CN103843181A - 包含用于从堆中再循环废气的喷射器的燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

燃料电池系统包括：－至少一个燃料电池，适于从燃料气体和氧化剂气体产生电能量；－燃料馈送导管（11），用于为燃料电池供应燃料气体，该燃料馈送导管包括上游部件（11A）和下游部件（11B）；－Venturi效应喷射器（113），包括高压入口（233）、低压入口（238）和出口（240），燃料馈送导管的上游部件连接到喷射器的高压入口，且下游部件在喷射器出口和燃料电池之间延伸；－废气再循环导管（11R），在燃料电池和低压喷射器入口（238）之间延伸，使得当存在来自于燃料馈送导管（11A）的上游部件且经过喷射器（113）的燃料气体流时，喷射器从再循环导管抽干废气且将它喷射到下游部件（11B）中，与来自上游部件的燃料气体流混合；－控制电路（15）和布置在燃料馈送导管的上游部件（11A）中且布置为通过控制电路控制的阀门（110），该阀门适于处于打开状态，其中其让来自上游部件的燃料气体流经过喷射器（113），或处于关闭状态，其中没有来自上游部件的气体流可以流经喷射器，其特征在于所述控制电路（15）布置为将阀门交替地放置在打开状态且然后是关闭状态，使得经过喷射器（113）的气体流是间歇性的，通过控制电路频率和/或脉冲宽度调制。

Description

包含用于从堆中再循环废气的喷射器的燃料电池系统

技术领域

本发明涉及包含用于从燃料电池堆再循环废气的至少一个喷射器的燃料电池系统。更具体而言，本发明涉及这种燃料电池系统，其中燃料供应装置以拓宽喷射器的操作范围的方式设计。本发明更具体地涉及这种燃料电池系统：其使用氢气作为燃料且纯氧气作为氧化剂，且包含用于再循环未反应氢气的至少一个喷射器和用于再循环未反应氧气的至少一个喷射器。

背景技术

上述类型的电化学燃料电池将例如包含氢气和氧气的空气的燃料气体流和氧化剂气体流转换成电功率和水。质子交换膜燃料电池（PEMFC）一般包含布置在两个多孔的导电电极层之间的固体高分子电解质膜以形成膜电极组件（MEA）。为了感应所需的电化学反应，阳极电极和阴极电极均包含一个或更多催化剂。这些催化剂典型地布置在膜/电极层界面。

在阳极，氢气通过多孔电极层移动且通过催化剂氧化以产生质子和电子。质子通过固体高分子电解质移向阴极。氧气的一部分通过多孔阴极移动且在阴极电催化剂处与通过膜的质子反应。电子通过外部电路从阳极行进到阴极，产生电流。

图1以分解图说明现有技术质子交换膜燃料电池堆10。堆10包括一对端板组件15、20和多个燃料电池组件25。在该特定示例中，电隔离拉杆30在端板组件15、20之间延伸以保持且确保堆组件10处于与紧固螺母32的组装状态。在拉杆30上穿过、插入在紧固螺母32和端板20之间的弹簧34在纵向方向中向堆10应用弹性压缩力。反应和冷却流体流供应到内部歧管且从内部歧管排出且经由端板15中的入口和出口端口（未示出）通过堆10。

每个燃料电池组件25包括阳极流场板35、阴极流场板40和插入在板35和40之间的MEA45。阳极和阴极流场板35和40由导电材料制成且用作电流收集器。当一个电池的阳极流场板与相邻电池的阴极流场板背靠背布置时，电流可以从一个电池流向另一个且因而通过整个堆10。其他现有技术燃料电池堆是已知的，其中各个电池通过单个双极流场板而不是分离的阳极和阴极流场板分离。

流场板35和40还提供相邻燃料电池组件之间的流体障碍，从而保持供应到一个电池的阳极的反应流体不污染供应到另一电池的阴极的反应流体。在MEA45与板35和40之间的界面，流体流场50将反应流体引导到电极。流体流场50典型地包含在板35和40面对MEA45的主表面中形成的多个流体流路。流体流场50的一个目的是将反应流体分布到相应电极，即燃料端上的阳极和氧化剂端上的阴极的整个表面。

燃料气体和氧化剂气体通过压力差沿着相应流场50的流路驱动。因此，在大多数情况中，必须使得进入堆10的反应气体加压，以使得反应物通过所有燃料电池从入口流到出口。再者，在堆操作期间，在燃料电池的阴极端上形成的水可以凝结且在与阴极相邻的通道中聚集。在这种情况中，水滴逐渐合并且形成较大滴，部分地阻挡通道。如果不做什么，MEA的部分将最终停止供应反应气体且将变得无效。

从上文应当理解，燃料电池的入口和出口之间的差分压力充分是重要的，用于驱动反应气体经过流场结构且迫使停滞水离开流路从而清除它们。因此，为了维持足够的压力降，反应气体流必须足够大。这是为什么燃料和氧化剂气体通常以大于电化学反应所需数量的数量被供应到燃料电池的主要原因。

为了保存昂贵的燃料且因而改善系统的整体效率，来自燃料电池堆的废气通常被再循环。换句话说，从燃料电池的阳极端释放的废气首先通过气体/水分离器引导且然后被泵浦且与将供应到燃料电池的新鲜燃料气体混合。已知借助于喷射器真空泵（这种喷射泵在图2中示出）泵浦废气。使用喷射器泵的优点在于，当喷射器泵基于Venturi效应操作时，它们具有比电机械泵更简单的结构且它们不需要任意润滑剂，因为它们不包含任意移动部分。使用喷射器真空泵的缺点在于它们具有窄操作范围。这在汽车应用的情况中可能是问题，其中燃料和氧化剂消耗率可能明显变化。

为了在将燃料电池系统维持在所需窄操作范围内的同时处理负载中的突变，诸如电池或超级电容器的电化学能量存储单元通常与燃料电池堆相关。电池可以用作缓冲器：当在负载中存在峰值时供应电功率，且相反地在低或零负载条件时存储过剩电功率。原则上，这种布置允许在与喷射器真空泵可兼容的窄操作范围中操作燃料电池。然而，一旦电池被完全充电，其明显停止，不再可用于存储燃料电池供应的过剩电功率。该最后问题的已知解决方案是简单地关闭燃料电池，直到电池的充电水平达到较低阈值。然而，该解决方案在电池上倾向于困难。再者，已知开始-停止循环导致性能随时间的劣化。

PCT专利申请WO2009/144118公开了如何以给予它足以处理负载中大变化的宽操作范围的方式操作供应以氢气和氧气气体的燃料电池系统；即使没有电池可用于存储过剩电功率。概念上，这种方法发现：在燃料电池堆中，燃料和氧化剂气体与从堆抽取的电流成直接比例地消耗。因此，操作燃料电池系统的现有方法包含以下步骤：

－向燃料电池的阳极供应基本纯氢气流；

－向燃料电池的阴极供应基本纯氧气流；

－监控燃料电池堆的输出电压；

－以这种方式连续调节氢气流和氧气流：将输出电压带入且维持在对应于小于90伏特/电池的水平。

总而言之，现有技术文档中公开的方法教导：可以通过在存在连接负载变化时调节燃料和氧化剂质量流率来维持燃料电池堆的输出电压基本恒定。更具体而言，根据现有技术文档，通过限制供应到燃料电池堆的氢气和氧气的质量流，可以保持输出电压低于90伏特或更小的预定最大限制。

与通过控制压力调节燃料电池堆的输出功率的这种方法相关的一个限制在于，使用背景空气作为氧化剂气体源是不切实际的。实际上，为了具有宽操作范围，优选地，可以将氧化剂气体的压力以及燃料气体的压力减小为低于.7bar_absolute。与氧化剂气体是仅包含约20%氧气的空气相比，当氧化剂气体从包含纯氧气的槽供应时，这更容易实现。因此优选地使用纯氧气。然而，瓶装氧气是昂贵的。因此，WO2009/144118假设从燃料电池的阳极端和阴极端二者释放的废气被再循环。

如已经解释，甚至用于汽车应用的常规燃料电池系统通常倾向于具有对于常规喷射器泵而言太宽的操作范围。再者，应当理解，该问题在根据上述现有技术文档中公开的方法操作燃料电池系统的情况中甚至更加严重。在后一种情况中，为了更加精确，反应气体到燃料电池堆的流动通常并不足够强烈以提供喷射器真空泵依赖的Venturi效应以进行操作。由于该原因，上述现有技术文档教导：提供用于增补氢气喷射器泵的可控辅助氢气泵，且提供用于增补氧气喷射器泵的可控辅助氧气泵。使用该布置的问题在于可控泵远远比喷射泵更复杂。再者，可控泵使用由堆产生的电能量中的一些以进行操作。这减小了系统的全局效率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种燃料电池系统，其包含布置为用于再循环阳极废气的至少一个喷射器真空泵，且其中燃料供应装置以拓宽喷射器真空泵的操作范围的方式设计。为此，提供如附属权利要求1所述的燃料电池系统。

应当理解，根据本发明，供应到燃料电池的燃料气体的质量流率通过燃料气体流的频率调制和/或脉冲宽度调制控制。根据第一实施方式，控制电路可以通过在维持频率恒定的同时相应地改变脉冲宽度增加或减小质量流率。备选地，根据第二实施方式，控制电路可以通过在维持脉冲宽度恒定的同时相应地改变频率增加或减小质量流率。根据优选实施方式，控制电路通过增加频率和脉冲宽度二者增加质量流率，且通过降低频率和脉冲宽度二者降低质量流率。一旦控制电路和阀门到达其最大操作频率，仍可以通过使得控制电路连续维持阀门处于打开状态进一步增加质量流率。

本发明的一个优点在于，它允许限制供应到燃料电池堆的燃料气体的质量流率，而不在阀门处于打开状态的同时限制经过喷射器的燃料气体流的强度。换句话说，本发明允许限制流经喷射器的燃料气体的质量流率，同时维持燃料气体流强度足以产生喷射器真空泵需要的Venturi效应以进行操作。应当理解，该优点贡献于拓宽喷射器的操作范围。

本发明的燃料电池系统的有利实施例形成相关权利要求的主题。根据这些实施例中的一个，阀门和喷射器形成集成部件。该特征的一个优点在于，它允许实施本发明而不使系统更复杂。实际上，燃料电池系统不需要比装配不通过频率和脉冲宽度控制的喷射装置的系统更复杂，因为阀门可以直接集成在喷射器中。因此，不需要对于燃料馈送导管的变更。

附图说明

当阅读参考附图纯粹以非限制性示例给出的下文描述时将显见本发明的其他特征和优点，附图中：

图1是常规燃料电池堆（现有技术）的分解图；

图2示出已知喷射器真空泵的示意性剖面；

图3是示出进入燃料电池堆（虚线）的供应气体和退出燃料电池堆（实线）的废气随时间的压力变化的计算模拟的图表；

图4是机动车辆的动力系统的示意性表达，该动力系统包含电能量产生系统，该电能量产生系统包含根据本发明的第一实施例的燃料电池系统；

图5是根据本发明的第二实施例的燃料电池系统的示意性表达。

具体实施方式

图4中示出的燃料电池系统的燃料电池堆1是设计为使用氢气作为燃料且纯氧气作为氧化剂的类型。它包括端板130、140、端板130中的氢气入口端口150和端板140中的氧气入口端口155。堆1还包括分别用于向多个相应燃料电池供应氢气流和氧气流的氢气供应歧管160和氧气供应歧管154。

与每个燃料电池相关的氢气和氧气流场通过线170和175表示。氢气排放歧管180和氧气排放歧管185通过氢气出口端口190和氧气出口端口195从堆去除耗尽反应物和反应产物。

如上所述，燃料电池系统包含借助于装配有第一阀门110和喷射器泵113的燃料馈送导管11连接到堆的氢气入口150的加压氢气存储容器60。氢气压力传感器111在氢气入口150附近布置在燃料馈送导管上，从而测量供应到燃料电池堆1的氢气的压力。第一废气再循环导管11R连接堆的出口端口190到第一阀门110下游的Venturi效应喷射器113。提供用于再循环残留氢气且用于使它与新鲜氢气混合的喷射器泵113。

以类似方式，燃料电池系统包含借助于装配有第二阀门120和喷射器泵123的氧化剂馈送导体12连接堆的氧气入口155的加压氧气存储容器65。氧气压力传感器121在氧气入口155附近布置在氧化剂馈送导管上，从而测量供应到燃料电池堆1的氧气的压力。第二废气再循环导管12R连接堆的出口端口195到供应阀门120下游的Venturi效应喷射器123。提供用于再循环且用于混合使用的氧气和新鲜氧气的喷射器泵123。

燃料电池系统还包含湿气管理装置（未示出）。因为通过氢和氧离子的组合在燃料电池的阴极端上形成产物水，产物水必须从燃料电池的阴极端抽取掉。具体而言，为了避免水淹，湿气管理装置通常包含布置在第二废气再循环导管12R上的气体-液体分离器。另一气体-液体分离器优选地也布置在第一废气再循环导管11R上以用于从排出氢气分离液体水。同时，湿气必须以防止膜变干的数量提供到电池的阳极和阴极端二者。

堆1连接到电力线100，堆1将它产生的电力传送到该电力线100。电负载100B连接到电力线100。来自堆的电流被传送到功率管理单元14。一方面，单元14连接到用于机动车辆的电牵引模块，该电牵引模块基本由DC/AC转换器18和机械耦合到机动车辆的驱动轮或多个驱动轮（未示出）的电机19组成。单元14还连接到电学能量存储设备，优选地锂离子电池组或超级电容器组17。在所示示例中，功率管理单元14布置在堆1和电学能量存储设备17之间。然而，应当理解，备选地，堆可以直接连接到能量存储设备。

因此，堆1可以向电牵引模块18、19或电池组17或二者提供电力。电池组可以接收电学能量且存储它，或它可以将电学能量传送到电牵引模块18、19。就后者而言，因为电机19是可反转的，它可以在推进车辆的同时消耗电能，且在车辆的电刹车模式时产生用于对电池组17充电的电力。电功率管理单元14将功率的循环调节为车辆的加速踏板（未示出）的位置的函数和电力供应系统中占优的条件的函数。

燃料电池堆1通过控制电路15控制。控制电路15从氢气压力传感器111和氧气压力传感器121且经由功率管理单元114从电压测量设备13接收信息。根据所示示例，电压测量设备13整体测量来自燃料电池堆1的输出电压。因而，测量的输出电压计算为堆中所有相应燃料电池的贡献之和。然而，也可以单独测量相应电池的输出电压，或将堆的相应电池分成若干组，每组具有一个输出电压。控制电路15通过间歇地打开和关闭第一和第二阀门（110，120）控制供应到燃料电池堆的氢气和氧气二者的压力，从而调制经过第一喷射器（113）的燃料气体流以及经过第二喷射器（123）的氧化剂气体流二者。

现在将更详细地解释允许控制电路15控制燃料电池中的反应压力的过程。反应物在燃料电池中以对应于堆1供应到连接的负载的电功率量的速率消耗。因此，应当理解，在缺少负载变化时，控制电路15增加氢气质量流率，燃料电池中可用氢气量增加且最终超过燃料电池消耗的氢气量。这导致燃料电池的阳极处的压力也增加。对照地，如果控制电路15减小氢气质量流率，燃料电池中可用的氢气量减小且不再足够补偿燃料电池中消耗的氢气量。这导致燃料电池的阳极处的压力减小。还应当理解，相同类型的关系管理着阴极燃料电池处压力上氧气质量流率中的增加和减小的影响。如前所述，根据当前描述的本发明实施例，供应到燃料电池的氢气和氧气分别是基本纯氢气和基本纯氧气。该特征允许燃料电池中存在的氢气和氧气几乎被完全消耗。因而燃料电池的阴极和阳极处的压力可以进一步减小到外部大气压力以下。实际一直下降到蒸汽压力。

图2是示例性Venturi效应喷射器的示意图，该Venturi效应喷射器例如对应于图4的真空喷射器113、123其中任意一个。在图2可以看出，喷射器包含高压入口233、低压入口238和出口234。现在参考图4以及图2，应当理解，在喷射器113的情况中，其高压入口233连接到燃料馈送导管的上游部件11A，而其出口234连接到从喷射器出口延伸到燃料电池堆的阳极端的燃料馈送导管的下游部件11B。最后，低压入口38接收废气再循环导管11R，以用于从燃料电池堆的阳极端收集废气。

当源自燃料馈送导管的上游部件的燃料气体流进入喷射器时，其在进入混合腔体240之前首先经过会聚喷嘴236。喷嘴的形状导致燃料气体流的速度增加。随着其速度增加，燃料电池流逐渐地转换成进入混合腔体240的高速喷射。在腔体内，Venturi效应产生低压。因为废气再循环导管11R的一端连接到混合腔体，腔体中的低压导致抽干再循环导管中存在的气体的吸气效应。这进而导致导管的压力也减小。因此应当理解，在存在流经过喷射器133的来自上游部件11A的燃料气体流时，Venturi效应将维持喷射器的高和低压入口之间的高压力差。该压力差产生燃料电池的入口和出口之间的压力降。该压力降或差分压力驱动燃料气体经过燃料电池的流场结构且迫使停滞水排出流路。以这种方式，导致来自燃料电池堆的阳极端的废气流经废气再循环导管11R且再次进入混合腔体240。腔体内的高速喷射将废气喷射到扩散器喉部242，在那里它与新鲜燃料气体混合。随着扩散器喉部的直径逐渐变宽，沿着扩散器流动的气体的压力随着其速度减小逐渐增加。混合燃料气体流最终通过出口234离开喷射器113。

如前面所解释，通过氢和氧离子的组合在燃料电池中形成产物水，产物水必须主要从燃料电池的阴极端抽取掉。因此，本发明的燃料电池优选地包含沿着第一和第二废气再循环导管11R、12R中的每一个布置在某处的气体-液体分离器（未示出）。以这种方式，防止液体水滴再进入堆。仅蒸汽形式的湿气可以与供应气体混合且再注入到燃料电池中。

如前面所陈述，根据本发明，阀门110和120以脉冲方式操作，换句话说，它们通过控制电路15在打开状态和关闭状态之间交替地切换。图3中的虚线示出压力传感器111或121其中一个测量的压力随时间的变化。图3中的实线示出相应再循环导管中的压力（分别为11R或12R）。在所示示例中，供应阀门的调制的循环时间等于1（以任意单位）。因此调制频率也等于1。脉冲宽度等于δ且供应气体的每个脉冲在循环中心(1/2,11/2,21/2等)居中。

当阀门处于关闭状态时，没有供应气体可以进入喷射器的高压入口233。在这种情况中，在喷射器内不发生Venturi效应。因此，如图3所示，再循环导管中的压力（实线）基本等于在燃料电池堆的入口的压力（虚线）。应当理解，因为没有压力降，反应气体不流经燃料电池。然而，如图3中的曲线的下降斜率所示，随着燃料电池中累积的氢气和氧气被消耗，燃料电池内的压力逐渐减小。

在每个循环中心附近，阀门110、120突然切换到打开状态且短时间保持打开状态，所述时间的持续时间等于δ。在当阀门处于打开状态的时间中，反应气体流流经喷射器的高压入口233。此时，反应气体流的质量流率等于喷射器接受的最大速率。因此，如图3所示，进入燃料电池堆的气体流的压力（虚线）快速提升，而再循环导管中的压力（实线）快速下降。因此，燃料电池的入口和出口之间的压力差快速到达其最大值。压力差变得足够大以驱动反应气体经过燃料电池且迫使停滞水离开流路从而清除它们。

当阀门切换回关闭状态时，高压入口233和低压入口238中的压力快速补偿。从上文应当理解，馈送到燃料电池堆的反应气体流的平均质量流率可以通过改变频率（或换句话说循环时间）或通过改变脉冲宽度（δ）调制。自然地，频率和脉冲宽度也可以同时改变。

在当前描述的实施例中，阀门110、120以恒定且相对低的频率规律地切换。它是被调制的脉冲宽度。优选地，频率值被包含在介于0和20赫兹的范围中。再者，脉冲宽度值至少为2.5ms。实际上，一方面，需要最小脉冲宽度以在燃料电池的入口和出口之间产生足够的压力差。另一方面，低脉冲宽度确保压力维持在期望范围中，因为当阀门打开时，压力将没有时间来增长很多。

阀门110和120的频率和脉冲宽度调制允许喷射器在燃料电池系统的整个操作范围中操作。再者，在该第一所述实施例中，喷射器的大小和阀门的大小被选择为使得燃料电池系统被供应以足够的反应物以在阀门110和120永久保持在打开状态时以最大功率操作。

图5示出根据本发明的燃料电池系统的第二实施例。在该第二实施例中，燃料馈送导管11和氧化剂馈送导管12均包含以附加并行导管27形式的旁路线。在上游端，每个旁路线27连接到间歇阀门110或120上游的相应反应物馈送导管（11或12）。在下游端，每个旁路线连接到喷射器113或123下游的相应反应物馈送导管。旁路线均包括开/关类型的控制阀门29。这种控制阀门可通过控制电路（在图5中未示出）控制。然而，并不旨在是调制的频率或调制的脉冲宽度。

当燃料电池堆以低功率模式操作时，所需的反应质量流率相对低。因此，并行导管27的阀门29关闭且整个反应气体流经过喷射器113或123。当电池堆切换到高功率操作模式时，所需的反应质量流快速超过喷射器能够传送的量。在这种情况，阀门29打开，且附加反应气体流开始流经旁路线中的每一个。

很明显，可以对上面提出的本发明的各个实施例做出本领域技术人员显见的各种备选和/或改进和/或组合而不偏离附属权利要求限定的本发明范围。

Claims (7)

1.一种燃料电池系统，包括：

－至少一个燃料电池，适于从燃料气体和氧化剂气体产生电能量；

－燃料馈送导管（11），用于为燃料电池供应燃料气体，该燃料馈送导管包括上游部件（11A）和下游部件（11B）；

－Venturi效应喷射器（113），包括高压入口（233）、低压入口（238）和出口（240），燃料馈送导管的上游部件连接到喷射器的高压入口，且下游部件在喷射器出口和燃料电池之间延伸；

－废气再循环导管（11R），在燃料电池和低压喷射器入口（238）之间延伸，使得当存在来自于燃料馈送导管（11A）的上游部件且经过喷射器（113）的燃料气体流时，喷射器从再循环导管抽干废气且将它喷射到下游部件（11B）中，与来自上游部件的燃料气体流混合；

－控制电路（15）以及布置在燃料馈送导管的上游部件（11A）中且布置为通过控制电路控制的阀门（110），该阀门适于处于打开状态或关闭状态，在打开状态中，它使得来自上游部件的燃料气体流经过喷射器（113），在关闭状态中，没有来自上游部件的气体流可以流经喷射器；

该燃料电池系统的特征在于所述控制电路（15）布置为将阀门交替地放置在打开状态且然后是关闭状态，使得经过喷射器（113）的燃料气体流是间歇性的，通过控制电路频率和/或脉冲宽度调制。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中它还包括：

－氧化剂馈送导管（12），用于为燃料电池供应氧化剂气体，该氧化剂馈送导管包括上游部件（12A）和下游部件（12B）；

－第一Venturi效应喷射器（113）和第二Venturi效应喷射器（123），该第一和第二Venturi效应喷射器均包括高压入口（233）、低压入口（238）和出口（234），燃料馈送导管（11A）的上游部件连接到第一喷射器（113）的高压入口且燃料馈送导管（11B）的下游部件在第一喷射器的出口（234）和燃料电池的阳极端之间延伸，氧化剂馈送导管的上游部件（12A）连接到第二喷射器（123）的高压入口（233），且氧化剂馈送导管的下游部件（12B）在第二喷射器出口（234）和燃料电池的阴极端之间延伸；

－第一废气再循环导管（11R）和第二废气再循环导管（12R），第一废气再循环导管（11R）在燃料电池的阳极端和第一喷射器（113）的低压入口（238）之间延伸，且第二废气再循环导管（12R）在燃料电池的阴极端和第二喷射器（123）的低压入口（238）之间延伸，使得在存在来自燃料馈送导管的上游部件（11a）且经过第一喷射器（113）的燃料气体流时，第一喷射器抽干来自第一再循环导管（11R）的废气且将它喷射到燃料馈送导管的下游部件（11B）中，与燃料气体流混合，且使得在存在来自氧化剂馈送导管的上游部件（12A）且经过第二喷射器（123）的氧化剂气体流时，第二喷射器抽干来自第二再循环导管（12R）的废气且将它喷射到氧化剂馈送导管的下游部件（12B），与氧化剂气体流混合；

－分别布置在燃料和氧化剂馈送导管的上游部件中的第一阀门（110）和第二阀门（120），第一和第二阀门布置为通过控制电路（15）控制，且适于布置在打开状态或关闭状态，在打开状态中它们使得来自上游部件的燃料气体流和氧化剂气体流分别流经第一喷射器（113）和第二喷射器（123），在关闭状态中没有来自燃料馈送导管或氧化剂馈送导管的上游部件的气体通量可以经过相应的喷射器；

其中控制电路（15）布置为将第一阀门（110）交替地布置在打开状态且然后是关闭状态，使得经过第一喷射器（113）的燃料气体流是间歇性的，通过控制电路频率和/或脉冲宽度调制，且其中控制电路（15）布置为将第二阀门（120）交替地布置在打开状态且然后是关闭状态，使得经过第二喷射器（123）的氧化剂气体流是间歇性的，通过控制电路频率和/或脉冲宽度调制。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中第一阀门和第一喷射器形成单个部件和/或第二阀门和第二喷射器形成单个部件。

4.根据权利要求2或3所述的燃料电池系统，其中第一阀门和/或第二阀门的开孔被控制，使得当功率增加时频率和脉冲宽度增加且反之亦然。

5.根据前述权利要求其中任一项所述的燃料电池系统，其特征在于燃料馈送导管和/或氧化剂馈送导管还包括用于增加燃料和/或氧化剂供应的旁路回路。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于旁路回路包括与第一馈送回路并行安装且包括打开或关闭所述旁路回路的旁路阀门的并行管道。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，并行管道的阀门布置为在喷射装置的主阀门永久打开时打开。

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