燃料电池的切断的制作方法

本发明涉及用于切断(freischalten)燃料电池的装置和方法，该装置和该方法使得在保养或维修过程期间在燃料电池处的安全的工作成为可能。

背景技术：

为了例如在保养或维修过程的范围内能够在燃料电池处工作，燃料电池必须根据电工技术的五项安全准则来切断：

1.切断；

2.防止重新接通；

3.确定无电压(spannungsfreiheit)；

4.接地和短路；

5.遮盖或防护(abschranken)相邻的处于电压下的部件。

如果第4点(短路桥)忘记或没有正确地实施且系统仍然加载有氢气，则存在火灾危险。此外面临燃料电池系统完全毁坏的危险。

技术实现要素：

本发明的任务因此在于，提供一种燃料电池系统供使用，该燃料电池系统在燃料电池的保养或维修过程期间阻止火灾危险且保证在燃料电池处的安全的工作。

已经已知措施，以为了将燃料电池堆的单个的损坏的燃料电池与系统隔离开，以便能够继续运行燃料电池系统。还已经提出在过热时带有自动切断的燃料电池系统。

从文件ep1517393a2中已知用于组装固态燃料电池的装置和方法。如果在运行期间检测到损坏的燃料电池，则单个的燃料电池通过短路桥与多个燃料电池的组合分开。短路桥的外表面此外中断了燃料或空气流入至电池。

文件us7358005b2公开了用于在燃料电池堆中隔离单个的燃料电池的装置和方法，在燃料电池堆中在燃料电池的燃料输入线路和燃料输出线路中布置有中断器(unterbrecher)，能够借助于伺服马达使所述中断器运动，以便将单个的燃料电池与燃料供应分开。

文件de10127600a1教导了一种用于借助于燃料电池系统产生电能的方法。当获取了在燃料电池组处的过热温度时，通过温度开关(temperaturschalter)防止氢气和空气供应至燃料电池组，该温度开关(该温度控制开关与总开关(hauptschalter)串联连结)切断燃料电池系统。通过开关此外能够中断在正极接口和控制装置之间的连接。该开关尤其联结到总开关处，从而控制装置的能量供给能够通过总开关接入和断开。

本发明的对象是一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括至少一个燃料电池。燃料电池具有燃料输入线路，通过该燃料输入线路能够将燃料例如氢气供应给燃料电池。在燃料输入线路中布置有通过信号线路控制的阀。在打开的状态中阀使得燃料穿流至燃料电池成为可能，在闭合的状态中阀阻挡穿流。燃料电池具有布置在燃料电池的正极和负极之间的短路线路，利用该短路线路能够使电池的电极短路。不仅在信号线路中而且在短路线路中设置有中断部(unterbrechungen)，所述中断部能够利用短路桥跨接。

在一种实施方案中，在信号线路中和在短路线路中的中断部如此配置，即使得每次仅仅其中一个能够闭合。在一种实施方案中这通过如下方式来实现，即仅仅存在唯一的短路桥，该短路桥交替地跨接在信号线路或短路线路中的中断部。在一种实施方案中短路桥设立成手动地插入到信号线路或短路线路中或者从其中移除。

在另一实施方案中，短路桥机械地如此编码，即使得该短路桥只能够插入到带有相应的编码的燃料电池的信号线路或短路线路中。燃料电池系统的各燃料电池的编码彼此不同，从而短路桥不能够无意地插入到不同于属于该短路桥的燃料电池的燃料电池中。

在另一实施方案中，在信号线路中的中断部和在短路线路中的中断部如此耦联，即使得一个中断部的闭合触发另一中断部的断开。如果信号线路的中断部闭合，则短路线路中断；如果短路线路的中断部闭合即燃料电池被短路，则信号线路中断且由此停止至燃料电池的燃料供应。在一种实施方案中，中断部的断开和闭合借助于转换继电器发生。不仅信号线路而且短路线路联接到继电器处且通过继电器交替地中断或者闭合。

在运行状态中，在信号线路中的中断部利用短路桥或者信号桥来跨接，从而阀打开；在短路线路中的中断部断开。如果信号线路中断，则阀闭合且中断至燃料电池的燃料流。

本发明的特征是用于使燃料电池的电极短路的短路桥与用于燃料输入线路的截止阀的阻断耦联。短路桥还用作用于截止阀的信号桥，也就是说当桥用于短路时，用于截止阀的信号线路中断。

本发明的对象还是一种用于养护或维修根据本发明的燃料电池系统的燃料电池的方法。在燃料电池处的养护或维修过程开始时，至在燃料电池的燃料输入线路中的阀的信号线路中断且在布置在燃料电池的正极和负极之间的短路线路中的中断部闭合。然后能够无危险地执行养护或维修过程，因为燃料电池切断且燃料供应中断。

在燃料电池处执行养护或维修过程之后，短路线路再次中断且在信号线路中的中断部闭合。燃料电池由此再次准备运行。

在方法的一种实施方案中，信号线路的中断和短路线路的中断部的闭合或者短路线路的中断和信号线路的中断部的闭合通过换插唯一的短路桥发生，该短路桥不仅能够跨接在信号线路中的中断部而且能够跨接短路线路的中断部。通过将桥从信号线路换插到短路线路中，燃料电池切断且燃料供应中断；通过从短路线路换插到信号线路中，燃料供应的截止阀打开且使燃料电池再次准备运行。

有效地避免火灾危险以及燃料电池系统的毁坏且保证在系统的燃料电池处的安全的工作属于本发明的优点。此外简化了在燃料电池处的维修或养护过程的执行。其它优点从说明书和图纸中得出。

不言而喻的是，前面提到的且后面还待解释的特征不仅能够在分别说明的组合中而且还能够在其它的组合中或单独地使用，而不背离本发明的范围。

附图说明

本发明的实施方式在图纸中示意地示出且参照图纸进一步描述。其中：

图1显示了根据本发明的燃料电池系统的实施方案的示意图。

参考符号列表

1燃料电池系统

10燃料电池

11氢气输入线路

12截止阀

13信号线路

14信号桥

14'短路桥

15短路线路。

具体实施方式

图1显示了带有燃料电池10的根据本发明的燃料电池系统1的实施方案。通过燃料输入线路11将氢气供给给燃料电池10。氢气线路11包括电动阀12，该电动阀通过信号线路13控制。在信号线路13中布置有信号桥14。如果短路桥14移除，阀12闭合且中断氢起穿流通过线路11。短路桥14然后作为短路桥14'插入到短路线路15(该短路线路布置在燃料电池10的正极和负极之间)中且使燃料电池10的电极短路。

由此对于维修或保养过程切断燃料电池10。在维修或保养过程结束后，短路桥14'从短路线路15移除且再次作为信号桥14插入到阀12的信号线路13中。在图中通过箭头表明位置变换。