Diagnose zum Feuchtezustand eines PEM Brennstoffzellen-Stacks

• Main Authors: Keller, Jens, Beer, Johannes
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 08.09.2022
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRICITY; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Feuchtezustands einer Membran (103) eines Brennstoffzellensystems (100) beschrieben. Ein optimaler Druckverlust zwischen einem Eingangsdruck (P1) von Luft und ein Ausgangsdruck (P2) in Abhängigkeit von einem Eingangsvolumenstrom (VL) bei einem optimalen Feuchtezustand der Membran (103) des Brennstoffzellensystems (100) und bei einer ausgetrockneten Membran (103) des Brennstoffzellensystems (100) werden bestimmt. Ferner wird ein Druckverlust zwischen dem Eingangsdruck dem Ausgangsdruck (P2) in Abhängigkeit von dem Eingangsvolumenstrom (VL) von Luft an dem Fluideingang (101) gemessen. Ein erster Referenzwert (R1) bestehend aus einer Differenz zwischen dem gemessenen Druckverlust und dem Trocken-Druckverlust (202) und ein zweiter Referenzwerts (R2) bestehend aus einer Differenz zwischen dem optimalen Druckverlust (201) und dem Trocken-Druckverlust (202) wird gebildet. Ferner wird ein Quotient aus dem ersten Referenzwert (R1) und dem zweiten Referenzwert (R2) gebildet, wobei der Quotient indikativ für einen Feuchtezustand der Membran (103) ist. The present invention describes a method for determining a state of moistness of a membrane (103) of a fuel-cell system (100). An optimum pressure loss between an input pressure (P1) of air and an output pressure (P2) in dependence on an input volumetric flow (VL) when there is an optimum state of moistness of the membrane (103) of the fuel-cell system (100) and when the membrane (103) of the fuel-cell system (100) is dried out is determined. Furthermore, a pressure loss between the input pressure and the output pressure (P2) in dependence on the input volumetric flow (VL) of air at the fluid input (101) is measured. A first reference value (R1), consisting of a difference between the measured pressure loss and the dry pressure loss (202), and a second reference value (R2), consisting of a difference between the optimum pressure loss (201) and the dry pressure loss (202), are formed. Furthermore, a quotient is formed from the first reference value (R1) and the second reference value (R2), with the quotient being indicative of a state of moistness of the membrane (103).