstoffzelle (11) und, unter Umgehung der Kathode (11B), dem Kathodengasabführströmungsweg (42) zugeführt werden kann;ein Schließventil (15, 16) zum Schließen des Kathodengasströmungswegs (41) und des Kathodengasabführströmungswegs (42) vor Ausführung eines Aktivierungszeitstromerzeugungsmodus;eine Spannungserfassungsvorrichtung (34), die eine Spannung der Brennstoffzelle (11) erfasst;einen Schaltschütz (30), der zwischen einem verbundenen Zustand der Brennstoffzelle (11) mit einer elektrischen Last (M) und einem Abschaltzustand zwischen diesen umschaltbar ist; undeine Steuervorrichtung (32), die die Anodengaszuführvorrichtung (19, 20, 21) und die Kathodengaszuführvorrichtung (13, 15, 16) steuert,worinim Aktivierungszeitstromerzeugungsmodus der Brennstoffzelle (11) enthalten sind:ein erster Schritt (S01, S02, S03) zur Bestimmung, ob das Anodengas in dem Anodengasströmungsweg (44) vorhanden ist oder nicht;ein zweiter Schritt (S04), um den Schaltschütz (30) in den verbundenen Zustand zu bringen, wenn im ersten Schritt erfasst wird, dass das Anodengas in dem Anodengasströmungsweg (44) vorhanden (S01 JA) ist;ein dritter Schritt (S05) zum Antreiben der Umwälzpumpe (22) nach Ausführung des zweiten Schritts;ein vierter Schritt (S06, S08) zum Starten der Zufuhr des Anodengases zu dem Anodengasströmungsweg (44) und Öffnen des Spülventils (23) nach Ausführung des dritten Schritts, um die Anode (11A) zu spülen;ein fünfter Schritt (S09 JA) zum Schließen des Spülventils (23) nach der Spülung der Anode (11A) im vierten Schritt; ein sechster Schritt (S06) zum Zuführen des Kathodengases zu der Kathode (11B) durch den Kathodengasströmungsweg (41) bei geöffnetem Bypassventil (18), nachdem der fünfte Schritt ausgeführt worden ist, und Öffnen der Schließventile (15, 16); undein siebter Schritt (S12, S13, S14), um nach Ausführung des sechsten Schritts, wenn eine von der Spannungserfassungsvorrichtung (34) erfasste Spannung (VFC) der Brennstoffzelle (11) eine vorbestimmte Spannung erreicht, die elektrische Stromerzeugung der Brennstoffzelle (11) durchzuführen, während die elektrische Last (M) mit der Brennstoffzelle (11) verbunden ist und die Spannung (VFC) bei oder unterhalb der vorbestimmten Spannung gehalten wird,worin der Aktivierungszeitstromerzeugungsmodus nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer (S15) seit seinem Start abgeschaltet (S16) wird.