在备用期间为燃料电池堆提供功率的制作方法
【专利摘要】本发明涉及在备用模式期间为燃料电池堆提供功率，具体提供通过在电池堆关闭时从蓄电池向电池堆提供功率来限制备用模式期间燃料电池堆的电压循环的系统和方法。所述方法包括监控燃料电池堆中的每个燃料电池的电压和确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电池电压。所述方法还确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电池电压是否降低到预定电压值以下，并且如果是，则向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到该预定电压值以上。
【专利说明】在备用期间为燃料电池堆提供功率
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及用于延长燃料电池堆中的电极催化剂的寿命的系统和方法，更具体地涉及通过在系统备用模式期间保持电池堆势能在一定值以上以防止或限制电池堆电压循环来延长燃料电池堆中的电极催化剂的寿命的系统和方法。
【背景技术】
[0002]氢是很有吸引力的燃料，因为它清洁并且可以用于在燃料电池中有效地产生电。氢燃料电池是包括阳极、阴极和它们之间的电解质的电化学设备。阳极接收氢气，阴极接收氧气或空气。氢气在阳极催化剂的作用下离解产生自由的质子和电子。质子穿过电解质到达阴极。质子在阴极催化剂的作用下与氧和电子反应产生水。来自阳极的电子不能穿过电解质，因此被导引穿过负载以在被传送到阴极之前做功。
[0003]质子交换膜燃料电池(PEMFC)是用于车辆的常见燃料电池。PEMFC通常包括固态聚合物电解质质子导电膜，诸如全氟磺酸膜。阳极和阴极通常但不总是包括精细的催化剂微粒，通常是诸如钼(Pt)(通常附着在碳粒子上并且与离聚物混合)的高度活跃的催化剂。催化剂混合物被沉积在膜的相反侧面上。阳极催化剂混合物、阴极催化剂混合物和膜的结合限定膜电极组件(MEA)。MEA的制造相对昂贵并且其有效操作需要特定的条件。
[0004]在燃料电池堆中通常组合若干燃料电池以产生所需的功率。例如，用于车辆的典型燃料电池可具有两百个或更多堆叠的燃料电池。燃料电池堆接收阴极反应输入气体一通常是通过压缩机压入电池堆中的空气流。并不是所有氧都被电池堆消耗，一些空气作为阴极废气(可以包括作为电池堆副产物的水)被输出。燃料电池堆还接收流入电池堆的阳极侧的阳极氢反应输入气体。
[0005]燃料电池堆通常包括位于电池堆中的若干MEA之间的一系列双极板，双极板和MEA位于两个端板之间。双极板包括电池堆中相邻燃料电池的阳极侧和阴极侧。阳极气体流场被设置在允许阳极反应气体流到各自的MEA的双极板阳极侧。阴极气体流场被设置在允许阴极反应气体流到各自的MEA的双极板阴极侧。一个端板包括阳极气体流道，而另一个端板包括阴极气体流道。双极板和端板由导电材料制成，诸如不锈钢或导电复合材料。端板将燃料电池产生的电传导到电池堆外部。双极板还包括流过冷却流体流的流道。
[0006]已经发现在电池堆使用期间典型的燃料电池堆将存在电压损失或下降。相信燃料电池堆退化的原因之一是电池堆的电压循环。当用于增强电化学反应的钼催化剂微粒在氧化状态和非氧化状态之间转变(这致使微粒分解)时，发生电压循环。当钼微粒在非氧化或金属状态和氧化状态之间转变时，钼中氧化的离子能够从MEA的表面朝向膜移动并且可能进入膜内。当微粒转换回到金属状态时，它们不能辅助电化学反应、减小有效的催化剂表面并且导致电池堆电压下降。
[0007]由电压循环导致的燃料电池中钼微粒的氧化在电池电极中产生钝化层，该钝化层阻止微粒进入溶液和被膜吸收。换言之，燃料电池中钼微粒的氧化降低了催化剂表面区域的还原(这降低电池的退化)可能性。尽管这里的讨论涉及钼作为催化剂，但是本领域技术人员容易理解，可以使用其它金属作为催化剂并且催化剂可以具有各种浓度、微粒大小、附
着材料等。
[0008]如果燃料电池堆的电压小于约0.9伏，则钼微粒未被氧化并保持为金属。当燃料电池堆的电压大于约0.9伏，则钼催化剂开始氧化。电池堆上的低负载可以导致燃料电池堆的电压输出大于0.9伏。根据MEA的功率密度，0.9伏对应于约0.2 A/cm2的电流密度，大于该值的电流密度不会改变钼的氧化状态。对于不同的电池堆和不同的催化剂，氧化电压阈值可以不同。
[0009]许多因素影响与电压循环相关的钼微粒表面区域的相对损失，包括峰值电池堆电压、温度、电池堆湿度、电压循环动态等。较低的电池堆电压设定值提供针对退化的较大保护，但是较高的电池堆电压设定值提供增大的系统效率。因此，对各种燃料电池系统的控制通常需要电池堆至少在最小功率水平操作，从而使得在至少一种情形中防止电池电压上升过高，因为如上所述频繁的升至高压的电压循环可以导致阴极和阳极的有效钼表面减小。
[0010]通常，在已知的燃料电池系统中，固定的电压极限被用来设定电池堆的最小功率水平，以防止不期望的电压循环。例如，典型的电压抑制策略可以使用固定的电压设定点，诸如850-900mV，并且防止电池堆电压上升到该值以上。如果燃料电池功率控制器不要求功率，或者要求最小功率，则电池堆产生的维持电池电压水平处于或小于固定设定值所必需的功率被提供到存储或消耗能量的某些源。例如，过多的功率可以用于对燃料电池系统车辆中的高压蓄电池进行充电。
[0011]2006年7月6日公布的名称为通过使用可充电的电存储设备来降低由电压循环导致的电压损失的美国专利申请公报US2006/0147770A1公开了对车辆蓄电池进行充电以保持电池电压处于预定的固定电压设定值以下的燃料电池系统，该美国申请被转让给了本申请的 申请人:，且通过引用合并于此。
[0012]当车辆上的燃料电池系统处于空闲模式时，诸如当车辆在红灯处停止时，此时燃料电池堆不产生操作系统设备的功率，空气和氢气通常仍被提供到燃料电池堆，并且电池堆产生输出功率。该功率通常用于对蓄电池进行再次充电直至达到蓄电池的SOC上限，其中如果蓄电池被充电至超过该上限，则蓄电池会被损坏。当达到该SOC极限时，电池堆上的蓄电池负载会被移除，这会增大电池堆电压，但是导致降低电池堆寿命的上述电压循环。如果在空闲情况下关闭燃料电池系统，则不需要处理当蓄电池达到其最大SOC时在电池堆上设置负载的问题。此外，当燃料电池堆处于空闲模式时向其提供氢气通常是浪费的，因为在此情况下操作电池堆不会产生很多有用功，即使有也很少。
[0013]对于这些和其它燃料电池系统操作情况，可能需要使系统处于备用模式，以便增加系统效率和减缓系统退化，在该模式中，系统消耗很少功率或不消耗功率，使用的氢燃料量相当少，并且系统可以从备用模式快速恢复。2010年3月12日提交的名称为用于优化燃料电池车辆应用的效率和耐用性的备用模式的美国专利申请序列号N0.12/723，261公开了用于使车辆上的燃料电池系统处于备用模式以节约燃料的过程，该美国申请被转让给本申请的 申请人:且通过引用合并于此。
[0014]当燃料电池堆进入备用模式并且被关闭时，电池堆上的电压降至零，并且当备用模式结束且电池堆被重启时，电池堆上的电压增加。因此，基于备用模式开始和结束的次数发生会降低催化剂性能的上述电压循环。可以在电池堆处于备用模式的早期限制电池堆上的负载以限制电压循环。然而，可以采用额外的步骤来限制催化剂损失。
【发明内容】
[0015]根据本发明的教导，公开了通过在电池堆关闭时从蓄电池向电池堆提供功率来限制备用模式期间燃料电池堆的电压循环的系统和方法。所述方法包括监控燃料电池堆中的每个燃料电池或一组燃料电池的电压和确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电池电压。所述方法还确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电池电压是否已降低到预定电压值以下，并且如果是，则向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到该预定电压值以上。
[0016]方案1.一种用于保持燃料电池系统中的燃料电池堆的电压在期望电压值以上的方法，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，所述方法包括:
监控燃料电池堆中的每个燃料电池的电压；
确定燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的平均电池电压；
确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电压是否降低到第一预定电压值以下；以及如果平均电池电压已降低到第一预定电压值以下，则向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到第一预定电压值以上。
[0017]方案2.根据方案I所述的方法，其中，向燃料电池堆供应电压包括从蓄电池供应电压。
[0018]方案3.根据方案2所述的方法，其中，从蓄电池向燃料电池堆提供电压包括通过电转换器从蓄电池向燃料电池堆供应电压。
[0019]方案4.根据方案I所述的方法，进一步包括确定具有最大电池电压的燃料电池的电压是否在第二预定电压值以上，其中，向燃料电池堆供应电压包括仅当最大电池电压在第二预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下。
[0020]方案5.根据方案I所述的方法，进一步包括确定具有最小电池电压的燃料电池的电压是否在第三预定电压值以下，其中，向燃料电池堆供应电压包括当最小电池电压在第三预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以上。
[0021]方案6.根据方案I所述的方法，进一步包括确定燃料电池堆中的反应物浓度是否处于预定可接受水平，并且如果否，则阻止向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下。
[0022]方案7.根据方案6所述的方法，进一步包括当确定反应物未处于预定可接受水平时确定反应物是否能够被添加到燃料电池堆中。
[0023]方案8.根据方案6所述的方法，其中，确定燃料电池堆中的反应物浓度是否处于预定可接受水平包括确定阴极空气和阳极氢气两者是否处于预定可接受水平。
[0024]方案9.根据方案I所述的方法，其中，当燃料电池系统进入备用模式时执行所述方法。
[0025]方案10.根据方案I所述的方法，其中，所述第一预定电压值为大约0.9伏。
[0026]方案11.一种当燃料电池系统进入备用模式时保持燃料电池系统中的燃料电池堆的电压在期望电压值以上的方法，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，所述燃料电池系统包括蓄电池，所述方法包括:
监控燃料电池堆中的每个燃料电池的电压；
确定燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的平均电池电压；
确定具有最高电压的燃料电池电压的最大电池电压；
确定具有最低电压的燃料电池的最小电压；
确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电池电压是否降低到第一预定电压值以下；
确定最大电池电压是否大于第二预定电压值；
确定最小电池电压是否小于第三预定电压值；以及
当平均电池电压已降低到第一预定电压值以下时，向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到第一预定电压值以上，其中，向燃料电池堆供应电压包括仅当最大电池电压在第二预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下，以及当最小电池电压在第三预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以上。
[0027]方案12.根据方案11所述的方法，进一步包括确定燃料电池堆中的反应物浓度是否处于预定可接受水平，并且如果否，则阻止向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下。
[0028]方案13.根据方案12所述的方法，进一步包括当确定反应物未处于预定可接受水平时确定反应物是否能够被添加到燃料电池堆中。
[0029]方案14.一种用于保持燃料电池系统中的燃料电池堆的电压在期望电压值以上的方法，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，所述系统包括:
用于监控燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的装置；
用于确定燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的平均电池电压的装置；
用于确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电压是否降低到第一预定电压值以下的装置；以及
用于当平均电池电压已降低到第一预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到第一预定电压值以上的装置。
[0030]方案15.根据方案14所述的控制系统，其中，用于向燃料电池堆供应电压的装置从蓄电池供应电压。
[0031]方案16.根据方案14所述的控制系统，进一步包括用于确定具有最大电池电压的燃料电池的电压是否在第二预定电压值以上的装置，其中，用于向燃料电池堆供应电压的装置仅当最大电池电压在第二预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下。
[0032]方案17.根据方案14所述的控制系统，进一步包括用于确定具有最小电池电压的燃料电池的电压是否在第三预定电压值以下的装置，其中，用于向燃料电池堆供应电压的装置当最小电池电压在第三预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以上。
[0033]方案18.根据方案14所述的控制系统，进一步包括用于确定燃料电池堆中的反应物浓度是否处于预定可接受水平的装置，并且如果否，则阻止用于供应电压的装置向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下。[0034]方案19.根据方案18所述的控制系统，进一步包括用于当确定反应物未处于预定可接受水平时确定反应物是否能够被添加到燃料电池堆中的装置。
[0035]方案20.根据方案14所述的控制系统，其中，当燃料电池系统进入备用模式时，所述控制系统保持燃料电池堆的电压。
[0036]通过结合附图的以下描述和所附权利要求，本发明的其它特征将变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是示出平均电池电压和蓄电池提供到燃料电池堆的功率之间的关系的曲线图，横坐标是时间，左侧纵坐标是平均电池电压，而右侧纵坐标是电池堆功率；
图2是燃料电池系统的方块图，该燃料电池系统包括在备用模式期间向燃料电池堆提供电压的蓄电池；以及
图3是示出用于在备用模式期间向燃料电池堆提供功率以防止电池堆电压下降到预定水平以下的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0038]针对用于限制备用模式期间燃料电池的电压循环的系统和方法的本发明的实施例的下述讨论仅是示例性的，并且决非意在限制本发明或其应用或用途。例如，这里描述的本发明的系统和方法具体应用于车辆的燃料电池系统。然而，本领域技术人员应该理解，本发明的系统和方法可以具有其它应用。
[0039]本发明提出用于在备用模式期间向燃料电池堆提供功率以防止电池堆电压下降到预定阈值电压以下(此时会发生电压循环)的技术。图1是曲线图，横坐标是时间，左侧纵坐标是平均电池电压，而右侧纵坐标是电池堆功率。线60代表备用模式开始的时刻并且来自阴极压缩机的空气流停止或压缩机空气流绕过电池堆。当移除电池堆上的负载时，线62所代表的平均电池电压首先随着电池堆内反应物的消耗而增大。在开始备用模式且已经消耗反应物不久之后，平均电池电压开始下降。一旦平均电池电压达到电压循环阈值，例如
0.9伏，来自例如蓄电池的功率被应用于燃料电池堆，由线64代表，以使得平均电池电压随时间增加到阈值以上。0.9伏的阈值电压是已被证明如果电池堆电压保持在该电压以上就可以防止电池堆上的电压循环的电压。然而，其它燃料电池堆和燃料电池系统可能需要不同的电压循环阈值。
[0040]图2是具体应用作为车辆燃料电池系统的包括燃料电池堆12的燃料电池系统的简化方块图。燃料电池堆12包括适用于预期目的的一些燃料电池14，其中阳极和阴极电极16被设置在燃料电池14的相对侧。氢源46通过阳极输入管道66将氢气提供到燃料电池堆12的阳极侧，并且阳极废物通过阳极排放管道68从电池堆12输出。空气压缩机50通过阴极输入管道52将空气提供到燃料电池堆12的阴极侧，并且阴极废物通过阴极排放管道54从燃料电池堆12输出。阴极旁路管道56被设置在电池堆12附近并且包括旁路阀58，该阀用于控制来自压缩机50的阴极空气是否前进绕过或通过电池堆12。燃料电池系统10中的阴极子系统和阳极子系统可包括各种阀、注射器、软管等，其被设置为这里未示出的各种配置，并且对于适当理解本发明并非是必须的。
[0041]电压监控电路48监控电池堆电压，测量燃料电池14的最小和最大电池电压并且计算平均电池电压。电压监控电路48可以是适用于这里所讨论的目的的任何设备，其中许多设备是本领域技术人员已知的。系统控制器44控制燃料电池系统10的操作并且接收来自电压监控电路48的不同电压值。
[0042]燃料电池系统10还包括在此分别由电耦接到燃料电池堆12的正电压线18和负电压线20表示的高压电总线。燃料电池系统10包括同样电耦接到总线18和20的高压蓄电池22，其以本领域技术人员公知的方式补充燃料电池堆12所提供的功率。系统10还包括DC/DC升压转换器24，其电耦接到燃料电池堆12和高压蓄电池22之间的高压总线18和20，以本领域技术人员公知的方式提供DC电压匹配。转换器26电耦接到高压总线18和20以将提供到其上的DC电流转换为适于操作AC牵引电动机28以驱动车辆的AC信号。为此目的的转换器操作也是本领域技术人员公知的。接触器开关30和32被分别设置在总线18和20上，以断开燃料电池堆与燃料电池系统10的其它电系统的连接。
[0043]燃料电池系统10还包括电耦接到接触器开关30和32与燃料电池堆12之间的高压总线18和20的电转换器34。控制器44以本文讨论的方式控制转换器34。当燃料电池系统10进入备用模式时，燃料电池12被关闭并且电池堆电压开始下降，如上所述。由于期望使电池电压保持在要求的氧化阈值电压以上(这里是0.9伏)，因此电转换器34用于向总线18和20提供电势，使得电池堆12上的电压不会降低到最小要求电压以下。二极管36和38可以被设置在将总线18和20连接到转换器34的线路上，以防止电流从总线18和20流到转换器34。当电池堆接触器开关30和32打开并且通过例如开关网络42开启电转换器34时，电势被添加到总线18和20并且径直到达电池堆12。当系统10处于备用模式并且电转换器34开启时，因为总线18和20上的负载可能未大到足以抑制蓄电池电势至电池堆电势以下，可以不必打开接触器开关30和32，其中当通过转换器34升高电压时，升压转换器24可以电连接到电池堆12。
[0044]在一个实施例中，电转换器34是将来自蓄电池22的高压蓄电池功率转换为适于在此讨论的过程的电压的功率转换器。在替代实施例中，电转换器34可以是将来自12伏蓄电池40的低电压(通常为12伏)转换为足以提供氧化的足够高的电压的升压转换器。低电压蓄电池40驱动车辆上的辅助低功率负载，诸如灯、温度控制设备、无线电等。适于此目的的功率转换器和升压转换器是本领域技术人员公知的并且容易获取。
[0045]尽管在该实施例中基于平均电池电压来确定何时从蓄电池22提供功率，但是其它因素也可用于确定何时提供蓄电池功率及何时不提供。例如，可取的是，可以监控最大电池电压，从而当蓄电池功率被提供到电池堆12时使最大电池电压不超过某一预定最大值，否则会导致该电池受损。类似地，最小电池电压可以降低到小于阈值电压的某一值以下，其中，当最小电池电压达到某一低电压阈值但是平均电池电压尚未达到阈值电压时，适合向电池堆12提供蓄电池功率。此外，可取的是，监控燃料电池堆中的反应物浓度以确定何时提供蓄电池功率。例如，如果燃料电池堆12中的反应物(诸如氧气)分布不均匀，则从蓄电池22供应功率会导致较高氧水平的电池的氧水平增加到某一高阈值以上，可能导致电池受损。如本领域技术人员应该充分理解的，本领域已知确定燃料电池堆12中的阴极空气和氢气的浓度的各种技术，包括但不限于各种反应物浓度模型和浓度传感器。
[0046]图3是示出如上所述的用于保持燃料电池堆12的电压在要求电压阈值以上以防止或减小电压循环的过程的流程图70。用于保持电池堆电压的算法开始于方框72，其响应于任意合适的车辆操作条件，诸如进入备用模式，如上所述，其中燃料电池堆12被关闭并且压缩机50停止。一旦开始此顺序，算法就在决定方块74确定平均电池电压或最小电池电压是否在设定电压阈值以下，并且如果否，则电池堆电压未低到需要加入额外的电池堆电势并且允许电压在方框76下降。可选择地，确定平均电池电压或最小电池电压是否在设定电压阈值以下的决定可以是单独的决定。在决定方块74，如果平均电池电压已经下降到电压阈值以下，则算法在决定方块78确定最大电池电压是否在预定最大电压以下。如上所述，即使平均电池电压在电压阈值以下(此时会发生电压循环)，如果电池14之一的电压在预定最大电压以上(此时会损坏电池)，那么对于燃料电池堆12来说还是不向电池堆12提供来自蓄电池22的额外功率更好。因此，如果最大电池电压过高，则算法在方框76再次允许电池堆电压下降，因为当最大电池电压过高时向电池堆12增加电压是有害的。
[0047]如果在决定方块78最大电池电压在最大电压以下，则算法在决定方块80确定电池堆12中的反应物浓度是否可接受。如上所述，如果电池堆12中的反应物(包括阴极空气和氢气)的分布使得反应物在一些电池上产生较高的电压，那么即使平均电池电压在阈值电压以下也不适合从蓄电池22提供额外的功率。如果算法在决定方块80确定反应物浓度不可接受，则算法在决定方块82确定是否适合或可能加入阴极空气或氢气燃料。如果在决定方块82不适合加入反应物，则算法在方框76再次使电池堆电压下降。如果在决定方块82适合加入反应物，则算法在方框84加入反应物。如果算法在决定方块80确定反应物浓度可接受，则算法在方框86以上述方式向电池堆12提供电压。
[0048]如本领域技术人员将充分理解的，在此讨论的描述本发明的若干和各种步骤和过程可能涉及通过计算机、处理器或利用电气现象操纵和/或变换数据的其它电子计算设备执行的操作。这些计算机和电子设备可以采用各种易失性和/或非易失性存储器，包括其上存储有可执行程序的非临时性计算机可读介质，该可执行程序包括计算机或处理器能够执行的各种代码或可执行指令，其中，存储器和/或计算机可读介质可以包括所有形式和类型的存储器和其它计算机可读介质。
[0049]前述讨论仅公开和描述了本发明的示例性实施例。通过这种讨论和附图，本领域技术人员将容易地认识到，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以对本发明进行各种改变、改型和变型。
【权利要求】
1.一种用于保持燃料电池系统中的燃料电池堆的电压在期望电压值以上的方法，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，所述方法包括: 监控燃料电池堆中的每个燃料电池的电压； 确定燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的平均电池电压； 确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电压是否降低到第一预定电压值以下；以及如果平均电池电压已降低到第一预定电压值以下，则向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到第一预定电压值以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，向燃料电池堆供应电压包括从蓄电池供应电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，从蓄电池向燃料电池堆提供电压包括通过电转换器从蓄电池向燃料电池堆供应电压。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定具有最大电池电压的燃料电池的电压是否在第二预定电压值以上，其中，向燃料电池堆供应电压包括仅当最大电池电压在第二预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定具有最小电池电压的燃料电池的电压是否在第三预定电压值以下，其中，向燃料电池堆供应电压包括当最小电池电压在第三预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以上。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定燃料电池堆中的反应物浓度是否处于预定可接受水平，并且如果否，则阻止向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括当确定反应物未处于预定可接受水平时确定反应物是否能够被添加到燃料电池堆中。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，确定燃料电池堆中的反应物浓度是否处于预定可接受水平包括确定阴极空气和阳极氢气两者是否处于预定可接受水平。
9.一种当燃料电池系统进入备用模式时保持燃料电池系统中的燃料电池堆的电压在期望电压值以上的方法，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，所述燃料电池系统包括蓄电池，所述方法包括: 监控燃料电池堆中的每个燃料电池的电压； 确定燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的平均电池电压； 确定具有最高电压的燃料电池电压的最大电池电压； 确定具有最低电压的燃料电池的最小电压； 确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电池电压是否降低到第一预定电压值以下； 确定最大电池电压是否大于第二预定电压值； 确定最小电池电压是否小于第三预定电压值；以及 当平均电池电压已降低到第一预定电压值以下时，向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到第一预定电压值以上，其中，向燃料电池堆供应电压包括仅当最大电池电压在第二预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以下，以及当最小电池电压在第三预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压，而不管平均电池电压是否在第一预定电压值以上。
10.一种用于保持燃料电池系统中的燃料电池堆的电压在期望电压值以上的方法，所述燃料电池堆包括多个燃料电池，所述系统包括: 用于监控燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的装置； 用于确定燃料电池堆中的每个燃料电池的电压的平均电池电压的装置； 用于确定燃料电池堆中的燃料电池的平均电压是否降低到第一预定电压值以下的装置；以及 用于当平均电池电压已降低到第一预定电压值以下时向燃料电池堆供应电压以使平均电池电压增大到第一预定电 压值以上的装置。
【文档编号】H01M8/04GK103682401SQ201310414331
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】R.J.摩西, B.拉克什马南, D.T.富尔姆斯比, D.I.哈里斯, S.P.库马拉古鲁 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司