VERFAHREN ZUM ANFAHREN EINES BRENNSTOFFZELLENSYSTEMS SO WIE EIN BRENNSTOFFZELLENSYSTEM

• Main Authors: Reiser, Carl A, Sribnik, Frederick
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 16.01.2020
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTINGELECTRIC POWER; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER; ELECTRICITY; GENERATION; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY

Verfahren zum Anfahren eines Brennstoffzellensystems, wenn mindestens ein Teil des Systems bei einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts ist, wobei das Brennstoffzellensystem einen Kühlmittelakkumulator (28) und einen Stapel (19) von benachbarten PEM-Brennstoffzellen mit (a) Kühlmittel-Strömungskanälen in Fluidverbindung mit dem Kühlmittel-Akkumulator (28) und mit (b) Brennstoff- und Oxidationsmittel-Reaktantengas-Strömungsfeldern hat, gekennzeichnet durch:Übertragen von direkt von den Brennstoffzellen stammender Energie in Form von Abwärme, wenn diese durch die Brennstoffzellen in den Oxidationsmittel-Reaktantengas-Strömungsfeldern erzeugt wird, auf das Kühlmittel (27) in dem Kühlmittel-Akkumulator (28), um somit Eis in dem Kühlmittel-Akkumulator (28) zu schmelzen, durch Strömen-Lassen von Einlass-Oxidationsmittel-Reaktantengas (75) von einer Quelle durch Passagen in einem Wärmetauscher (70), welcher in einem Raum (72) über und In Fluidverbindung (73) mit dem Kühlmittel-Akkumulator (28) angeordnet ist; undStrömen-Lassen von Abgas von dem Oxidationsmittel-Reaktantengas-Strömungsfeld durch den Raum, wobei das Einlass-Oxidationsmittel-Reaktantergas damit den Wärmetauscher (70) kühlt und Wasser aus dem Oxidationsmittel-Reaktantengas-Abgas kondensiert, wobei das kondensierte Wasser dann in den Kühlmittel-Akkumulator (28) strömt, um Kühlmittel (27) darin zu schmelzen. A PEM fuel cell system ( 19 ) has a multifunction oxidant manifold ( 98 ) disposed contiguously beneath a fuel cell stack ( 20 ), serving as coolant accumulator ( 28 ). An electric heater ( 45 ) is powered by the fuel cell electrical output ( 47, 51 ) during frozen startup. Auxiliary pump ( 54 ) and conduits ( 55, 57, 58 ) forces water ( 28 ) above oxidant pressure in upper coolant manifold ( 41 ), into the oxidant flow fields to be warmed before flowing from the oxidant exhaust to the accumulator to melt additional ice. Alternatively, melted coolant is forced by oxidant pressure into coolant channels for heating. Conduit ( 61 ) conducts coolant from the coolant flow fields to the accumulator. A condensing heat exchanger ( 65 ) embedded in accumulator coolant receives oxidant exhaust. A condensing heat exchanger ( 70 ) has cold inlet air ( 75 ) and warm moist oxidant exhaust ( 72 ) on opposite sides, condensing liquid into the accumulator. Melting of coolant may be started by a heater ( 45 ) powered by a battery ( 80 ) or by circulating externally heated ( 83 ) glycol.