【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致有关于燃料电池系统，而更特别的是有关于用来控制燃料电池 系统中的净化功能进而避免发出易燃性净化流的系统及方法。
技术介绍
电化燃料电池为 一种将燃料以及氧化剂转换成为电、反应产物与热的装 置。例如，燃料电池可适以将氬与氧转换成为水、电与热。在这样的燃料电池 中，氢为燃料，氧为氧化剂，而水则为反应产物。燃料电池堆组包含至少一个燃料电池，而典型则为两个或者更多的燃料电 池，其包含燃料电池群组，连接在一起而如同一单元。燃料电池堆组可以并入 一燃料电池系统之中。燃料电池系统典型同样也包含一燃料源，诸如燃料的供 应器和/或燃料处理器，其从一种或者多种原料产生氢气或其它适用的质子源， 以为燃料电池堆组之用。燃料处理器阐述的范例为一种蒸汽重组器，其从水以 及含碳的原料产生氢气。在将氧气充当氧化剂的燃料电池系统中，经常提供氧气给予燃料电池堆 组，充当氧化反应剂或者氧化剂蒸汽的部分，其同样也可以包含一种稀释剂。 适用于燃料电池系统的氧化反应剂范例为空气，可以认为空气本质上是一种氮 气与氧气以预定比例的混合物。燃料电池系统可以包含一氧化反应剂来源，提 供空气给予燃料电...
【技术保护点】
一种燃料电池系统，包含： 一燃料电池堆组，包含： 至少一个燃料电池，具有一阳极区域与一阴极区域；以及 一燃料净化模组，适以选择性净化至少一个燃料电池的阳极区域； 其中，燃料电池堆组适以接收供应燃料与包含有供应氧化剂及 供应稀释剂的供应氧化反应剂； 其中，燃料电池堆组进一步适以消耗一部份的供应燃料与一部份的供应氧化剂，借以从其产生电流； 一排放组件，包含： 一与燃料净化液态交流的堆组排放装置； 一与燃料净化液态交流并且适以从燃料电池 堆组传输排放燃料的燃料排放导管；以及 一与堆叠排放装...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.25 US 11/527,0811. 一种燃料电池系统，包含一燃料电池堆组，包含至少一个燃料电池，具有一阳极区域与一阴极区域；以及一燃料净化模组，适以选择性净化至少一个燃料电池的阳极区域；其中，燃料电池堆组适以接收供应燃料与包含有供应氧化剂及供应稀释剂的供应氧化反应剂；其中，燃料电池堆组进一步适以消耗一部份的供应燃料与一部份的供应氧化剂，借以从其产生电流；一排放组件，包含一与燃料净化液态交流的堆组排放装置；一与燃料净化液态交流并且适以从燃料电池堆组传输排放燃料的燃料排放导管；以及一与堆叠排放装置液态交流并且适以从燃料电池堆组传输排放氧化反应剂的氧化反应剂排放导管，其中的排放氧化反应剂则包含排放稀释剂与排放氧化剂；且其中，相应于燃料净化命令讯号，燃料净化模组适以选择性地被促动，借以调节所要释放至堆叠排放装置中的排放燃料的产量；以及一燃料净化控制系统，包含一电流传感器，适以产生燃料电池堆组所产出的电流量测值；一与电流传感器电气交流的有效稀释剂模组，其并且适以基于燃料电池堆组所产生的电流量测值，判断供应氧化剂所消耗掉的部分以及所相应的最小排放稀释剂流量速率；以及一燃料净化控制器，适以判断最大排放燃料流量速率并且适以判断燃料稀释因子，此燃料稀释因子是一种在最小排放稀释剂流量速率下排放燃料所释放的产量对排放稀释剂所释放的产量的比率，燃料净化控制器进一步适以产生燃料净化命令讯号，借以控制排放燃料的流量速率，致使燃料稀释因子保持低于一界限数值。2. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料净化控制器适 以判断最大均时排放燃料流量速率以及适以判断均时燃料稀释因子，此燃料稀 释因子为在最小排放稀释剂流量速率下排放燃料的均时释放产量对排放稀释 剂的均时释放产量的比率，燃料净化控制器进一步适以产生燃料净化命令讯 号，借以控制均时排放燃料的流量速率，致使燃料稀释因子保持低于一界限数 值，再者其中的燃料净化模组适以选择性转变于一开启配置与一关闭配置之 间，在其中的开启配置，燃料净化模组适以将排放燃料释放至堆叠排放装置之 中，而在其中的关闭配置，燃料净化模组则适以避免排放燃料释放至堆叠排放 装置之中。3. 根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述燃料净化控制器适 以判断燃料净化模组可处于开启配置的至少一段时间区间以及频率。4. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，燃料具有较低的易燃性 限制，再者其中的所述燃料净化控制系统适以维持燃料净化因子低于燃料的可 燃下限。5. 根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，所述界限数值最多为燃 料可燃下限的50%。6. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述至少一个燃料电池 包含至少一个质子交换薄膜燃料电池。7. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述排放氧化剂包含供 应氧化剂以及供应稀释剂所消耗的部分之间的差量，其中在排放稀释剂流量速 率下从燃料电池堆组传输排放稀释剂，其中在供应稀释剂流量速率下提供供应 稀释剂，再者其中，排放稀释剂流量速率相应于供应稀释剂流量速率。8. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述排放氧化反应剂持 续地发至堆叠排放装置之中。9. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，在供应氧化剂流量速率 下提供供应氧化剂，而在具有对供应氧化剂流量速率预定比率的供应稀释剂流 量速率下提供供应稀释剂。10. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述供应燃料包含氢气， 其中，供应氧化反应剂包含空气，其中，供应氧化剂包含氧气，再者其中，供应稀释剂包含氮气。11. 根据权利要求l所述的燃料电池系统，进一步包含一空气输送组件， 其适以提供空气给予燃料电池堆组。12. 根据权利要求l所述的燃料电池系统，其中，在固定压力下提供供应 燃料。13. 根据权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包含一燃料源，包含一 燃料处理器，适以从至少一种原料产生至少一部分的供应燃料。14. 一种燃^)电池系统，包含 一燃料电池堆组，包含至少一个燃料电池，具有一阳极区域与一阴极区域；以'及一燃料净化模组，适以选择性净化至少一个燃料电池的阳极区域；其中，燃料电池堆组适以接收供应燃料与包含有供应氧化剂及供应稀释剂的供应氧化反应剂；其中，燃料电池堆组进一步适以消耗一部份的供应燃料与一部份的供应氧化剂，借以从之产生电流； 一排^L组件，包含一堆组排放装置，其与燃料净化液态交流；一燃津+排;故导管，其与燃料净化液态交流并且适以从燃料电池堆组传输排 放燃料；以及一氧化反应剂排放导管，其与堆叠排放装置液态交流并且适以从燃料电池 堆组传输排放氧化反应剂，其中，排放氧化反应剂则包含排放稀释剂与排放氧 化剂；以及其中，相应于至少一个燃料净化命令讯号，燃料净化模组适以选择性地被 促动，借以调节所要释放至堆叠排放装置中的排放燃料的产量；此至少一个的 燃料净化命令讯号则包含一功能控制器燃料净化命令讯号与 一联锁燃料净化命令讯号；以及一控制系统，包含一适以监测燃料电池堆组效能并且适以选择性产生一个或者多个命令讯 号的功能控制器，其中，命令讯号则至少包含功能控制器燃料净化命令讯号；以及一适以监测燃料电池堆组效能的联锁控制器，其并且包含 一适以产生燃料电池堆组所产出的电流量测值的电流传感器； 一与电流传感器电气交流的有效稀释剂模组，其并且适以基于燃料电池堆 组所产生的电流量测值，判断供应氧化剂所消耗掉的部分以及所相应的最小排 放稀释剂流量速率；以及一适以判断燃料稀释因子的燃料净化联锁控制器，此燃料稀释因子则是一 种在最小排放稀释剂流量速率下排放燃料所释放的产量对排放稀释剂所释放 的产量的比率，燃料净化控制器进一步适以产生联锁燃料净化命令讯号，借以 促动燃料净化模组从一开启配置转变成为关闭配置，其中，燃料净化模组则适 以在燃料稀释因子超过一界限数值时避免排放燃料释放至堆叠排放装置之中。15. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述燃料净化控制器 适以判断均时燃料稀释因子，此燃料稀释因子为在最小排放稀释剂流量速率下 排放燃料流量速率的均时释放产量对排放稀释剂的均时释放产量的比率，此燃 料净化控制器进一步适以产生联锁燃料净化命令讯号，借以当均时燃料稀释因 子超过界限数值时，促动燃料净化模组转变至关闭配置。16. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述联锁控制器进一 步适以产生燃料净化命令讯号，借以当用以促动燃料净化模组转变至关闭配置燃料净化模组转变至关闭配置。17. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，进一步包含一燃料源以及一 燃料源切断模组，其适合相应于燃料源切断命令讯号而选择性促动于一开启配 置以及一关闭配置之间，在其中的开启配置，燃料源适以提供供应燃料给予燃 料电池堆组，而在其中的关闭配置，燃料源切断模组则适以避免燃料输送至燃 料电池堆组，其中，联锁控制器进一步适以产生一联锁燃料源切断命令讯号， 借以当产生联锁燃料净化命令讯号促动燃料净化模组转变至关闭配置之时，促 动燃料源切断模组转变至关闭配置。18. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述燃料具有一可燃 下限，再者其中，所述界限数值低于此燃料可燃下限。19. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述界限数值最多为 燃料可燃下限的50%。20. 才艮据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述至少一个燃料电 池包含至少一个质子交换薄膜燃料电池。21. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述控制系统包含多 数的联锁控制器。22. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述控制系统适以监 测联锁燃料净化命令讯号，并且适以当联锁控制器产生联锁燃料净化命令讯号 时，促动燃料净化模组转变至关闭配置，借以进入一控制状态，于此状态中， 用以促动燃料净化模组转变至开启配置的功能控制器燃料净化命令讯号并不 会产生，直到特定使用者与燃料电池系统的互动执行为止。23. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述排放氧化剂包含 供应氧化剂以及供应稀释剂所消耗的部分之间的差量。24. 根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，在排放稀释剂流量速 率下从燃料电池堆组传输排放稀释剂，其中，再供应稀释剂流量速率下提供...
【专利技术属性】
技术研发人员：尔尼·雷芬，亚伦·曼欧德，柯帝士·瑞恩，道格拉斯·B·萨克考，
申请(专利权)人：伊达科技公司，
类型：发明
国别省市：US
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