燃料电池模块和运行这种模块的方法技术

电功率发生系统(100)包括燃料电池模块(102)。燃料电池模块包括燃料电池(104)和压缩板(212,306)。压缩板包括接触燃料电池的表面(214)。支承板(308,310)与压缩板相反。压缩板可相对于支承板移动。加压流体容器(304)设置在压缩板和支承板之间。加压流体容器包括限定内部空间(316)的壳体(314)，内部空间(316)构造成容纳加压流体(122)。电功率发生系统进一步包括加压流体源(120,216)和联接到加压流体源和加压流体容器的流体线路(124,218)。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池模块和运行这种模块的方法
本公开的领域大体涉及燃料电池模块，以及更具体而言涉及包括压缩机构的燃料电池模块和其运行方法。
技术介绍
燃料电池为电化学能量转化装置，其在产生功率时展示了较高效率和低污染的潜力。燃料电池大体提供直流电(DC)，其通过逆变器转化成交流电(AC)。DC或AC电压用于对马达、灯和任何数量的电气装置和系统提供功率。燃料电池在固定、半固定或便携式应用中运行。诸如固体氧化物燃料电池(SOFC)的某些燃料电池在提供电力来满足工业和商业需求的大型功率系统中运行。其它用于较小的便携式应用，诸如对汽车提供功率。其它普遍类型的燃料电池包括磷酸(PAFC)、熔融碳酸盐(MCFC)和质子交换隔膜(PEMFC)，它们大体都以它们的电解质命名。燃料电池通过跨越离子传导层以电化学的方式组合燃料和氧化剂来发电。也标记为燃料电池的电解质的这个离子传导层为液体或固体。燃料电池典型地以电串联的方式积聚在燃料电池的组件中，以便以可用的电压或电流产生功率。因此，互连结构用来串联或并联地连接或联接相邻的燃料电池，以形成燃料电池叠堆。大体上，燃料电池的构件包括电解质、阳极和阴极。发电的反应大体在阳极和阴极处进行，在这里，典型地设置催化剂来加速反应。阳极和阴极的结构设置成包括槽道和多孔层，以增加用于进行化学反应的表面面积。电解质在阳极和阴极之间传送带电粒子，并且在别的方面基本不可渗透燃料和氧化剂。在一些已知燃料电池模块中，压缩机构联接到燃料电池，以保持燃料电池中的压力以及，因此，提高燃料电池的可靠性和性能。例如，在一些系统中，诸如空气缸体的外部压缩机构联接到燃料电池。但是，热在燃料电池和外部压缩机构之间的联接部处损失到周围环境。损失到周围环境的热降低燃料电池的效率。在其它系统中，使用螺栓来在燃料电池上保持压缩。但是，在燃料电池的运行期间，螺栓和周围构件膨胀，即蠕变。因此，燃料电池的压缩在燃料电池的运行期间改变。
技术实现思路
在一方面，电功率发生系统包括燃料电池模块。燃料电池模块包括燃料电池和压缩板。压缩板包括接触燃料电池的表面。支承板与压缩板相反。压缩板可相对于支承板移动。加压流体容器设置在压缩板和支承板之间。加压流体容器包括限定内部空间的壳体，内部空间构造成容纳加压流体。电功率发生系统进一步包括加压流体源和联接到加压流体源和加压流体容器的流体线路。在另一方面，燃料电池模块包括燃料电池和压缩板。压缩板包括接触燃料电池的第一表面。支承板与压缩板相反。压缩板可相对于支承板移动。加压流体容器设置在压缩板和支承板之间。加压流体容器包括限定内部空间的壳体，内部空间构造成容纳加压流体。加压流体容器构造成联接到加压流体源。加压流体源将加压流体供应到所述加压流体容器，以在内部空间内保持基本恒定压力。壳体包括至少一个柔性壁且构造成改变内部空间的容积，使得压缩板相对于支承板移动。在又一方面，提供使用电功率发生系统产生功率的方法。电功率发生系统包括燃料电池块和加压流体源。燃料电池块包括燃料电池和设置在压缩板和支承板之间的加压流体容器。方法包括引导加压流体通过联接到加压流体源和加压流体容器的流体线路。加压流体容器包括限定内部空间的壳体，内部空间用于容纳加压流体。壳体包括柔性壁，其可定位在伸展位置、塌缩位置和至少一个中间位置。方法进一步包括将加压流体容器中的加压流体的压力保持在预定值，并且将柔性壁定位在伸展位置、塌缩位置和至少一个中间位置，使得内部空间改变容积。压缩板相对于支承板移动，使得燃料电池的压力保持基本恒定。技术方案1.一种电功率发生系统，包括：燃料电池模块，其包括：燃料电池；压缩板，其包括接触所述燃料电池的表面；与所述压缩板相反的支承板，所述压缩板可相对于所述支承板移动；以及加压流体容器，其设置在所述压缩板和所述支承板之间，所述加压流体容器包括壳体，其限定内部空间，所述内部空间构造成容纳加压流体；加压流体源；以及流体线路，其联接到所述加压流体源和所述加压流体容器。技术方案2.根据技术方案1所述的电功率发生系统，其特征在于，所述燃料电池联接到多个燃料电池，以形成燃料电池叠堆。技术方案3.根据技术方案1所述的电功率发生系统，其特征在于，所述加压流体容器构造成承受至少大约600℃的温度。技术方案4.根据技术方案1所述的电功率发生系统，其特征在于，所述壳体形成波纹管结构。技术方案5.根据技术方案1所述的电功率发生系统，其特征在于，所述壳体包括第一端壁、第二端壁和延伸在所述第一端壁和所述第二端壁之间的侧壁，所述侧壁可压缩且可伸展，使得所述第一端壁和所述第二端壁中的至少一个相对于另一个而移动。技术方案6.根据技术方案5所述的电功率发生系统，其特征在于，所述支承板和所述压缩板联接到所述侧壁。技术方案7.根据技术方案1所述的电功率发生系统，其特征在于，所述支承板为上支承板，所述燃料电池模块进一步包括与所述上支承板相反的下支承板，所述燃料电池设置在所述压缩板和所述下支承板之间。技术方案8.根据技术方案7所述的电功率发生系统，其特征在于，所述燃料电池模块进一步包括多个支承部件，其联接到所述上支承板和所述下支承板且延伸在所述上支承板和所述下支承板之间，所述压缩板可沿着所述多个支承部件移动。技术方案9.根据技术方案1所述的电功率发生系统，其特征在于，进一步包括调整器和放气阀中的至少一个，调整器和放气阀中的所述至少一个联接到所述流体线路，以控制通过所述流体线路的加压流体流。技术方案10.根据技术方案9所述的电功率发生系统，其特征在于，进一步包括阀，其联接到所述燃料电池模块，以有利于在所述加压流体容器中保持恒定压力。技术方案11.一种燃料电池模块，包括：燃料电池；压缩板，其包括接触所述燃料电池的表面；与所述压缩板相反的支承板，所述压缩板可相对于所述支承板移动；以及加压流体容器，其设置在所述压缩板和所述支承板之间，所述加压流体容器包括壳体，其限定内部空间，所述内部空间构造成容纳加压流体，所述加压流体容器构造成联接到加压流体源，所述加压流体源构造成将所述加压流体供应到所述加压流体容器，以在所述内部空间内保持基本恒定压力，所述壳体包括至少一个柔性壁且构造成改变所述内部空间的容积，使得所述压缩板相对于所述支承板移动。技术方案12.根据技术方案11所述的燃料电池模块，其特征在于，所述加压流体容器构造成承受至少大约600℃的温度。技术方案13.根据技术方案11所述的燃料电池模块，其特征在于，所述壳体形成波纹管结构。技术方案14.根据技术方案11所述的燃料电池模块，其特征在于，所述壳体包括第一端壁、第二端壁和延伸在所述第一端壁和所述第二端壁之间的侧壁，所述侧壁可压缩且可伸展，使得所述第一端壁和所述第二端壁中的至少一个相对于另一个而移动。技术方案15.根据技术方案11所述的燃料电池模块，其特征在于，所述支承板为上支承板，所述燃料电池块进一步包括与所述上支承板相反的下支承板，所述燃料电池设置在所述压缩板和所述下支承板之间。技术方案16.根据技术方案15所述的燃料电池模块，其特征在于，进一步包括多个部件，其联接到所述上支承板和所述下支承板且延伸在所述上支承板和所述下支承板之间，所述压缩板可沿着所述多个部件移动。技术方案17.一种使用电功率发生系统产生功率的方法，所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电功率发生系统(100)，包括：燃料电池模块(102)，其包括：燃料电池(104)；压缩板(212,306)，其包括接触所述燃料电池的表面(214)；支承板(308,310)，其与所述压缩板相反，所述压缩板可相对于所述支承板移动；以及加压流体容器(304)，其设置在所述压缩板和所述支承板之间，所述加压流体容器包括限定内部空间(316)的壳体(314)，所述内部空间(316)构造成容纳加压流体(122)；加压流体源(120,216)；以及流体线路(124,218)，其联接到所述加压流体源和所述加压流体容器。

【技术特征摘要】
2015.09.28 US 14/8674091.一种电功率发生系统(100)，包括：燃料电池模块(102)，其包括：燃料电池(104)；压缩板(212,306)，其包括接触所述燃料电池的表面(214)；支承板(308,310)，其与所述压缩板相反，所述压缩板可相对于所述支承板移动；以及加压流体容器(304)，其设置在所述压缩板和所述支承板之间，所述加压流体容器包括限定内部空间(316)的壳体(314)，所述内部空间(316)构造成容纳加压流体(122)；加压流体源(120,216)；以及流体线路(124,218)，其联接到所述加压流体源和所述加压流体容器。2.根据权利要求1所述的电功率发生系统(100)，其特征在于，所述壳体(314)形成波纹管结构。3.根据权利要求1所述的电功率发生系统(100)，其特征在于，所述壳体(314)包括第一端壁(318)、第二端壁(320)和延伸在所述第一端壁和所述第二端壁之间的侧壁(322)，所述侧壁可压缩且可伸展，使得所述第一端壁和所述第二端壁中的至少一个相对于另一个而移动。4.根据权利要求3所述的电功率发生系统(100)，其特征在于，所述支承板(308,310)和所述压缩板(212,306)联接到所述侧壁(322)。5.根据权利要求1所述的电功率发生系统(100)，其特征在于，所述支承板(308,310)为上支承板(308)，所述燃料电池模块(102)进一步包括与所述上支承板相反的下支承板(310)，所述燃料电池(104)设置在所述压缩板(212,306)和所述下支承板之间。6.根据权利要求5所述的电功率发生系统(100)，其特征在于，所述燃料电池模块(102)进一步包括多个支承部件(312)，其联接到所述上支承板(308)和所述下支承板(310)且延伸在所述上支承板(308)和所述下支承板(310)之间，所述压缩板(212,306)可沿着所述多个支承部件移动。7.一种燃料电池模块(102)，包括：燃料电池(104)；压缩板(212,306)，其包括接触所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：KG布朗，DB希基，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US