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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem, das durch
eine chemische Reaktion zwischen einem Brennstoffgas und einem Oxidationsgas
Elektrizität
erzeugt, und auf ein Steuerungsverfahren für dieses Brennstoffzellensystem.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf das Verbessern der
Betriebseffizienz eines Brennstoffzellensystems.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wasserstoffbrennstoffzellen
erzeugen Energie durch eine Reaktion zwischen Wasserstoffgas als das
Brennstoffgas und Sauerstoff als das Oxidationsgas. Der Betrieb
der Brennstoffzelle wird durch Zuführen des Wasserstoffgases zu
einer Wasserstoffelektrode (Anode) der Brennstoffzelle gestartet,
während
zu der Sauerstoffelektrode (Kathode) Sauerstoffgas zugeführt wird,
und wird durch Stoppen der Zufuhr des Wasserstoffgases und des Sauerstoffgases
zu der Brennstoffzelle gestoppt. Wenn der Betrieb der Brennstoffzelle
mit in der Brennstoffzelle verbleibendem Brennstoffgas und Oxidationsgas
gestoppt wird, verursacht eine Druckdifferenz, dass sich das Restgas
durch den Elektrolyt zwischen der Wasserstoffelektrode und der Sauerstoffelektrode
bewegt, wodurch eine chemische Reaktion erzeugt wird, die die Temperatur
auf ein Niveau erhöht,
bei dem der Elektrolyt beschädigt
werden kann (d.h., einen chemischen Kurzschluss). Aufgrund dessen
wird das Restgas innerhalb der Brennstoffzelle durch Zuführen eines
inerten Gases in die Brennstoffzelle gespült, während sie gestoppt ist. Wie
in der
JP-A-4-4570 offenbart
ist, wird dann, wenn sich die Brennstoffzelle in dem Bereitschaftszustand
befindet, in dem ihr Betrieb für
eine relativ kurze Zeitspanne gestoppt ist, während der von der Brennstoffzelle keine
Energie zu einer Last zugeführt
wird, damit fortgefahren, während
dieser Zeit kleine Mengen von Wasserstoffgas und Sauerstoffgas zu
der Brennstoffzelle zuzuführen,
um zu verhindern, dass sich Restgas durch den Elektrolyt in der
Brennstoffzelle bewegt.
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Wenn
jedoch bei gestoppter Brennstoffzelle unter Verwendung eines inerten
Gases Restgas gespült
wird, muss nicht nur die erforderliche Menge des inerten Gases im
Vorfeld gespeichert werden, sondern es muss ein Spülmechanismus
zum Spülen und
ein Tank getrennt von dem Brennstoffgas/Oxidationsgaszuführsystem
vorgehalten werden, was vom Gesichtspunkt der Verringerung der Größe sowie
der Herstellungskosten der Brennstoffzelle nicht wünschenswert
ist. Außerdem
nimmt bei einer Konstruktion, bei der kleine Mengen von Wasserstoffgas
und Sauerstoffgas kontinuierlich zu der Brennstoffzelle zugeführt werden
und die Gase innerhalb der Brennstoffzelle selbst dann zirkuliert
werden, wenn sie sich in dem Bereitschaftszustand befindet, die
Brennstoffverbrauchseffizienz infolge der Tatsache ab, dass Zusatzvorrichtungen,
etwa ein Kompressor, selbst dann betrieben werden, wenn zu einer
Last keine Energie zugeführt
wird. Dies ist zum Erhalten einer Einbau- bzw. fahrzeugeigenen Brennstoffzelle
und dergleichen nicht wünschenswert.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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In
Hinsicht auf die vorgenannten Probleme schafft diese Erfindung somit
ein Brennstoffzellensystem mit verbesserter Brennstoffverbrauchseffizienz,
das verhindert, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt, oder das
einen auftretenden chemischen Kurzschluss stoppt, und ein Steuerverfahren für dieses
Brennstoffzellensystem.
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Ein
erster Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem,
das versehen ist mit einer Brennstoffzelle, die durch eine chemische
Reaktion zwischen einem zu einer Anodenseite der Brennstoffzelle
zugeführten
Brennstoffgas und einem zu einer Kathodenseite der Brennstoffzelle
zugeführten
Oxidationsgas Elektrizität
erzeugt; einer Schätzeinrichtung
zum Schätzen,
ob eine Möglichkeit
besteht, dass in der Brennstoffzelle ein chemischer Kurzschluss
auftritt, wenn die Zufuhr des Brennstoffgases und des Oxidationsgases
zu der Brennstoffzelle gestoppt ist; und einer Spüleinrichtung
zum Zuführen
eines Spülgases
zu der Kathodenseite, wenn abgeschätzt wurde, dass eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt.
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Gemäß diesem
Aufbau wird geschätzt,
ob eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt, wenn der Betrieb
der Brennstoffzelle gestoppt ist. Wenn eine Möglichkeit besteht, dass ein chemischer
Kurzschluss auftritt, wird für
eine kurze Zeitspanne Spülgas
(etwa eine geringe Menge von Luft) zugeführt, um von der Anodenseite
zu der Kathodenseite entwichenes Wasserstoffgas zu der Außenseite
der Brennstoffzelle auszulassen. Als ein Ergebnis ist es möglich, zu
verhindern, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt, oder einen
auftretenden chemischen Kurzschluss zu stoppen. Da zudem die Betriebszeit
der Spüleinrichtung
kurz ist, ist der zum Spülen
erforderliche Energieverbrauch niedrig. Die Verwendung von Luft
als das Spülgas
macht es möglich,
dass als die Spüleinrichtung
ein normalerweise vorgesehener Luftkompressor verwendet wird. Ferner
ist es durch Betrieb dieses Luftkompressors bei niedriger Geschwindigkeit
möglich,
eine kleine oder extrem kleine Menge von Luft zu erhalten, wodurch der
Energieverlust vom Spülen
weiter reduziert wird.
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Ein
zweiter Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem,
das versehen ist mit einer Brennstoffzelle, die durch eine chemische
Reaktion zwischen einem zu einer Anodenseite der Brennstoffzelle
zugeführten
Brennstoffgas und einer Kathodenseite der Brennstoffzelle zugeführten Oxidationsgas
Elektrizität
erzeugt; einer Gasdruckerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Gasdrucks
des Brennstoffgases an der Anodenseite der Brennstoffzelle; einer
Sperreinrichtung zum Absperren der Anodenseite der Brennstoffzelle,
wenn die Zufuhr des Brennstoffgases und des Oxidationsgases zu der
Brennstoffzelle gestoppt ist; und einer Spüleinrichtung zum Spülen von
Restgas an der Kathodenseite durch Zuführen eines Spülgases zu
der Kathodenseite, wenn der Gasdruckabnahmebetrag des Brennstoffgases,
das an der Anodenseite dadurch gedichtet ist, dass die Anodenseite
durch die Sperreinrichtung abgesperrt ist, größer als ein Bezugswert ist.
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Gemäß diesem
Aufbau wird aus dem Abnahmebetrag in dem gedichteten Brennstoffgas
abgeschätzt,
ob eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt. Wenn eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt, wird für eine kurze
Zeit ein Spülgas
(etwa eine geringe Menge von Luft) zugeführt, um Wasserstoffgas, das von
der Anodenseite zu der Kathodenseite entwichen ist, zu der Außenseite
der Brennstoffzelle auszulassen. Als ein Ergebnis ist es möglich zu
verhindern, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt, oder einen
auftretenden Kurzschluss zu stoppen. Da zudem die Betriebszeit der
Spüleinrichtung
auch kurz ist, ist der zum Spülen
erforderliche Energieverbrauch gering. Die Verwendung von Luft als
das Spülgas
ermöglicht
die Verwendung eines normalerweise in dem Brennstoffzellensystem
vorgesehenen Luftkompressors als die Spüleinrichtung. Ferner ist es
durch Betrieb dieses Luftkompressors bei einer geringen Geschwindigkeit
möglich,
eine kleine oder extrem kleine Menge von Luft zu erhalten, wodurch der
Energieverlust vom Spülen
weiter reduziert wird.
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Ein
dritter Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem,
das versehen ist mit einer Brennstoffzelle, die durch eine chemischen
Reaktion zwischen einem zu einer Anodenseite der Brennstoffzelle
zugeführten
Brennstoffgas und einem zu einer Kathodenseite der Brennstoffzelle
zugeführten
Oxidationsgas Elektrizität
erzeugt; einer Konzentrationserfassungseinrichtung zum Erfassen
einer Gaskonzentration des Oxidationsgases an der Kathodenseite;
und einer Spüleinrichtung
zum Spülen
von Restgas an der Kathodenseite durch Zuführen eines Spülgases zu
der Kathodenseite, wenn die Gaskonzentration des an der Kathodenseite
der Brennstoffzelle verbleibenden Oxidationsgases unterhalb eines
Bezugswerts fällt,
wenn die Zufuhr des Brennstoffgases und des Oxidationsgases zu der Brennstoffzelle
gestoppt ist.
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Gemäß diesem
Aufbau wird aus einer Abnahme der Gaskonzentration des restlichen
Oxidationsgases abgeschätzt,
ob eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt. Wenn eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt, wird für eine kurze
Zeit ein Spülgas (etwa
eine geringe Menge von Luft) zugeführt, um das von der Anodenseite
zu der Kathodenseite entwichene Wasserstoffgas zu der Außenseite
der Brennstoffzelle auszulassen. Als ein Ergebnis ist es möglich zu
verhindern, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt, oder einen
auftretenden chemischen Kurzschluss zu stoppen. Da zudem die Betriebszeit der
Spüleinrichtung
auch kurz ist, ist der zum Spülen erforderliche
Energieverbrauch gering. Die Verwendung von Luft als das Spülgas ermöglicht es,
dass ein normalerweise vorgesehener Luftkompressor als die Spüleinrichtung
verwendet wird. Ferner ist es durch Betreiben dieses Luftkompressors
bei einer niedrigen Geschwindigkeit möglich, eine kleine oder extrem
kleine Menge von Luft zu erhalten, wodurch der Energieverlust vom
Spülen
weiter reduziert wird.
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Ein
vierter Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren
für ein
Brennstoffzellensystem, das mit einer Brennstoffzelle ausgestattet
ist, die durch eine chemische Reaktion zwischen einem zu einer Anodenseite
der Brennstoffzelle zugeführten
Brennstoffgas und einem zu einer Kathodenseite der Brennstoffzelle
zugeführten
Oxidationsgas Elektrizität
erzeugt. Dieses Steuerverfahren schätzt ab, ob eine Möglichkeit
besteht, dass in der Brennstoffzelle ein chemischer Kurzschluss
auftritt, wenn die Zufuhr des Brennstoffgases und des Oxidationsgases
zu der Brennstoffzelle gestoppt ist, und führt ein Spülgas zu der Kathodenseite zu,
wenn abgeschätzt
wurde, dass eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt. Die Abschätzung darüber, ob
eine Möglichkeit
besteht, dass der chemische Kurzschluss auftritt, wird durch Überwachen beispielsweise
einer Abnahmetendenz des Drucks des an der Anodenseite gedichteten
Brennstoffgases oder einer Abnahme der Konzentration des Oxidationsgases
an der Kathodenseite oder dergleichen durchgeführt.
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Bevorzugterweise
ist das Brennstoffgas Wasserstoffgas, das Oxidationsgas ist Luft,
und das Spülgas
ist eine kleine (oder extrem kleine) Menge von Luft. Eine kleine
Menge in diesem Fall bezieht sich auf eine Menge, die verglichen
zu einer während dem
normalen Betrieb zugeführten
Menge klein ist und die von dem spezifischen Aufbau des Systems abhängig ist.
Beispielsweise kann sie eine Menge sein, die größer als der stoichiometrische
Wert von 0 und gleich wie oder kleiner als 1 ist.
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Bevorzugterweise
wird, wenn bereits einmal bestimmt wurde, dass ein Brennstoffgasleck
vorhanden ist, eine Bestimmung ein zweites Mal durchgeführt, um
sicher zu gehen, dass das Ergebnis der ersten Bestimmung nicht falsch
war. Somit wird die Genauigkeit der Bestimmung erhöht, was
es möglich macht,
Probleme wie etwa eine fehlerhafte Erfassung von einem Drucksensor
beispielsweise infolge von EMI (einer elektromagnetischen Störbeeinflussung)
zu vermeiden.
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Das
Stoppen des Betriebs der Brennstoffzelle beinhaltet bevorzugterweise
den Stoppbetrieb der Brennstoffzelle in einem periodischen Betriebszustand.
Ein periodischer Betrieb bezieht sich auf einen Betriebsmodus der
Brennstoffzelle, in dem der Betrieb der Brennstoffzelle stoppt,
wenn eine Last an der Brennstoffzelle niedrig wird (in welchem Fall
die Brennstoffverbrauchseffizienz abnimmt) und stattdessen Elektrizität von einer
durch die Brennstoffzelle aufgeladenen Sekundärbatterie zugeführt wird,
bis es nötig
wird, die Brennstoffzelle wieder zu betreiben. Der periodische Betrieb
macht es möglich,
die Brennstoffzelle mit einer guten Brennstoffverbrauchseffizienz
zu verwenden, wodurch die Betriebseffizienz der Brennstoffzelle
verbessert wird. Wenn die Brennstoffzelle periodisch betrieben wird,
wird die Zeitspanne, während
der der Betrieb der Brennstoffzelle gestoppt ist, dazu verwendet,
um zu bestimmen, ob beispielsweise ein Wasserstoffleck vorhanden
ist. Man ist nicht darauf beschränkt,
dass während
dem die Brennstoffzelle gestoppt ist, die zu der Last zugeführte Energie
von der Sekundärbatterie
zugeführt
wird. Alternativ kann sie von einem Kondensator mit großer Kapazität oder einer
kommerziellen Energiequelle oder dergleichen zugeführt werden.
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Da
die Möglichkeit
eines chemischen Kurzschlusses bestimmt wird und ein Spülen durchgeführt wird,
wird ein Luftkompressor oder dergleichen nur zu dem notwendigen
Ausmaß betrieben,
um zu verhindern, dass der chemische Kurzschluss oder dergleichen
auftritt, oder um einen chemischen Kurzschluss oder dergleichen,
der gerade auftritt, zu stoppen. Dementsprechend wird ein unnötiger Energieverbrauch
durch den unnötigen
Antrieb des Luftkompressors oder dergleichen minimiert, wodurch
die Brennstoffverbrauchseffizienz verbessert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend erwähnten
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in
denen gleiche Bezugszeichen zur Wiedergabe gleicher Elemente verwendet werden,
und in denen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ein
Ablaufdiagramm eines ersten Bestimmungsbeispiels für einen
chemischen Kurzschluss zeigt;
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3 ein
Ablaufdiagramm eines zweiten Bestimmungsbeispiels für einen
chemischen Kurzschluss zeigt;
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4 ein
Ablaufdiagramm einer Gegenmaßnahme
für einen
chemischen Kurzschluss zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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6 ein
Ablaufdiagramm eines dritten Bestimmungsbeispiels für einen
chemischen Kurzschluss zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung wird eine Bestimmung darüber gemacht, ob in der Brennstoffzelle
ein chemischer Kurzschluss auftritt, während die Brennstoffzelle gestoppt
ist, beispielsweise, während
die Brennstoffzelle während
einem periodischen Betrieb gestoppt ist, oder während sie zwangsweise gestoppt
ist. Beispielsweise wird auf Grundlage des Ausmaßes einer Leckage von in der
Brennstoffzelle gedichteten Wasserstoffgases (d.h., Brennstoffgases)
oder einer Abnahme der Konzentration des Sauerstoffgases (d.h., des
Oxidationsgases) in der in der Brennstoffzelle verbleibenden Luft
bestimmt, ob eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt. Um eine fehlerhafte
Bestimmung eines Wasserstoffgaslecks zu verhindern, nachdem einmal
eine Bestimmung durchgeführt
wurde, dass ein Leck vorhanden ist, wird die Bestimmung nochmals
durchgeführt.
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Wenn
einmal festgestellt wurde, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit eines
auftretenden chemischen Kurzschlusses besteht, wird eine kleine
Menge (oder eine extrem kleine Menge) von Luft als ein Spülgas in
die Kathodenseite der Brennstoffzelle zugeführt, so dass der entwichene
Wasserstoff zusammen mit der Restluft aus der Brennstoffzelle ausgelassen
(gespült)
wird. Durch Steuern des Motors des Luftkompressors auf Ein und Aus
(PWM-Steuerung) wird
der Motor bei einer geringeren Drehzahl als normal betrieben, was
es möglich
macht, die extrem kleine Menge von Luft zu dem Luftkompressor zuzuführen. Wenn
beispielsweise der Motor des Luftkompressors bei einer minimal stabilen
Drehzahl betrieben wird, kann eine Luftmenge, die normalerweise 350
[NL/min] beträgt,
auf 20 bis 80 [NL/min] reduziert werden.
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Wenn
das Spülen
unter Verwendung von Luft durchgeführt wird, ist es möglich, sowohl
das Auftreten eines chemischen Kurzschlusses zu verhindern als auch
einen auftretenden Kurzschluss zu stoppen und eine thermische Ermüdung einer
MEA (einer Membranelektrodenbaugruppe) infolge der erzeugten Wärme zu verhindern.
Es ist zudem möglich, eine
Abnahme der Spannung infolge einer Verzögerung der Zufuhr des Sauerstoffgases
beim nächsten Starten
zu verhindern.
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Um
die Möglichkeit
eines Wasserstoffgaslecks bei festen Intervallen zu bestimmen, wie
dies vorstehend beschrieben ist, kann die Brennstoffzelle auch gestoppt
werden, wenn die Last an der Brennstoffzelle gleich wie oder kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist, und zwar ungeachtet dessen, ob sich
die Brennstoffzelle in einem periodischen Betriebszustand befindet.
In diesem Fall kann die erforderliche Energie von einer Sekundärbatterie
bereitgestellt werden.
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Eine
erste beispielhafte Ausführungsform der
Erfindung ist in 1 gezeigt. In dieser beispielhaften
Ausführungsform
wird der Anodengasdruck bei gestopptem Betrieb der Brennstoffzelle überwacht
und es wird auf Grundlage dessen, ob in dem Anodengasdruck eine
Abnahme vorhanden ist, abgeschätzt,
ob eine Möglichkeit
besteht, dass ein Brennstoffgas zu der Kathodenseite entweicht oder dass
ein chemischer Kurzschluss auftritt. Wenn eine Möglichkeit besteht, dass ein
chemischer Kurzschluss auftritt, wird eine geringe Menge von Gas (Luft)
zu der Brennstoffzelle zugeführt,
um das Restgas zu spülen,
um zu verhindern, dass der chemische Kurzschluss auftritt, oder
um einen auftretenden chemischen Kurzschluss zu stoppen. Zudem wird
die Brennstoffeffizienz so gut wie möglich verbessert, indem der
Luftkompressor lediglich dann betrieben wird, wenn es nötig ist,
die geringe Menge von Gas zu der Brennstoffzelle zuzuführen.
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Wie
in der Zeichnung gezeigt ist, wird Luft (Außenluft) als das Oxidationsgas über einen
Luftzuführdurchlass 71 zu
einem Luftzuführeinlass
einer Brennstoffzelle 20 zugeführt. In diesem Luftzuführdurchlass 71 sind
ein Luftfilter 11, der feine Partikel von der Luft entfernt,
ein Kompressor 12, der die Luft komprimiert, ein Drucksensor 51,
der den Zuführluftdruck
erfasst, und ein Befeuchter 13, der eine erforderliche
Menge von Feuchtigkeit zu der Luft hinzufügt, vorgesehen. Der Kompressor 12 und
ein Steuerprogramm für
eine Steuereinrichtung 50, die später beschrieben wird, können als
eine Spüleinrichtung betrachtet
werden. Ein Luftkompressor, der in der Lage ist, eine geringe Menge
von Gas zuzuführen, kann
zudem separat als eine Spüleinrichtung
vorgesehen sein. Zudem ist in dem Luftfilter 11 ein Luftmassenmesser
vorgesehen, um die Luftmassenströmung
zu erfassen.
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Von
der Brennstoffzelle 20 abgegebenes Luftabgas wird durch
einen Auslassdurchlass 72 zu der Außenseite ausgelassen. Der Auslassdurchlass 72 hat
einen Drucksensor 52, der den Auslassdruck erfasst, ein
Druckregelventil 12 und einen Wärmetauscher des Befeuchters 13.
Das Druckregelventil (Druckverringerungsventil) 14 funktioniert
als ein Druckregler, der den Druck (Luftdruck) der zu der Brennstoffzelle 20 zugeführten Luft
einstellt. Nicht gezeigte Erfassungssignale von den Drucksensoren 51 und 52 werden
zu der Steuereinrichtung 50 geschickt. Dann setzt die Steuereinrichtung 50 den
Zuführluftdruck
und die Zuführluftmenge
durch Regeln des Kompressors 12 und des Druckregelventils 14.
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Dann
wird von einer Wasserstoffzuführquelle 31 Wasserstoffgas
als das Brennstoffgas über
einen Brennstoffzuführdurchlass 75 zu
dem Wasserstoffzuführeinlass
der Brennstoffzelle 20 zugeführt. In diesen Brennstoffzuführdurchlass 75 sind
ein Drucksensor 54, der einen Druck der Wasserstoffzuführquelle erfasst,
ein Wasserstoffregelventil 32, das den Zuführdruck
des zu der Brennstoffzelle 20 zugeführten Wasserstoffgases regelt, ein
Absperrventil 41, ein Entlastungsventil 39, das
sich öffnet,
wenn in dem Brennstoffzuführdurchlass 75 ein
abnormaler Druck herrscht, ein Absperrventil 33 und ein
Drucksensor 55, der den Einlassdruck des Wasserstoffgases
erfasst, vorgesehen. Der Drucksensor 55 kann als eine Gasdruckerfassungseinrichtung
betrachtet werden. Nicht gezeigte Erfassungssignale von den Drucksensoren 54 und 55 werden
zu der Steuereinrichtung 50 zugeführt.
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Durch
die Brennstoffzelle 20 nicht verbrauchtes Wasserstoffgas
wird zu einem Wasserstoffzirkulationsdurchlass 76 als Wasserstoffabgas
ausgelassen, das zu der stromabwärtigen
Seite des Absperrventils 41 des Brennstoffzuführdurchlasses 75 rückgeführt wird.
In dem Wasserstoffzirkulationsdurchlass 76 sind ein Temperatursensor 63,
der eine Temperatur des Wasserstoffabgases erfasst, ein Absperrventil 34,
das das Wasserstoffabgas auslässt, ein
Gas/Flüssigkeitstrenner 35,
der die Feuchtigkeit von dem Wasserstoffabgas wiedergewinnt, ein
Ablassventil 36, das das wiedergewonnene Wasser in einen
nicht gezeigten Tank wiedergewinnt, eine Wasserstoffpumpe 37,
die das Wasserstoffabgas mit Druck beaufschlagt, und ein Rückströmungsverhinderungsventil 40 vorgesehen.
Die Absperrventile 33 und 34 können als Sperreinrichtungen
zum Absperren der Anodenseite der Brennstoffzelle betrachtet werden.
Ein nicht gezeigtes Erfassungssignal des Temperatursensors 63 wird
zu der Steuereinrichtung 50 zugeführt. Der Betrieb der Wasserstoffpumpe 37 wird
durch die Steuereinrichtung 50 gesteuert. Das Wasserstoffabgas
wird mit dem Wasserstoffgas in dem Brennstoffzuführdurchlass 75 vereint,
wo es zu der Brennstoffzelle 20 zugeführt und wiederverwendet wird.
Das Rückströmverhinderungsventil 40 verhindert,
dass das Wasserstoffgas in dem Brennstoffzuführdurchlass 75 zu
dem Wasserstoffzirkulationsdurchlass 76 zurückströmt.
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Der
Wasserstoffzirkulationsdurchlass 76 ist mittels eines Abführströmungsdurchlass 77 über ein Abführventil 38 an
dem Abgasdurchlass 72 angeschlossen. Das Abführventil 38 ist
ein elektromagnetisches Absperrventil, das in Antwort auf einen
Befehl der Steuereinrichtung 50 betrieben wird, um Wasserstoffabgas
zu der Außenseite
zu entlassen (abzuführen).
Das periodische Durchführen
dieses Abführbetriebs
macht es möglich,
einen Anstieg der Konzenteration von Unreinheiten in dem Wasserstoffgas
an der Brennstoffelektrodenseite infolge einer wiederholten Zirkulation
des Wasserstoffabgases zu verhindern und daher zu verhindern, dass
die Zellenspannung abfällt.
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Ferner
ist an einem Kühlmitteleinlass/-auslass
der Brennstoffzelle 20 ein Kühlmitteldurchlass 74 vorgesehen,
durch den Kühlmittel
zirkuliert wird. In diesem Kühlmitteldurchlass 74 sind
ein Temperatursensor 61, der die Temperatur des von der
Brennstoffzelle 20 ausgelassenen Kühlmittels erfasst, ein Radiator
(Wärmetauscher) 21,
der die Wärme
von dem Kühlmittel
zu der Außenseite
abstrahlt, eine Pumpe 22, die das Kühlmittel druckbeaufschlagt
und zirkuliert, und ein Temperatursensor 62 vorgesehen, der
die Temperatur des zu der Brennstoffzelle 20 zugeführten Kühlmittels
erfasst.
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Die
Steuereinrichtung 50 empfängt die durch ein nicht gezeigtes
Beschleunigersignal des Fahrzeugs und dergleichen angezeigte erforderliche
Last ebenso wie eine Steuerinformation von den verschiedenen Sensoren
des Brennstoffzellensystems und dergleichen, und steuert den Betrieb
der verschiedenen Ventile und Motoren und dergleichen dementsprechend.
Die Steuereinheit 50 ist ein Steuercomputersystem, das
nicht gezeigt ist. Dieses Steuercomputersystem kann ein verfügbares System
sein, das wohl bekannt ist.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte
Ablaufdiagramm der Betrieb der Steuereinrichtung 50 beschrieben.
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Die
Steuereinrichtung 50 ist ein Steuercomputer, wie vorstehend
beschrieben ist, und führt
eine Steuerung des Betriebs der verschiedenen Teile des Brennstoffzellensystems
in Übereinstimmung
mit einem nicht gezeigten Steuerprogramm aus.
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Als
erstes stoppt die Steuereinrichtung 50 den Betrieb der
Brennstoffzelle 20, wenn die an der Brennstoffzelle 20 anliegende
Last gering ist (in welchem Fall die Energieerzeugungseffizienz
der Brennstoffzelle 20 niedrig ist) und führt Energie
von der Sekundärbatterie 100 zu.
Zudem betreibt die Steuereinrichtung 50 die Brennstoffzelle 20 wenn
der Ladezustand (SOC) der Sekundärbatterie 100 niedrig
ist, um sowohl Energie zu der Last zuzuführen als auch die Sekundärbatterie 100 zu
laden. Wenn das Aufladen der Sekundärbatterie 100 vollendet
ist, stoppt die Brennstoffzelle 20 ihren Betrieb und die
Sekundärbatterie 100 wird
zum Zuführen
von Energie zu der Last verwendet. Die Steuereinrichtung 50 wiederholt diese
Art des periodischen Betriebs, wann immer die an der Brennstoffzelle 20 anliegende
Last niedrig ist.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, arbeitet die Steuereinrichtung 50 selbst
dann, wenn die Brennstoffzelle 20 in dem periodischen Betriebsmodus
arbeitet. Dann, wenn die Brennstoffzelle 20 gestoppt ist und
die Energie durch die Sekundärbatterie 100 zugeführt wird,
wird ein in 2 gezeigtes, einen chemischen
Kurzschluss bestimmendes Programm ausgeübt, das ein separates Programm
(Schritt S20) bei einem vorbestimmten Zyklus unterbricht oder wenn ein
bestimmtes Ereignis eintritt.
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Zuerst
stoppt die Steuereinrichtung 50 die Hilfsvorrichtungen,
etwa den Luftkompressor 12, die Wasserstoffpumpe 37 und
das Absperrventil 41 und stoppt die Zufuhr des Wasserstoffgases
und der Luft (Schritt S22). Die Steuereinrichtung 50 betreibt
zudem die Absperrventile 33 und 34, um die Wasserstoffgasströmungsdurchlässe 75 und 76 von
der Brennstoffzelle 20 abzusperren, wodurch das Wasserstoffgas
in der Brennstoffzelle 20 gedichtet wird (Schritt S24).
Schritt S24 und beide Absperrventile 33 und 34 können als
die Dichtungseinrichtung betrachtet werden. Nachdem eine vorbestimmte
Zeitspanne t0 verstrichen ist (Schritt S26), während der die Druckschwankung
infolge des Absperrens der Zufuhr von Wasserstoffgas abklingt, wird
von der Ausgabe eines Druckmessers 55 ein anodenseitiger
Wasserstoffgasdruck P1 gelesen (Schritt S28). Dann wird, nachdem
eine vorbestimmte Zeitspanne t1 verstrichen ist (Schritt S30), die
zum Bestimmen darüber geeignet
ist, ob eine Durchschreitungsleckage des Wasserstoffgases vorhanden
ist, ein anodenseitiger Wasserstoffgasdruck P2 von der Ausgabe des Druckmessers 55 gelesen
(Schritt S32). Dann wird ein Abnahmebetrag ΔP = P1 – P2 des Wasserstoffgasdrucks
während
der Bestimmungszeitspanne t1 berechnet (Schritt S34).
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Dann
wird bestimmt, ob dieser Abnahmebetrag ΔP größer als ein erster Bestimmungsbezugswert
Ps der Durchschreitungsleckage ist, der auf Grundlage von Versuchsergebnissen
oder Berechnungsausdrücken
oder dergleichen erhalten wird (Schritt S36). Falls der Abnahmebetrag ΔP des Wasserstoffgasdrucks
den ersten Bestimmungsbezugswert Ps nicht überschreitet, wird bestimmt,
dass eine geringe Bewegung (Leckage) von Wasserstoffgas zu der Seite
der Wasserstoffgaskathode (Oxidationselektrode) vorhanden ist (d.h.,
NEIN in Schritt S36). In diesem Fall wird ein Leckagemerker 1 auf
AUS zurückgesetzt
(Schritt S40), da kein Problem infolge einer Durchschreitungsleckage
eingetreten ist, und das Bestimmungsprogramm endet und das separate Programm,
das unterbrochen wurde, fährt
von dort fort, wo es angehalten wurde (Schritt S42). Falls andererseits
der Abnahmebetrag ΔP
den ersten Bestimmungsbezugswert Ps überschreitet, bestimmt die
Steuereinrichtung 50, dass die Bewegung (die Leckage) von
Wasserstoffgas zu der Seite der Wasserstoffgaskathode (Oxidationselektrode)
groß ist (d.h.,
JA in Schritt S36). In diesem Fall wird der Leckagemerker 1 auf
EIN gestellt, was die Möglichkeit eines
Wasserstofflecks anzeigt (Schritt S38). Das Bestimmungsprogramm
endet dann und das separate Programm, das unterbrochen wurde, fährt von
da fort, wo es angehalten wurde (Schritt S42).
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Wenn
der Leckagemerker 1 auf EIN gestellt ist (Schritt S38),
kann die Steuereinrichtung 50 ein zweites Programm zum
Bestimmen eines chemischen Kurzschlusses (Schritt S50) ausführen, um eine
genauere Bestimmung zu machen. Als ein Ergebnis ist es möglich, zu
bestätigen,
dass eine positive Bestimmung nicht das Ergebnis eines Ausgabefehlers
des Druckmessers 55 beispielsweise infolge von EMI (elektromagnetischer
Störbeeinflussung)
ist.
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Als
erstes öffnet
die Steuereinrichtung 50 zum nochmaligen Messen des Wasserstoffgaslecks die
Absperrventile 33 und 41 und führt Wasserstoffgas zu der Anodenseite
der Brennstoffzelle 20 zu, bis der Druck einen zum Messen
des Lecks geeigneten Druck erreicht (Schritt S52). Als nächstes schließt die Steuereinrichtung 50 die
Absperrventile 33, 34 und 41, um so das
Wasserstoffgas innerhalb der Brennstoffzelle 20 zu dichten.
Nachdem bestätigt
wird, dass die Zeit t0, während
der sich die Gasdruckschwankung infolge des Absperrens der Zufuhr
des Wasserstoffgases stabilisiert hat, verstrichen ist (S56), liest
die Steuereinrichtung 50 die Ausgabe P3 des Druckmessers 55 (Schritt
S58). Dann, nachdem eine Bestimmungszeitspanne t2 verstrichen ist (Schritt
S60), die zum Bestimmen darüber
geeignet ist, ob ein Durchschreitungsleck des Wasserstoffgases vorhanden
ist, liest die Steuereinrichtung 50 den anodenseitigen
Wasserstoffgasdruck P4 der Ausgabe des Druckmessers 55 (Schritt
S52). Die Bestimmungszeitspanne t2 ist länger als die Bestimmungszeitspanne
t1 eingestellt. Dann wird ein Abnahmebetrag ΔP = P3 – P4 des Wasserstoffgasdrucks
während
der Bestimmungszeitspanne t2 berechnet (Schritt S64).
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Dann
wird bestimmt, ob dieser Abnahmebetrag ΔP größer als ein zweiter Bestimmungsbezugswert
Pt der Durchschreitungsleckage ist, der auf Grundlage von Versuchsergebnissen
oder Berechnungsausdrücken
oder dergleichen erhalten wird. Der zweite Bestimmungsbezugswert
Pt ist auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der erste Bezugsbestimmungswert
Ps ist, so dass die Möglichkeit
eines Lecks genauer bestimmt werden kann (Schritt S66).
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Falls
der Abnahmebetrag ΔP
des Wasserstoffgasdrucks den zweiten Bestimmungsbezugswert Pt nicht überschreitet,
wird bestimmt, dass eine kleine Bewegung (Leck) von Wasserstoffgas
zu der Seite der Wasserstoffgaskathode (Oxidationselektrode) vorhanden
ist (d.h., NEIN in Schritt S66). In diesem Fall wird bestimmt, dass
die Wahrscheinlichkeit eines aus einer Durchschreitungsleckage auftretenden
Problems niedrig ist, so dass ein Leckagemerker 2 auf AUS
zurückgestellt
wird (Schritt S70) und das Bestimmungsprogramm endet und das separate
Programm, das unterbrochen wurde, fährt von dort fort, wo es angehalten
wurde (Schritt S72).
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Falls
andererseits der Abnahmebetrag ΔP den
zweiten Bestimmungsbezugswert Pt nicht überschreitet, ist eine Bewegung
(ein Leck) von Wasserstoffgas zu der Seite der Wasserstoffgaskathode (Oxidationselektrode)
vorhanden, so dass die Steuereinrichtung 50 als ein Ergebnis
bestimmt, dass es höchstwahrscheinlich
ist, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt (d.h., JA in Schritt
S66). In diesem Fall wird der Leckagemerker 2 auf EIN gestellt,
was eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Wasserstoffgaslecks anzeigt
(Schritt S68). Das Bestimmungsprogramm endet dann und das separate
Programm, das unterbrochen wurde, fährt von dort fort, wo es angehalten wurde
(Schritt S72).
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Wenn
der Leckagemerker 2 auf EIN gestellt ist, kann die Steuereinrichtung 50 den
Betreiber des Brennstoffzellenfahrzeugs oder eine Person, die mit dem
Brennstoffzellensystem befasst ist, warnen, indem ein nicht gezeigter
Wasserstoffleckwarnanzeiger eingeschaltet wird und/oder ein Alarm
erklingen gelassen wird.
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Ferner
kann die Steuereinrichtung 50 eine Funktion (Schritt S100),
etwa die in 4 gezeigte Funktion haben, um
einen durch eine direkte Reaktion zwischen dem Wasserstoffgas und
Sauerstoffgas verursachten chemischen Kurzschluss zu verhindern oder
zu stoppen und kann diese Funktion in Antwort auf den eingeschalteten
Leckagemerker 2 ausführen.
Das Zuführen
einer extrem geringen Luftmenge zu der Kathodenseite lässt jegliches
verbliebenes Wasserstoffgas, das von der Anodenseite zu der Kathodenseite
entwichen ist, zu der Außenseite
aus.
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Wenn
der Leckagemerker 2 auf EIN gestellt ist (d.h. JA in Schritt
S102), dann startet die Steuereinheit 50 einen in dem nicht
gezeigten Computersystem aufgenommenen Zeitgeber. Dieser Zeitgeber setzt
die Betriebszeit des Luftkompressors (Schritt S104). Die Steuereinrichtung 50 betätigt den
Luftkompressor 20 bei einer geringen Geschwindigkeit, um
eine extrem geringe Menge von Luft (eine noch kleinere Menge als
die, die zugeführt
wird, wenn die Brennstoffzelle in einem Leerlaufzustand Energie
erzeugt) zu der Kathodenseite zuzuführen. Als ein Ergebnis wird
jegliches an der Kathodenseite verbliebenes Wasserstoffgas ausgelassen,
wodurch die durch den chemischen Kurzschluss erzeugte Wärme gekühlt wird,
wobei ein Schaden an der MEA (Membranelektrolytbaugruppe) reduziert
wird. Ferner werden durch den chemischen Kurzschluss erzeugte Wassertropfen,
die an der MEA angehaftet haben, gelöst, wodurch der Katalysator
aktiviert wird (Schritt S106). Hier ist eine Menge der durch den
Luftkompressor 12 zugeführte
Luft beispielsweise 1/4 bis 1/10 der normalen Menge, was außerhalb
des normalen Betriebsbereichs des Luftkompressors 12 liegt.
Daher wird die Drehzahl des Motors des Luftkompressors 12 beispielsweise
durch eine PWM-(relative Einschaltdauer-)Steuerung so festgelegt,
dass der Motor bei einer niedrigen Drehzahl arbeitet, was es möglich macht,
die extrem geringe Menge von erforderlicher Luft zuzuführen.
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Wenn
der Luftkompressor 12 verwendet wird, der in der Lage ist,
eine große
Menge von Luft zuzuführen,
ist die niedrigste Drehzahl immer noch hoch, was bedeutet, dass
mehr Luft als nötig
zu der Kathode zugeführt
wird, wodurch die Effizienz verringert wird. Daher kann zusätzlich zu
dem Luftkompressor 12 ein separater Luftkompressor mit
geringer Kapazität
vorgesehen sein und dieser Luftkompressor kann verwendet werden.
Schritte S36, S66 und S106 können
als die Spüleinrichtung
betrachtet werden.
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Als
nächstes
bestätigt
die Steuereinrichtung 50 den Ausgabemerker des Zeitgebers
(Schritt S108). Wenn eine vorbestimmte Zeitspanne nicht verstrichen
ist (d.h., unterbrochen ist) (d.h., NEIN in Schritt S108), wird
damit fortgefahren, den Luftkompressor 12 bei einer niedrigen
Drehzahl zu betreiben. Die Steuereinrichtung 50 betreibt
den Luftkompressor 12 für
die vorbestimmte Zeitspanne und lässt das restliche Wasserstoffgas
in der Brennstoffzelle 20 aus (Schritte S106 bis S108).
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Wenn
die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist (d.h., JA in Schritt
S108) wird der Luftkompressor 12 oder der separat vorgesehene
Luftkompressor mit geringer Kapazität gestoppt (Schritt S110).
Dann kehrt die Steuereinrichtung 50 zu dem ursprünglichen
Steuerprogramm zurück
(Schritt S112). Der Leckagemerker, der veranlasst hat, dass die
chemischer Kurzschluss-Gegenmaßnahmeroutine
ausgeübt
wird, kann auf AUS zurückgestellt
werden, nachdem diese Routine endet.
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Falls
der Leckagemerker in der nächsten
Bestimmung eines Kurzschlusses wieder auf EIN gestellt wird, wird
die chemischer Kurzschluss-Gegenmaßnahmeroutine wieder ausgeführt. Wenn
dies kontinuierlich wiederholt wird, kann es jedoch eine Anormalität in der
Brennstoffzelle 20 anzeigen, so dass eine separate Anormalitätsroutine
ausgeübt würde.
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Zudem
wird in der ersten beispielhaften Ausführungsform das Auftreten eines
chemischen Kurzschlusses zuverlässiger
durch die beiden in 2 und 3 gezeigten
Bestimmungen bestimmt. Alternativ kann die chemischer Kurzschluss-Gegenmaßnahmeroutine
(5) jedoch dann ausgeführt werden, nachdem ein chemischer
Kurzschluss lediglich durch die in 2 gezeigte
erste Bestimmung eines chemischen Kurzschlusses bestimmt wurde.
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Eine
zweite beispielhafte Ausführungsform der
Erfindung ist in 5 gezeigt. Jene Teile von 5,
die den Teilen von 1 entsprechen, werden durch
die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird
ausgelassen.
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In
der zweiten beispielhaften Ausführungsform
wird die Sauerstoffkonzentration in dem von der Brennstoffzelle 20 ausgelassenen
Luftabgas erfasst und es wird bestimmt, ob eine Möglichkeit
besteht, dass ein chemischer Kurzschluss auftritt. Daher ist in dem
Auslassdurchlass 72 in der Nähe des Luftausstoßauslasses
der Brennstoffzelle 20 ein Sauerstoffkonzentrationssensor 53 vorgesehen,
wie in 2 gezeigt ist. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 53 erfasst
die Konzentration von restlichem Sauerstoff in dem Luftabgas und
sendet das Erfassungssignal zu der Steuereinrichtung 50.
Der weitere Aufbau ist der gleiche wie jener, der in 1 gezeigt
ist.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte
Ablaufdiagramm der Betrieb der Steuereinrichtung 50 beschrieben.
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Als
erstes stoppt die Steuereinrichtung 50 den Betrieb der
Brennstoffzelle 20 dann, wenn die an der Brennstoffzelle 20 anliegende
Last niedrig ist (in welchem Fall die Energieerzeugungseffizienz
der Brennstoffzelle 20 niedrig ist) und führt Energie
von der Sekundärbatterie 100 zu.
Wenn der Ladezustand (SOC) der Sekundärbatterie 100 niedrig
ist, betreibt die Steuereinrichtung 50 zudem die Brennstoffzelle 20,
um sowohl Energie zu der Last zuzuführen als auch die Sekundärbatterie 100 zu
laden. Wenn das Laden der Sekundärbatterie
vollendet ist, stoppt die Brennstoffzelle 20 ihren Betrieb
und die Sekundärbatterie 100 wird
zum Zuführen
von Energie zu der Last verwendet. Die Steuereinrichtung 50 wiederholt diese
Art von periodischem Betrieb des Brennstoffzelle 20, wann
immer die an der Brennstoffzelle 20 anliegende Last niedrig
ist.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, arbeitet die Steuereinrichtung 50 selbst
dann, wenn die Brennstoffzelle 20 in dem periodischen Betriebsmodus
betrieben wird. Dann, wenn die Brennstoffzelle 20 gestoppt
ist und Energie durch die Sekundärbatterie 100 zugeführt wird,
wird ein in 6 gezeigtes chemischer Kurzschluss-Bestimmungsprogramm
bei vorbestimmten Zyklen oder wenn ein bestimmtes Ereignis eintritt
ausgeführt
(Schritt S80). Während
dem periodischen Betrieb der Brennstoffzelle 20 stoppt die
Steuereinrichtung 50 die Hilfsvorrichtungen, etwa den Luftkompressor 20 und
die Wasserstoffpumpe 37, und sie stoppt die Erzeugung von Energie
in der Brennstoffzelle 20, wie dies vorstehend beschrieben ist.
In diesem Fall ist die Konzentration des restlichen Sauerstoffgases
an der Kathodenseite der Brennstoffzelle 20 konstant. Jedoch
wird infolge des von der Anodenseite zu der Kathodenseite der MEA
entweichenden Wasserstoffgases oder infolge eines als Ergebnis einer
solchen Leckage auftretenden chemischen Kurzschlusses Sauerstoffgas
konsumiert. Als ein Ergebnis nimmt die Sauerstoffgaskonzentration in
der an der Kathodenseite verbleibenden Luft ab. Die Steuereinrichtung 50 erfasst
die Sauerstoffgaskonzentration in der Restluft von der Ausgabe des Sauerstoffkonzentrationssensors 53 (Schritt
S82).
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Dann
wird bestimmt, ob diese Sauerstoffgaskonzentration geringer als
ein Bezugswert K ist, der durch Versuch oder einen Berechnungsausdruck oder
dergleichen im Vorfeld erhalten wird (Schritt S84). Falls die Sauerstoffgaskonzentration
unterhalb des Bezugswerts K liegt (d.h., JA in Schritt S84), dann
wird bestimmt, dass eine (gute) Möglichkeit besteht, dass ein
chemischer Kurzschluss auftritt, so dass ein Leckagemerker 3 auf
EIN gesetzt wird (Schritt S86). Wenn andererseits die Sauerstoffgaskonzentration
größer als
der Bezugswert K ist (d.h., NEIN in Schritt S84), dann bestimmt
die Steuereinrichtung 50, dass kein Wasserstoffgasleck
vorhanden ist und stellt den Leckagemerker 3 auf AUS zurück (Schritt
S88). Nachdem der Leckagemerker 3 gesetzt oder zurückgestellt
wurde, endet die Steuereinrichtung 50 diese Bestimmungsroutine
und kehrt zu dem ursprünglichen
Steuerprogramm zurück.
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Die
chemischer Kurzschluss-Gegenmaßnahmeroutine
(siehe 4) wird in Antwort auf die Ergebnisse dieser chemischer
Kurzschluss-Bestimmung ausgeübt.
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Anstelle
die Sauerstoffgaskonzentration mit Hilfe des Sauerstoffkonzentrationssensors 53 zu
erfassen, wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die Menge des
konsumierten Sauerstoffgases durch die Steuereinrichtung 50 aus
der Druckabnahme in dem Wasserstoffgas an der Anode berechnet (abgeschätzt) werden,
wie dies in der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben ist
und die Luft kann an der Kathodenseite gespült werden, wenn das Sauerstoffgas
um einen vorbestimmten Betrag abnimmt.
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Auf
diese Weise macht es das Zuführen
einer geringen Menge von Luft zu der Brennstoffzelle 20 dann,
wenn es wahrscheinlich ist (oder wenn die Wahrscheinlichkeit hoch
ist), dass während
dem periodischen Betrieb der Brennstoffzelle 20 ein chemischer
Kurzschluss auftritt, möglich,
das Auftreten eines chemischen Kurzschlusses zu verhindern oder einen
gerade auftretenden chemischen Kurzschluss zu stoppen, während lediglich
der Luftkompressor 12 zu dem notwendigen Ausmaß verwendet
wird, was es möglich
macht, die Energieeffizienz zu verbessern.
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Zusammenfassung
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Ein
Brennstoffzellensystem ist versehen mit einer Brennstoffzelle (20),
die durch eine chemische Reaktion zwischen einem zu einer Anodenseite
der Brennstoffzelle zugeführten
Brennstoffgas und einem zu einer Kathodenseite der Brennstoffzelle
zugeführten
Oxidationsgas Elektrizität
erzeugt; mit einer Abschätzeinrichtung
(50) zum Abschätzen,
ob eine Möglichkeit
besteht, dass in der Brennstoffzelle ein chemischer Kurzschluss
auftritt, wenn die Zufuhr des Brennstoffgases und des Oxidationsgases
zu der Brennstoffzelle gestoppt ist; und mit einer Spüleinrichtung
(12) zum Zuführen
eines Spülgases
zu der Kathodenseite, wenn abgeschätzt wurde, dass eine Möglichkeit
besteht, dass der chemische Kurzschluss auftritt.