【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用燃料电池叠的拉姆达传感
本专利技术涉及对流过一种燃料电池系统的反应物进料流中的成分进行测量和控制。更具体而言,本专利技术涉及测量反应物进料流中的成分的拉姆达以便确定燃料电池系统的性能和效率,以及更改反应物进料流以便优化燃料电池系统的性能。
技术介绍
燃料电池可在许多应用场合中用作动力源。例如,仅举几个例子,燃料电池已经被提议用于电动车辆动力装置中来代替内燃机以及用作一固定动力源。燃料电池接收反应物进料流并且将进料流中的能量转变成电。反应物进料流包括一经过燃料电池中的阳极之上的燃料进料流和一经过燃料电池中的阴极之上的氧化剂进料流以便发电。一种类型的燃料电池为质子交换薄膜(PEM)型燃料电池。在PEM燃料电池中,呈来自一储存罐的纯H2形式或呈来自一燃料处理器的重整产品流的形式的氢被作为燃料供向燃料电池的阳极,而呈来自一储存罐的纯O2形式或呈来自周围环境或一储存罐的空气(与氮(N2)混合的O2)形式的氧被作为氧化剂供向燃料电池的阴极。多个单独的电池被包装在一起一形成一PEM燃料电池叠。术语“燃料电池”通常用来指单个电池或者多个电池(叠),根据上下文而定。位于叠内的一组电池被称作一簇。一叠中的多个电池的典型设置方式在转让予General Motor Corporation的美国专利No.5,763,113中进行了描述。对于车辆应用场合,理想的是使用液体燃料如酒精(例如甲醇或乙醇)、或烃类(例如汽油)来作为燃料电池所用的氢的来源。车辆所用的此类液体燃料易于储存于车上并且有遍布全国各地的用于供应液体燃料的基础设施。然而,此类燃料必须被分解以便释放出其氢含量来为燃 ...
【技术保护点】
一种接收反应物流并由其产生一电流的燃料电池组件,这种燃料电池组件包括:多个按成叠构型设置的燃料电池,其中所述多个燃料电池串联连接,所述多个燃料电池中的第一燃料电池具有一按照已知方式响应于第一反应物流的拉姆达的改变而改变的电压输出; 一监控着所述第一燃料电池的所述电压输出的电压监控装置;以及一响应于所述第一燃料电池的所述电压输出而接收一来自所述电压监控装置的信号的控制器,所述控制器响应于所述信号而控制着所述第一反应物流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2002-4-30 10/136,8621.一种接收反应物流并由其产生一电流的燃料电池组件,这种燃料电池组件包括:多个按成叠构型设置的燃料电池,其中所述多个燃料电池串联连接,所述多个燃料电池中的第一燃料电池具有一按照已知方式响应于第一反应物流的拉姆达的改变而改变的电压输出;一监控着所述第一燃料电池的所述电压输出的电压监控装置;以及一响应于所述第一燃料电池的所述电压输出而接收一来自所述电压监控装置的信号的控制器,所述控制器响应于所述信号而控制着所述第一反应物流。2.根据权利要求1所述的燃料电池组件,其中所述控制器包括一微处理器,其将所述第一燃料电池的所述电压输出与所储存的电压输出库进行比较并且响应于所述比较而调节所述第一反应物流。3.根据权利要求2所述的燃料电池组件,其中所述库为编辑的所述燃料电池叠的各种运行条件的期望电压输出和所述第一反应物流的拉姆达。4.根据权利要求1所述的燃料电池组件,还包括所述多个燃料电池中的第二燃料电池,其具有一按照已知方式响应于第二反应物流的拉姆达的改变而改变的第二电压输出,所述电压监控装置监控着所述第二燃料电池的所述第二电压输出。5.根据权利要求4所述的燃料电池组件,其中所述第一反应物流为一燃料流而所述第二反应物流为一氧化剂流。6.根据权利要求1所述的燃料电池组件,其中所述第一反应物流为一燃料流。7.根据权利要求1所述的燃料电池组件,其中所述第一反应物流为一氧化剂流。8.根据权利要求1所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池为一簇燃料电池,其具有一按照已知方式响应于所述第一反应物流的拉姆达的改变而改变的电压输出,并且所述电压监控装置监控着所述燃料电池簇的所述电压输出。-->9.根据权利要求1所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池为多个燃料电池,其各具有一按照已知方式响应于所述第一反应物流的拉姆达的改变而改变的电压输出,并且所述电压监控装置监控着所述多个具有按照所述已知方式改变的所述电压输出的燃料电池中每一个的所述电压输出。10.根据权利要求1所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池制作成具有一按照已知方式响应于所述第一反应物流的所述拉姆达的改变而改变的电压输出。11.根据权利要求10所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池制作成带有一比所述多个燃料电池的第一反应物流通道更加受限制的第一反应物流通道,以便使得所述第一燃料电池的所述电压输出比所述多个燃料电池的电压输出对所述第一反应物流的拉姆达的改变更敏感。12.根据权利要求10所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池制作成带有一比所述多个燃料电池的第一反应物扩散介质更加受限制的第一反应物扩散介质,以便使得所述第一燃料电池的所述电压输出比所述多个燃料电池的电压输出对所述第一反应物流的拉姆达的改变更敏感。13.根据权利要求10所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池制作成带有一比所述多个燃料电池的第一反应物主集电器更加受限制的第一反应物主集电器,以便使得所述第一燃料电池的所述电压输出比所述多个燃料电池的电压输出对所述第一反应物流的拉姆达的改变更敏感。14.根据权利要求10所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池制作成带有比所述多个燃料电池的冷却剂通路更大的冷却剂通路,以便使得所述第一燃料电池的所述电压输出比所述多个燃料电池的电压输出对所述叠的溢流更敏感。15.根据权利要求1所述的燃料电池组件,其中所述第一燃料电池根据对所述多个燃料电池中的每个燃料电池的试验而从所述多个燃料电池中选择,以便找到按照预定方式响应于所述第一反应物流的所述拉姆达的改变而改变的电压输出。16.一种用于监控通向一燃料电池叠的反应物进料流的拉姆达的-->改变的方法,其中所述燃料电池叠包括多个串联设置的燃料电池,这种方法包括以下步骤:向一燃料电池叠供应第一反应物进料流;向所述燃料电池叠供应第二反应物进料流;在所述燃料电池叠中选择一具有按照已知方式随着所述第一反应物进料流的拉姆达的改变而变化的电压输出的第一燃料电池;监控所述第一燃料电池的所述电压输出;以及根据所述第一燃料电池的所述电压输出来控制所述第一反应物进料流。17.根据权利要求16所述的方法,其中所述监控步骤包括将所述第一燃料电池的所述电压输出与所储存的电压输出库进行比较,并且所述控制步骤包括根据所述比较而调节所述第一反应物流。18.根据权利要求17所述的方法,其中所述库为编辑的所述燃料电池叠的各种运行条件的期望电压输出和所述第一反应物流的所述拉姆达的改变。19.根据权利要求18所述的方法,其中所述编辑的期望电压输出根据对所述第一燃料电池的建模来进行。20.根据权利要求18所述的方法,其中所述编辑的期望电压输出根据对所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:BJ克林格尔曼,JA罗克,
申请(专利权)人:通用汽车公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。