本申請(qǐng)要求2013年10月2日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/885,787號(hào)的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)以引用的方式被并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書涉及具有燃料電池的電力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

PEM燃料電池模塊包括燃料電池堆。該燃料電池堆包含許多在電極之間傳導(dǎo)質(zhì)子的聚合物電解質(zhì)膜(或者被稱為質(zhì)子交換膜(PEM))。PEM燃料電池是由包含氧的第一反應(yīng)物(例如，空氣)和包含氫的第二反應(yīng)物(例如，基本上純凈的氫氣或甲烷)供電的。已知的還有其它類型的燃料電池模塊。

燃料電池模塊可以與蓄電池組合使用以提供混合電力供應(yīng)系統(tǒng)。例如，混合電力系統(tǒng)能夠被用來(lái)在電力網(wǎng)發(fā)生故障的情況下提供備用電源。在另一個(gè)例子中，混合電力系統(tǒng)能夠被用來(lái)對(duì)車輛供電。在這些情況和其它情況下，較佳的是能夠在一個(gè)短的時(shí)間段內(nèi)啟動(dòng)燃料電池。在備用電源的情況下，除了其它方面之外還需要蓄電池是為了提供足夠的儲(chǔ)電量以帶動(dòng)預(yù)期的負(fù)載直到燃料電池被啟動(dòng)。

目前可用的燃料電池模塊通常在大約20秒至60秒內(nèi)啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)間是從啟動(dòng)命令的時(shí)刻直到該模塊將電力傳送至負(fù)載或該模塊達(dá)到它額定功率輸出的指定百分比(例如，80％或100％)而被測(cè)量出來(lái)的。

燃料電池依據(jù)極化曲線(polarisation curve)產(chǎn)生電壓。該極化曲線將燃料電池電壓描述為燃料電池電流的函數(shù)或燃料電池電流密度的函數(shù)。通常，隨著由燃料電池提供的電流從零開始增大，燃料電池電壓最初在通過激活區(qū)時(shí)迅速下降，然后在通過歐姆區(qū)時(shí)幾乎線性地下降，接著在通過大量輸運(yùn)區(qū)時(shí)更加迅速地下降。蓄電池通常具有不同的極化曲線，所以在某些時(shí)候(例如，當(dāng)燃料電池啟動(dòng)或斷開時(shí))，蓄電池和燃料電池可能具有互不相容的極化曲線。在一些情況下，蓄電池和燃料電池通過DC-DC(直流-直流)電壓轉(zhuǎn)換器而被連接起來(lái)以幫助應(yīng)對(duì)它們兩者的極化曲線中的差異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下面的介紹旨在向讀者介紹要求保護(hù)的本發(fā)明的詳細(xì)說明，而不會(huì)限制或界定任何要求保護(hù)的發(fā)明。

在電力供給中，更快啟動(dòng)的燃料電池可以允許使用更小的蓄電池。任選地，如果啟動(dòng)程序被充分地縮短，那么可能不需要除了被用來(lái)啟動(dòng)燃料電池的蓄電池以外的蓄電池。在車輛的情況下，燃料電池和蓄電池通常一起工作從而提供最大加速度或最大峰值功率。在這種情況下，快速啟動(dòng)型燃料電池使得車輛能夠沒有延遲地被操作，并且當(dāng)車輛按照交通信號(hào)燈而停止時(shí)，該快速啟動(dòng)型燃料電池可以使所述燃料電池能夠被停堆而不是空閑。例如為了上面給出的原因，較佳的是，能夠在例如5秒以下或2秒以下的時(shí)間內(nèi)更快地啟動(dòng)燃料電池。還較佳的是，提供能夠任選地在沒有電壓轉(zhuǎn)換器的情況下而被使用的燃料電池啟動(dòng)方法和裝置。

本說明書說明了一種具有燃料電池模塊和蓄電池的電力供應(yīng)系統(tǒng)。所述燃料電池模塊和所述蓄電池在至少部分地重疊的電壓范圍內(nèi)工作。所述燃料電池模塊能夠通過二極管而選擇性地被連接至所述蓄電池。至少在啟動(dòng)過程中，用于所述燃料電池的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)物泵任選地由所述蓄電池驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選地，所述電力供應(yīng)系統(tǒng)還具有電流傳感器和控制器。所述控制器被配置成在感測(cè)到從所述燃料電池流過所述二極管的電流之后使繞開所述二極管的旁路電路中的接觸器閉合。優(yōu)選地，所述電力供應(yīng)系統(tǒng)還具有與所述二極管串聯(lián)的接觸器。所述電力供應(yīng)系統(tǒng)還可以在放電電路中具有電阻器和接觸器。

本說明書還說明了一種燃料電池模塊(例如，如上所述的電力系統(tǒng)中的燃料電池模塊)啟動(dòng)方法。在所述方法中，閉合第一接觸器以通過二極管使所述燃料電池與所述蓄電池并聯(lián)連接，并且接通用于所述燃料電池的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)物泵。監(jiān)控電流傳感器，以便得到用于指示有電流流過所述二極管的信號(hào)。在指示了所述電流之后，按照繞開所述二極管的方式將旁路電路連接。

任選地，可以在啟動(dòng)所述燃料電池模塊之前執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)燃料電池模塊狀態(tài)檢查或預(yù)啟動(dòng)過程。在一些情況下，在啟動(dòng)所述燃料電池模塊之前使所述燃料電池模塊放電。本文中還說明了停堆過程。

附圖說明

圖1是燃料電池模塊的各部件的示意圖。

圖2是具有如圖1所示的燃料電池模塊的電力供應(yīng)系統(tǒng)的各部件的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了燃料電池模塊10。燃料電池模塊10具有包含多個(gè)PEM電池的燃料電池堆12。堆12內(nèi)的流場(chǎng)板(flow field plate)界定了冷卻劑路徑、燃料側(cè)路徑(也稱為氫氣側(cè)路徑或陽(yáng)極側(cè)路徑)和空氣側(cè)路徑(也稱為氧氣側(cè)路徑或陰極側(cè)路徑)。各種電廠配套設(shè)施部件被用來(lái)管理在這些路徑中流動(dòng)的材料。下面，如圖1所示，將說明電廠配套設(shè)施部件的一些示例，但是也可以使用其它的電廠配套設(shè)施部件或構(gòu)造。

氫氣或含氫氣的燃料從燃料源14釋放，在氫氣入口16處進(jìn)入堆12中并且從氫氣出口18退出該堆12。從氫氣出口18釋放的未反應(yīng)的氫氣通過再循環(huán)回路21而往回傳送至氫氣入口16。再循環(huán)回路21中的流動(dòng)是由氫氣再循環(huán)泵20驅(qū)動(dòng)的。不時(shí)地，通過打開放氣閥(purge valve)22來(lái)清除來(lái)自該堆的燃料側(cè)的氫氣、其它雜質(zhì)和水分。放氣閥22可以是電磁閥或另一種類型的能夠由機(jī)械控制器、或電氣控制器、或計(jì)算機(jī)控制器操縱的閥。

空氣(或氧氣、或富氧空氣、或貧氧空氣)通過空氣入口24而流入堆12中?？諝夂退魵馔ㄟ^空氣出口26而離開堆12?？諝獾牧鲃?dòng)是由空氣泵28驅(qū)動(dòng)的?？諝獗?8可以以恒定的速度工作，或可以由變頻驅(qū)動(dòng)器或其它的速度可控電機(jī)驅(qū)動(dòng)?？諝獗?8可以被連接至空氣入口24或空氣出口26。

諸如水、或者水和酒精的混合物、或者水和另一種防凍劑的混合物等冷卻劑通過冷卻劑入口30而進(jìn)入堆12中且從冷卻劑出口32退出該堆12。冷卻劑從冷卻劑出口32流經(jīng)散熱器34或其它的熱交換器，然后返回到冷卻劑入口30。任選地，冷卻劑以被泵35驅(qū)動(dòng)的大體上恒定的流速流過這個(gè)回路。冷卻劑溫度傳感器38將指示冷卻劑或堆12的溫度的信號(hào)發(fā)送給冷卻系統(tǒng)控制器40。冷卻劑溫度傳感器38能夠被安置于堆12中或被安置于冷卻劑回路的外部部分中的任何地方。冷卻系統(tǒng)控制器40按照需要來(lái)調(diào)節(jié)散熱器風(fēng)扇36的速度，以便使溫度保持在溫度設(shè)定值附近或以溫度設(shè)定值為中心的指定范圍內(nèi)。可替代地，冷卻系統(tǒng)控制器40能夠調(diào)節(jié)冷卻劑泵35的速度、能夠移動(dòng)用于控制去往散熱器34的空氣氣流的擋板(baffle)、能夠改變流過熱交換器的另一流體的流動(dòng)、或者能夠以另外的方式調(diào)節(jié)冷卻劑或堆12的溫度。

燃料電池模塊10還具有主控制器42。主控制器42直接地操縱氫氣再循環(huán)泵20、放氣閥22、空氣泵28及其他的電廠配套設(shè)施部件，或通過將數(shù)據(jù)發(fā)送至與氫氣再循環(huán)泵20、放氣閥22、空氣泵28及其他的電廠配套設(shè)施部件相關(guān)聯(lián)的控制器來(lái)操縱上述這些構(gòu)件。主控制器42還將所述溫度設(shè)定值提供給冷卻系統(tǒng)控制器40。主控制器42包括計(jì)算機(jī)(例如，通用計(jì)算機(jī)或可編程邏輯控制器)、通信端口和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。任選地，主控制器42和冷卻系統(tǒng)控制器40能夠被組合成一個(gè)控制器。

任選地，與再循環(huán)泵20相關(guān)聯(lián)的信號(hào)被發(fā)送給主控制器42，并且被考慮用來(lái)判定電池是否水泛濫(flooded)。美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/642,846號(hào)以引用的方式被并入這里。在一個(gè)示例中，再循環(huán)泵20是在大體上恒定的電壓或速度下工作的漩渦(regenerative)泵或離心泵。當(dāng)電池堆的燃料側(cè)的濕度增加或電池包含液態(tài)水時(shí)，就需要更多的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)氫氣再循環(huán)回路中的同一個(gè)容積流量(volumetric flow rate)。指示由再循環(huán)泵20引出的電流的信號(hào)被發(fā)送給主控制器42。主控制器42能夠通過打開放氣閥22而最迅速地糾正燃料電池堆12的氫氣側(cè)的水泛濫。

任選地，在空氣出口26與空氣入口24之間可以設(shè)有可控的旁路管線。如果有旁路管線的話，那么該旁路管線中的空氣氣流可以被改變以控制流過燃料電池堆12的空氣中的氧氣的相對(duì)含量。這使得能夠在需要的時(shí)候更改燃料電池模塊10的極化曲線。主控制器42可以被連接至空氣出口26與空氣入口24之間的旁路管線中的一個(gè)或多個(gè)閥，并且/或者可以被連接至空氣出口26和空氣入口24至少一者中的一個(gè)或多個(gè)閥。即使總的氣體流量(在本情況下，貧氧空氣)保持為基本不變，但是調(diào)節(jié)這些閥中的一個(gè)或多個(gè)閥會(huì)改變?nèi)剂想姵囟?2的空氣側(cè)的氧分壓(或氧濃度)。燃料堆12的電壓隨著氧分壓而發(fā)生變化的程度大于隨著流過該堆的總氣流而發(fā)生變化的程度。在給定的電流輸出的情況下較高的氧分壓會(huì)產(chǎn)生較高的電壓，且在給定的電流輸出的情況下較低的氧分壓會(huì)產(chǎn)生較低的電壓。美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/827,318號(hào)以引用的方式被并入這里。

圖2示出了電力供應(yīng)系統(tǒng)50。電力供應(yīng)系統(tǒng)50具有燃料電池模塊10和蓄電池52。任選地，蓄電池52可以被不同類型的儲(chǔ)電裝置(例如，電容器)取代。電力供應(yīng)系統(tǒng)50被用來(lái)向負(fù)載54提供電力。負(fù)載54可以是例如車輛或其它機(jī)器中的電動(dòng)機(jī)。在另一個(gè)示例中，負(fù)載54可以是可能需要備用電源的建筑物或其它結(jié)構(gòu)、或者諸如移動(dòng)電話塔或計(jì)算機(jī)服務(wù)器等電子設(shè)備。在電力供應(yīng)系統(tǒng)50還被連接至電力網(wǎng)的那些情況下，任選地設(shè)置有整流器53。負(fù)載可以通過整流器53而被連接到電力供應(yīng)系統(tǒng)50。負(fù)載54可以選擇性地被連接至總線56和接地線58，所述總線56和所述接地線58也與電力供應(yīng)系統(tǒng)50連接。在不同的時(shí)期，例如當(dāng)車輛需要加速時(shí)或當(dāng)電力網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，負(fù)載54從電力供應(yīng)系統(tǒng)50抽取電力。

燃料電池和蓄電池能夠在至少部分地重疊的電壓范圍內(nèi)工作。例如，蓄電池52可以具有標(biāo)稱的48伏電勢(shì)。然而，蓄電池52實(shí)際上可以具有根據(jù)它的電荷和電流輸出狀態(tài)而定的在大約40伏到60伏范圍內(nèi)的電壓。燃料電池模塊10也可以具有標(biāo)稱的48伏輸出。然而，燃料電池堆12實(shí)際上可以具有根據(jù)反應(yīng)物的流量和燃料電池模塊10的電流輸出而定的在大約0伏到100伏范圍內(nèi)的電壓。

電力供應(yīng)系統(tǒng)50還具有電流傳感器60或另一個(gè)能夠指示是否存在電流的傳感器，并且任選地，電力供應(yīng)系統(tǒng)50還具有在燃料電池模塊10與總線56之間的三個(gè)并聯(lián)電路。優(yōu)選地，在燃料電池堆12與總線56之間沒有電壓轉(zhuǎn)換器。任選地，能夠使用電壓轉(zhuǎn)換器。第一電路具有放電電阻器62和放電接觸器66。第二電路具有二極管64和第一或啟動(dòng)接觸器68。第三電路具有旁路接觸器70。接觸器66、68和70通常是能夠被主控制器42打開或閉合的繼電器開關(guān)。較佳的是，管理接觸器66、68和70的操作以使得它們不需要在大的電壓差之間或在運(yùn)送大的電流時(shí)接通或斷開連接，從而減小所要求的接觸器的尺寸且增加接觸器的壽命。

再次參照?qǐng)D1，主控制器42還被連接至燃料閥44，燃料閥44能夠被用來(lái)使燃料源14與燃料電池堆12隔離或連通。燃料源14可以是例如加壓的氫氣或甲烷容器。燃料電池模塊10還可以具有停堆容器(shut-down reservoir)46，停堆容器46存儲(chǔ)著較少量的燃料以被用來(lái)消耗燃料電池堆12中的剩余氧氣并且在停堆的時(shí)候用氮?dú)飧采w燃料電池堆12。參照?qǐng)D2，小的停堆電阻器72可以任選地被連接在燃料電池堆12的兩端間，以使得能夠在停堆的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)氮?dú)飧采w。如圖1所示，任選地，停堆電阻器72具有停堆接觸器73。氮?dú)飧采w的一種形式被披露于2008年9月16日授權(quán)的名稱為“Passive Electrode Blanketing in a fuel cell(燃料電池中的無(wú)源電極覆蓋)”的美國(guó)專利第7,425,379B2號(hào)中，該美國(guó)專利以引用的方式被并入這里。美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/619,073號(hào)以引用的方式被并入這里。雖然圖1和圖2中示出了一個(gè)主控制器42，但是可替代地，主控制器42的功能可以被拆分到多個(gè)控制器上。

當(dāng)需要特別來(lái)自燃料電池模塊10的電力或一般來(lái)自電力供應(yīng)系統(tǒng)50的電力時(shí)，主控制器42接收啟動(dòng)命令。該啟動(dòng)命令可以由人類操縱員、或機(jī)械操縱器或電子操縱器以各種方式生成。例如，啟動(dòng)命令可以通過與負(fù)載54相關(guān)的控制器而被生成?？商娲?，啟動(dòng)命令可以通過對(duì)條件(例如，總線56中的低電壓)進(jìn)行檢測(cè)的傳感器而被生成。一旦接收到啟動(dòng)命令，主控制器42就會(huì)開始啟動(dòng)過程。

在一個(gè)可供選擇的方案中，所述啟動(dòng)過程的開始步驟是打開燃料閥44、接通空氣泵28、優(yōu)選地打開氫氣放氣閥22、接通氫氣再循環(huán)泵20且閉合啟動(dòng)接觸器68。這些步驟優(yōu)選地以合理的盡可能快的方式發(fā)生。任選地，因?yàn)榭諝獗?8需要時(shí)間來(lái)達(dá)到它的工作全速，所以一定量的壓縮空氣或其它的含氧氣體可以被連接至空氣入口24以便縮短啟動(dòng)時(shí)間?？諝獗?8和氫氣再循環(huán)泵20優(yōu)選地基本上以它們的全額功率(例如，在它們的全額功率的80％以上)進(jìn)行工作，以使得能夠盡可能快地在燃料電池堆12中建立電壓?？諝獗?8和氫氣再循環(huán)泵20兩者優(yōu)選地都被總線56供電或直接被蓄電池52供電，以使得它們兩者能夠在燃料電池堆12具有明顯的電壓之前且在最初不需要來(lái)自燃料電池堆12的電流的前提下抽運(yùn)功率。

放電接觸器66和旁路接觸器70被置于打開狀態(tài)下，這樣電流只能夠通過二極管64從燃料電池模塊10流向總線56。然而，直到燃料電池堆12的電壓比蓄電池52或總線56的電壓超出一個(gè)閾值(例如，0.7V)以前，二極管64會(huì)防止任何電流流動(dòng)。當(dāng)電流傳感器60檢測(cè)到大于預(yù)選閾值(例如，10A)的電流時(shí)，使旁路接觸器70閉合。然后優(yōu)選地，打開啟動(dòng)接觸器68。以這種方式，啟動(dòng)接觸器68和旁路接觸器70都不需要執(zhí)行將會(huì)導(dǎo)致流過接觸器68、70的電力發(fā)生突變的接通或斷開連接。作為使用了電流傳感器60的方案的替代方案，當(dāng)另一種形式的儀器指示有電流從燃料電池堆12流出時(shí)，能夠?qū)⑴月方佑|器70閉合。例如，能夠通過二極管64的兩端間的電壓降或燃料電池堆12與總線56之間的差分電壓來(lái)判定電流流動(dòng)。雖然在旁路接觸器70閉合時(shí)電力不會(huì)流過二極管64，但是如果旁路接觸器70發(fā)生故障或如果當(dāng)在停堆的時(shí)機(jī)下有意地打開旁路接觸器70時(shí)燃料電池堆12的電壓出現(xiàn)尖峰，那么打開啟動(dòng)接觸器68就會(huì)保護(hù)二極管64免受損壞。打開啟動(dòng)接觸器68還提供了如下的必然結(jié)果：在停堆命令之后打開旁路連接器70將會(huì)真正地停止電力從燃料電池堆12到總線56的流動(dòng)。

可以認(rèn)為，一旦旁路接觸器70閉合或電流開始流經(jīng)二極管64，燃料電池模塊10就已經(jīng)啟動(dòng)。然而，燃料電池模塊10可以在該時(shí)間點(diǎn)之后繼續(xù)增大它的功率輸出。可替代地，可以認(rèn)為，當(dāng)功率輸出達(dá)到它的額定功率的一定百分比(例如，80％或100％)時(shí)，燃料電池模塊10就已經(jīng)啟動(dòng)。優(yōu)選地，燃料電池模塊10能夠在5秒以下、3秒以下或甚至2秒以下的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)。一旦啟動(dòng)，主控制器42就切換到正常工作模式。在正常工作模式中，空氣泵28和氫氣再循環(huán)泵20并非必須全速運(yùn)行。反而，主控制器42操縱著燃料電池模塊以在維持安全高效的運(yùn)行的同時(shí)按需要提供電力，這可以包括調(diào)節(jié)空氣泵28和氫氣再循環(huán)泵20以及其它的電廠配套設(shè)施部件。

由于燃料電池堆12的一些設(shè)計(jì)，可能發(fā)生的是：如果燃料電池模塊在被啟動(dòng)之前已經(jīng)停工了很長(zhǎng)時(shí)間(例如12個(gè)小時(shí)以上)，那么一個(gè)或多個(gè)電池會(huì)變得局部發(fā)生水泛濫。如果燃料電池模塊10在這種狀況下被啟動(dòng)，那么水泛濫的電池可能受到損壞。為了幫助防止這樣的損壞，主控制器42可以在開始如上所述的啟動(dòng)過程之前先判定燃料電池模塊10是否很可能具有水泛濫電池。這個(gè)判定能夠建立于例如從燃料電池模塊10上一次被停工時(shí)開始計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器或諸如燃料電池模塊10中的溫度等另一個(gè)參數(shù)。如果燃料電池模塊10已經(jīng)停工了比預(yù)選時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間或如果燃料電池模塊10低于某一溫度，那么故障清除和/或檢查過程被運(yùn)行。如果不是上述任一情形，那么能夠立即開始啟動(dòng)過程。

如果要求故障清除或檢查過程，那么可能發(fā)生的是：在能夠判定出不存在水泛濫電池或任何水泛濫電池都能被清除之前，燃料電池堆變得充電至例如它的開路電池電壓。然而，如果燃料電池堆12不是正在輸送電流，那么水泛濫電池將不會(huì)受到損壞。因此，雖然啟動(dòng)接觸器68能夠被置于閉合狀態(tài)或甚至被省略，但是在故障清除或檢查過程的期間使啟動(dòng)接觸器68置于打開狀態(tài)是優(yōu)選的。一旦已經(jīng)判定不存在水泛濫電池或水泛濫電池已被清除，那么就閉合放電接觸器66以使燃料電池堆12通過放電電阻器62而放電。任選地，在使燃料電池堆12放電的同時(shí)，水泛濫清除(flood clearing)能夠完全地或部分地出現(xiàn)。只要燃料電池堆12的電壓低于總線56的電壓和二極管64的閾值電壓的總和，或者只要能夠估計(jì)出燃料電池堆12的電壓達(dá)到了在啟動(dòng)接觸器68的閉合時(shí)間時(shí)的那個(gè)電壓，那么就能夠命令啟動(dòng)接觸器68閉合并且如上所述的啟動(dòng)過程就開始了。

燃料電池堆12也可以在非常短暫的停堆之后具有比總線56的電壓高的電壓。在當(dāng)燃料電池堆12具有高電壓時(shí)的這一情況或任何其它情況下，優(yōu)選的是：在開始啟動(dòng)過程之前使燃料電池堆12通過放電電阻器62而放電，以便避免超出接觸器68或70的制作限制。在啟動(dòng)接觸器68或旁路接觸器70被閉合之后，放電接觸器66被打開。

任選地，如果燃料電池堆12最初被充電，那么當(dāng)燃料電池堆12的電壓相對(duì)于總線56的電壓而跌落到旁路接觸器70的制作公差(make tolerance)內(nèi)時(shí)，能夠通過閉合旁路接觸器70而不是閉合啟動(dòng)接觸器68來(lái)開始啟動(dòng)過程。然而，因?yàn)槿剂想姵囟?2的電壓優(yōu)選地隨時(shí)間的流逝而迅速下降，并且需要一些時(shí)間讓旁路接觸器70閉合，所以以足夠的精度對(duì)旁路接觸器70的閉合進(jìn)行計(jì)時(shí)從而避免要求具有大的制作公差的旁路接觸器70可能是很困難的。因此，可以優(yōu)選地使用如上所述的啟動(dòng)接觸器68。當(dāng)使用啟動(dòng)接觸器68時(shí)，只需要旁路接觸器70通過與二極管64上的電壓降相等的電壓差(它可以是一個(gè)伏特的量級(jí))來(lái)接通連接。

任選地，放電電阻器62能夠可供選擇地被連接至接地線58而不是總線56，但是放電電阻器62的電阻將需要變得更高以滿足放電接觸器66或燃料電池堆12的同一個(gè)電流限制，并且額定功率將需要變得高很多。

如果有故障清除和/或檢查過程的話，那么在該故障清除和/或檢查過程中，空氣泵28以大體上的全速運(yùn)行。這在從燃料電池堆12的空氣側(cè)除去了水分的同時(shí)向燃料電池堆12提供氧。燃料閥44也被打開，并且氫氣再循環(huán)泵20被接通。主控制器42檢查該堆是否有故障。例如，主控制器42可以檢查作為整體的燃料電池堆12、或者單獨(dú)的電池或電池組是否能夠達(dá)到它們的全開路電池電壓。可替代地或另外地，主控制器12可以檢查氫氣再循環(huán)泵20的功耗或速度是否指示了燃料電池堆12中有過多的濕度或水分。氫氣再循環(huán)泵20是優(yōu)選的故障指示器，這是因?yàn)樗軌蛟谌剂想姵囟?2達(dá)到開路電池電壓之前提供讀數(shù)。這節(jié)省了在故障被判定之前的時(shí)間，并且還縮短了使燃料電池堆12放電所需要的時(shí)間。在沒有檢測(cè)到故障的情況下，如果燃料電池堆12的電壓大于總線56的電壓且前面首先說明的啟動(dòng)過程繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，那么燃料電池堆12放電。在檢測(cè)到故障的情況下，打開氫氣放氣閥22，或進(jìn)行其它的恢復(fù)方法，直到從燃料電池堆12的氫氣側(cè)已經(jīng)清除了水泛濫。

為了使燃料電池模塊10停堆，關(guān)閉燃料閥44并且切斷空氣泵28。任選地，可以在切斷空氣泵28之后，延遲關(guān)閉燃料閥44，以使得有時(shí)間確認(rèn)所述停堆將不會(huì)是非常短暫的。打開氫氣放氣閥22。從容器46提供過來(lái)的氫氣和剩余反應(yīng)物在燃料電池堆中被消耗，由此導(dǎo)致了燃料電池堆中的氮?dú)飧采w。當(dāng)電流傳感器60指明了燃料電池模塊10不再向總線56提供電力時(shí)，打開旁路接觸器70。在氮?dú)飧采w繼續(xù)進(jìn)行的同時(shí)，燃料電池堆12繼續(xù)通過電阻器72而放電。任選地，在打開氫氣放氣閥22之前，空氣泵28可以以機(jī)械或電氣的方式被停止，或者可以利用閥而與燃料電池堆12隔離，以減少氮?dú)飧采w所需要的時(shí)間和氫氣?？商娲?，在關(guān)閉燃料閥44之前并且在為了從燃料電池堆12除去濕度而打開氫氣放氣閥22之前或同時(shí)，空氣泵28能夠以基本上全額功率而運(yùn)行幾秒鐘，因此降低了在下次啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)水泛濫電池的機(jī)會(huì)。作為另一個(gè)可供選擇的方案，如果在打開旁路接觸器70之后燃料電池堆12中出現(xiàn)電壓尖峰，那么燃料電池堆12也可以通過電阻器62而放電成小于總線56的電壓，以便更快地為下次的啟動(dòng)做好準(zhǔn)備。

在停堆過程的一個(gè)特殊示例中，空氣泵28被切斷并且燃料閥44保持打開。在由燃料電池堆12輸送的電流減小的同時(shí)，燃料電池堆12中的反應(yīng)物被消耗。當(dāng)電流傳感器60指明了燃料電池堆12正在輸送比預(yù)選電流(例如，10A)小的電流時(shí)，打開旁路接觸器70，在此時(shí)間點(diǎn)關(guān)閉燃料閥44。任選地，然后短暫地操作空氣泵28以從燃料電池堆12除去水分。當(dāng)旁路接觸器70被打開時(shí)，不管空氣泵28是否運(yùn)行，燃料電池堆12的電壓都很可能上升到開路電壓。在氮?dú)飧采w繼續(xù)進(jìn)行的同時(shí)，燃料電池堆12通過電阻器72、或通過電阻器62、或者同時(shí)或順次通過電阻器72和62而放電至總線56的電壓以下，優(yōu)選地，放電至基本上沒有電壓。如果空氣泵28被運(yùn)行以便從燃料電池堆12除去水分，那么在空氣泵28已經(jīng)被運(yùn)行從而從燃料電池堆12除去了水分之后，閥44保持打開更長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間段或者增大容器46的尺寸以促進(jìn)氮?dú)飧采w。

任選地，電阻器72可以被置于連接中達(dá)到所需要的那樣長(zhǎng)的時(shí)間，以消耗燃料電池堆12中的剩余反應(yīng)物。然后，燃料電池堆12可以在停工的同時(shí)被置于規(guī)定的局部充電狀態(tài)且與總線56連接或從總線56斷開。任選地，在燃料電池模塊10停工的同時(shí)，燃料電池堆12可以始終被置于與總線56連接，或可以至少在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)被置于與總線56連接。這不是優(yōu)選的，因?yàn)椋喝剂想姵囟?2中的剩余電壓會(huì)隨著時(shí)間的流逝而使燃料電池堆變劣，或燃料電池堆12中的剩余電壓可能是一種危險(xiǎn)。但是如果燃料電池堆12被置于連接中，那么在沒有輸送電力的同時(shí)必須在啟動(dòng)時(shí)檢查水泛濫電池，以避免損壞水泛濫電池。在這種情況下，在接通空氣泵28之前且在打開燃料閥44之前，通過監(jiān)控氫氣再循環(huán)泵20的在恒定功率下的功耗或速度來(lái)實(shí)施水泛濫電池檢查。如果檢測(cè)到水泛濫電池，那么根據(jù)需要而打開燃料閥44和氫氣放氣閥22以除去水分。如果在氫氣側(cè)沒有檢測(cè)到水泛濫，那么空氣泵28被完全接通，以便除去燃料電池堆12的空氣側(cè)的任何水泛濫并且啟動(dòng)產(chǎn)生電力的燃料電池堆12。

一個(gè)啟動(dòng)過程包括如下的第一判定，即：判定是否需要針對(duì)水泛濫電池或其它故障進(jìn)行無(wú)負(fù)載檢查，以及燃料電池堆12的電壓是否超出總線56的電壓。如果需要故障檢查，那么執(zhí)行該故障檢查。如果檢測(cè)到故障，那么主要通過操縱空氣泵28且打開氫氣放氣閥22從而從燃料電池堆12除去多余的水分來(lái)糾正該故障。如果沒有檢測(cè)到故障、或如果檢測(cè)到故障但是然后清除了該故障、或如果燃料電池堆12反而大于總線56的電壓，那么燃料電池堆12放電。如果需要無(wú)負(fù)載檢查且燃料電池堆12的電壓不大于總線56的電壓，或燃料電池堆已經(jīng)放電，那么通過閉合啟動(dòng)接觸器68來(lái)開始啟動(dòng)過程。當(dāng)燃料電池堆正在提供指定電流時(shí)，旁路接觸器70被閉合且啟動(dòng)接觸器68被打開。