燃料电池系统中的控制结构和方法技术方案

本发明专利技术集中于一种利用燃料电池发电的燃料电池系统中的控制结构，燃料电池系统中的各燃料电池包括：阳极侧（100）、阴极侧（102）、以及阳极侧和阴极侧之间的电解质（104），燃料电池系统包括：用于使燃料通过燃料电池的阳极侧再循环的装置（109），以及控制处理器（210）中的至少一个系统控制器（200），用于控制燃料电池系统的操作。控制结构包括：用于执行燃料组分和燃料流速中的至少一个的基本上异步的化学反应速率计算处理、以在基本上迭代的处理中获得至少关于通过阳极（100）的燃料再循环的再循环率的信息的装置（202）；用于在与系统控制器（200）处理基本上同步的处理中、通过利用由所述异步处理提供的最新可用再循环率信息来生成燃料利用（FU）信息和碳形成信息的装置（204）。控制结构还包括用于通过利用所述FU信息和碳形成信息来执行主动循环系统控制和系统监视处理的装置（206），所述装置（202）用于与同步处理基本上同时地处理异步处理，使得在最大允许执行间隔之下处理所述主动循环系统控制和系统监视处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
燃料电池是提供有反应物以产生电能的电化学装置。
技术介绍
燃料电池是可以用于高效地并以环境友好的方式产生电能的电化学装置。燃料电池技术被认为是未来最有前景的发电形式之一。图I示出包括阳极侧100、阴极侧102以及它们之间的电解质104的燃料电池。供应至燃料电池装置的反应物经历由于放热反应而产生电能和水的处理。在固体氧化物燃料电池(SOFC)中，供应至阴极侧的氧106从阴极接收电子，S卩，被还原为负氧离子，负氧离子经过电解质行进到阳极，在阳极与所使用的燃料108结合，产生水和二氧化碳。在阳极100 和阴极102之间有单独的通路，即，外部电路111，通过外部电路111，电子e-(即，电流)经过负载110行进到阴极。图2中呈现了 SOFC (固体氧化物燃料电池)装置，其可以利用例如天然气、沼气、 甲醇或其它含有烃的化合物作为其燃料。图2所示的燃料电池装置结构包括多个板状燃料电池，各燃料电池包括如图I所示的阳极100和阴极102，在图2中，燃料电池被组装为堆形式103 (S0FC堆)。燃料通过燃料电池的阳极侧在反馈结构中再循环。图2中所示的燃料电池装置结构包括燃料热交换器105和重整器1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.16 FI 201056971.一种利用燃料电池发电的燃料电池系统中的控制结构，所述燃料电池系统中的各燃料电池包括阳极侧(100)、阴极侧(102)、以及所述阳极侧和所述阴极侧之间的电解质 (104)，所述燃料电池系统包括用于使燃料通过燃料电池的阳极侧再循环的装置(109)， 以及控制处理器(210)中的至少一个系统控制器(200)，所述至少一个系统控制器(200)用于控制所述燃料电池系统的操作，其特征在于，所述控制结构包括-用于执行燃料组分和燃料流速中的至少一个的基本上异步的化学反应速率计算处理、以在基本上迭代的处理中获得至少关于通过阳极(100)的燃料再循环的再循环率的信息的装置(202)，-用于在与系统控制器(200)处理基本上同步的处理中、通过利用由所述异步处理提供的最新可用再循环率信息来生成燃料利用(FU)信息和碳形成信息的装置(204)，-用于通过利用所述FU信息和所述碳形成信息来执行主动循环系统控制和系统监视处理的装置(206)，-所述装置(202)用于与同步处理基本上同时地处理异步处理，使得在最大允许执行间隔之下处理所述主动循环系统控制和系统监视处理。2.根据权利要求I所述的控制结构，其特征在于，所述结构包括集成到同一控制处理器的装置(202，204，206)。3.根据权利要求I所述的控制结构，其特征在于，所述结构包括与系统控制器(200)集成到同一控制处理器(210)的装置(202，204, 206)。4.根据权利要求I所述的控制结构，其特征在于，所述结构包括用于与同步处理基本上同时地处理异步处理的装置(202)，其中，基于在同步处理的各控制周期中或更少地从异步处理到同步处理得到的最新再循环率信息，针对同步处理的各控制周期利用装置(204) 执行至少FU信息和碳形成信息的重新计算。5.根据权利要求I所述的控制结构，其特征在于，所述结构包括用于通过在迭代处理中利用适合于循环执行的迭代算法来执行异步处理、使得在同步处理的单个控制周期中执行有限数量的操作的装置(202 )。6.根据权利要求I所述的控制结构，其特征在于，所述结构包括用于通过在...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂·诺庞恩，金·阿斯特罗姆，
申请(专利权)人：瓦锡兰芬兰有限公司，
类型：
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