对流转换式燃料电池系统中的氮分数的控制技术方案

一种用于预测和调节流转换式系统中的氮浓度的装置和方法。在所述系统的一个方面中，被流体联接至多个燃料电池堆的泄放阀被用于减少阳极流径中存在的氮。一个或多个传感器可被用于测量所述燃料电池堆的其中之一或两者内的电压。通过对所述阳极流径内的燃料电池电压的变化进行评估并将这种变化与氮分数的积聚等同起来，所述系统可在适当的时间操控所述泄放阀，从而改进了系统的运行性能。在使所述检测到的电压变化与所述氮分数的积聚进行等同的一种形式中，控制器中的逻辑装置可利用预测性算法以便对比所述检测到的电压，从而使得所述控制器发出何时打开和关闭所述泄放阀的指令。在一种变型中，所述控制器可将所述检测到的电压与存储的数据进行比较来代替依靠公式或相关算法的方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及确定和调节在处于运行中的燃料电池中积聚的氮 的浓度，特别是，本专利技术涉及对流转换式燃料电池系统的阳极回路中 的氮的泄放进行的控制，且更特别是，本专利技术涉及简化用于流转换式(flow shifting)阳极流径的泄放算法以便使稳定的平均燃料电池堆 电压最大化，同时使氮泄放过程中的氢损失最小化。
技术介绍
在典型的燃料电池系统中，氢或富氢气体通过流径被供应至燃料 电池的阳极侧，而氧(例如以大气氧的形式存在的氧)通过独立的流 径被供应至燃料电池的阴极侧。在被称作质子交换膜(PEM)燃料电池 的一种形式的燃料电池中，以膜的形式存在的电解质被夹在阳极与阴 极之间以便产生通常被称作膜电极组件(MEA)的层状结构。每个膜电 极组件形成了单个燃料电池，且多个这种单个燃料电池可组合形成燃 料电池堆，从而增加电池的功率输出。多个电池堆可被联接在一起以 便进一步增加功率输出。特别适宜的一种燃料电池构型被称作流转换式燃料电池系统.在 这种系统中，两个(或多个)燃料电池堆具有其相应的氢(或其它燃 料)的流径，所述流径被串联地彼此流体联接以便使得允许燃料流至 每个燃料电池堆并从所述每个燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运行燃料电池系统的方法，所述方法包括：对所述系统进行构造以便包括：第一燃料电池堆和第二燃料电池堆，每个所述燃料电池堆内包括多个单独的燃料电池，所述单独的燃料电池中的每个单独的燃料电池包括阳极、阴极和设置在所述阳极与阴极之间的膜；阴极流径，所述阴极流径被构造以便将位于所述第一燃料电池堆和所述第二燃料电池堆中的每个燃料电池堆内的所述单独的燃料电池的所述阴极联接至氧源；阳极流径，所述阳极流径被构造以便将位于所述第一燃料电池堆和所述第二燃料电池堆中的每个燃料电池堆内的所述单独的燃料电池的所述阳极联接至燃料源，所述阳极流径被构造以便被连接在所述第一燃料电池堆与所述第二燃料电池堆之间，从而使得存在于所...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S利恩坎普，P威利莫夫斯基，DA阿瑟，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]