具有配量單元的燃料電池設備的製作方法

2023-04-30 04:06:26 1

專利名稱：具有配量單元的燃料電池設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求l的前述部分的帶有燃料電池單元的
燃料電池設備，其中設置有用於給至少一個電極的物質量(Stoffmenge) 進行配量的配量單元。
背景技術：
在對於汽車、輪船或類似工具以及作為能量中心的備選的驅動概念 下，現今燃料電池支持的系統首先引起了強烈的關注。這種系統通常包 括PEM-燃料電池(PEM:質子交換膜)，其經常以氫氣和空氣作為栽 能體來驅動。此外，已經使用有其它燃料電池系統，
一方面氫氣被罐裝，並且被儲存在汽車中。另一方面例如氫氣在前 置的重整器級中由燃料例如甲醇、甲烷、柴油根據需求直接"車載(onboard) "生產， 並被相應地消耗。
因此在這種燃料電池系統中，大量的物質流必須被靈活地並且仍然 非常精確地進行配量。這不僅適用於液態成分，例如水、燃料，並且也 適用於氣態介質，例如空氣、氫氣或諸如此類。
為了減少由於泵或壓縮機的運行而引起的壓力波動，已知例如在物 質線路中兩個被串聯的調節閥。然而相應地被串聯的閥門不適合在較寬 的、需要的功率範圍內對由燃料電池或燃料電池反應堆所要求的物質量 的動態變化進行配量，或者使陽極物質流的壓力自動跟蹤陰極物質流的 壓力。
在大量的燃料電池系統中，尤其是在PEM燃料電池中，仍然有必 要確保陽極壓力不斷匹配於陰極壓力，用於可靠地防止損傷相對對壓力 敏感的薄膜。相應的壓力匹配應該是儘可能地同時或幾乎同時的，即壓 力匹配應該在大約200ms的時間內進行。否則薄膜可能被不可逆地損 害。
汽車應用以非常高的動力為特徵，尤其是在超車過程中或諸如此類 時，在這種汽車應用中，相應的壓力匹配是要求非常高的。
在示例實施中，例如為了對燃料電池系統的氬氣進行定量，使用了被並聯的噴氣閥(Gaseinblasventil)，即所謂的氫氣注射器(Hydrogen Gaslnjector, HGI)。該噴氣閥通過電子控制器來控制，該電子控制器 測取陰極側和陽極側的壓力，從而儘管由於燃料電池的不斷消耗，在允 許的壓差內在燃料電池反應堆的陽極側上被調節出和陰極側上相同的 壓力等級。只要陽極側的壓力被保持為和陰極側上相同的水平，就自動 確保足夠的氫氣被供應，因為這種消耗通過質子穿越燃料電池薄膜在確 定的界限內自動地匹配於要求的需求。然而此處不利的是必須有大約4至6個單個的噴氣閥，用於滿足 最大消耗量和系統必需的、對於例如約75kW的典型的燃料電池汽車應 用的動力。在更高的功率時，需要相應更多的噴氣閥。因此大量的噴氣 閥的控制是相對昂貴的。此外的缺點在於在最大物質量或在完全打開的狀態下，相應的噴 氣閥需要約IA的電流.這一方面導致了在多個閥門情況下，必須有相 應昂貴的控制器，並且另一方面導致存在有相對高的配量的自身消耗， 或相對高的所謂寄生功率。本發明的任務和優勢由此出發，本發明的任務在於，提供一種具有燃料電池單元的燃料 電池設備，其中設置有用於對至少一個電極的物質量進行配量的配量單 元，並且其中所述配量單元包括至少兩個並聯連接的配量元件(16、 17)， 這種燃料電池設備簡化了對待配量的物質量的控制，並且尤其實現了對 待配量的物質量相對靈敏和/或相對快的控制，或者具有儘可能小的自身 消耗。尤其是這種系統必要時也是有診斷能力的，即在燃料電池反應堆 中，對系統不利的或起有害作用的壓力比的形成能夠被識別為故障。由開頭所述類型的燃料電池設備，該任務通過權利要求l的特徵來 完成。通過在從屬權利要求中提及的措施，實現本發明的有利實施和改 進方案。相應地，根據本發明的燃料電池設備的特徵在於第一配量元件被 構造為用於控制第二配量元件的通流橫截面的控制元件。藉助於本發明，尤其有利的是筒化了對待配量的物質量的控制， 並且尤其可以用特別小的電能消耗或電功率來控制物質量。這尤其可以 在待配量的物質量的整個範圍上實現。與現有技術相比，這導致在根據
本發明進行配量時更有利地節省電能。
此外根據本發明，可以有利地充分使第一配量元件的待配量的物質 量尤其精確地或者以較小的公差進行配量。因此藉助於第一配量元件， 總的待配量的物質量得以精確地控制。相應地待配量的物質量可以被精 確地調整。
有利的是，第一配量元件具有相對小的可通流的物質量，而第二配 量元件具有相對大的的可通流的物質量。為此，例如在本發明的變型方 案中，第一配量元件被加載比第二配量元件的壓力更小的壓力。由此可 以實現一种放大原理，從而燃料電池單元的物質量可以不僅較快地、而 且能夠以相對較大的範圍進行配量。這正好在具有相對較高動力性的汽 車應用中被認為是特別有利的。
此外可以考慮，除了根據本發明的控制和/或耦聯，還在第一配量元 件和第二配量元件之間設置電子控制和/或耦聯。例如電子控制單元可以
控制或改變第一和/或第二配量元件的通流橫截面，和/或使通流的或待 配量的物質量匹配於燃料電池單元的需求。
有利的是，在第一配量元件和第二配量元件之間設置有用於耦聯至 少兩個配量元件的運行的氣動的耦合裝置。由此可以實現兩個通流橫截 面和由此兩個待配量的分物質量的有利的相關性。對於氣動的耦合裝 置，特別有利的是為此所述控制不需要其他電能。
此外對於氣動的耦合裝置，另一方面的優點在於對於通常為流 體、尤其是氣體的物質，所述耦聯能夠以協同方式藉助於待配量的物質 或燃料實現。由此根據本發明的轉化既在結構方面也在在控制技術方面 有利地被簡化了。
在本發明的優選實施方式中，第一配量元件的最大通流橫截面比第 二配量元件的最大通流橫截面小了數倍。例如第一配量元件的最大通流 橫截面比第二配量元件的最大通流橫截面小了大約3、 10、 IOO或IOOO 倍。
藉助於配量元件的不同大小的最大通流橫截面，可以正好或僅僅在 與配量元件的並聯連接的組合中尤其實現可以在待配量的體積物質流 的大的範圍內對於可配量的物質量轉化非常高的動力。與現有技術相 比，首先在汽車應用中這是更顯著的有點。
例如在高功率範圍內或在最大體積物質流範圍內，燃料電池單元的
所需的需求基本上由具有相對較大的最大通流橫截面的第二配量元件 來滿足。必要時第一配量元件可以給燃料電池單元配量出額外的物質 量。然而也可以考慮，在燃料電池單元的最大需求時，第一配量元件不 提供或提供很少量的待配量的物質量。此外根據本發明可以實現可以在物質量的特別大的範圍上轉化物 質量的較精確的配量。例如較大的、可變的通流橫截面對於通流的物質 量通常具有較大的公差。與此相反，較小的、可變的通流橫截面對於通 流的物質量或體積流通常具有較小的公差。根據本發明，通過通流兩個配量元件的、被共同地供應給燃料電池 單元的電極的物質量的互相作用和/或相加，可以在整個範圍上忽略物質 量或體積物質流的總體較小的公差。藉助於第一配量元件的小公差，可 以以有利的方式平衡第二配量元件的相對大的公差。相應地，與現有技 術相比，配量的精確度在可配量的物質量的整個範圍上，明顯地被改善在本發明的優選的實施方式中，耦合裝置包括至少兩個用隔板相互隔開的壓力腔a例如該壓力腔是兩個配量元件所在的、平行的物質支路(Stoffzweige)或線路的部分。有利的是隔板被構造為可調節的，尤其是可推動的。由此可以例如 把一個壓力腔的壓力波動以有利的方式氣動地傳輸到另一個壓力腔中。有利的是隔板被構造為氣缸中的活塞或類似構件。優選隔板被構造為特別柔韌和/或可膨脹的薄膜。藉助於本發明的這 種變型方案，可以實現兩個配量元件的特別簡單和功能上的氣動耦聯。 優選薄膜被構造為至少可以垂直於薄膜面進行調節。在本發明的特別改進方案中，隔板的調節、尤其是垂直於隔板平面 或薄膜平面的調節，改變了配量元件之一的通流橫截面，尤其是第二配 量元件的通流橫截面。藉助於該措施，可以以特別精巧的方式實現兩個 配量元件的氣動耦聯，並且尤其可以實現藉助於第一配量元件來控制第 二配量元件的通流橫截面。有利的是設置有至少一個復位裝置，例如彈簧、重量塊或類似物， 其以有利的方式實現將隔板調節或復位到靜止狀態下。由此確保了，例 如設定耦合裝置或配量單元的確定的初始狀態。例如在配量單元或耦合 裝置的初始狀態或靜止狀態中，設定配量元件的完全閉合，優選是第二
配量元件的完全閉合。優選復位單元同相應的配量元件或閥門的閥體尤 其機械地耦合或連接，從而閥體停在相應的閥座上或者完全閉合相應的 閥門的通流橫截面。
構造為閥門的配量元件可以特別具有被構造為錐形的、球狀的或類 形狀的閥體。另一方面也可以考慮一種膜片，其實現了通流橫截面的改 變。
有利的是，在一個配量元件中並且平行於另一個配量元件設置有至
少一個用於改變壓力的節流元件。由此以有利的方式確保在這個線路 中或在相應的壓力腔中的壓力，可以被如此有利地建立或減小，使得配 量單元對給燃料電池單元配量的物質量的整個範圍的有利匹配是可調 節的。為此尤其可以以有利的方式調節系統的動力和/或最大壓力值。
在本發明的有利的變型方案中，設置有至少一個用於控制第一和/ 或第二配量元件的控制單元.必要時可以轉化氣動的控制單元，其被構 造為例如氣動的比較單元，用於陰極壓力和陽極壓力的比較。例如藉助 於可變的調整元件，其不僅和燃料電池單元的陰極、而且和陽極氣動地 連接，實現陰極壓力和陽極壓力的比較和/或配量元件的控制。優選設置 有用於控制配量元件的電子控制單元.
在本發明的優選的改進方案中，設置有至少一個用於測取陰極壓力 的第一壓力傳感器和至少一個用於測取陽極壓力的第二壓力傳感器。優
選壓力傳感器產生電信號，並且把該電信號傳送到電子比較單元和/或控 制單元。
也存在壓差傳感器，其測量AP-Pa-Pk,通過用於測取pa的壓力 傳感器和AP-傳感器，可以同樣有利地實現本發明。
有利的是，控制單元被構造為用於比較陰極壓力和陽極壓力。 在本發明的特別的實施方式中，陰極壓力被構造為控制單元的指令 變量。這意味著，陽極壓力根據陰極壓力被調整。陰極壓力被測量或根 據壓縮機尺寸和節流元件進行估計。該壓力被用作調節陽極壓力的額定值。
優選至少第一配量元件被構造為噴氣閥。在實踐中表明，恰恰是被 構造為噴氣閥的第一配量元件證明是特別有效的，該第一配量元件優選 有利地控制第二配量元件。
必要時節流元件被構造為噴氣閥。優選相應被構造為節流元件的噴
氣閥在不通電的狀態下處於打開。實施例在附圖中示出了本發明的實施例，並且根據附圖在下面對其進行詳 細說明。附圖詳細地示出

圖1 根據本發明的燃料電池設備的示意方框圖和圖2 根據本發明的第二個燃料電池設備的示意方框圖。在圖1中， 一方面給然料電池反應堆1提供了用於陽極3的氫氣2，另一方面提供了用於陰極5的空氣4。空氣4藉助於壓縮機6被壓縮，並且接著藉助於加溼器7被用水溼潤，從而使得燃料電池反應堆l的薄膜8—方面不會幹燥，並且另一方面不會太潮溼。燃料電池反應堆l具有出口 9，在其上設置有用於調節流出量或用 於產生滯止壓力的節流閥10。在燃料電池反應堆1的陽極側上設置有閥 門11，其在正常運行時被閉合，並且例如用於衝洗陽極3時被打開。後 者尤其是用於衝洗積累在陽極側上的氮等.在該實施變型中，氫氣2被儲存在高壓罐12中，其可以藉助於截止 閥13被關閉。例如氫氣2以350巴或700巴被儲存在高壓罐12中。替 代高壓罐12，罐12也可以被構造為低壓罐，例如構造為金屬氫化物存 儲器或者氫氣重整的中間存儲器等等。優選設置有用於降低高壓罐12的存儲壓力的減壓器14。在氫氣2 的流動方向上，在減壓器14之後存在預壓Pv。從節點15開始，氫氣2 一方面被輸往第一配量元件16，而另一方面被輸往第二配量元件17。 配量元件16被構造為例如帶有開/關功能的分配閥或所謂的HGI16(氫 氣注射器)。配量元件17被構造為例如帶有閥體18、尤其是錐形閥體 18的閥17,所述閥體關閉或打開閥座19。兩個閥16和17被包括在結構單元20中，該結構單元被構造為減壓 閥20。結構單元20包括兩個被薄膜21隔開的腔Id和K2，在其中存在 相應的壓力Pi和P2。薄膜21同閥體18機械地耦聯，從而薄膜21的偏 轉、尤其是垂直於薄膜面時，引起閥座19的調節或者閉合和/或打開。此外在腔Id中設置有彈簧22，其一方面壓向結構單元20的殼體，
而另一方面壓向薄膜21。因此彈簧22使得閥17預緊，從而閥17在平 衡壓力時、即在p^p2時被關閉。薄膜21例如通過結構單元20的兩個
半殼體的巻邊被可靠地並且儘可能壓力密封地固定。
在腔K2後的流動方向上設置有流出節流閥23 (Abstroemventil)。 在腔Id和流出節流閥23後的流動方向中設置有第二節點24，從而流動 線路25被連接成並聯於流動線路26。在流動線路25中，設置有配量元 件16、腔K2以及流出節流閥23，而在流動線路26中設置有閥17、彈 簧22和腔Kl配量元件16和流出節流閥23在流動線路25中串聯連接。 兩個流動線路25、 26通過兩個節點15、 24被確定。
此外在陰極線路或空氣線路中，設置有用於測取陰極壓力PK的壓 力傳感器27，而在陽極線路或氫氣線路中，設置有用於測取陽極壓力 Pa的侍感器28。藉助於控制單元29或電子控制設備，兩個傳感器27、 28在控制技術上連接。控制單元29被構造為用於比較兩個壓力Pk和
Pa的，其中PK被用作PA的指令變量。
此外，控制單元29在控制技術上與配量元件16或HGI 16連接， 從而配量元件16的通流橫截面或待配量的氫氣2的量被控制單元29控 制。通過HGI 16的待配量的氫氣2的量，在腔K2中的壓力p2被確定。 壓力p2的改變和/或壓力pi的改變引起薄膜21的相應偏轉，從而閥座19 的閥17的通流橫截面發生改變，或通過HGI 16被控制。相應地閥16 和閥17被氣動地耦聯。
在圖2中示出的實施例中，不同於在圖l中所示，設置有第二噴氣 閥30或第二HG130，來代替根據圖1的流出節流閥23。優選根據圖2 的第二HGI30在不通電的狀態下是打開的，
有利的是控制單元29藉助於指令變量PK如此地調節陽極壓力PA， 使得Pa基本上相當於Pk。為此配量元件16或HGI16以有利的方式通 過相應的壓力罐來控制。
HGI16的通流橫截面遠遠地小於閥座19或閥17的通流橫截面。基 於此，尤其是流過流動線路26的燃料流量明顯大於流過流動線路25的 燃料流量。
HGI 16的特徵是對於流過流動線路25的物質量的高精確度或良好 的配量性能，從而腔K2中的壓力p2可以被非常精確地調整。相應地， 薄膜21的偏轉可以被精確的調整，由此流過流動線路26的相對大的氫
氣2的物質量可以被相對精確地調整。此外，通過藉助於流動線路25 的相對小的物質量來觸發流動線路26的相對大的物質量，這種布置或 結構單元20起到放大器或倍增器(Multiplizierer )的作用。
當腔Id和K2的壓差、即AP = P2-Pt等於彈性力除以薄膜有效面積 加上由於壓差APv -Pv-Pi而作用在閥體lS上的力時，薄膜21處於力 平衡。彈性力由彈簧22產生。
閥17被如此地設置，使得它在這種平衡狀態下被打開或正好打開， 並且根據釋放的閥門開口橫截面通過腔Id給燃料電池反應堆1輸送氫 氣2'
腔K2由減壓器14通過HGI16被供給氫氣2，接著氬氣通過流出節 流閥23流往燃料電池反應堆1的陽極側。通過對流出節流閥23有利地 確定尺寸或匹配/校準，可以通過HGI 16的觸發的脈衝比(Taktver-haeltnis)，即通過流入到腔K2中的量，至少在一定的限度內調整腔K2 內的壓力P2。 HGI16和流出節流閥23—起形成分壓線路，在該分壓線 路中，HGI 16和節流閥23之間的壓力P2、即在腔K2內的壓力P2取決 於通流的氫氣量。
在平衡狀態下，於是根據上述關係也得出腔內的壓力Pl這意 味著，通過脈衝比，壓力P!或陽極壓力PA發生改變，其中P，基本上相 當於PA。控制單元29如此有利地編程，使得它尋求通過改變HGI 16 的脈衝比使壓力PA匹配於額定壓力PK,
接下來通過對平衡位置的故障進行描述來詳細說明調節特性。
情況A ) 陰極側的額定壓力Pk升高這時壓力Pi小於額定壓力 PK。控制單元29使HGI16較大地進行脈衝，使得P2升高。在腔K2中 更高的壓力P2下，薄膜21被如此偏移，使得閥體18打開或釋放更大的 截面。這時更多的氫氣2流入到腔Id內並且Pi升高，直至再次調整到
平衡狀態為止，即直至Pi或PA-PK為止。
情況B ) 陰極側的額定壓力Pk降低這時壓力P!大於額定壓力 PK。控制單元29使HGI16較小地進行脈衝或完全閉合，使得P2降低。 通過腔K2內的低壓力P2，薄膜21被如此地偏移，使得閥體18釋放更 小的開口橫截面或完全閉合。自此在腔Ki內流入更少的氫氣2，並且Pt 降低，直至再次調整到平衡狀態為止。
情況C ) 被燃料電池反應堆l消耗的氫氣量升高壓力Pi首先降
低，因為不再有足夠量的氫氣2通過閥16續流入，以滿足燃料電池反 應堆1的消耗。通過腔Ki內的低壓力Pn薄膜21被如此地偏移，使得 閥體18釋放更大的截面。這時更多氫氣2流入到腔內，並且Pi升高， 直至再次調整到平衡狀態為止。該過程還被這樣地加速也按照上述情 況A)使HGI16進行脈衝，這使薄膜21移動到相同的方向。情況D ) 被燃料電池反應堆1消耗的量降低壓力P,升高，因為 更多量的氫氣2通過閥17續流入，多於被燃料電池反應堆1所消耗的 量。通過腔Id內的更高的壓力P!,薄膜21被如此地偏移，使得閥體18 釋放更小的開口橫截面或完全閉合。這時更少量的或完全沒有氫氣2流 入到腔Ka內，並且Pi降低，直至再次調整到平衡狀態為止。該過程還 被這樣地加速按照上述情況B )使HGI16減小脈衝或者HGI完全閉 合，這使薄膜21移動到相同的方向。情況E)被燃料電池反應堆1所消耗的量處於通過HGI16而被吹 入的量的範圍內壓差P2-P,小於彈性力，從而彈簧22關閉閥17或閥 座19。在閥17閉合時，這種調節還僅僅通過由控制單元29脈衝地觸發 HGI16來進行，從而PA被調節到額定值PK。這意味著，流動線路26 被完全閉合，並且僅僅允許流動線路25流過氫氣2。情況F)被燃料電池反應堆消耗的量等於零，例如在停止情況下 控制單元29沒有觸發HGI16,因此沒有氳氣續流到腔K2內。通過節流 閥23，腔I^和K2內的壓力Pt和P2平衡。這意味著，壓差P2-Pi等於 零，並且這時在薄膜21上只是彈簧22的彈性力起作用。這時該彈性力 關閉閥17並且保持其閉合，直至燃料電池反應堆1再次需要氫氣2為 止。如果預壓Pv大於待調節的最大陽極壓力PA，原則上是有利的，所 述預壓Pv存在於減壓閥20或結構單元20的出口上，並且不但在閥17 前、也在HGI16的進氣處。通常Pv處於大約4至15巴的範圍內，並且 Pk或Pa大約在1至約3巴的範圍內。閥座19的閥座面積應該小於薄膜有效面積，它有利地應該明顯更 小。尤其是通過閥17釋放的最大面積應該足夠的大，從而在最小預壓 Pv和最大壓力時，可以在燃料電池反應堆l中確保要求的最大消耗量和 必需的調節動力。流出節流閥23的截面應該與由HGI16最大釋放的截面以有利的方
式如此地協調，使得HGI 16和節流閥23的分壓器線路通過HGI 16的 脈衝比可以有利地起動燃料電池反應堆1中出現的整個壓力範圍。閥座19或閥體18可以具有任意的幾何形狀。例如可以是球閥座或 平閥座、縫隙式閥(Schlitzventil)和其他形式。薄膜21可以由任意的柔韌材料製成，它應該符合抗壓強度、氣體 穩定性和密封性的要求，例如金屬、塑料或塑料塗裝的織物。由於腔Kj 和K2兩側環流同樣的氣體，會有穿過薄膜材料的較大滲透，直至達到 流通噴氣閥16的質量流的約1/10的數量級。替代進行脈衝的分配閥16或HGI16，也可以使用比例閥16或者具 有相應小的質量流的同樣的閥門。通常除了氫氣2，也可以使用其它的可燃氣體或流體。在相對大的 積極的或消極的焦耳-湯姆遜效應中，有利的是在相對大的相應溫度變 化時，在氣體膨脹時在腔IQ內設置有利的散熱或導熱，正如例如藉助 於熱交換器或諸如此類以未詳細描述的方式實現的那樣。基本上，根據本發明通過有針對性地供給氫氣2或類似物，陽極側的壓力PA通過作為指令變量的陰極側的壓力Pk來平衡。通過調整陽極側的壓力PA，尤其是在恆定的消耗情況下確保了燃料電池反應堆1 總是被精確地供應了所消耗那麼多的物質量.由根據本發明調整或者保 持恆定陽極側的壓力PA，定量也幾乎自動地進行。尤其根據本發明特別有利的是，正好對於具有高功率和高動力要求 的系統，僅帶有電子操控或控制的閥16的成本低的解決方案是必須的。 對控制器或控制單元29的要求在物質量大時也保持不變.例如在上述 實施變型中，在僅僅使用HGI16時，需要最大1A的電流用於控制，這 與現有技術相比同樣大大地降低了成本。此外，例如在空轉或部分負荷範圍內時的小量也能夠以與現有技術 相同的速度被吹入，因為通過HGI16此處產生直接的配量。此外，根據本發明所提出的系統是具有診斷能力的，因為通過壓力 PA和Pk的確定，在不利的偏差時可以馬上推斷出系統中的故障。優選 配量元件16或HG1被構造為在不通電的狀態中是閉合的，從而在故障 時，在系統組合中確保了高安全性。
權利要求
1.具有燃料電池單元(1)的燃料電池設備，其中設置有用於對至少一個電極(3，5)的物質量進行配量的配量單元(6，16，17)，並且其中所述配量單元包括至少兩個並聯連接的配量元件(16，17)，其特徵在於，所述第一配量元件(16)被構造為用於控制第二配量元件(17)的通流橫截面的控制元件(16)。
2. 按照權利要求1所述的燃料電池設備，其特徵在於，在所述第 一配量元件(16)和第二配量元件(17)之間設置有用於耦聯所述至少 兩個配量元件(16， 17)的運行的氣動的耦合裝置(21， Id, K2)。
3. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在 於，所述第一配量元件(16)的最大通流橫截面比第二配量元件(17) 的最大通流橫截面小了多倍。
4. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在 於，所述耦合裝置(21)包括至少兩個通過隔板(21)相互隔開的壓力 腔(K^， K2)。
5. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在 於，所述隔板(21)被構造為薄膜(21)。
6. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在於， 所述隔板(21)的調節改變了第二配量元件(17)的通流橫截面。
7. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在於， 與所述配量元件之一 (16)串聯地並與另一個配量元件(17)並聯地設 置有至少一個用於改變壓力的節流元件(23， 30)。
8. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在於， 設置有用於控制所述第一配量元件(16)的控制單元(29)。
9. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在 於，設置有至少一個用於測取陰極壓力的笫一壓力傳感器(27)和至少 一個用於測取陽極壓力的第二壓力傳感器(28)。
10. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在 於，所述控制單元(29)被構造用於比較所述陰極壓力和陽極壓力。
11. 按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在 於，所述陰極壓力被構造為控制單元(29)的指令變量。
12.按照前述權利要求中任一項所述的燃料電池設備，其特徵在 於，所述第一配量元件(16)被構造為噴氣閥(16)。
全文摘要
本發明涉及一種帶有燃料電池單元(1)的燃料電池設備，其中設置有用於配量至少一個電極(3，5)的物質量的配量單元，並且其中該配量單元包括至少兩個、被平行聯接的配量元件(16，17)，該燃料電池設備使得待配量的物質量的控制簡化，並且尤其實現了待配量的物質量的相對靈敏和/或相對快的控制，或具有儘可能小的自身消耗。同時該系統應該是具有診斷能力的，即對系統有害的壓力比的形成應該可以被識別。這根據本發明如此來實現第一配量元件(16)被構造為用於控制第二配量元件(17)的通流橫截面的控制元件。
文檔編號H01M8/04GK101120475SQ200680004750
公開日2008年2月6日 申請日期2006年2月9日 優先權日2005年2月11日
發明者U·戈特威克, W·斯特羅爾 申請人:羅伯特·博世有限公司