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    Ein System zum Anpassen einer Temperatur von einer oder mehreren Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel umfasst einen katalytischen Brenner in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Brennstoffzellenstapel. Der katalytische Brenner untersützt eine exotherme Rekation. Eine Wasserstoffquelle liefert selektiv Wasserstoff (H¶2¶) an den katalytischen Brenner .Das H¶2¶ reagiert mit Sauerstoff (O¶2¶) in der exothermen Reaktion. Bei einer Ausführungsform liegt der katalytische Brenner neben dem Brennstoffzellenstapel und umfasst eine Serie von mit Katalysator beschichteten Durchflusskanälen. Bei einer anderen Ausführungsform umfasst der katalytische Brenner eine Platte, die eine Katalysatorlage aufweist und die von dem Brennstoffzellenstapel versetzt ist. Von dem katalytischen Brenner wird Wärme an den Brennstoffzellenstapel abgestrahlt. Bei einer noch weiteren Ausführungsform umschließt ein Mantel den Brennstoffzellenstapel, so dass ein Spalt zwischen dem Mantel und dem Brennstoffzellenstapel gebildet wird, durch den heißes Abgas von dem katalytischen Brenner umgewälzt wird.A system for adjusting a temperature of one or more fuel cells in a fuel cell stack includes a catalytic burner in heat exchange relationship with the fuel cell stack. The catalytic burner supports an exothermic recation. A hydrogen source selectively delivers hydrogen (H¶2¶) to the catalytic burner. The H¶2¶ reacts with oxygen (O¶2¶) in the exothermic reaction. In one embodiment, the catalytic burner is adjacent to the fuel cell stack and includes a series of flow channels coated with catalyst. In another embodiment, the catalytic burner comprises a plate which has a catalyst layer and which is offset from the fuel cell stack. Heat is radiated from the catalytic burner to the fuel cell stack. In yet another embodiment, a jacket surrounds the fuel cell stack, so that a gap is formed between the jacket and the fuel cell stack, through which hot exhaust gas is circulated by the catalytic burner.
    公开号:DE102004022051A1
    申请号:DE102004022051
    申请日:2004-05-05
    公开日:2004-12-09
    发明作者:Ingo Hermann；Michael Standke
    申请人:Motors Liquidation Co；
    IPC主号:H01M2-14
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft Brennstoffzellen und insbesondereeine Vorrichtung, um die Startzeit eines Brennstoffzellenstapelszu verringern und die Temperatur des Brennstoffzellenstapels über 0°C zu halten.TheThe present invention relates to fuel cells, and more particularlya device to determine the start time of a fuel cell stackto decrease and keep the temperature of the fuel cell stack above 0 ° C.
    [0002] Brennstoffzellensystemewerden bei einer breiten Vielzahl von Anwendungen zunehmend als eineEnergie- bzw. Stromquelle verwendet. Vortriebssysteme mit Brennstoffzellensind auch zur Verwendung in Fahrzeugen als Ersatz für Verbrennungsmotorenvorgeschlagen worden. Die Brennstoffzellen erzeugen Elektrizität, die dazuverwendet wird, Batterien zu laden und/oder einen Elektromotor anzutreiben.Eine Brennstoffzelle mit Festpolymerelektrolyt umfast eine Membran,die schichtartig zwischen einer Anode und einer Kathode angeordnetist. Um durch eine elektrochemische Reaktion Elektrizität erzeugenzu können,wird ein Brennstoff, gewöhnlich Wasserstoff(H2), an die Anode geliefert, und ein Oxidationsmittel,zum Beispiel Sauerstoff (O2), wird an dieKathode geliefert. Die Quelle fürSauerstoff ist üblicherweiseLuft.Fuel cell systems are increasingly being used as an energy or power source in a wide variety of applications. Propulsion systems with fuel cells have also been proposed for use in vehicles to replace internal combustion engines. The fuel cells generate electricity that is used to charge batteries and / or to drive an electric motor. A fuel cell with a solid polymer electrolyte comprises a membrane which is arranged in layers between an anode and a cathode. In order to generate electricity by an electrochemical reaction, a fuel, usually hydrogen (H 2 ), is supplied to the anode and an oxidizing agent, for example oxygen (O 2 ), is supplied to the cathode. The source of oxygen is usually air.
    [0003] Beieiner ersten Halbzellenreaktion erzeugt die Aufspaltung des Wasserstoffs(H2) an der Anode Wasserstoffprotonen (H+) und Elektronen (e–). Die Membran wirkt protonenleitend und dielektrisch. Als Folgedessen werden die Protonen durch die Membran transportiert. DieElektronen fließendurch eine elektrische Last (wie beispielsweise die Batterien oderden Elektromotor), die überdie Membran geschaltet ist. Bei einer zweiten Halbzellenreaktionreagiert Sauerstoff (O2) an der Kathodemit Protonen (H+) und die Elektronen (e–)werden aufgenommen, um Wasser (H2O) zu bilden.In a first half-cell reaction, the splitting of the hydrogen (H 2 ) at the anode generates hydrogen protons (H + ) and electrons (e - ). The membrane is proton conductive and dielectric. As a result, the protons are transported through the membrane. The electrons flow through an electrical load (such as the batteries or the electric motor) that is connected across the membrane. In a second half-cell reaction, oxygen (O 2 ) on the cathode reacts with protons (H + ) and the electrons (e - ) are taken up to form water (H 2 O).
    [0004] Für einenoptimalen Betrieb, der übereine hohe Leistungsabgabe wie auch eine schnelle Leistungslieferungdefiniert ist, benötigenBrennstoffzellen eine bestimmte Betriebstemperatur. Die durch die elektrochemischeReaktion erzeugte Wärmeerhöht dieBetriebstemperatur der Brennstoffzelle. Überschüssige Wärme wird durch ein Kühlsystemabgeleitet.For oneoptimal operation that overa high power output as well as a fast service deliveryis definedFuel cells have a certain operating temperature. The through the electrochemicalReaction generated heatincreases theOperating temperature of the fuel cell. Excess heat is generated by a cooling systemderived.
    [0005] BeiFrosttemperaturen (beispielsweise unterhalb 0°C oder 273 K) ist ein schnellesStarten der Brennstoffzelle jedoch aufgrund von gefrorenem Wasserin der Brennstoffzelle wie auch aufgrund der Tatsache schwieriger,dass die elektrochemische Reaktionsrate in der Brennstoffzelle erheblichverringert ist. Dies begrenzt einen Stromfluss wie auch eine weitereAuiheizung der Brennstoffzelle auf die optimale Betriebstemperatur.atFrost temperatures (for example below 0 ° C or 273 K) are quickHowever, the fuel cell starts due to frozen waterin the fuel cell as well because of the fact more difficultthat the electrochemical reaction rate in the fuel cell is significantis reduced. This limits one current flow as well as anotherHeating the fuel cell to the optimal operating temperature.
    [0006] Demgemäß siehtdie vorliegende Erfindung ein System zum Anpassen einer Temperaturvon einer oder mehreren Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapelvor. Das System umfasst einen katalytischen Brenner in Wärmeaustauschbeziehung mitdem Brennstoffzellenstapel. Der katalytische Brenner unterstützt eineexotherme Reaktion. Eine Wasserstoffquelle liefert selektiv Wasserstoff(H2) an den katalytischen Brenner. Das H2 reagiert in der exothermen Reaktion mitSauerstoff (O2).Accordingly, the present invention provides a system for adjusting a temperature of one or more fuel cells in a fuel cell stack. The system includes a catalytic burner in heat exchange relationship with the fuel cell stack. The catalytic burner supports an exothermic reaction. A hydrogen source selectively delivers hydrogen (H 2 ) to the catalytic burner. The H 2 reacts with oxygen (O 2 ) in the exothermic reaction.
    [0007] Beieiner Ausführungsformliefert die Wasserstoffquelle das H2 aufGrundlage einer Temperatur des Brennstoffzellenstapels.In one embodiment, the hydrogen source provides the H 2 based on a temperature of the fuel cell stack.
    [0008] Beieiner anderen Ausführungsformumfasst das System ferner einen Durchflussregler, der das H2 selektiv von der Wasserstoffquelle an denkatalytischen Brenner liefert. Der Durchflussregler wird auf Grundlageeines Druckes der Wasserstoffquelle angepasst. Eine Heizeinrichtungheizt die Wasserstoffquelle, um den Druck zu erhöhen, wodurch der Durchflussvon H2 durch den Durchflussregler gesteigertwird.In another embodiment, the system further includes a flow controller that selectively delivers the H 2 from the hydrogen source to the catalytic burner. The flow controller is adjusted based on a pressure of the hydrogen source. A heater heats the hydrogen source to increase the pressure, thereby increasing the flow of H 2 through the flow controller.
    [0009] Beieiner anderen Ausführungsformliegt der katalytische Brenner neben dem Brennstoffzellenstapelund umfasst eine Serie von mit Katalysator beschichteten Durchflusskanälen, durchdie das H2 und das O2 strömt.In another embodiment, the catalytic burner is adjacent to the fuel cell stack and includes a series of catalyst-coated flow channels through which the H 2 and O 2 flow.
    [0010] Beieiner noch weiteren Ausführungsform umfasstder katalytische Brenner eine Platte mit einer Katalysatorlage,wobei die Platte von dem Brennstoffzellenstapel versetzt angeordnetist. Das H2 und O2 strömen über dieKatalysatorlage, um die exotherme Reaktion zu bewirken, wodurchWärme vondem katalytischen Brenner an den Brennstoffzellenstapel abgestrahltwird.In a still further embodiment, the catalytic burner comprises a plate with a catalyst layer, the plate being arranged offset from the fuel cell stack. The H 2 and O 2 flow over the catalyst layer to cause the exothermic reaction, whereby heat is radiated from the catalytic burner to the fuel cell stack.
    [0011] Beieiner noch weiteren Ausführungsform umschließt ein Mantelden Brennstoffzellenstapel, so dass ein Spalt zwischen dem Mantelund dem Brennstoffzellenstapel gebildet wird. Heißes Abgasvon dem katalytischen Brenner zirkuliert durch den Spalt, um denBrennstoffzellenstapel aufzuheizen.ata still further embodiment encloses a jacketthe fuel cell stack, leaving a gap between the jacketand the fuel cell stack is formed. Hot exhaust gasfrom the catalytic burner circulates through the gap around whichHeating up the fuel cell stack.
    [0012] WeitereAnwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgendendetaillierten Beschreibung offensichtlich, Es sei zu verstehen,dass die detaillierte Beschreibung wie auch spezifischen Beispiele,währendsie die bevorzugte Ausführungsformder Erfindung darstellen, nur zu Veranschaulichungszwecken und nichtdazu bestimmt sind, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zubeschränken.FurtherAreas of application of the present invention will become apparent from the followingdetailed description obviously, it should be understoodthat the detailed description as well as specific examples,whilethe preferred embodimentrepresent the invention, for illustration purposes only and notare intended to limit the scope of the present inventionrestrict.
    [0013] Dievorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahmeauf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:The present invention is as follows described by way of example only with reference to the accompanying drawings, in which:
    [0014] 1 eine schematische Darstellungeines Brennstoffzellensystems mit einem Brennstoffzellenstapel gemäß den Grundsätzen dervorliegenden Erfindung ist; 1 FIG. 2 is a schematic illustration of a fuel cell system with a fuel cell stack in accordance with the principles of the present invention;
    [0015] 2 eine schematische Darstellungdes Brennstoffzellenstapels mit einem benachbarten katalytischenBrenner gemäß den Grundsätzen dervorliegenden Erfindung ist; 2 Figure 3 is a schematic illustration of the fuel cell stack with an adjacent catalytic burner in accordance with the principles of the present invention;
    [0016] 3 eine schematische Darstellungdes Brennstoffzellenstapels mit einem diffus bzw. flächig abstrahlendenBrenner gemäß den Grundsätzen der vorliegendenErfindung ist; und 3 is a schematic representation of the fuel cell stack with a diffuse or surface radiating burner according to the principles of the present invention; and
    [0017] 4 eine schematische Darstellungdes Brennstoffzellenstapels in einer Umhüllung, die durch einen katalytischenBrenner erhitzt wird, gemäß den Grundsätzen dervorliegenden Erfindung ist. 4 a schematic representation of the fuel cell stack in an envelope, which is heated by a catalytic burner, according to the principles of the present invention.
    [0018] Diefolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ist lediglichbeispielhaft und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendungoder ihren Gebrauch zu beschränken.Thethe following description of the preferred embodiments is merelyby way of example and not intended, the invention, its applicationor limit their use.
    [0019] In 1 ist ein Brennstoffzellensystem 10 gezeigt.Das Brennstoffzellensystem 10 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 12,der mit Wasserstoff (H2) von einer Wasserstoffquelle 14 beliefertwird. Eine Einspritzeinrichtung bzw. ein Injektor 16 erleichtertdie Lieferung von H2 von der Wasserstoffquelle 14 zudem Brennstoffzellenstapel 12. Ein Kompressor 18 erleichtertdie Lieferung von Sauerstoff (O2) enthaltenderLuft an den Brennstoffzellenstapel 12. H2 wirdan der Anodenseite des Brennstoffzellenstapels 12 aufgespalten,um Wasserstoffprotonen (H+) und Elektronen(e–)zu erzeugen. Die Protonen werden durch die Membran an eine Kathodenseitedes Brennstoffzellenstapels 12 transportiert, und die Elektronenfließendurch eine elektrische Last (nicht gezeigt). O2 aufder Kathodenseite reagiert mit Protonen (H+),und Elektronen (e–) werden aufgenommen, umWasser (H2O) zu bilden. Das H2Owird von dem Brennstoffzellenstapel 12 ausgestoßen.In 1 is a fuel cell system 10 shown. The fuel cell system 10 comprises a fuel cell stack 12 using hydrogen (H 2 ) from a hydrogen source 14 is supplied. An injection device or an injector 16 facilitates the delivery of H 2 from the hydrogen source 14 to the fuel cell stack 12 , A compressor 18 facilitates the delivery of oxygen (O 2 ) containing air to the fuel cell stack 12 , H 2 is on the anode side of the fuel cell stack 12 split to produce hydrogen protons (H + ) and electrons (e - ). The protons are transferred through the membrane to a cathode side of the fuel cell stack 12 transported, and the electrons flow through an electrical load (not shown). O 2 on the cathode side reacts with protons (H + ) and electrons (e - ) are taken up to form water (H 2 O). The H 2 O is from the fuel cell stack 12 pushed out.
    [0020] DieReaktion an der Kathodenseite verläuft exotherm. Die durch dieexotherme Reaktion erzeugte Wärmeerwärmtden Brennstoffzellenstapel 12 auf eine gewünschte Betriebstemperatur.Die Betriebstemperatur liegt bevorzugt bei 80°C. Jedoch ist von dem Brennstoffzellenstapel 12 bei20°C unmittelbar ausreichendStrom verfügbar,um die Last zu betreiben.The reaction on the cathode side is exothermic. The heat generated by the exothermic reaction heats the fuel cell stack 12 to a desired operating temperature. The operating temperature is preferably 80 ° C. However, from the fuel cell stack 12 Sufficient electricity is immediately available at 20 ° C to operate the load.
    [0021] Durchden Brennstoffzellenstapel 12 wird ein Kühlmittelumgewälzt,um die Betriebstemperatur des Brennstoffzellenstapels 12 aufrechtzuerhalten. Anfänglich wälzt in derStartbetriebsart, währendder der Brennstoffzellenstapel 12 auf eine gewünschte Betriebstemperaturbzw. Sollbetriebstemperatur aufgewärmt wird, das Kühlmitteldie Wärmeum, um den Brennstoffzellenstapel 12 gleichförmig zuerwärmen. Sobaldder Brennstoffzellenstapel 12 die gewünschte Betriebstemperatur erreichthat, hältdas Kühlmittel dieTemperatur aufrecht. Eine Pumpe 20 pumpt Kühlmittelvon einer Kühlmittelquelle 22 durchden Brennstoffzellenstapel 12. Das Kühlmittel befindet sich in Wärmeaustauschbeziehungmit den verschiedenen Komponenten des Brennstoffzellenstapels 12.Das den Brennstoffzellenstapel 12 verlassende Kühlmittel strömt durcheinen Wärmetauscher 24,an dem Wärmevon dem Brennstoffzellenstapel 12 an eine Wärmesenke,wie beispielsweise die Atmosphäre,ausgetragen wird.Through the fuel cell stack 12 coolant is circulated to the operating temperature of the fuel cell stack 12 maintain. Initially, the fuel cell stack rolls around in the start mode 12 is warmed to a desired operating temperature or desired operating temperature, the coolant transfers the heat around the fuel cell stack 12 to warm uniformly. Once the fuel cell stack 12 has reached the desired operating temperature, the coolant maintains the temperature. A pump 20 pumps coolant from a coolant source 22 through the fuel cell stack 12 , The coolant is in heat exchange relationship with the various components of the fuel cell stack 12 , That the fuel cell stack 12 leaving coolant flows through a heat exchanger 24 , on the heat from the fuel cell stack 12 to a heat sink, such as the atmosphere.
    [0022] Mitdem Brennstoffzellenstapel 12 steht ein katalytischer Brenner 26 inVerbindung. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, erzeugenexotherme Reaktionen in dem katalytischen Brenner 26 Wärme, umden Brennstoffzellenstapel 12 aufzuwärmen. Die durch den katalytischenBrenner 26 erzeugte Wärmewird währendeiner Parkbetriebsart verwendet, um die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 oberhalbder Gefriertemperatur (0°C)beizubehalten. Der katalytische Brenner 26 kann auch während derStartbetriebsart verwendet werden, um ein Anheben der Temperaturdes Brennstoffzellenstapels auf die gewünschte Betriebstemperatur zu unterstützen.With the fuel cell stack 12 there is a catalytic burner 26 in connection. As described in more detail below, exothermic reactions produce in the catalytic burner 26 Heat to the fuel cell stack 12 warm. That by the catalytic burner 26 Heat generated is used during a parking mode to control the temperature of the fuel cell stack 12 above freezing temperature (0 ° C). The catalytic burner 26 can also be used during the start mode to help raise the temperature of the fuel cell stack to the desired operating temperature.
    [0023] DasBrennstoffzellensystem 10 umfasst ferner einen beispielhaftenDurchflussregler 28, der mit der Wasserstoffquelle 14 inVerbindung steht. Der Durchflussregler 28 kann ein Druckentlastungsventil bzw. Überdruckventilsein. Wenn ein Druck in der Wasserstoffquelle 14 einenSchwellendruck überschreitet,wird H2 durch den Durchflussregler 28 ausgetragen,um den Druck in der Wasserstoffquelle 14 zu verringern.Der Wasserstoffquelle 14 ist eine Heizeinrichtung 30 zugeordnet,die dazu dient, die Wasserstoffquelle 14 aufzuheizen. DasHeizen der Wasserstoffquelle 14 bewirkt darin einen Zustandmit erhöhtemDruck. Das dort ausgetragene H2 wird durch eineDurchflusssteuervorrichtung 32 in den Brennstoffzellenstapel 12 zugeführt. Beieinem Beispiel umfasst die Durchflusssteuervorrichtung 32 eine Venturidüse, diegleichzeitig O2-haltige Luft von der Atmosphäre zieht.Die O2-haltige Luft mischt sich mit demgasförmigenH2 und wird in den Brennstoffzellenstapel 12 zugeführt. Wienachfolgend detaillierter beschrieben ist, erfolgt innerhalb deskatalytischen Brenners 26 eine exotherme Oxidationsreaktion,um den Brennstoffzellenstapel aufzuheizen.The fuel cell system 10 further includes an exemplary flow controller 28 with the hydrogen source 14 communicates. The flow controller 28 can be a pressure relief valve or pressure relief valve. If a pressure in the hydrogen source 14 exceeds a threshold pressure, H 2 is caused by the flow controller 28 carried out to the pressure in the hydrogen source 14 to reduce. The hydrogen source 14 is a heating device 30 assigned, which serves the hydrogen source 14 heat. Heating the hydrogen source 14 causes a state of increased pressure. The H 2 discharged there is through a flow control device 32 in the fuel cell stack 12 fed. In one example, the flow control device includes 32 a Venturi nozzle that simultaneously draws air containing O 2 from the atmosphere. The air containing O 2 mixes with the gaseous H 2 and is placed in the fuel cell stack 12 fed. As described in more detail below, takes place within the catalytic burner 26 an exothermic oxidation reaction to heat the fuel cell stack.
    [0024] Mitden verschiedenen Komponenten und Sensoren des Brennstoffzellensystems 10 stehteine Steuerung 34 elektrisch in Verbindung. Die Steuerung 34 steuertden Betrieb der Kompressoren 16, 18 und der Pumpe 20,um den Betrieb des Brennstoffzellenstapels 12 regulierenzu können.Ein Temperatursensor 36 erzeugt ein Temperatursignal, dasdie Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 angibt. EinDrucksensor 38 erzeugt ein Drucksignal, das einen Druckin der Wasserstoffquelle 14 angibt. Die Steuerung 34 stehtmit dem Durchflussregler 28 in Verbindung, um H2 austragen zu können, wenn der Druck in derWasserstoffquelle 14 den Schwellendruck überschreitet.Die Steuerung 34 regelt einen Betrieb der Heizeinrichtung 30,um so selektiv einen Zustand mit erhöhtem Druck in der Wasserstoffquelle 14 bewirkenzu können,wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist.With the various components and sensors of the fuel cell system 10 there is a control 34 electrically connected. The tax tion 34 controls the operation of the compressors 16 . 18 and the pump 20 to the operation of the fuel cell stack 12 to be able to regulate. A temperature sensor 36 generates a temperature signal that is the temperature of the fuel cell stack 12 indicates. A pressure sensor 38 generates a pressure signal representing a pressure in the hydrogen source 14 indicates. The control 34 stands with the flow controller 28 connected to discharge H 2 when the pressure in the hydrogen source 14 exceeds the threshold pressure. The control 34 regulates the operation of the heating device 30 to selectively select a state of increased pressure in the hydrogen source 14 to be able to effect, as described in more detail below.
    [0025] In 2 ist eine erste Ausgestaltungdes katalytischen Brenners 26 gezeigt, die mit 26' bezeichnetist. Der katalytische Brenner 26' umfasst eine Serie von Durchflusskanälen 40,die mit einer Katalysatorlage (nicht gezeigt) bedeckt sind, undliegt neben dem Brennstoffzellenstapel 12. Die Mischungaus H2 und O2 vonder Durchflusssteuervorrichtung 32 strömt in die Durchflusskanäle 40,in denen der Katalysator die exotherme Oxidationsreaktion bewirkt.Da sich der katalytische Brenner 26' in Wärmeaustauschbeziehung mit demBrennstoffzellenstapel 12 befindet, erfolgt eine Wärmeübertragung(Q) die den Brennstoffzellenstapel 12 erwärmt.In 2 is a first embodiment of the catalytic burner 26 shown that with 26 ' is designated. The catalytic burner 26 ' includes a series of flow channels 40 , which are covered with a catalyst layer (not shown), and lies next to the fuel cell stack 12 , The mixture of H 2 and O 2 from the flow control device 32 flows into the flow channels 40 in which the catalyst causes the exothermic oxidation reaction. Because the catalytic burner 26 ' in heat exchange relationship with the fuel cell stack 12 there is a heat transfer (Q) to the fuel cell stack 12 heated.
    [0026] In 3 ist eine zweite Ausgestaltungdes katalytischen Brenners 26 gezeigt, die mit 26'' bezeichnet ist. Der katalytischeBrenner 26'' wirkt als einediffus bzw. flächigabstrahlende Heizeinrichtung und umfasst ein Substrat 42,das durch einen Spalt 44 von dem Brennstoffzellenstapel 12 versetztist. Ein Gehäuse 46 dichtetden Spalt 44 zwischen dem Substrat 42 und demBrennstoffzellenstapel 12 ab. Eine Seite des Substrats 42 istmit einer Katalysatorlage 48 beschichtet. Gasförmiges H2 und O2 werden inden Spalt 44 durch einen Einlass 50 zugeführt und kommenmit der Katalysatorlage 48 in Kontakt. Die Katalysatorlage 48 bewirktdie exotherme Oxidationsreaktion. Über den Spalt 44 tritteine Wärmeübertragung(Q) auf, die den Brennstoffzellenstapel 12 erwärmt. Gekühltes Abgaswird von dem Spalt durch einen Auslass 52 ausgetragen.In 3 is a second embodiment of the catalytic burner 26 shown that with 26 '' is designated. The catalytic burner 26 '' acts as a diffuse radiating heating device and includes a substrate 42 through a crack 44 from the fuel cell stack 12 is offset. A housing 46 seals the gap 44 between the substrate 42 and the fuel cell stack 12 from. One side of the substrate 42 is with a catalyst layer 48 coated. Gaseous H 2 and O 2 are in the gap 44 through an inlet 50 fed and come with the catalyst layer 48 in contact. The catalyst layer 48 causes the exothermic oxidation reaction. Over the gap 44 heat transfer occurs (Q) that affects the fuel cell stack 12 heated. Cooled exhaust gas is released from the gap through an outlet 52 discharged.
    [0027] Obwohldie Darstellung von 3 dieKatalysatorlage 48 an der Brennstoffzellenstapelseite des Substrats 42 umfasst,sei angemerkt, dass auch andere Ausgestaltungen möglich sind.Beispielsweise könntesich die Katalysatorlage 48 an der Seite des Substrats 42 befinden,die von dem Brennstoffzellenstapel 12 wegweist. Eine Wärmeübertragungauf den Stapel würdedann durch das Substrat 42 und über den Spalt 44 aufden Brennstoffzellenstapel 12 erfolgen. Obwohl die Wärmeübertragungsleistungeiner derartigen Ausgestaltung nicht optimal ist, ist eine solcheAusgestaltung möglich.Ferner umfasst die Darstellung von 3 denkatalytischen Brenner 26'' in einer Positionbenachbart einer Seite des Brennstoffzellenstapels 12.Jedoch sei angemerkt, dass der katalytische Brenner 26'' so ausgestaltet sein könnte, dasser ein Substrat 42 mit einer Katalysatorlage 48 enthält, daseiner oder mehreren Seiten des Brennstoffzellenstapels 12 gegenüber liegtoder sogar den gesamten Brennstoffzellenstapel 12 umgibt.Although the representation of 3 the catalyst layer 48 on the fuel cell stack side of the substrate 42 includes, it should be noted that other configurations are also possible. For example, the catalyst layer 48 on the side of the substrate 42 located by the fuel cell stack 12 points away. Heat transfer to the stack would then be through the substrate 42 and across the gap 44 on the fuel cell stack 12 respectively. Although the heat transfer performance of such an embodiment is not optimal, such an embodiment is possible. The representation of 3 the catalytic burner 26 '' in a position adjacent to one side of the fuel cell stack 12 , However, it should be noted that the catalytic burner 26 '' could be designed to be a substrate 42 with a catalyst layer 48 contains one or more sides of the fuel cell stack 12 is opposite or even the entire fuel cell stack 12 surrounds.
    [0028] In 4 ist ein dritte Ausgestaltungdes katalytischen Brenners 26 gezeigt, die mit 26''' bezeichnetist. Der Brennstoffzellenstapel 12 ist mit einer isoliertenAbdeckung oder Umhüllung 56 bedeckt.Die isolierte Abdeckung 56 ist aus einer synthetischen Abdeckungoder eine Umwicklung ausgebildet. Zwischen der isolierten Abdeckung 56 unddem Brennstoffzellenstapel 12 ist ein Spalt 58 vorhanden.Es sei jedoch angemerkt, dass die isolierte Abdeckung 56 durchWände einesBrennstoffzellenstapelfaches, in dem der Brennstoffzellenstapel 12 gehaltenist, definiert sein könnte.In 4 is a third embodiment of the catalytic burner 26 shown that with 26 ''' is designated. The fuel cell stack 12 comes with an insulated cover or wrap 56 covered. The insulated cover 56 is formed from a synthetic cover or a wrap. Between the insulated cover 56 and the fuel cell stack 12 is a crack 58 available. However, it should be noted that the insulated cover 56 through walls of a fuel cell stack compartment in which the fuel cell stack 12 is held, could be defined.
    [0029] EinAustragsende des katalytischen Brenners 26''' erstreckt sichdurch die isolierte Abdeckung hindurch in den Spalt 58.Eine gasförmigeMischung aus H2 und O2 wirddurch die Durchflusssteuervorrichtung 32 in den katalytischenBrenner 26''' zugeführt. Dabei läuft eineexotherme Oxidierungsreaktion ab, die heißes Abgas erzeugt, das restlichesO2, N2 und H2O umfasst. Das Abgas strömt über den Brennstoffzel lenstapel 12 inden Spalt 58 zwischen dem Brennstoffzellenstapel 12 undder isolierten Abdeckung 56, wodurch der Brennstoffzellenstapel 12 erwärmt wird.A discharge end of the catalytic burner 26 ''' extends through the insulated cover into the gap 58 , A gaseous mixture of H 2 and O 2 is passed through the flow control device 32 in the catalytic burner 26 ''' fed. An exothermic oxidation reaction takes place, which generates hot exhaust gas, which comprises residual O 2 , N 2 and H 2 O. The exhaust gas flows over the fuel cell stack 12 in the gap 58 between the fuel cell stack 12 and the insulated cover 56 , causing the fuel cell stack 12 is heated.
    [0030] Wenndas Abgas durch den Spalt 58 strömt und eine Wärmeübertragungauf den Brennstoffzellenstapel 12 erfolgt, wird das Abgasgekühlt,und der H2O-Dampf kondensiert. Der Spalt 58 istso ausgebildet, dass eine ausreichende Verweilzeit des Abgases indem Spalt 58 ermöglichtwird, so dass ein angemessener Wärmeübergangerfolgt. Das gekühlteAbgas wie auch das kondensierte H2O werdenvon dem Spalt 58 durch eine Entlüftung 60, die durchden Boden der isolierten Abdeckung 56 vorgesehen ist, ausgetragen.If the exhaust gas through the gap 58 flows and heat transfer to the fuel cell stack 12 takes place, the exhaust gas is cooled and the H 2 O vapor condenses. The gap 58 is designed so that a sufficient residence time of the exhaust gas in the gap 58 is enabled so that an appropriate heat transfer takes place. The cooled exhaust gas as well as the condensed H 2 O are from the gap 58 through a vent 60 through the bottom of the insulated cover 56 is provided.
    [0031] Derkatalytische Brenner 26 wird konstant mit H2 undO2 beliefert. Auf diese Art und Weise werdenteure Regulierungs- und Überwachungskomponentenund -algorithmen vermieden. Der katalytische Brenner 26 lieferteinen stetigen Strom von heißen Abgasenund sieht somit eine stetige Wärmeübertragungvor. Die Abgastemperatur ist jedoch auf 100°C (373 K) begrenzt. Dies kannunter Verwendung eines erhöhtenLuftdurchflusses gesteuert werden, der durch ein Gebläse (nichtgezeigt) geliefert wird. Das Gebläse arbeitet zyklisch, um seinenEnergieverbrauch zu verringern. Eine aus Temperaturspitzen resultierendelokale Überhitzungwird durch eine ausreichende Gasverteilung in dem Spalt 58 vermieden. Hochtemperaturspitzenwerden aufgrund der schnellen und ausreichenden Wärmeverteilunginnerhalb des Spaltes 58 und durch die hohe Wärmekapazität des Brennstoffzellenstapels 12 ausgeglichen.The catalytic burner 26 is constantly supplied with H 2 and O 2 . In this way, expensive regulation and monitoring components and algorithms are avoided. The catalytic burner 26 delivers a constant flow of hot exhaust gases and thus provides for a constant heat transfer. However, the exhaust gas temperature is limited to 100 ° C (373 K). This can be controlled using increased air flow provided by a fan (not shown). The fan operates cyclically to reduce its energy consumption. A local overheating resulting from temperature peaks is characterized by a sufficient gas distribution in the gap 58 avoided. High temperature peaks occur due to the quick and sufficient heat distribution within the gap 58 and the high thermal capacity of the fuel cell stack 12 balanced.
    [0032] DasBrennstoffzellensystem 10 arbeitet in drei Hauptbetriebsarten:einem Park-, Start- und Normalbetrieb. Nachfolgend wird ein Betriebdes Brennstoffzellensystems 10 in jeder dieser Betriebsarten beschrieben.Die Parkbetriebsart stellt eine Abkühlperiode dar, die allgemeinnach einem Normalbetrieb des Brennstoffzellensystems 10 auftritt.Wenn das Brennstoffzellensystem 10 anfänglich in die Parkbetriebsarteintritt, wird aufgekochtes H2 durch den Durchflussregler 28 unddurch die Durchflussteuervorrichtung 32 hindurch ausgetragen,wo es mit dem O2 gemischt wird. Die Mischungaus H2 und O2 strömt in denkatalytischen Brenner 26 und reagiert exotherm, um Wärme zu erzeugen.Die Wärmehält anfänglich dieTemperatur des Brennstoffzellenstapels 12 aufrecht, wenndie Temperatur des Brennstoffzellensystems 10 auf Umgebungstemperaturabfällt.The fuel cell system 10 works in three main modes: a park, start and normal mode. The following is an operation of the fuel cell system 10 described in each of these modes. The park mode represents a cool down period, generally after normal operation of the fuel cell system 10 occurs. If the fuel cell system 10 Initially entering the parking mode, H 2 is boiled up by the flow controller 28 and through the flow control device 32 carried out where it is mixed with the O 2 . The mixture of H 2 and O 2 flows into the catalytic burner 26 and reacts exothermically to generate heat. The heat initially maintains the temperature of the fuel cell stack 12 upright when the temperature of the fuel cell system 10 drops to ambient temperature.
    [0033] Wieoben beschrieben ist, wird der Brennstoffzellenstapel 12 aufeiner Temperatur, über0°C (273K) gehalten, um ein Gefrieren des restlichen H2Ozu verhindern. Wenn, die Wirksamkeit der ursprünglichen Wärme nachlässt und die Temperatur desBrennstoffzellenstapels 12 auf 0°C abfällt, schaltet die Steuerung 34 aufdie Heizeinrichtung 30 um, um die Wasserstoffquelle 14 zuerwärmen.Wenn die Wasserstoffquelle 14 erwärmt ist, hat dies einen Zustandmit erhöhtemDruck zur Folge, was durch den Drucksensor 38 detektiertwird. Der Durchflussregler 28 trägt wiederum H2 anden Brennstoffzellenstapel 12 aus, um eine nachfolgendeexotherme Reaktion zu veranlassen. Auf diese Art und Weise leitet,da die Temperatur des Brennstoffzellenstapels 12 periodischauf 0°Cabfällt,das Brennstoffzellensystem 10 die exotherme Reaktion indem katalytischen Brenner 26 ein, um Gefrier- bzw. Frosttemperaturenzu vermeiden. Obwohl die Gefriertemperatur von Wasser unter Nennbedingungenbei 0°C liegt,besitzt flüssigesWasser in dem Stapel normalerweise darin gelöste Feststoffe oder unterliegteiner Druckschwankung, was zur Folge hat, dass die Gefriertemperatur vonWasser in dem Stapel von dem Nennwert abweicht. Somit ist die Erfindungbeispielhaft auf Grundlage einer Referenz von 0°C beschrieben, jedoch ist dieseebenfalls auch auf einen Bereich um diesen Wert herum anwendbarbzw. dafürbestimmt. Ferner umfasst das Verfahren der Erfindung Korrekturmaßnahmen,wenn die Temperatur des Stapels auf 0°C abfällt, wie auch die Einleitungvon Korrekturmaßnahmenin der Näheoder geringfügigoberhalb der Gefriertemperatur von Wasser.As described above, the fuel cell stack 12 kept at a temperature above 0 ° C (273 K) to prevent freezing of the remaining H 2 O. If, the effectiveness of the original heat decreases and the temperature of the fuel cell stack 12 drops to 0 ° C, the control switches 34 on the heater 30 um, around the hydrogen source 14 to warm up. If the hydrogen source 14 is heated, this results in a state of increased pressure, which is caused by the pressure sensor 38 is detected. The flow controller 28 in turn carries H 2 to the fuel cell stack 12 to cause a subsequent exothermic reaction. In this way it conducts as the temperature of the fuel cell stack 12 periodically drops to 0 ° C, the fuel cell system 10 the exothermic reaction in the catalytic burner 26 to avoid freezing or freezing temperatures. Although the freezing temperature of water is 0 ° C under nominal conditions, liquid water in the stack normally has solids dissolved therein or is subject to pressure fluctuation, with the result that the freezing temperature of water in the stack deviates from the nominal value. Thus, the invention is described by way of example on the basis of a reference of 0 ° C., however, this is also applicable to, or intended for, a range around this value. Furthermore, the method of the invention includes corrective measures when the temperature of the stack drops to 0 ° C, as well as the initiation of corrective measures near or slightly above the freezing temperature of water.
    [0034] Während derStartbetriebsart ist die Anfangstemperatur des Brennstoffzellenstapels 12 vermutlichniedriger als die gewünschteBetriebstemperatur. Obwohl der Betrieb des Brennstoffzellenstapels 12 dieTemperatur auf die gewünschteBetriebstemperatur erhöht,unterstütztdas Brennstoffzellensystem 10 den Temperaturanstieg, indemH2 und O2 in denkatalytischen Brenner 26 zugeführt wird. Wie ähnlicherweiseoben beschrieben ist, tritt in dem katalytischen Brenner 26 eineexotherme Reaktion auf, was in einer schnelleren Temperaturzunahmeresultiert. Da der katalytische Brenner 26 auch in Wärmeaustauschbeziehungmit der Kühlmittelströmung des Brennstoffzellenstapels 12 steht,erwärmtdie durch die Reaktion erzeugte Wärme das Kühlmittel. Das erwärmte Kühlmittelverteilt die Wärmegleichmäßig über denBrennstoffzellenstapel 12, um den Brennstoffzellenstapel 12 aufdie gewünschteBetriebstemperatur zu erwärmen.During the start mode, the starting temperature is the fuel cell stack 12 probably lower than the desired operating temperature. Although the operation of the fuel cell stack 12 the fuel cell system supports the temperature increase to the desired operating temperature 10 the temperature rise by adding H 2 and O 2 to the catalytic burner 26 is fed. As similarly described above, occurs in the catalytic burner 26 an exothermic reaction to, which results in a faster temperature increase. Because the catalytic burner 26 also in heat exchange relationship with the coolant flow of the fuel cell stack 12 stands, the heat generated by the reaction heats the coolant. The heated coolant distributes the heat evenly over the fuel cell stack 12 to the fuel cell stack 12 to warm up to the desired operating temperature.
    [0035] Sobaldder Brennstoffzellenstapel 12 auf die gewünschte Betriebstemperaturerwärmtist, die durch den Temperatursensor 36 erfasst wird, beginnt einNormalbetrieb des Brennstoffzellensystems 10. Dies bedeutet,dass der Durchflussregler 28 geschlossen wird, um einenH2-Durchfluss in den katalytischen Brenner 26 durchdie Durchflusssteuervorrichtung 32 zu unterbinden. DieSteuerung 34 regelt einen Betrieb der Kompressoren 16, 18 undder Pumpe 20, um Strom von dem Brennstoffzellenstapel 12 zuerzeugen und den Brennstoffzellenstapel 12 auf der gewünschtenBetriebstemperatur beizubehalten.Once the fuel cell stack 12 is heated to the desired operating temperature by the temperature sensor 36 normal fuel cell system operation begins 10 , This means that the flow regulator 28 is closed to an H 2 flow in the catalytic burner 26 through the flow control device 32 to prevent. The control 34 controls the operation of the compressors 16 . 18 and the pump 20 to get electricity from the fuel cell stack 12 to generate and the fuel cell stack 12 to maintain at the desired operating temperature.
    [0036] DieBeschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur undsomit sind Abwandlungen, die nicht von der Grundidee der Erfindungabweichen, als innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung anzusehen.Derartige Abwandlungen sind nicht als Abweichung von dem Grundgedankenbzw. dem Schutzumfang der Erfindung anzusehen.TheDescription of the invention is merely exemplary in nature andthus modifications are not of the basic idea of the inventiondiffer than to be considered within the scope of the invention.Such modifications are not a departure from the basic ideaor the scope of the invention.
    [0037] Zusammengefasstumfasst ein System zum Anpassen einer Temperatur von einer odermehreren Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel einenkatalytischen Brenner in Wärmeaustauschbeziehungmit dem Brennstoffzellenstapel. Der katalytische Brenner unterstützt eineexotherme Reaktion. Eine Wasserstoffquelle liefert selektiv Wasserstoff (H2) an den katalytischen Brenner. Das H2 reagiert mit Sauerstoff (O2)in der exothermen Reaktion. Bei einer Ausführungsform liegt der katalytischeBrenner neben dem Brennstoffzellenstapel und umfasst eine Serievon mit Katalysator beschichteten Durchflusskanälen. Bei einer anderen Ausführungsformumfasst der katalytische Brenner eine Platte, die eine Katalysatorlageaufweist und die von dem Brennstoffzellenstapel versetzt ist. Vondem katalytischen Brenner wird Wärmean den Brennstoffzellenstapel abgestrahlt. Bei einer noch weiterenAusführungsformumschließtein Mantel den Brennstoffzellenstapel, so dass ein Spalt zwi schendem Mantel und dem Brennstoffzellenstapel gebildet wird, durch denheißesAbgas von dem katalytischen Brenner umgewälzt wird.In summary, a system for adjusting a temperature of one or more fuel cells in a fuel cell stack includes a catalytic burner in heat exchange relationship with the fuel cell stack. The catalytic burner supports an exothermic reaction. A hydrogen source selectively delivers hydrogen (H 2 ) to the catalytic burner. The H 2 reacts with oxygen (O 2 ) in the exothermic reaction. In one embodiment, the catalytic burner is adjacent to the fuel cell stack and includes a series of flow channels coated with catalyst. In another embodiment, the catalytic burner comprises a plate which has a catalyst layer and which is offset from the fuel cell stack. Heat is radiated from the catalytic burner to the fuel cell stack. In a still further embodiment, a jacket encloses the fuel cell stack so that a gap is formed between the jacket and the fuel cell stack by the hot exhaust gas is circulated by the catalytic burner.
    权利要求:
    Claims (22)
    [1]
    System zum Anpassen der Temperatur einer odermehrerer Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel (12),mit: einem katalytischen Brenner (26) in Wärmeaustauschbeziehungmit dem Brennstoffzellenstapel (12), wobei der katalytischeBrenner (26) eine exotherme Reaktion unterstützt; und einerWasserstoffquelle (14), die selektiv Wasserstoff (H2) an den katalytischen Brenner (26)liefert, wobei der Wasserstoff (H2) in derexothermen Reaktion mit Sauerstoff (O2)reagiert.System for adjusting the temperature of one or more fuel cells in a fuel cell stack ( 12 ), with: a catalytic burner ( 26 ) in heat exchange relationship with the fuel cell stack ( 12 ), the catalytic burner ( 26 ) supports an exothermic reaction; and a source of hydrogen ( 14 ) that selectively hydrogen (H 2 ) to the catalytic burner ( 26 ), the hydrogen (H 2 ) reacting with oxygen (O 2 ) in the exothermic reaction.
    [2]
    System nach Anspruch 1, wobei die Wasserstoffquelle(14) den Wasserstoff (H2) auf Grundlage einerTemperatur des Brennstoffzellenstapels (12) liefert.The system of claim 1, wherein the hydrogen source ( 14 ) the hydrogen (H 2 ) based on a temperature of the fuel cell stack ( 12 ) delivers.
    [3]
    System nach Anspruch 1, ferner mit einem Durchflussregler(28), der den Wasserstoff (H2)selektiv von der Wasserstoffquelle (14) an den katalytischenBrenner (26) liefert.The system of claim 1, further comprising a flow controller ( 28 ) which selectively removes the hydrogen (H 2 ) from the hydrogen source ( 14 ) to the catalytic burner ( 26 ) delivers.
    [4]
    System nach Anspruch 3, wobei der Durchflussregler(28) auf Grundlage eines Drucks der Wasserstoffquelle (14)angepasst wird.The system of claim 3, wherein the flow controller ( 28 ) based on a pressure of the hydrogen source ( 14 ) is adjusted.
    [5]
    System nach Anspruch 4, ferner mit einer Heizeinrichtung(30), die die Wasserstoffquelle (14) aufheizt,um den Druck zu erhöhen,wo durch der Durchfluss des Wasserstoffs (H2)durch den Durchflussregler (28) gesteigert wird.The system of claim 4, further comprising a heater ( 30 ) which is the source of hydrogen ( 14 ) to increase the pressure, where the flow of hydrogen (H 2 ) through the flow regulator ( 28 ) is increased.
    [6]
    System nach Anspruch 3, wobei der Durchflussregler(28) ein Ventil ist.The system of claim 3, wherein the flow controller ( 28 ) is a valve.
    [7]
    System nach Anspruch 3, wobei der Durchflussregler(28) ein Entlastungsventil ist.The system of claim 3, wherein the flow controller ( 28 ) is a relief valve.
    [8]
    System nach Anspruch 1, ferner mit einer Venturidüse, durchdie der Wasserstoff (H2) in den katalytischenBrenner (26) strömt,wobei die Venturidüse sauerstoffhaltigeLuft zieht, um die exotherme Reaktion ermöglichen zu können.The system of claim 1, further comprising a venturi through which the hydrogen (H 2 ) enters the catalytic burner ( 26 ) flows, the Venturi nozzle drawing oxygen-containing air in order to enable the exothermic reaction.
    [9]
    System nach Anspruch 1, wobei der katalytische Brenner(26) benachbart des Brennstoffzellenstapels (12)liegt und eine Serie von mit Katalysator beschichteten Durchflusskanälen (40)umfasst, durch die der Wasserstoff (H2)und der Sauerstoff (O2) strömt.The system of claim 1, wherein the catalytic burner ( 26 ) adjacent to the fuel cell stack ( 12 ) and a series of flow channels coated with catalyst ( 40 ) through which the hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) flow.
    [10]
    System nach Anspruch 1, wobei der katalytische Brenner(26) eine Platte (42) mit einer Katalysatorlage(48) umfasst, wobei die Platte (42) von dem Brennstoffzellenstapel(12) versetzt angeordnet ist und wobei der Wasserstoff(H2) und der Sauerstoff (O2) über dieKatalysatorlage (48) strömen, um die exotherme Reaktionzu bewirken, was zur Folge hat, dass Wärme von dem katalytischen Brenner(26) an den Brennstoffzellenstapel (12) abgestrahltwird.The system of claim 1, wherein the catalytic burner ( 26 ) a plate ( 42 ) with a catalyst layer ( 48 ), the plate ( 42 ) from the fuel cell stack ( 12 ) is arranged offset and the hydrogen (H 2 ) and the oxygen (O 2 ) over the catalyst layer ( 48 ) flow to cause the exothermic reaction, which results in heat from the catalytic burner ( 26 ) to the fuel cell stack ( 12 ) is emitted.
    [11]
    System nach Anspruch 1, ferner mit einem Mantel(56), der den Brennstoffzellenstapel (12) umschließt, so dassein Spalt (58) zwischen dem Mantel (56) und demBrennstoffzellenstapel (12) gebildet wird, wobei heißes Abgasvon dem katalytischen Brenner (26) durch den Spalt (58)zirkuliert, um den Brennstoffzellenstapel (12) zu erwärmen.The system of claim 1, further comprising a jacket ( 56 ), the fuel cell stack ( 12 ) so that a gap ( 58 ) between the coat ( 56 ) and the fuel cell stack ( 12 ) is formed, with hot exhaust gas from the catalytic burner ( 26 ) through the gap ( 58 ) circulates around the fuel cell stack ( 12 ) to heat.
    [12]
    Verfahren zum Anpassen einer Temperatur eines Brennstoffzellenstapels(12), umfassend, dass: Wasserstoff (H2)an einen katalytischen Brenner (26) in Wärmeaustauschbeziehungmit dem Brennstoffzellenstapel (12) zugeführt wird; derWasserstoff (H2) in dem katalytischen Brenner (26)in einer exothermen Reaktion zur Erzeugung von Wärme oxidiert wird; und dieWärme anden Brennstoffzellenstapel (12) übertragen wird, um dessen Temperaturzu variieren.Method for adjusting a temperature of a fuel cell stack ( 12 ) comprising that: hydrogen (H 2 ) to a catalytic burner ( 26 ) in heat exchange relationship with the fuel cell stack ( 12 ) is fed; the hydrogen (H 2 ) in the catalytic burner ( 26 ) is oxidized in an exothermic reaction to generate heat; and the heat on the fuel cell stack ( 12 ) is transmitted to vary its temperature.
    [13]
    Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend, dassdie Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) überwachtwird, wobei der Schritt zum Zuführenvon Wasserstoff (H2) in den katalytischen Brenner(26) auf Grundlage der Temperatur ausgeführt wird.The method of claim 12, further comprising that the temperature of the fuel cell stack ( 12 ) is monitored, the step of supplying hydrogen (H 2 ) into the catalytic burner ( 26 ) based on the temperature.
    [14]
    Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zumZuführenvon Wasserstoff (H2) in den katalytischenBrenner (26) ausgeführtwird, wenn sich die Temperatur bei oder unter etwa 0°C befindet.The method of claim 13, wherein the step of supplying hydrogen (H 2 ) to the catalytic burner ( 26 ) is performed when the temperature is at or below about 0 ° C.
    [15]
    Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend, dass: ineiner Wasserstoffquelle (14) ein Zustand mit erhöhtem Druckbewirkt wird, und Wasserstoff (H2)von der Wasserstoffquelle (14) ausgetragen wird, um denZustand mit erhöhtemDruck zu entlasten und den Wasserstoff (H2)für denSchritt zum Zuführendes Wasserstoffs (H2) in die Heizkanäle zur Verfügung zustellen.The method of claim 12, further comprising: in a hydrogen source ( 14 ) causes a state of increased pressure and hydrogen (H 2 ) from the hydrogen source ( 14 ) is discharged in order to relieve the state under increased pressure and to provide the hydrogen (H 2 ) for the step for supplying the hydrogen (H 2 ) into the heating channels.
    [16]
    Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend, dassdie Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) überwachtwird, wobei der Schritt, um einen Zustand mit erhöhtem Druckzu bewirken, auf Grundlage der Temperatur ausgeführt wird.The method of claim 15, further comprising that the temperature of the fuel cell stack ( 12 ) is monitored, the step of causing an increased pressure condition to be performed based on temperature.
    [17]
    Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt, umeinen Zustand mit erhöhtemDruck in der Wasserstoffquelle (14) zu bewirken, ausgeführt wird, wennsich die Temperatur bei oder unterhalb etwa 0°C befindet.The method of claim 16, wherein the step of establishing a state of increased pressure in the hydrogen source ( 14 ) is performed when the temperature is at or below about 0 ° C.
    [18]
    Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend, dass: derWasserstoff (H2) kanalartig durch eine Venturidüse geführt wird;und sauerstoffhaltige Luft durch die Venturidüse gezogen wird,um diese mit dem Wasserstoff (H2) zu mischen.The method of claim 12, further comprising: the hydrogen (H 2 ) is channeled through a Venturi nozzle; and oxygen-containing air is drawn through the Venturi nozzle to mix it with the hydrogen (H 2 ).
    [19]
    Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend, dass: einWärmeübertragungsfluidin Fluidkanäledes Brennstoffzellenstapels (12) zugeführt wird; und das Wärmeübertragungsfluidin den Fluidkanälen umgewälzt wird,um die Temperatur zu regulieren.The method of claim 12, further comprising: a heat transfer fluid in fluid channels of the fuel cell stack ( 12 ) is fed; and circulating the heat transfer fluid in the fluid channels to regulate the temperature.
    [20]
    Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Wärmeübertragungsfluidals ein Medium wirkt, mit dem der Schritt zum Umwälzen derWärme indem Brennstoffzellenstapel (12) zur Variation seiner Temperatur ausgeführt wird.The method of claim 19, wherein the heat transfer fluid acts as a medium with which the step of circulating the heat in the fuel cell stack ( 12 ) to vary its temperature.
    [21]
    Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Wärmeübertragungsfluidein Kühlmittelist.21. The method of claim 20, wherein the heat transfer fluida coolantis.
    [22]
    Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Brennstoffzellenstapel(12) eine Vielzahl von Brennstoffzellen umfasst, und das Überwachender Temperatur des Brennstoffzellenstapels (12) durch Überwachender Temperatur von einem oder mehreren der Brennstoffzellen ausgeführt wird.The method of claim 13, wherein the fuel cell stack ( 12 ) includes a plurality of fuel cells, and monitoring the temperature of the fuel cell stack ( 12 ) by monitoring the temperature of one or more of the fuel cells.
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