对于燃料电池系统中空气流量误差的补救措施

摘要

一种系统和方法，用于当阴极空气流速中的误差被检测出时使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行。所述系统和方法包括估算阴极空气流速，并检测在所估算的阴极空气流速中的误差。所述系统和方法还包括当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组的相对湿度。

权利要求

1.一种用于使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行的方法，所述方法包括：估算阴极空气流速；

检测到在所估算的阴极空气流速中的误差；

确定燃料电池组中燃料电池电压的预定最小电池电压阈值是否已经达到；

如果所述的预定最小电池电压已经达到，将到往燃料电池组的阴极空气流速调整成大于估算的最小阴极空气流速阈值；以及当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组的相对湿度。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括一旦在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，增加能够施加到燃料电池系统的最小负载。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，增加最小负载包括给燃料电池系统的蓄电池充电。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：将燃料电池组置于空闲或关闭模式；并且如果蓄电池的充电状态为大约100%，使用蓄电池功率使所述车辆运行。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述估算的最小阴极空气流速阈值是借助通过将由阴极空气误差估算算法所发送出的空气质量流速估算标准偏差乘以预定因数而定义所述误差来确定。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括增加最小阴极空气流速阈值，直至最小电池电压增加到高于所述预定最小电池电压阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括维持增加的最小阴极空气流速，直至检测到的阴极空气流速估算误差故障条件被清除。

8.一种用于使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行的方法，所述方法包括：估算阴极空气流速；

检测在所估算的阴极空气流速中的误差；以及

当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组的相对湿度。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括确定燃料电池组中燃料电池电压的预定最小电池电压阈值是否已经达到，其中，如果所述预定最小电池电压阈值已经达到，将到往燃料电池组的阴极空气流速调整成高于估算的最小阴极空气流速阈值。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括一旦在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，增加能够施加到燃料电池系统的最小负载。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，增加最小负载包括给燃料电池系统的蓄电池充电。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：将燃料电池组置于空闲或关闭模式；并且如果蓄电池的充电状态为大约100%，使用蓄电池功率使所述车辆运行。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述估算的最小阴极空气流速阈值是借助通过将由阴极空气误差估算算法所发送出的空气质量流速估算标准偏差乘以预定因数而定义所述误差来确定。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括增加最小阴极空气流速阈值直至最小电池电压增加到高于所述预定最小电池电压阈值，并且维持增加的最小阴极空气流速直至检测到的阴极空气流速估算误差故障条件被清除。

15.一种用于使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行的系统，所述系统包括：控制单元，所述控制单元包括：

用于估算阴极空气流速的装置；

用于检测在所估算的阴极空气流速中的误差的装置；以及

用于当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组相对湿度的装置。

16.根据权利要求15所述的系统，还包括用于确定燃料电池组中燃料电池电压的预定最小电池电压阈值是否已经达到的装置，其中，如果所述预定最小电池电压阈值已经达到，将到往燃料电池组的阴极空气流速调整成高于估算的最小阴极空气流速阈值。

17.根据权利要求15所述的系统，还包括一旦所估算的阴极空气流速中的误差被检测出，增加能够施加到燃料电池系统的最小负载。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，增加最小负载包括给燃料电池系统的蓄电池充电。

19.根据权利要求18所述的系统，还包括用于将燃料电池组置于空闲或关闭模式，并且如果蓄电池的充电状态接近最大充电状态，使用蓄电池功率而使所述车辆运行的装置。

20.根据权利要求16所述的系统，其中，所述估算的最小阴极空气流速阈值是借助通过将由阴极空气误差估算算法所发送出的空气质量流速估算标准偏差乘以预定因数而定义所述误差来确定。

说明书

对于燃料电池系统中空气流量误差的补救措施

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及一种用于当在阴极空气流量估算中的误差被检测出时继续使燃料电池系统运行的方法，并且更特别地，涉及一种用于当在阴极空气流量估算中的误差被检测出并且最小电池电压下降到预定阈值以下时增加到燃料电池组中空气流量的方法。

背景技术

[0002] 氢气是一种非常有吸引力的燃料，因为它洁净并且能够用于在燃料电池中高效地生产电力。氢燃料电池是一种电化学装置，其包括在其间具有电解质的阳极和阴极。阳极接收氢气并且阴极接收氧气或空气。氢气在阳极催化剂中离解以产生自由的质子和电子。质子穿过电解质到达阴极。质子在阴极催化剂处与氧气和电子发生反应而产生水。来自阳极的电子不能穿过电解质，并且因此在被发送到阴极之前被引导通过负载以做功。

[0003] 质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种用于车辆的受欢迎的燃料电池。PEMFC总体上包括固态聚合物电解质质子传导膜，例如全氟磺酸膜。阳极和阴极典型地包括精细分割的催化粒子（通常为铂（Pt）），其被支撑在碳粒子上并与离聚物混合。催化混合物沉积在膜的相对侧。阳极催化混合物、阴极催化混合物和膜的组合定义了一种膜电极组件（MEA）。MEA制造起来相对昂贵并且需要一定的条件来高效运行。

[0004] 通常，多个燃料电池组合在燃料电池组中以产生所需的功率。例如，用于车辆的典型的燃料电池组可以具有两百或更多个成组的燃料电池。燃料电池组接收阴极输入气体（典型地，通过压缩机迫使通过电池组的空气流）。并非所有的氧气都被电池组消耗，并且一些空气作为阴极排气被输出，这些阴极排气可以包括作为电池组副产品的水。燃料电池组还接收流入电池组阳极侧中的阳极氢输入气体。

[0005] 燃料电池组包括定位在电池组中的多个MEA之间的一系列双极板，其中双极板和MEA被定位在两个端板之间。双极板包括用于电池组中相邻燃料电池的阳极侧和阴极侧。阳极气流通道设置在双极板的阳极侧上，其允许阳极反应气体流到相应的MEA。阴极气流通道设置在双极板的阴极侧上，其允许阴极反应气体流到相应的MEA。一个端板包括阳极气流通道，并且另一个端板包括阴极气流通道。双极板和端板由导电材料制成，例如，不锈钢或导电复合物。端板将燃料电池产生的传导到电池组之外。双极板还包括冷却流体流动通过的流动通道。

[0006] 如在本领域中所良好理解的，燃料电池膜以一定的相对湿度（RH）运行，以便越过所述膜的离子电阻足够低以有效地传导质子。来自燃料电池组的阴极出口气体的相对湿度通常通过控制多个电池组运行参数（例如电池组压力，温度，进入电池组的阴极空气的阴极化学当量和相对湿度）被控制从而控制所述膜的相对湿度。为了电池组的耐用性之目的，期望使所述膜的相对湿度循环数量最小化，因为在RH极值之间循环已被示出严重限制膜的寿命。膜的RH循环导致膜膨胀和收缩，这是由于吸收水并且随后干燥。膜的这种膨胀和收缩导致膜内有针孔，其引起氢气和氧气横跨通过所述膜从而形成热点，其进一步增加了膜内孔的尺寸，从而减少了其寿命。

[0007] 如上所述，水可以作为电池组运行的副产品产生。因此，来自电池组的阴极排气将包括水汽和液态水。本领域中已知的是，使用水汽输送（WVT）单元来捕获在阴极排气中的一些水，并且使用所述水增湿阴极输入空气流。在所述膜一侧的阴极排气中的水被所述膜吸收，并且输送到在所述膜另一侧的阴极空气流。

[0008] 在燃料电池的运行期间，来自MEA的水分和外部增湿的湿气可以进入阳极和阴极流动通道。在低电池功率需求（通常在0.2 A/cm²以下）时，水可以在流动通道内积聚，因为反应物气体的流速太低以致于不能迫使水离开通道。当水积聚时，小滴在流动通道内形成。随着小滴的尺寸增大，流动通道被关闭，并且反应物气体被转移到其它流动通道，因为通道在共用入口和出口歧管之间是并行的。随着小滴尺寸的增加，小滴的表面张力可以变得比试图将小滴推向排出歧管的δ压力大，所以反应物气体可能不流动通过由水阻塞的通道，反应物气体不能迫使水离开通道。所述膜的由于通道被阻塞而不接收反应物气体的那些区域将不产生，从而导致不均匀的电流分配，并且减少了燃料电池的总效率。随着越来越多的流动通道被水阻塞，由燃料电池生产的下降，其中电池电压电势少于200 mV被视为电池失效。
由于燃料电池为串联电气联接，所以如果燃料电池中的一个停止运行，全部燃料电池组可能停止运行。

[0009] 如上所讨论的，通常有必要控制电池组的湿度以使得在电池组中的膜具有适当的导电率，但是其中，如果在系统关闭期间水结冰，流动通道不变得被冰阻塞。本领域中已知的是，在燃料电池系统的阴极空气入口中提供RH传感器，以测量阴极入口气体流在其进入电池组时的湿度。使用所测量的入口相对湿度和水种（water specie）平衡，或水的质量平衡，燃料电池系统（包括阴极空气出口流量）的RH 曲线能够被估算。

[0010] 高频电阻（HFR）是众所周知的燃料电池特性，并且与燃料电池膜的欧姆电阻或膜质子电阻紧密相关。欧姆电阻自身是燃料电池膜湿润性程度的函数。因此，通过在激发电流具体频带内测量燃料电池组燃料电池膜的HFR，燃料电池膜的湿润性程度可以被确定。这种HFR测量允许单独测量燃料电池膜湿度，从而免于对RH传感器的需要。

[0011] 燃料电池组的平均HFR（终端到终端）提供了对平均电池组膜湿润性、RHavg的良好测量。尽管使用RHavg 控制燃料电池组膜湿润性可足以满足效率目标，但是阴极入口流动通道和阴极出口流动通道内液态水的存在直接与不良的可靠性、耐用性和由燃料电池系统中结冰引发的损坏相关。

[0012] 质量空气流量传感器通常用于估算到达燃料电池组的阴极空气流量。阴极旁通阀通常用于控制被发送到WVT单元以对阴极入口气体增湿的阴极排气的量。当质量流量计和阴极旁通阀正常作用时，阴极空气流量中的总误差将是小的，例如，在20-140克/秒的阴极空气流处误差大于2%，并且在2-20克/秒的阴极空气流处误差小于1.5%。然而，当阴极系统中的传感器或促动器故障时，可能产生阴极空气流量的较高误差。因此，本领域中需要提供一种方法以当在没有由于不良增湿而损坏燃料电池组和/或没有在期望的化学当量下运行的情况下已经发生阴极空气流量误差时，继续使燃料电池系运行统。

发明内容

[0013] 根据本发明的教导，揭示了一种系统和方法，用于当在阴极空气流速中的误差被检测出时使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行。所述系统和方法包括估算阴极空气流速，并且检测在所估算的阴极空气流速中的误差。所述系统和方法还包括当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组的相对湿度。

[0014] 本发明还包括如下方案：

[0015] 1. 一种用于使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行的方法，所述方法包括：

[0016] 估算阴极空气流速；

[0017] 检测在所估算的阴极空气流速中的误差；

[0018] 确定燃料电池组中燃料电池电压的预定最小电池电压阈值是否已经达到；

[0019] 如果所述的预定最小电池电压已经达到，将到往燃料电池组的阴极空气流速调整成大于估算的最小阴极空气流速阈值；以及

[0020] 当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组的相对湿度。

[0021] 2. 根据方案1所述的方法，还包括一旦在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，增加能够施加到燃料电池系统的最小负载。

[0022] 3. 根据方案2所述的方法，其中，增加最小负载包括给燃料电池系统的蓄电池充电。

[0023] 4. 根据方案3所述的方法，还包括：将燃料电池组置于空闲或关闭模式；并且如果蓄电池的充电状态为大约100%，使用蓄电池功率使所述车辆运行。

[0024] 5. 根据方案1所述的方法，其中，所述估算的最小阴极空气流速阈值是借助通过将由阴极空气误差估算算法所发送出的空气质量流速估算标准偏差乘以预定因数而定义所述误差来确定。

[0025] 6. 根据方案5所述的方法，还包括增加最小阴极空气流速阈值，直至最小电池电压增加到高于所述预定最小电池电压阈值。

[0026] 7. 根据方案6所述的方法，还包括维持增加的最小阴极空气流速，直至检测到的阴极空气流速估算误差故障条件被清除。

[0027] 8. 一种用于使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行的方法，所述方法包括：

[0028] 估算阴极空气流速；

[0029] 检测在所估算的阴极空气流速中的误差；以及

[0030] 当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组的相对湿度。

[0031] 9. 根据方案8所述的方法，还包括确定燃料电池组中燃料电池电压的预定最小电池电压阈值是否已经达到，其中，如果所述预定最小电池电压阈值已经达到，将到往燃料电池组的阴极空气流速调整成高于估算的最小阴极空气流速阈值。

[0032] 10. 根据方案8所述的方法，还包括一旦在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，增加能够施加到燃料电池系统的最小负载。

[0033] 11. 根据方案10所述的方法，其中，增加最小负载包括给燃料电池系统的蓄电池充电。

[0034] 12. 根据方案11所述的方法，还包括：将燃料电池组置于空闲或关闭模式；并且如果蓄电池的充电状态为大约100%，使用蓄电池功率使所述车辆运行。

[0035] 13. 根据方案8所述的方法，其中，所述估算的最小阴极空气流速阈值是借助通过将由阴极空气误差估算算法所发送出的空气质量流速估算标准偏差乘以预定因数而定义所述误差来确定。

[0036] 14. 根据方案13所述的方法，还包括增加最小阴极空气流速阈值直至最小电池电压增加到高于所述预定最小电池电压阈值，并且维持增加的最小阴极空气流速直至检测到的阴极空气流速估算误差故障条件被清除。

[0037] 15. 一种用于使车辆中燃料电池系统的燃料电池组运行的系统，所述系统包括：

[0038] 控制单元，所述控制单元包括：

[0039] 用于估算阴极空气流速的装置；

[0040] 用于检测在所估算的阴极空气流速中的误差的装置；以及

[0041] 用于当在所估算的阴极空气流速中的误差被检测出时，利用来自高频电阻传感器的高频电阻测量值来控制燃料电池组相对湿度的装置。

[0042] 16. 根据方案15所述的系统，还包括用于确定燃料电池组中燃料电池电压的预定最小电池电压阈值是否已经达到的装置，其中，如果所述预定最小电池电压阈值已经达到，将到往燃料电池组的阴极空气流速调整成高于估算的最小阴极空气流速阈值。

[0043] 17. 根据方案15所述的系统，还包括一旦所估算的阴极空气流速中的误差被检测出，增加能够施加到燃料电池系统的最小负载。

[0044] 18. 根据方案17所述的系统，其中，增加最小负载包括给燃料电池系统的蓄电池充电。

[0045] 19. 根据方案18所述的系统，还包括用于将燃料电池组置于空闲或关闭模式，并且如果蓄电池的充电状态接近最大充电状态，使用蓄电池功率而使所述车辆运行的装置。

[0046] 20. 根据方案15所述的系统，其中，所述估算的最小阴极空气流速阈值是借助通过将由阴极空气误差估算算法所发送出的空气质量流速估算标准偏差乘以预定因数而定义所述误差来确定。

[0047] 本发明的附加特征将结合附图根据下面的说明和所附权利要求变得显而易见。

附图说明

[0048] 图1是燃料电池系统的示意方块图；并且

[0049] 图2是用于当阴极空气流量估算误差被检测到时使燃料电池系统运行的方法的流程图。

具体实施方式

[0050] 本发明实施例的以下讨论，致力于一种用于当质量空气流量计或阴极阀失效时而继续使燃料电池系统运行的方法，其在本质上仅仅是示例性的，并且绝不旨在限制本发明或其应用或使用。

[0051] 图1是包括燃料电池组12的燃料电池系统10的示意方块图。压缩机14通过水汽输送（WVT）单元34在阴极输入线路16上将空气流提供到燃料电池组12的阴极侧，所述水汽输送（WVT）单元34对阴极输入空气增湿。阴极排气通过止回阀48在阴极排气线路18上从电池组12输出，所述止回阀48将阴极排气引导至WVT单元34以提供湿度来对阴极输入空气增湿。旁通线路36围绕电池组12而设置以围绕电池组12引导一些或全部阴极输入空气流。旁通阀
38设置在旁通线路36上，其中止回阀48和旁通阀38的位置由控制单元44选择性地控制从而引导阴极入口空气流通过或围绕电池组12，以便在系统10的启动期间空气能够在可能充满氢气的电池组周围绕过。随着启动的进行，空气逐渐地给出通过电池组直至旁通线路36使用旁通阀38而被关闭。RH传感器42设置在阴极输入线路16上，以提供阴极输入空气流在其被WVT单元34增湿后的RH测量值，并且提供输入到以下讨论的阴极增湿单元（CHU）的RH测量值。质量空气流量计46也设置在阴极输入线路16上，以提供进入燃料电池组12的阴极输入空气流的质量流量测量值。

[0052] 燃料电池系统10还包括氢燃料或氢气源20（通常为提供氢气到注射器22的高压槽），所述注射器22在阳极输入线路24上将被控制的氢气量注射到燃料电池组12的阳极侧。虽然没有具体地示出，本领域技术人员将理解的是，各种压力调节器、控制阀、切断阀等将被提供以在适于注射器22的压力下从源20供给高压氢气。注射器22可以是适于在此讨论的目的的任何注射器。

[0053] 阳极流出物输出气体在阳极输出线路26上从燃料电池组12的阳极侧输出，所述阳极输出线路26被提供到排出阀28。如本领域技术人员良好理解的，从燃料电池12阴极侧横跨的氮稀释了电池组12阳极侧中的氢气，从而影响了燃料电池组12的性能。因此，有必要从阳极子系统周期性地排出阳极流出气体以减少阳极子系统中的氮量，如本领域技术人员已知的。当系统10在正常的非排出模式下运行时，排出阀28处在阳极流出气体被提供到再循环线路30的位置，所述再循环线路30将阳极气体再循环到注射器22以使其运行为喷射器并且将再循环的氢气提供回到电池组12的阳极输入。当命令排出以减少在电池组12阳极侧中的氮时，排出阀28被定位成引导阳极流出物离开阳极输出线路26。通常，阳极流出物被引导至阴极入口线路或阴极排出线路，但是为了清晰起见没有示出。尽管系统10是阳极再循环系统，本发明将应用其它类型的燃料电池系统，包括阳极流量转换系统。

[0054] 燃料电池系统10还包括高频电阻（HFR）电路40，其确定电池组12中膜的电池组膜湿度。HFR 电路40确定燃料电池组12的高频电阻，其中高频电阻信号被提供到控制单元44，并且用来确定电池组12内电池膜的湿润性。HFR 电路40通过以本领域技术人员已知的方式确定燃料电池组12的欧姆电阻或膜质子电阻而运行。膜质子电阻是燃料电池组12的膜湿润性的函数。当进入电池组12阴极侧的空气流量不准确时（例如，误差大于3%），燃料电池系统10将基于所述误差而增加空气流量（下面详细描述），以便燃料电池系统10可以继续运行。
当电池组12没有产生足够的功率以支持燃料电池系统和/或车辆负载时，蓄电池32作为功率源而被提供到燃料电池系统10。蓄电池32可以从电池组12接收功率从而以本领域技术人员理解的方式充电。

[0055] 当阴极空气流速估算不准确（例如，由于质量空气流量计误差或阴极旁通阀38被卡住而开着）时，作为燃料电池系统10控制一部分的算法被开启。对阴极空气流速估算不准确的确定，可以通过将基于对于所估算的阴极空气流量的功率输出的模型与来自质量流量计46的输出比较而做出。图2是算法的流程图60，当阴极空气流速估算不准确时，所述算法60允许燃料电池系统10继续在正常运行条件下运行。在方框62处，算法检测到空气流速估算不准确。接着，在决定菱形64处，算法确定最小燃料电池组电压是否达到预定阈值。如果为否，算法返回到方框62处。如果为是，算法将引起燃料电池系统10以空气流量设定点运行，其保证供给到燃料电池组12阴极侧的空气流量多于最小空气流量。此空气流量设定点考虑了阴极空气流速估算的误差。下降到预定最小电池电压阈值以下的最小电池电压，表明燃料电池组12在处于燃料电池化学反应要发生所必需的化学当量以下的条件中运行。因此，控制单元44的阴极化学当量设定点产生器将忽略由阴极空气误差估算算法发送出到控制器44的标准偏差误差估算，而仍然试图正常控制阴极化学当量，直至在质量空气流量计
46中检测到故障或旁通阀38被确定为被卡住而开着。当这些情况中的一种存在时，控制单元44的设定点产生器将继续忽略阴极空气流量误差直至最小电池电压下降到预定最小电池电压阈值以下。例如，最小电池电压阈值可以是最小电池电压下降到从平均电池电压起
300 mV以下时。

[0056] 在决定菱形64处，一旦最小电池电压阈值已经达到，算法采取措施以防止感知到阴极饥饿的情况。此时，在方框66处确定流出期望电流密度所需的最小阴极化学当量。一种示例可以是1.4的阴极化学当量。在方框66处，算法通过将空气质量流速的估算标准偏差乘以某个因数从而确定总误差而确定所必需的最小阴极空气流。例如，初始推测可以是将误差定义为3的标准偏差，这将涵盖所有阴极空气流量估算失败情况的 99.7% 。从报告的空气流速中减去所述3的标准偏差给出了最小流速，所述最小流速考虑了估算的误差。与对应于最小允许阴极化学当量的情形相比，所述最小流速估算需更大，以修正最小电池电压条件。如果最小流速估算没有修正最小电池电压，则阴极化学当量设定点增加，以使最小误差高于所要求的流速。在方框66处使用阴极空气流量的增加量（即阴极化学当量的修正），直至阴极空气流量估算误差故障条件清除。

[0057] 空气流速是电池组出口湿润性的最大贡献因素之一，其对控制单元44的阴极增湿单元（CHU）模型的输入和输出具有巨大影响。空气流速误差可能大于25%，因此，当阴极空气流量估算误差发生时，CHU模型将不再具有预示性。因此，如果在方框62处检测到阴极空气流速估算误差，在方框68处，来自HFR电路40的高频电阻（HFR）反馈被用于控制湿度，而不管最小电池电压条件如何。更加具体地，如果旁通阀38开启的时间比预定阈值长，或者如果空气质量流量计46故障被检测到，在方框68处HFR用于控制湿度。

[0058] 为了使HFR电路40的HFR灵敏度最大化，燃料电池组12在比正常更干燥的设定点条件下运行。否则，控制单元44将不能使期望的燃料电池组12湿润性设定点（例如75-90%的相对湿度（RH））与可能导致电池组12不稳定的更潮湿的条件区分开。因此，控制单元44使用产生（yield）HFR值的RH设定点，其远离如上讨论的湿式渐近线至少10 mOhm-cm2。然而，电池组12的这种连续干燥运行的确排除了任何基于HFR的电阻信息（learning），这详细讨论于共同待审的申请序列号No. 12/262,212，其题为“Online Estimation of Cahtode Inlet and Outlet RH from Stack Average HFR”（“根据电池组平均HFR而对阴极入口和出口的RH的在线估算”），在2009年11月19日提交，其被分配给本申请的受让人并通过参考引入本文。在没有基于HFR的电阻信息的情况下，如果电池组12最近经历了空气/空气调制（这使HFR的可恢复性漂流重置），在方框68处使用HFR控制湿度的准确性可能变差。

[0059] 超出空气流速设定点的范围是燃料电池系统10能够展示以保持电池组12脱离能够引起严重过度干燥的条件的行为。在低电流密度处并且因此在低空气流速处，阴极空气流量误差将成为最高。在某些情况下，误差可以是所报告阴极空气流量值的+/- 100% 。因此，在方框70处，算法把能够施加到燃料电池系统10的最低负载增加到预定的最低负载阈值（例如≥ 0.1 A/cm2）。在方框70处所需的最低负载变为车辆必须满足的绑定要求。

[0060] 燃料电池系统10依靠蓄电池32以支持低于预定阈值的负载（例如低于0.1 A/cm2）。如果蓄电池32的充电状态例如是设计最高充电状态的90%，算法可以关闭燃料电池组12，并且车辆可以依靠蓄电池电源运转。如果蓄电池32的充电状态为低（例如是设计最低充电状态的20%以内），算法可以使燃料电池组12在其最高效的点处运行以给蓄电池32充电，直至蓄电池32的充电状态高于预定的充电状态阈值，例如大约100%。所述电池组12的最高效运行点可以是阴极空气流速模型具有最高重现精度的情形。

[0061] 使用上面讨论的算法，当质量空气流量计46或阴极旁通阀38已经失效时，燃料电池系统10可以继续运行，但预期的是，燃料电池系统10和/或车辆的性能将降低。

[0062] 如本领域技术人员将良好理解的，本文所讨论用于描述本发明的多个和各种步骤和过程可以涉及由计算机、处理器或其它电子计算设备（其使用电气现象操纵和/或转换数据）执行的操作。那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，包括非暂态的计算机可读介质，其具有储存于其上的可执行程序，所述可执行程序包括各种能够被计算机或处理器执行的代码或可执行指令，其中所述存储器和/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。

[0063] 上述讨论仅仅公开并描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员将容易根据这种讨论并根据附图和权利要求认识到，在不偏离如下面的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，能够在其中做出各种改变、修改和变型。