[發(fā)明專利]用于關(guān)閉燃料電池的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980110729.1
• 申請(qǐng)日: 2009-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN101981738A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯汀·里費(fèi)爾斯貝戈?duì)?/a>;托馬斯·施米特斯貝戈?duì)?/a>;西蒙·沃爾夫澤格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 弗羅紐斯國際有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04;H01M8/24
• 代理公司: 北京金思港知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴;馬如

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于關(guān)閉燃料電池的方法，所述燃料電池包括串聯(lián)連接的若干個(gè)電池，其中，在操作期間供應(yīng)至少兩種反應(yīng)氣體，并且在操作之后中斷至少一種反應(yīng)氣體的供應(yīng)，并且，通過經(jīng)由至少一個(gè)消耗器來耗散電池中由反應(yīng)氣體產(chǎn)生的電流，從而消耗至少一個(gè)電池中殘留的反應(yīng)氣體。

同樣，本發(fā)明涉及用于關(guān)閉燃料電池的設(shè)備，所述燃料電池包括串聯(lián)連接的若干個(gè)電池以及用于供應(yīng)至少兩種反應(yīng)氣體的連接線路，所述設(shè)備包括至少一個(gè)消耗器，用于耗散在操作之后由存在于每個(gè)電池中的反應(yīng)氣體產(chǎn)生的電流。

背景技術(shù)

由DE10059393A1已知，在操作燃料電池之后，除去反應(yīng)氣體的殘余物，反應(yīng)氣體通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流。這是通過與燃料電池平行連接的電阻器實(shí)現(xiàn)的。

DE102004034071A1涉及用于燃料電池系統(tǒng)的關(guān)閉方法，該方法例如可以用在電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的車輛中。當(dāng)關(guān)閉燃料電池系統(tǒng)時(shí)，反應(yīng)氣體的供應(yīng)，即，氫氣的供應(yīng)被中斷，并且剩余的殘余氣體被供應(yīng)至電力消耗器。

US5105142A1描述了一種用于燃料電池的放電電路，其中，在關(guān)閉燃料電池之后，由殘余氣體產(chǎn)生的電流經(jīng)由平行電阻器耗散，平行電阻器也可以是可變的。

這涉及以下缺點(diǎn)，即，當(dāng)殘余氣體在燃料電池的各個(gè)電池中不均勻分布的情況下，快速地并且有差別地消耗殘余氣體。結(jié)果，電流將會(huì)繼續(xù)流經(jīng)電池，直至所有的殘余氣體全部被消耗。因此，電流還會(huì)流經(jīng)其中的殘余氣體已經(jīng)被消耗完的電池。這會(huì)導(dǎo)致這些氣體被耗盡的電池上的電壓反相，進(jìn)而會(huì)對(duì)這些局部電池造成嚴(yán)重的損害。結(jié)果，燃料電池的效率和使用壽命會(huì)因此劣化。

因此，本發(fā)明的目的在于完全地并且可控地消耗在關(guān)閉燃料電池之后各個(gè)電池中剩余的反應(yīng)氣體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在方法方面的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：經(jīng)由每個(gè)電池至少一個(gè)開關(guān)元件，將至少一個(gè)消耗器與每個(gè)電池相連接，使得消耗器與每個(gè)電池形成單獨(dú)的電路，并且通過經(jīng)由至少一個(gè)消耗器來耗散至少一個(gè)電池中由殘留的反應(yīng)氣體產(chǎn)生的電流，從而消耗電池中殘留的反應(yīng)氣體。這提供了以下優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)電池中剩余的反應(yīng)氣體以可控的方式被消耗，而燃料電池的其他電池不被加載。由此，將能夠可靠地防止對(duì)電池有損害的電壓反相。同樣地，由此能夠加速燃料電池的關(guān)閉過程。這里重要的是，燃料電池的每個(gè)電池都與消耗器形成單獨(dú)的電路，各個(gè)電池中的剩余反應(yīng)氣體能夠經(jīng)由所述電路被消耗，而不會(huì)影響其他電池。

通過將至少一個(gè)消耗器連接至每個(gè)電池從而與每個(gè)單獨(dú)的電池形成單獨(dú)的電路，確保快速并且安全地消耗每個(gè)電池的反應(yīng)氣體。

以有利的方式，將消耗器逐步地一個(gè)接一個(gè)地連接至每個(gè)電池。這樣使得能夠以簡單的和成本有效的方式實(shí)施所述方法。

如果經(jīng)由每個(gè)電池至少一個(gè)開關(guān)元件將消耗器連接至每個(gè)電池，則將確保操作期間燃料電池不會(huì)被消耗器加載。

通過使用控制設(shè)備來控制開關(guān)元件，快速和自動(dòng)地實(shí)施所述方式將是可行的。

測量每個(gè)電池的電壓也將是有利的。這樣使得能夠?qū)嵤┧龇椒ǎ瑫r(shí)考慮所測量的電池電壓。

以有利的方式，在測量電池電壓期間，斷開至少一個(gè)消耗器，從而不影響所述測量。

根據(jù)本發(fā)明的另一特性特征，根據(jù)所測量的電池電壓，將消耗器逐步連接至各個(gè)電池。這樣使得能夠特別高效地關(guān)閉燃料電池，原因例如是首先消耗具有最高的電池電壓的電池的反應(yīng)氣體，然后，將具有次高電池電壓的電池連接至消耗器。還可以在操作燃料電池期間使用用于測量電池電壓的設(shè)備，從而測量電池電壓。有利地，提供測量設(shè)備，可以將測量設(shè)備借助相同的開關(guān)元件連接至電池，消耗器經(jīng)由所述開關(guān)元件連接至電池。這樣將提供成本有效的組件。

但是，本發(fā)明的目的也可以通過上述設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其中，至少一個(gè)消耗器可以經(jīng)由至少一個(gè)開關(guān)元件與每個(gè)單獨(dú)的電池連接在一起，從而使得能夠借助所述消耗器耗散由操作之后的每個(gè)電池中存在的反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的電流。

以有利的方式，消耗器可以經(jīng)由兩個(gè)歧管和至少一個(gè)開關(guān)元件與每個(gè)單獨(dú)的電池連接在一起。這樣將會(huì)提供非常高效的、簡單的并且成本有效的組件。

有利地，開關(guān)元件與控制設(shè)備連接在一起。因此，能夠自動(dòng)進(jìn)行關(guān)閉程序，并且在操作燃料電池期間斷開消耗器，使得燃料電池不會(huì)被消耗器加載。

有利地，構(gòu)造控制設(shè)備，用于將消耗器逐步地連接至每個(gè)電池。這樣使得單個(gè)消耗器能夠用于燃料電池堆的所有電池(例如，100個(gè))。

如果經(jīng)由開關(guān)元件將消耗器布置在歧管之間，則例如可以在操作燃料電池期間斷開消耗器。

以有利的方式設(shè)置用于測量電池電壓的設(shè)備。

所述測量設(shè)備可以經(jīng)由歧管與消耗器平行地連接在一起。