CN115528271A - 多喷射器构造 - Google Patents

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E·缇尼
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Abstract

本发明涉及多喷射器构造。具体地，本公开内容总体上涉及包括多于一个文丘里管或喷射器与燃料电池或燃料电池组的系统和方法。

Description

多喷射器构造
相关申请的交叉引用
本非临时申请根据35 U.S.C.§119(e)和任何其它可适用法律或法规要求在2021年6月25日提交的美国临时专利申请序列号63/215,089的益处和优先权，该美国临时专利申请的整个公开内容据此通过引用明确地并入文中。
技术领域
本公开内容涉及操作包括多于一个文丘里管或喷射器（ejector）和燃料电池或燃料电池组（或堆，stack）的系统的系统和方法。
背景技术
车辆/动力系使用燃料电池或燃料电池组来用于它们的动力需求。燃料电池或燃料电池组可为任何类型的燃料电池。例如，燃料电池和/或燃料电池组可包括但不限于磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、质子交换膜燃料电池（也称为聚合物交换膜燃料电池（PEMFC）），以及固体氧化物燃料电池（SOFC）。
燃料电池或燃料电池组可由在燃料电池或燃料电池组中发生的电化学反应以直流电（DC）的形式发电。燃料处理器将燃料转化成由燃料电池或燃料电池组可用的形式。如果燃料电池或燃料电池组由富含氢的常规燃料（例如甲醇、汽油、柴油或气化煤）提供动力，则重整器可将碳氢化合物转化成氢和碳化合物的气体混合物，或重整产品。重整产品然后可转化成二氧化碳、经纯化并且再循环回到燃料电池或燃料电池组中。
燃料，例如氢或碳氢化合物，穿过场流板导送至燃料电池或燃料电池组的一侧上的阳极，而来自空气的氧气则导送至燃料电池或燃料电池组的另一侧上的阴极。在阳极处，催化剂，例如铂催化剂，促使氢分裂成正氢离子（质子）和带负电的电子。在聚合物交换膜燃料电池（PEMFC）的情形中，聚合物电解质膜（PEM）允许带正电的离子穿过PEM流动至阴极。带负电的电子沿着外部环路引导至阴极，产生电回路（电流）。在阴极处，电子和带正电的氢离子与氧气结合以形成水，该水流动离开燃料电池或燃料电池组。
燃料流从燃料电池或燃料电池组出口排出并且穿过阳极入口再循环回至阳极。回至阳极入口的燃料流排出物的再循环包括燃料和水二者。再循环率是基于指定的过量燃料目标的，例如过量燃料比（或比率，ratio）或夹带（entrainment）比（ER）。夹带比（ER）限定为低压流的质量流率（rate）（例如，次级质量流率）与高压流的质量流率（例如，初级质量流率）之比。
基于燃料电池或燃料电池组的操作条件，对于系统的燃料目标可指定为由燃料电池或燃料电池组所要求的最小过量燃料水平。燃料电池或燃料电池组相比于由过量燃料目标所限定的最小水平可具有更高的过量燃料水平，但达到该更高水平可导致在燃料电池或燃料电池组上的高寄生负载（parasitic load）。例如，高于最小过量燃料水平的过量燃料水平可通过维持阳极处的高燃料流率来实现，这可造成在燃料电池或燃料电池组中的压力损失。鼓风机和/或泵可在与燃料电池或燃料电池组中的压力损失和/或穿过鼓风机和/或泵的体积流率成比例的容量下运行。鼓风机和/或泵可使用附加的动力来补偿压力损失。由鼓风机和/或泵使用附加的动力可导致在燃料电池或燃料电池组上的高寄生负载。不同的系统构造可实施成使得系统可在最小寄生负载的情况下输送所要求的夹带比和/或动力。
本公开内容涉及操作包括多于一个文丘里管或喷射器和燃料电池或燃料电池组的系统的系统和方法。本公开内容还涉及确定在串联或并联构造中的多于一个文丘里管或喷射器之间的劳动分工。
发明内容
本发明的实施例被包括以满足这些和其它需要。在一个方面，文中描述的是一种燃料电池或燃料组系统，其包括：操作电流密度范围，其包括最低操作电流密度和最高操作电流密度；控制阀；第一喷射器，其包括第一初级燃料、第一夹带燃料、第一最大电流密度、第一最小电流密度，以及第一调节比（turn down ratio）；以及第二喷射器，其包括第二初级燃料、第二夹带燃料、第二最大电流密度、第二最小电流密度，以及第二调节比。
在一个实施例中，系统还包括与第一或第二喷射器成串联或并联构造的鼓风机。在一些实施例中，第一喷射器与第二喷射器并联或串联。在一个实施例中，第一调节比为从约1.5至约8，或第二调节比是在从约1.5至约8的范围内，并且第一调节比与第二调节比相同。在一些实施例中，第一调节比不同于第二调节比。
在一个实施例中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，第一调节比为2以及第二调节比为2，并且第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1。
在一个实施例中，第一喷射器在大小（或尺寸，size）方面设定成用以提供在系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比，以及第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于第一电流密度并且高达最高操作电流密度的夹带比。
在一个实施例中，系统还包括在控制阀下游的旁通阀，并且旁通阀解决（accountfor）高于旁通阀电流密度并且高达最高操作电流密度的夹带比。在一些实施例中，第一喷射器在大小方面设定成用以提供在系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比，以及第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于第一电流密度并且高达旁通阀电流密度的夹带比。
在一个实施例中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，第一调节比为2以及第二调节比为为2，并且第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1。在一些实施例中，第一喷射器和第二喷射器共同地解决高达旁通阀电流密度的夹带比。
在一个实施例中，第一喷射器的混合器面积比不同于第二喷射器的混合器面积比。在一些实施例中，第一喷射器和第二喷射器在大小方面设定成基于对于第一喷射器和第二喷射器二者的最小燃料供给压力或第一喷射器和第二喷射器的调节比。
在一个实施例中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成用以在系统的最低操作电流下操作。在一些实施例中，如果第一喷射器的第一最大电流密度大于系统的最大操作电流密度，则系统仅操作第一喷射器，并且第一喷射器的第一混合器面积比在大小方面设定成用以不在几何上约束所要求的夹带比。
在一个实施例中，如果第一喷射器的第一最大电流密度低于系统的最大操作电流密度，则系统操作第一喷射器或第二喷射器。在一些实施例中，如果电流需求等于或大于第二最小电流密度，则系统操作第二喷射器。在其它实施例中，系统在电流需求等于第一喷射器的第一最大电流密度之前操作第二喷射器。在一些其它实施例中，系统在电流需求等于第一喷射器的第二最大电流密度之前操作第一喷射器和第二喷射器。在其它实施例中，在电流需求等于第一喷射器的第一最小电流密度和第二喷射器的第二最小电流密度的总和之前，系统不操作第一喷射器和第二喷射器二者。
在另一方面，文中描述的是一种操作燃料电池或燃料组系统的方法，其包括：使第一初级燃料流动穿过控制阀和第一喷射器；使第一夹带燃料流动穿过喷射器；使第二初级燃料流动穿过控制阀和第二喷射器；使第二夹带燃料流动穿过喷射器；以及操作第一或第二喷射器。第一喷射器包括第一最大电流密度、第一调节比、第一混合器面积比，以及第一最小电流密度，以及第二喷射器包括第二最大电流密度、第二调节比、第二混合器面积比，以及第二最小电流密度。该系统包括操作电流密度范围，该范围包括最低操作电流密度和最高操作电流密度。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，贯穿附图在其中同样的字符代表同样的部分，其中：
图1是示出包括燃料电池或燃料电池组的系统的操作曲线的图解。
图2是示出在燃料电池组系统中连同文丘里管或喷射器一起使用的机械调节器的示意图。
图3是示出在燃料电池组系统中连同文丘里管或喷射器一起使用的比例控制阀的示意图。
图4A是示出与再循环泵或鼓风机成并联构造的小文丘里管或喷射器的示意图。
图4B是示出包括与再循环泵或鼓风机成并联构造的小文丘里管或喷射器的系统的操作曲线的图解。
图5A是包括成并联构造的多个文丘里管或喷射器的系统的一个实施例的示意图。
图5B是包括成并联构造的多个文丘里管或喷射器的系统的第二实施例的示意图。
图6A是包括成串联构造的多个文丘里管或喷射器的系统的一个实施例的示意图。
图6B是包括成串联构造的多个文丘里管或喷射器的系统的第二实施例的示意图。
图7A是示出当燃料供给压力为约30 bara时在多个喷射器之间的劳动分工的图解。
图7B是示出当燃料供给压力为约20 bara时在多个喷射器之间的劳动分工的图解。
图7C是示出当燃料供给压力为约14 bara时在多个喷射器之间的劳动分工的图解。
具体实施方式
本公开内容涉及操作包括成串联或并联构造的多于一个文丘里管或喷射器的系统的系统和方法。本公开内容涉及使用和在大小方面设定包括在燃料电池系统中的多于该多于一个文丘里管或喷射器。本公开内容还涉及确定和/或实施在多于该多于一个文丘里管或喷射器之间的劳动分工。
图1中示出的是包括燃料电池或燃料电池组的本操作系统的要求的一个实施例。操作压力和相关联的操作温度示出为电流密度的函数。燃料电池或燃料电池组可要求在称为阳极入口歧管压力（PAIM）的压力范围内操作。
燃料电池或燃料电池组的最高阳极入口歧管压力（PAIM_HI）由110表示。燃料电池或燃料电池组的最低阳极入口歧管压力（PAIM_LO）由120表示。在110和120之间的范围160表示目标阳极入口歧管压力范围。在一些实施例中，系统的目标温度可为在从低燃料供给操作温度（TCV_LO）102至高燃料供给操作温度（TCV_HI）104的范围内。
在一个实施例中，当燃料电池或燃料电池组在高于临界电流密度（i_LO_CR）130操作时，在从约或近似最高阳极入口歧管压力（PAIM_HI）110至约或近似最低阳极入口歧管压力（PAIM_LO）120的范围内的压力下操作燃料电池或燃料电池组是关键的。在一些实施例中，临界电流密度（i_LO_CR）130可处在约0.7 A/cm2。在其它实施例中，临界电流密度（i_LO_CR）130可处在约0.6 A/cm2。在一些另外的实施例中，临界电流密度（i_LO_CR）130可高于或低于0.7 A/cm2，例如在从约0.5 A/cm2至约0.9 A/cm2的范围内，包括在其中所包含的每一电流密度。
在一个实施例中，燃料电池或燃料电池组可在高电流密度范围内操作，例如从约1.3 A/cm2至约2.0 A/cm2，或约1.3 A/cm2至约1.6 A/cm2，或约1.0 A/cm2至约1.6 A/cm2。在一些实施例中，在与最佳目标操作压力和温度不同的压力和温度下以高电流密度（例如，以约1.6 A/cm2）操作燃料电池或燃料电池组可降低燃料电池或燃料电池组的效率。这样做还可由于MEA降解（例如，归因于不足（starvation）、溢流和/或相对湿度影响）而导致对燃料电池或燃料电池组的损坏。在一些实施例中，当燃料电池或燃料电池组在低于临界电流密度（i_LO_CR）130下操作时，在燃料电池或燃料电池组操作压力和温度方面可具有更大灵活性。包括燃料电池或燃料电池组的本操作系统可在最小电流密度（iMIN）132和最大电流密度（iMAX）134下操作。
在一个实施例中，包括燃料电池或燃料电池组的本系统可在与由图1中的曲线160所指示的功能范围不同的功能范围内操作。在一些实施例中，操作系统可在更高压力（例如，最高阳极入口歧管压力（PAIM_HI）110）下或在与临界电流密度（i_LO_CR）130一样低的电流密度下运行。例如，本系统可使稳态操作在约2.5 bara下扩展，一直到临界电流密度（i_LO_CR）130。以bara为单位的压力测量结果（measurement）是指以巴（bar）为单位的绝对压力。
在一个实施例中，可在阳极入口处提供过量燃料以避免朝向阳极出口的燃料不足。阳极入口流的水含量或入口流的相对湿度可影响燃料电池的性能和健康。例如，低入口湿度可造成更干燥的膜电极组件（MEA），导致性能降低。低入口湿度还可引起应力，该应力可造成对膜电极组件（MEA）的永久损坏。高湿度水平可造成燃料电池内的溢流，这可引起局部不足和/或可降低燃料电池性能和/或损坏膜电极组件（MEA）的其它影响。在一些实施例中，可具有最佳入口相对湿度范围，在其中燃料电池性能得到改善并且膜电极组件（MEA）降解率是最小化的。例如，当阳极入口气体相对湿度水平在约30%至约35%的范围内时，燃料电池可实现最佳性能。
在一个实施例中，在正常操作条件下，燃料电池中过量燃料和水含量的来源可来自再循环的阳极气体。操作系统中再循环流的组成取决于阳极气体出口的组成。在一些实施例中，在给定的阳极气体出口温度和压力下，阳极出口气体可为水饱和的。因此，再循环流的组成可变化并且应在确定所要求的再循环流以满足入口阳极气体过量燃料或相对湿度目标时予以考虑。
所要求的再循环流率水平可通过对于过量燃料的需要或对于增加水含量的需要来设定，无论哪个要求更高的再循环流。所要求的再循环流可表示为目标夹带比（ER）。备选地，目标有效过量燃料比或最小所要求燃料比可考虑对于过量燃料的需要或入口阳极水含量。“过量燃料比”可用于代表源自再循环流以满足阳极入口气体要求的所要求组成。阳极气体要求可为燃料电池系统的过量燃料比或相对湿度要求中更严格的。
作为电流密度的函数的最小所要求过量燃料比由线140指示。过量燃料比（λ）或阳极化学计量比限定为阳极入口燃料流率与在燃料电池或燃料电池组中所消耗的燃料之比。在一些实施例中，系统要求处于或高于最小所要求燃料比水平的燃料量。在其它实施例中，操作系统可要求目标水或湿度水平，其可影响过量燃料比（λ）。过量燃料比（λ）可横越系统操作范围为平直的，除了在低电流密度例如处于或低于过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150的电流密度下之外，或过量燃料比（λ）可随着电流密度的改变而改变。在一些实施例中，高于过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150的过量燃料比（λ）可在从约1.3至约1.9的范围内，包括在其中所包含的任何比。在一个优选实施例中，高于过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150的过量燃料比（λ）可为约1.4或约1.6。
在一些实施例中，本系统的过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150可处于或为约0.2 A/cm2。在其它实施例中，过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150可处于不同的电流密度。例如，过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150可在从约0.05 A/cm2至约0.4 A/cm2的范围内，包括在其中所包含的任何电流密度。在一个优选实施例中，过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150可为约0.1 A/cm2或约0.2 A/cm2。过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150可取决于燃料电池或燃料电池组的操作条件。
在一个实施例中，如果燃料电池或燃料电池组在低于过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150下操作，则可维持最小体积流率穿过阳极以确保可在燃料电池或燃料电池组中形成的任何液态水可冲洗离开燃料电池或燃料电池组。在一些实施例中，在低流率下（例如，低于约0.2 A/cm2或低于约0.1 A/cm2），在燃料电池中可具有溢流。在其它实施例中，如果最小体积流率低于过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150，则燃料电池或燃料电池组的降解率可增加。
在一个实施例中，可在本系统中使用文丘里管或喷射器。文丘里管或喷射器可在大小方面设定成使得操作系统可在某些电流密度下不要求再循环泵（例如鼓风机）的帮助。如由图1的曲线170和180所示，没有使用鼓风机可导致寄生负载的减少。曲线170示出由鼓风机和/或再循环泵在没有文丘里管或喷射器的情况下所输送的流部分（fraction）。曲线180示出对应的寄生负载。在一些实施例中，寄生负载可随着电流密度的增加而增加，如由曲线180所示，因为鼓风机和/或再循环泵可在与燃料电池或燃料电池组中的压力损失和/或所要求的再循环流率成比例的容量下运行。
在一些实施例中，燃料电池或燃料电池组可初始地在高电流密度、高操作温度和压力下操作，使得在这种初始操作条件下燃料电池负载是高的。燃料电池负载限定为：
负载 = 组功率 = 电流 x 燃料电池或燃料电池组电压 = 电流密度 x 燃料电池面积 x 燃料电池或燃料电池组电压
在一些实施例中，当对功率的负载需求迅速降低或减少时，燃料电池或燃料电池组处于负载减少状态，要求燃料电池或燃料电池组降低所输送的电流。
在一个实施例中，在燃料电池或燃料电池组中的瞬态操作期间，燃料电池或燃料电池组中的操作压力可基于由曲线106所指示的燃料电池或燃料电池组温度的改变而改变。例如，在负载减少期间，瞬态操作压力（P_AIM_TRS）可大于稳态操作压力（P_AIM_SS）。在一些实施例中，即使在低电流密度下，瞬态操作压力（P_AIM_TRS）也可等于最高阳极入口歧管压力（PAIM_HI）110。在负载接受期间，电流密度的增加率是受限的，并且稳态操作压力（P_AIM_SS）可等于阳极入口歧管压力（PAIM）。
在一个实施例中，由曲线160所指示的燃料电池或燃料电池组的操作压力可优化在实现有效燃料电池或燃料电池组操作与在所选择操作压力下操作所要求的寄生负载（例如，空气压缩机、鼓风机和/或泵的寄生负载）之间的平衡。在一些实施例中，由曲线106所指示的操作温度、由曲线160所指示的操作压力，和/或过量空气比可维持对于燃料电池或燃料电池组操作的目标相对湿度（RH）。在其它实施例中，由曲线106所指示的操作温度、由曲线160所指示的操作压力，和/或过量空气比可通过将在阴极处对于相对湿度（RH）的特定值为目标来确定。
过量空气比类似于过量燃料比来限定，但指的是阴极侧流（也即，空气中的过量O2）。过量空气比、压力和温度的组合共同地用于控制阴极侧上的湿度（其继而影响阳极（H2）侧上的水含量）。在一个实施例中，随电流密度而变化的温度、压力和过量空气比可用于控制湿度。在一些实施例中，过量空气比为约2.0。在其它实施例中，过量空气比为约1.7至约2.1。在一些其它实施例中，过量空气比在加压操作下为约1.8至约1.9。过量空气比可增加至低于阈值电流以使体积流率保持足够高来防止燃料电池或燃料电池组中的溢流。
在一些实施例中，目标相对湿度（RH）可通过结合操作压力和操作温度使用加湿装置来维持。例如，可在燃料电池或燃料电池组的阴极侧上使用加湿装置。在其它实施例中，如果用于燃料电池或燃料电池组的目标相对湿度（RH）和目标操作压力是指定的，则可确定用于燃料电池或燃料电池组操作的目标温度。
在一个实施例中，包括燃料电池或燃料电池组的系统可包括控制阀。在一些实施例中，控制阀可为机械调节器（例如，圆顶调节机械调节器）、比例控制阀，或注射器（injector）。在其它实施例中，控制阀可包括内阀、线圈、螺线管，或控制控制阀的打开或关闭的不同机械元件。
图2例示操作系统200的一个实施例，该操作系统包括燃料电池组210、机械调节器250、与燃料电池组210串联或并联的再循环泵或鼓风机220、排出阀280、截止阀270、压力传递阀290、一个或多个压力换能器240/260，以及文丘里管或喷射器230。在一些实施例中，本系统200可包括一个或多个燃料电池组或一个或多个燃料电池。在其它实施例中，还可具有一个或多个阀、传感器、压缩机、调节器、鼓风机、注射器、喷射器，和/或与燃料电池组210串联或并联的其它装置。
在本系统200的一个实施例中，阳极入口流222流动穿过燃料电池组210的阳极204端。典型地，阳极流可为新鲜燃料（例如，H2）和阳极排出物（例如，H2燃料和/或水）的混合物。相反，氧化剂206（例如，空气、氧气，或加湿空气）可流动穿过燃料电池组210的阴极端208。
在一个实施例中，机械调节器250可用于控制新鲜燃料202的流（也称为初级流、初级质量流、初级燃料，或原动流）通向阳极204。在阳极204和阴极208处的气体流（例如，燃料222和空气206）之间的压差可向机械调节器250中的控制器提供输入信号。机械调节器250的控制器可确定在阳极204处穿过阳极入口212的燃料222的流。
在一些实施例中，来自燃料电池或燃料电池组的阳极和/或阴极的输入信号可为物理信号。在其它实施例中，输入信号可为虚拟或电子信号。在还有的另外的实施例中，信号可为本领域中已知的任何类型的通信或计算机信号。
在一个实施例中，基于操作压力（例如，阳极压力）被用作中间信号，可控制初级燃料流率或初级流率以匹配燃料电池组210中的燃料消耗。在一些实施例中，假设所有其它参数是同等的，则当燃料消耗与阳极204处的新鲜燃料供应相匹配时阳极204中的压力可稳定。由于机械调节器250的运行是基于阳极204和阴极208之间的压差，故在使用机械调节器250时需要维持目标压差。在一些实施例中，阴极208处的压力经由阴极侧控制而被控制和/或维持在目标水平处。
在一个实施例中，机械调节的途径，例如通过采用致动器，可使用来自阴极/空气入口216的压力信号来控制空气质量流并且在燃料电池组210的阴极208侧上维持适当的压力。在一些实施例中，来自阴极208侧的压力信号是对于机械调节器250的输入。在一些实施例中，阳极204侧质量流和阳极204侧压力可通过使用来自阴极208侧的压力信号并且测量一个或多个阳极204侧状况来控制。
在一个实施例中，来自阴极208侧的压力信号可改变在机械调节器250中的阀的位置以控制穿过机械调节器250的质量流并且维持阳极204和阴极208之间的目标压差。在其它实施例中，作用在机械调节器250上的输入信号实际上是作用在机械调节器250的隔膜或其它部分上的压差。不必进行压差的其它直接测量。例如，阳极204处的单点压力可计算为阴极208侧压力加上在阳极204和阴极208处的气流之间的压差。单点压力可为绝对压力或计示压力。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器230可使用横越阳极气体再循环（AGR）环路224的流动压力来汲取次级流226，也称为次级质量流、夹带流或再循环流。在一些实施例中，如稍后所讨论，文丘里管或喷射器230可利用来自更高压力初级流的可用过量有效能（exergy）来在次级流226中汲取，克服穿过AGR环路224的压力损失来工作。在一些实施例中，AGR环路224可包括文丘里管或喷射器230、燃料电池组210、文丘里管或喷射器230中的吸入室中的次级入口232，和/或与文丘里管或喷射器230和/或燃料电池组210相关联的其它管道、阀、通道、歧管。在其它实施例中，再循环泵或鼓风机220可增加或减少横越AGR环路224的差压。
在一个实施例中，系统200可要求目标水或湿度水平，其可驱动饱和次级流226。饱和次级流226然后可驱动初级流202，使得目标过量燃料比（λ）可取决于目标水或湿度水平。
在一个实施例中，再循环泵或鼓风机220可用于实现过量燃料比。在一些实施例中，再循环泵或鼓风机220可横越燃料电池组210的整个操作范围（电流密度）来操作。在其它实施例中，再循环泵或鼓风机220的寄生负载可为很大的。在一个实施例中，可要求大的再循环泵或鼓风机220来提供功率以实现过量目标燃料比。在一些实施例中，再循环泵或鼓风机220的使用可为低效且昂贵的。在一些实施例中，再循环泵或鼓风机220的操作特性可不同于文丘里管或喷射器230。
在一个实施例中，再循环泵或鼓风机220的压力提升能力（ΔP_BLWR）是通过再循环泵或鼓风机220的流量（flow）（Q）、鼓风机速度（N）和流量组成的密度（ρ）的函数。在一些实施例中，再循环泵或鼓风机220的压力提升（ΔP_BLWR）可受限于系统200/300的功率汲取极限和/或速度极限。在一个实施例中，当再循环泵或鼓风机220不自转或在其它系统200/300失速条件下时，再循环泵或鼓风机220可作用为AGR环路中的制约。
ΔP_BLWR = f(Q, N, ρ)
在一个实施例中，如在图3中所示的操作系统300中所例示，可使用比例控制阀310来代替机械调节器250。比例控制阀310是电子控制的并且相比于机械调节器250可在控制阳极204处的单点压力方面提供更大的灵活性。在一个实施例中，比例控制阀310可用于控制操作系统300中的初级流。在其它实施例中，可使用注射器（未示出）来代替比例控制阀310。
例如，比例控制阀310可有益地容许差压的主动管理，可避免下垂（droop）问题，和/或提供在不同操作条件下操作燃料电池组210方面的灵活性。例示性操作条件可包括但不限于操作电流密度、操作压力、操作温度、操作相对湿度、燃料供给压力、燃料供给温度、所要求的次级流、夹带比、寄生负载限度、功率需要、AGR环路224中的压力损失、文丘里管或喷射器230性能和/或效率、再循环泵或鼓风机220性能和/或效率、燃料密度、吹扫流，以及阻塞或未阻塞（例如，没有阻塞）的流动条件。
系统200/300的调节比限定为文丘里管或喷射器230的最大容量与文丘里管或喷射器230的最小容量之比。在一个实施例中，文丘里管或喷射器230可使用初级流有效能来汲取再循环流226。调节比表征在其内文丘里管或喷射器230可将所要求的过量燃料比输送至燃料电池组210的范围。在一个实施例中，本操作系统200/300可设计成用以最大化文丘里管或喷射器230调节比。因此，使文丘里管或喷射器230的调节比最大化还工作以使与再循环泵或鼓风机220相关联的大小和寄生负载最小化。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230可要求稳健地操作和/或执行以在所要求的过量燃料比下输送所要求的初级流202。
在一个实施例中，燃料供给系统可在燃料供给压力（PCV）和燃料供给温度（TCV）下供给燃料。在一些实施例中，大小设定压力（P_CV_MIN）可为控制阀例如比例控制阀310或机械调节器250或喷射器处的最小入口压力。在其它实施例中，燃料大小设定压力（P_CV_MIN）可为在空压条件（PEMPTY）下控制阀的入口处的压力。
在一个实施例中，初级流202可传送通过控制阀并且在初级喷嘴入口压力（PO）和初级入口温度（TO）下穿过初级喷嘴进入文丘里管或喷射器230。在其它实施例中，次级流226可在次级入口压力（PS）和次级入口温度（TS）下穿过吸入室中的次级入口232进入文丘里管或喷射器230。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器230可具有在初级流中可用的有效能以引起阳极气体再循环流作为文丘里管或喷射器230中的次级流226。在一些实施例中，组压力（ΔPSTACK）是穿过AGR环路224的压力损失。次级流226可克服组压力（ΔPSTACK）来提升。
在一个实施例中，压力提升（ΔPLIFT）是用以克服AGR环路224中的压力损失（ΔPSTACK）所要求的压力。在一些实施例中，压力提升（ΔPLIFT）可由穿过燃料电池组210或AGR环路224的任何其它构件的压力损失来操纵。在一些实施例中，压力损失可与穿过AGR环路224中的一个或多个歧管和/或通道的体积流率成比例。在其它实施例中，阳极入口212处的体积流222可包括新鲜燃料202和再循环流226的混合物。
在一个实施例中，次级入口压力（PS）可取决于燃料电池或燃料电池组210的阳极入口歧管压力（PAIM）和AGR环路224中的压力损失（ΔPSTACK）或所要求的压力提升（ΔPLIFT）。
PS = PAIM - ΔPLIFT
在一个实施例中，可夹带的二次流226的量由系统200/300的边界条件和文丘里管或喷射器230的效率决定。在一些实施例中，边界条件可为初级喷嘴入口压力（PO）、次级入口压力（PS）、燃料电池或燃料电池组210的阳极入口歧管压力（PAIM），和/或次级流226组成。在一些实施例中，次级流226从阳极出口214至文丘里管或喷射器入口232是绝热过程。在其它实施例中，文丘里管或喷射器230的初级入口温度（TO）和次级入口温度（TS）可影响次级流226。
在一个实施例中，如早先所描述，高于某一临界电流密度（i_LO_CR）130，系统200/300要求在由图1中的曲线160所指示的目标阳极入口歧管压力范围内操作。在一些实施例中，初级入口压力（PO）随着初级燃料需求的降低而成比例地降低，直到初级喷嘴不再阻塞（未阻塞）。在其它实施例中，如果初级喷嘴未阻塞，则初级入口压力（PO）的降低率可为非线性的和/或对于下游压力例如次级入口压力（PS）是敏感的。在其它实施例中，初级入口压力（PO）可随着初级入口温度（TO）降低而降低。
在一个实施例中，初级入口温度（TO）可等于燃料供给温度（TCV）。在一些实施例中，初级入口温度（TO）可影响初级流202。在一些实施例中，系统200/300可具有目标质量流率。在其它实施例中，次级入口温度（TS）可通过文丘里管或喷射器230的次级入口232和/或几何约束而影响次级流226。在一些其它实施例中，热力学约束和/或文丘里管或喷射器230效率可影响次级流226。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器230对于初级喷嘴入口压力（PO）、背压以及所要求的压力提升（ΔPLIFT）是敏感的。在一些实施例中，背压可为文丘里管或喷射器230的引出压力（PC）或阳极入口歧管压力（PAIM）。在其它实施例中，如果从文丘里管或喷射器230出口至阳极入口歧管没有压力损失，则文丘里管或喷射器230处的引出压力（PC）可等于阳极入口歧管压力（PAIM）。在一些实施例中，初级喷嘴入口压力（PO）可为系统200/300中的电流密度（i）的函数。
PO =f(i)
在一个实施例中，夹带比（ER）是文丘里管或喷射器230的性能和/或能力的量度并且可对于初级喷嘴入口压力（PO）、背压（例如，PC、PAIM）和/或压力提升（ΔPLIFT）是敏感的。在一个实施例中，随着背压（例如，PC、PAIM）增加，文丘里管或喷射器230可从双重阻塞（具有稳定的夹带比）改变至处于转变状况（具有减小的夹带比），改变至具有反向流。文丘里管或喷射器230中的反向流可为不希望的，因为反向流表示没有燃料再循环穿过AGR环路224。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230可需要抵消穿过燃料电池或燃料电池组210的压力损失（ΔPSTACK），同时克服背压（例如，PC、PAIM）操作。
在一个实施例中，基于热力学极限的可逆夹带比（RER）或夹带比（ER）的可逆部分限定为：
RER = - Δχ_M / Δχ_S
Δχ_M是原动流有效能，以及Δχ_S是夹带流有效能。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器230可在大小方面设定成使得文丘里管或喷射器230可能够支持在高电流密度下的夹带比（ER）。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230的此种大小设定可通过减小在系统400中所使用的再循环泵或鼓风机220的大小来增加寄生节省。
在一个实施例中，如图4A中所示，小型化或小文丘里管或喷射器230可与再循环泵或鼓风机220支持的加燃料路径224并联地使用。在一些实施例中，在控制阀例如机械调节器250的上游或下游可具有旁通阀450。在其它实施例中，系统400可包括比例控制阀或喷射器来代替机械调节器250。在一些其它实施例中，旁通阀450可为机械调节器、比例控制阀或注射器。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器230可小型化以满足处于和高于过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150下的阻塞初级流状况。在一些实施例中，这可实现系统400横越整个操作范围的稳健操作。在其它实施例中，可由系统支持的空压（PEMPTY）可为一限度。在一些实施例中，系统可能够支持高空压（PEMPTY），例如约40 bara或更高。
在一个实施例中，可变燃料供给压力（PCV）可与小型化文丘里管或喷射器230结合使用。在一些实施例中，系统400的操作范围可在燃料供给压力（PCV）大于最小燃料供给压力（P_CV_MIN）时的条件下扩展直到零。在其它实施例中，如果燃料供给压力（PCV）下降低于使满流（full flow）穿过初级喷嘴所要求的水平，则系统可需要打开旁通阀。在一些其它实施例中，旁通阀的开启点将随着可用燃料供给压力（PCV）而变化。
在一个实施例中，如果燃料供给压力（PCV）下降低于某一水平，例如约40 bara，则可要求提供初级流和再循环流的备选方式。在一些实施例中，虽然燃料供给压力（PCV）大于40 bara，但它们横越整个操作范围可没有寄生负载。文丘里管或喷射器230可履行夹带比要求。在一个实施例中，如果燃料供给压力（PCV）为约700 bara，则系统400中的文丘里管或喷射器230将履行从满箱（700 bara）直到40 bara的状况的夹带比要求，占大于燃料供给容量的约92%。在其它实施例中，当燃料供给压力（PCV）下降至约350 bara时，系统400中的文丘里管或喷射器230将履行从满箱（350 bara）直到40bar的状况的夹带比要求，占大于燃料供给容量的约85%。在一些其它实施例中，当燃料供给压力（PCV）下降至约40 bara时，包括再循环泵或鼓风机220的旁通环路224可需要接合。
在一个实施例中，系统400可设计成用以保护约14 bara的燃料供给压力（PCV）。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230可提供高达最大电流密度的约35％的初级流。例如，如果最大电流密度为1.6 Amps/cm2，则文丘里管或喷射器230可提供高达约0.56 Amps/cm2的初级流。包括再循环泵或鼓风机220的旁通环路224可支持初级流的约65%。因此，在一些实施例中，再循环泵或鼓风机220可在大小方面设定成用以提供包括非喷射器系统的初级流的约65％。在一些实施例中，系统400可打开仪表板灯例如故障指示器灯以指示要求为燃料箱再次加燃料。
在一个实施例中，如图4B中所示，由文丘里管或喷射器230所优选的最大阳极入口歧管压力（PAIM）也即由文丘里管或喷射器230所优选的最大喷射器压力（P_AIM_EJCT_MAX）作为电流密度的函数由曲线410示出。在一个实施例中，系统400可设计成使得对于大于操作范围的约85%（在区域480、482中），可没有归因于燃料管理再循环的寄生负载（也即，没有归因于使用再循环泵或鼓风机220的寄生负载）。在其它实施例中，可需要使用再循环泵或鼓风机220来提供所要求的初级流（在区域484中）。曲线170示出由再循环泵或鼓风机220所输送的再循环流的部分，曲线440示出对应的寄生节省，以及曲线180示出对应的寄生负载。
在一个实施例中，如图5A和图5B中所示，系统500/502可具有与第一文丘里管或喷射器230（喷射器1）成并联构造的第二文丘里管或喷射器530（喷射器2）。在其它实施例中，系统500/502可具有与第一文丘里管或喷射器230成并联构造的一个或多个文丘里管或喷射器530。在一些实施例中，系统500/502可具有与第一文丘里管或喷射器230成并联构造的多于两至四个文丘里管或喷射器530。在一些其它实施例中，系统500/502可具有与第一文丘里管或喷射器230成并联构造的多于四个文丘里管或喷射器530。
在一个实施例中，如图5A和图5B中所示，系统500/502可在文丘里管或喷射器230/530的上游具有控制阀580。在一些实施例中，控制阀580可为机械调节器、圆顶调节机械调节器、比例控制阀，或注射器。
在一个实施例中，该两个或多个文丘里管或喷射器230/530可具有相同大小（或尺寸）。在其它实施例中，该两个或多个文丘里管或喷射器230/530可具有不同大小。在一些实施例中，该两个或多个文丘里管或喷射器230/530可在大小方面不同地设定成用以保持该两个或多个文丘里管或喷射器230/530的总效率或性能。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230/530的大小可包括但不限于与初级喷嘴流动面积、内部混合器面积、混合器长度、吸入室设计、扩散器膨胀角度以及扩散膨胀长度相关的测量结果。
在一个实施例中，再循环泵或鼓风机220可为系统500/502的一部分。在一些实施例中，再循环泵或鼓风机220可与该两个或多个文丘里管或喷射器230/530成并联或串联构造。在其它实施例中，再循环泵或鼓风机220可不是系统500/502的一部分。
在一个实施例中，系统500/502可具有一个或多个旁通阀。旁通阀可横越一个或多个文丘里管或喷射器230/530定位。在一个优选实施例中，如图5A和图5B中所示，系统500/502可具有绕过文丘里管或喷射器230在控制阀580下游的旁通阀506。在一些其它实施例中，系统500/502还可具有绕过文丘里管或喷射器530的附加旁通阀（未示出）。这种构造可不是优选的，因为它将附加的硬件增添至系统500/502。在又一实施例中，系统500/502可具有在控制阀580上游的旁通阀506。
在一个实施例中，如图5A中所示，系统500/502可接合文丘里管或喷射器230或一个或多个文丘里管或喷射器530，或文丘里管或喷射器230和一个或多个文丘里管或喷射器530二者。在一个实施例中，在系统500中从使用一个文丘里管或喷射器230/530至使用两个或多个喷射器230/530的转变可不要求多于一个阀552。在一些实施例中，在系统500中可具有与次级流226相关联的一些压力损失。
在一个实施例中，通向两个或多个文丘里管或喷射器530/230的初级流202可由一个或多个阀550/552调节。在一些实施例中，该两个或多个阀550/552可为比例控制阀或机械调节器或圆顶加载机械调节器或注射器。在一个实施例中，该两个或多个阀550/552中的一个可为机械调节器。在其它实施例中，该两个或多个阀550/552中的一个可为比例控制阀。在其它实施例中，该两个或多个阀550/552中的一个可为圆顶加载机械调节器。在一些其它实施例中，该两个或多个阀550/552中的一个可为注射器。
在一个实施例中，该两个或多个文丘里管或喷射器230/530中的每个必须克服系统500的整个压力提升（ΔPLIFT）来工作，但要求仅提升与穿过该相应文丘里管或喷射器230/530的初级喷嘴的流相关联的流。在一些实施例中，调节通向该两个或多个文丘里管或喷射器530/230的流的阀打开和/或关闭以将初级流202引导至该两个或多个文丘里管或喷射器530/230。在一些实施例中，初级流202的一部分可流动穿过该两个或多个文丘里管或喷射器230/530中的第一文丘里管或喷射器，并且初级流202的一部分可流动穿过该两个或多个文丘里管或喷射器230/530中的第二文丘里管或喷射器。在一些实施例中，初级流202可在该两个或多个文丘里管或喷射器230/530之间同等地分配。在其它实施例中，初级流202可在该两个或多个文丘里管或喷射器230/530之间不同等地分配。
在一个实施例中，次级流226的一部分可在232处进入文丘里管或喷射器230，并且次级流226的一部分可在532处进入该一个或多个文丘里管或喷射器530。在一些实施例中，次级流226可不在232处进入文丘里管或喷射器230并且所有的次级流226可在532处进入该一个或多个文丘里管或喷射器530。在其它实施例中，次级流226可不在532处进入该一个或多个文丘里管或喷射器530并且所有次级流226可在232处进入文丘里管或喷射器230。在一些另外的实施例中，穿过文丘里管或喷射器230/530的次级流226可由防止反向流560/562的止回阀调节。
在一个实施例中，系统500可具有两个或多个文丘里管或喷射器230/530，并且可不具有再循环泵或鼓风机220。在一些实施例中，防止反向流560/562的止回阀可使该两个或多个文丘里管或喷射器230/530中的一个与再循环泵或鼓风机220断开。在一些实施例中，系统可实现目标夹带比（ER）而不要求再循环泵或鼓风机220和减少寄生负载。在其它实施例中，系统可通过使用相比于如果系统500具有仅一个文丘里管或喷射器230的情况下将要求的更小的再循环泵或鼓风机220来实现目标夹带比（ER）。在一些实施例中，在系统500中可具有与次级流226和或该一个或多个阀550/552相关联的一些压力损失。
在一个实施例中，如图5B中所示，系统502可包括控制阀580和附加控制阀582，而不是在该两个文丘里管或喷射器230/530之前的打开关闭阀550/552。在一些实施例中，附加控制阀582可为机械调节器、圆顶调节机械调节器、比例控制阀，或注射器。在其它实施例中，控制阀582可配备成用以完全地截止通向文丘里管或喷射器532的流。在一些实施例中，控制阀580和582可相同或可为不同的。此种构造在控制压力和/或初级燃料流方面为系统502提供附加的灵活性，因为它为系统提供两个单独的流控制阀，每个流控制阀独立地控制进入它们的相应文丘里管或喷射器230/530中的初级流202。
在一个实施例中，如图6A和图6B中所示，系统600/602可具有与第一文丘里管或喷射器230（喷射器1）成串联构造的第二文丘里管或喷射器630（喷射器2）。在其它实施例中，系统600可具有与第一文丘里管或喷射器230成串联构造的一个或多个文丘里管或喷射器630。在一些实施例中，系统600可具有与第一文丘里管或喷射器230成串联构造的两至四个文丘里管或喷射器630。在一些其它实施例中，系统600可具有与第一文丘里管或喷射器230成串联构造的多于四个文丘里管或喷射器630。
在一个实施例中，如图6A和图6B中所示，系统600/602可具有在文丘里管或喷射器230/630上游的控制阀680。在一些实施例中，控制阀680可为机械调节器、圆顶调节机械调节器、比例控制阀，或注射器。
在一个实施例中，该两个或多个文丘里管或喷射器230/630可具有相同大小。在其它实施例中，该两个或多个文丘里管或喷射器230/630可具有不同大小。在一些实施例中，该两个或多个文丘里管或喷射器230/530可在大小方面不同地设定成用以保持该两个或多个文丘里管或喷射器230/530的总效率或性能。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230/530的大小可包括但不限于与初级喷嘴流动面积、内部混合器面积、混合器长度、吸入室设计、扩散器膨胀角度以及扩散膨胀长度相关的测量结果。
在一个实施例中，再循环泵或鼓风机220可为系统600/602的一部分。在一些实施例中，再循环泵或鼓风机220可与该两个或多个文丘里管或喷射器230/630成并联或串联构造。在其它实施例中，再循环泵或鼓风机220可不是系统600/602的一部分。
在一个实施例中，系统600/602可具有一个或多个旁通阀。旁通阀可横越一个或多个文丘里管或喷射器230/630定位。在一个优选实施例中，如图6A和图6B中所示，系统600/602可具有绕过文丘里管或喷射器630在控制阀680下游的旁通阀606。在一些其它实施例中，系统600/602还可具有绕过文丘里管或喷射器230的附加旁通阀（未示出）。在又一实施例中，系统600/602可具有在控制阀680上游的旁通阀606。
在一个实施例中，通向该两个或多个文丘里管或喷射器630/230的初级流202可由一个阀652调节。在一些实施例中，阀652可为比例控制阀或机械调节器或圆顶加载机械调节器或注射器。在其它实施例中，通向该两个或多个文丘里管或喷射器630/230的初级流202可由多于一个阀652调节。在一些实施例中，阀652可调节初级流202完全地通向文丘里管或喷射器230。在其它实施例中，阀652可调节初级流202完全地通向文丘里管或喷射器630。在一些其它实施例中，阀652可调节初级流202以在文丘里管或喷射器230和一个或多个文丘里管或喷射器630之间分配。
在一个实施例中，系统600可接合文丘里管或喷射器230（单独构造）或一个或多个文丘里管或喷射器630（单独构造），或文丘里管或喷射器230和一个或多个文丘里管或喷射器630二者（双重构造）。在一些实施例中，从使用一个文丘里管或喷射器230/630至使用两个或多个喷射器230/630的转变可不要求多于一个阀652。在其它实施例中，从使用一个文丘里管或喷射器230/630至使用两个或多个喷射器230/630的转变可要求多于一个阀652。在一些实施例中，在系统600中可具有与次级流226相关联的一些压力损失。
在一个实施例中，如图6B中所示，系统602除了控制阀680之外还可包括控制阀682，而不是在该两个文丘里管或喷射器230/630之前的打开关闭阀652。在一些实施例中，附加控制阀682可为机械调节器、圆顶调节机械调节器、比例控制阀，或注射器。在其它实施例中，控制阀682可配备成用以完全地截止通向文丘里管或喷射器632的流。在一些实施例中，控制阀680和682可相同或可为不同的。此种构造在控制压力和/或初级燃料流方面为系统602提供附加的灵活性，因为它为系统提供两个单独的流控制阀，每个流控制阀独立地控制进入它们的相应文丘里管或喷射器230/630中的初级流202。
在一个实施例中，如果以单独构造运行，则该两个或多个文丘里管或喷射器630中的每个必须克服系统600的整个压力提升（ΔPLIFT）来工作。在一些实施例中，如果以双重或多重构造运行，则该两个或多个文丘里管或喷射器630中的每个可不必克服系统600的整个压力提升（ΔPLIFT）来工作。
在一个实施例中，在如图6中所例示的串联构造中，如果文丘里管或喷射器230和文丘里管或喷射器630二者是操作的（也即，以双重构造），则每个文丘里管或喷射器230/630可需要通过系统600/602中的压力提升（ΔPLIFT）部分来提升整个再循环流（次级流）226。在一些实施例中，次级流226可在232处进入文丘里管或喷射器230。在632处进入文丘里管或喷射器630的次级流626可包括次级流226和进入文丘里管或喷射器230的初级流608。初级流604在632处进入文丘里管或喷射器630。因此，不同于在并联构造中，附加文丘里管或喷射器630具有额外的次级流，因为文丘里管或喷射器630必须从文丘里管或喷射器230提升初级流608。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器630的次级流特性可不同于文丘里管或喷射器230的次级流特性。在一些实施例中，穿过文丘里管或喷射器630的次级流626相比于穿过文丘里管或喷射器230的次级流226可更干燥和/或具有更高的燃料浓度（例如，H2）。在其它实施例中，穿过文丘里管或喷射器630的次级流626相比于穿过文丘里管或喷射器230的次级流226可具有不同的温度。在一些其它实施例中，穿过文丘里管或喷射器630的次级流626相比于穿过文丘里管或喷射器230的次级流226可具有不同的密度。
在一个实施例中，该一个或多个文丘里管或喷射器530/630可对于系统500/502/600/602的阳极入口歧管压力（PAIM）和/或燃料供给压力（PCV）是敏感的。在一些实施例中，在并联构造中所使用的文丘里管或喷射器230/530的混合器面积比（MAR）不同于在串联构造中所使用的文丘里管或喷射器230/630的混合器面积比（MAR）。在其它实施例中，文丘里管或喷射器230/530/630的混合器面积比（MAR）对于如何在系统500/502/600/602中构造文丘里管或喷射器230/530/630是敏感的。
在一个实施例中，在串联构造630中的文丘里管或喷射器的混合器面积比（MAR）可需要大于在并联构造530中的文丘里管或喷射器的混合器面积比（MAR）。在一个实施例中，如果所有其它是同等的，则文丘里管或喷射器230/530/630的混合器面积比（MAR）可为影响系统500/502/600/602的夹带比（ER）相比压力提升（ΔPLIFT）能力的关键参数。在一些实施例中，更大的混合器面积比（MAR）实现更大的夹带比（ER），但在相同初级喷嘴流202下实现更低的压力提升（ΔPLIFT）能力。
在一个实施例中，在并联构造中的该多于一个文丘里管或喷射器230/530或在串联构造中的该多于一个文丘里管或喷射器230/630的大小设定对于确定系统500/502/600/602的夹带比（ER）相比压力提升（ΔPLIFT）能力是关键的。在一些实施例中，影响初级喷嘴大小设定的因素在并联（图5）和串联构造（图6）中是相似的。在其它实施例中，其它几何参数的大小设定可在并联（图5）和串联构造（图6）之间变化。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）的初级喷嘴与文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的初级喷嘴之比可等于文丘里管或喷射器230（喷射器1）的初级喷嘴的入口直径与文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的初级喷嘴的入口直径之比。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）的初级喷嘴与文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的初级喷嘴之比可等于文丘里管或喷射器230（喷射器1）的初级喷嘴的入口面积与文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的初级喷嘴的入口面积之比。在一些其它实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）的初级喷嘴与文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的初级喷嘴之比可等于文丘里管或喷射器230（喷射器1）的初级喷嘴的出口直径与文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的初级喷嘴的出口直径之比。
在一个实施例中，在并联构造中的该多于一个文丘里管或喷射器230/530或在串联构造中的该多于一个文丘里管或喷射器230/630可在大小方面设定成根据对于文丘里管或喷射器（230和530，或230和630）二者的最小燃料供给压力（P_CV_MIN）。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）可在大小方面设定成用以覆盖文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的范围的一半。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的相对大小设定可取决于文丘里管或喷射器（230和530，或230和630）的调节比。调节比喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可相同，或可彼此不同。
例如，在一个实施例中，如果文丘里管或喷射器（230和530，或230和630）二者的调节比为2，则文丘里管或喷射器530/630（喷射器1）可在大小方面设定成用以覆盖初级流的约16.7%至约33.3%的范围，并且文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以提供初级流的约33.3%至约66.7%。共同地，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以覆盖初级流的约66.7%至约100%的范围。在其它实施例中，如果文丘里管或喷射器（230和530，或230和630）二者的调节比为3，则文丘里管或喷射器530/630（喷射器1）可在大小方面设定成用以覆盖初级流的约8.33%至约25%的范围，并且文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以提供初级流的约25%至约75%。共同地，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以覆盖初级流的约50%至约100%的范围。在一些其它实施例中，如果文丘里管或喷射器（230和530，或230和630）二者的调节比为1.5，则文丘里管或喷射器530/630（喷射器1）可在大小方面设定成用以覆盖初级流的约26.6%至约40%的范围，并且文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以提供初级流的约40%至约60%。共同地，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以覆盖初级流的约60%至约100%的范围。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）可具有在从约1.5至约8的范围内的调节比，包括在其中所包含的任何比。在一些实施例中，文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可具有在从约1.5至约8的范围内的调节比，包括在其中所包含的任何比。在一些实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和/或文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成根据它们的调节比。例如，如果文丘里管或喷射器（230和530，或230和630）二者的调节比为8，则文丘里管或喷射器530/630（喷射器1）可在大小方面设定成用以覆盖初级流的约1.4%至约11.1%的范围，并且文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以提供初级流的约11.1%至约89%。
在其它实施例中，文丘里管或喷射器的大小设定可取决于系统500/502/600/602中的文丘里管或喷射器的数目。在其它实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以覆盖系统500/502/600/602的操作范围的不同比。
在一个实施例中，系统500/502/600/602可具有旁通阀506/606，该旁通阀构造成用以解决在更高操作范围下的夹带比（ER），例如高于约0.4 Amps/cm2，或高于约0.6 Amps/cm2，或高于约0.8 Amps/cm2，或高于约1.0 Amps/cm2，或高于约1.2 Amps/cm2。在其它实施例中，旁通阀506/606可构造成用以解决在高达系统500/502/600/602的最高操作范围的操作范围下的夹带比（ER）。
在一些实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成解决在低于由旁通阀506/606所解决的操作范围的操作范围下的夹带比（ER）。例如，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成使得文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2））二者可共同地解决在低于约0.4 Amps/cm2，或低于约0.6 Amps/cm2，或低于约0.8 Amps/cm2，或低于约1.0 Amps/cm2，或低于约1.2 Amps/cm2的操作范围下的夹带比（ER）。
在其它实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）可在大小方面设定成用以覆盖文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的范围的一半，使得文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）二者可共同地解决在低于由旁通阀506/606所解决的操作范围的操作范围下的夹带比（ER）。例如，文丘里管或喷射器230（喷射器1）可在大小方面设定成用以覆盖文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）的范围的一半，使得文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）二者可共同地解决在低于约0.4 Amps/cm2，或低于约0.6 Amps/cm2，或低于约0.8 Amps/cm2，或低于约1.0 Amps/cm2，或低于约1.2 Amps/cm2的操作范围下的夹带比（ER）。在其它实施例中，文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以覆盖低于由旁通阀506/606所解决的操作范围的操作范围的不同比。
在一个实施例中，接收次级流226的文丘里管或喷射器230（喷射器1）可在大小方面设定成用以提供在最低目标操作电流也即过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150下的满次级流226要求。在一些实施例中，最低目标操作电流可不同于过量燃料比电流密度阈值。
在一个实施例中，系统500/502/600/602可具有旁通阀506/606，该旁通阀构造成用以解决在更高操作范围下的夹带比（ER），例如高于约0.4 Amps/cm2，或高于约0.6 Amps/cm2，或高于约0.8 Amps/cm2，或高于约1.0 Amps/cm2，或高于约1.2 Amps/cm2。接收次级流226的文丘里管或喷射器230（喷射器1）可在大小方面设定成用以提供在最低目标操作电流也即过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）150下的满次级流226要求，并且文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成用以解决高于由文丘里管或喷射器230（喷射器1）所解决的操作范围并且低于由旁通阀506/606所解决的操作范围的操作范围。
在一个实施例中，在最低目标操作电流阈值（i_λ_THV）150下，初级喷嘴入口压力（PO_i_λ_THV）为：
PO_i_λ_THV= PAIM_i_λ_THV x pr_CR
PAIM_i_λ_THV是在最低目标操作电流阈值（i_λ_THV）下的阳极入口歧管压力。对于H2的临界压力（pr_CR）为~1.9 bara。
在一个实施例中，初级喷嘴可在大小方面设定成用以满足最大初级流，包括吹扫流。初级喷嘴中的在大小方面设定成用以满足最大初级流（包括在最低目标操作电流阈值（i_λ_THV）150下的吹扫流）的初级喷嘴入口压力（PO_CV_THV）为：
PO_CV_THV= PO_i_λ_THV x iMAX_P/ i_λ_THV
燃料供给压力阈值（P_CV_THV）为
P_CV_THV= PO_CV_THV x P_CR
考虑吹扫流的最大电流（iMAX）是具有吹扫的最大电流（iMAX_P），由下式给出：
iMAX_P = iMAX (1+prg)
吹扫流的部分由prg给出。
在一个实施例中，当燃料供给压力（PCV）大于燃料供给压力阈值（P_CV_THV）时，文丘里管或喷射器230（喷射器1）可提供系统600/602中几乎100%的初级和再循环流。在一些实施例中，混合器面积比（MAR）和其它参数可在大小方面设定成使得能够横越整个操作范围维持所要求的夹带比。在一个实施例中，如果最低目标操作电流（i_λ_THV）为0.2 Amps/cm2，临界压力（pr_CR）为1.9 bara，并且最低目标操作电流下的阳极入口歧管压力PAIM（i_λ_THV）为1.2 bara，则最低目标操作电流下的初级入口喷嘴压力（PO(i_λ_THV)）为2.28 bara。如果最大电流（iMAX）为1.6 Amps/cm2，并且吹扫流为10%，则燃料供给压力阈值下的初级入口喷嘴压力（PO_CV_THV）为20.1 bara并且燃料供给压力阈值（P_CV_THV）为38.1 bara。
在一个实施例中，文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成使得能够在燃料供给压力阈值（P_CV_THV）下满足满初级流要求。在一个实施例中，文丘里管或喷射器530/630的初级喷嘴的总体有效流动面积可基于吹扫下的最大电流（iMAX_P）和燃料大小设定压力（P_CV_MIN）。在一些实施例中，文丘里管或喷射器630（喷射器2）的初级喷嘴的有效流动面积也即AEFF_EJCT2为：
AEFF_EJCT2 = A_EFF_TOT - AEFF_EJCT1
AEFF_EJCT1是文丘里管或喷射器230（喷射器1）的初级喷嘴的有效流动面积，以及A_EFF_TOT是文丘里管或喷射器230/630的初级喷嘴的总体有效流动面积。
在一个实施例中，如果燃料大小设定压力或最小控制阀入口压力（P_CV_MIN）为约14bara，吹扫流（prg）的部分为10%，PO_i_λ_THV为在最低目标操作电流阈值（i_λ_THV）下所需要的最小初级入口喷嘴压力，PO_P_i_λ_THV为在最低目标操作电流阈值（i_λ_THV）150下对于吹扫流所需要的最小初级入口喷嘴压力，iMAX为系统500/502/600/602的最大电流，iMAX_P为系统500/502/600/602的考虑吹扫流的最大电流，则文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器530/630（喷射器2）可在大小方面设定成如表1中所示。
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表1
在一个实施例中，系统500/502/600/602可构造成用以确保在文丘里管或喷射器230（喷射器1）和文丘里管或喷射器630/530（喷射器2）之间的劳动分工，使得可输送所要求的夹带比（ER）。在一些实施例中，系统500/502/600/602的压力操作曲线可影响在单独使用（喷射器1或喷射器2）和双重使用之间的劳动分工和切换。在一些实施例中，混合器面积比（MAR）和文丘里管或喷射器230/530/630的其它参数可在大小方面设定成根据系统500/600的预期操作。在一些实施例中，预期操作可确定文丘里管或喷射器230/530/630的构造是否串联或并联，或喷射器1 230是否要求横越整个操作范围操作。
在一个实施例中，喷射器1最大电流（i_MAX_01）是喷射器1 230在给定的燃料供给压力（PCV）和初级入口温度（TO）下可独立地支持的最大电流。喷射器2最大电流（i_MAX_02）是喷射器2 530/630在给定的燃料供给压力（PCV）和初级入口温度（TO）下可独立地支持的最大电流。喷射器1最小电流（i_MIN_01）是喷射器1 230可支持以保持喷射器1 230阻塞的最小电流。喷射器2最小电流（i_MAX_02）是喷射器2 530/630可支持以保持喷射器2 530/630阻塞的最小电流。在一个实施例中，总体最小电流（i_MIN）为：
i_MIN = i_MIN_01 + i_MIN_02
在一个实施例中，如果电流需求（i_DEMAND）小于喷射器1最小电流（i_MIN_01）和喷射器2最小电流（i_MIN_02）中的较低者，则初级流202可通过喷射器1 230以及系统500/502/600/602可操作再循环泵或鼓风机220以满足所要求的夹带比（ER）。在一些实施例中，初级流202可通过喷射器2 530/630或可不通过喷射器2 530/630。
在一个实施例中，喷射器1最大电流（i_MAX_01）大于系统500/502/600/602中的最大电流（iMAX）134，于是喷射器1可单独地操作成用于任何电流需求（i_DEMAND）。在一些实施例中，喷射器1 230可单独地操作成用于任何电流需求（i_DEMAND），如果
PCV/√TO > P_CV_THV/√TO_MAX
TO_MAX是系统500/502/600/602的最大初级入口温度。
在一个实施例中，喷射器1最大电流（i_MAX_01）小于系统500/502/600/602中的最大电流（iMAX）134，于是初级流202可在喷射器1 230和喷射器2 530/630之间分流。在一些实施例中，随着电流需求（i_DEMAND）增加，系统500/502/600/602可从使用喷射器1 230的单独构造转变至使用喷射器2 530/630的单独构造。在其它实施例中，随着电流需求（i_DEMAND）增加，系统500/502/600/602可从使用喷射器1 230的单独构造或使用喷射器2 530/630的单独构造转变至使用喷射器1 230和喷射器2 530/630的双重构造。
在一个实施例中，系统500/502/600/602可不从使用喷射器1 230转变至使用喷射器2 530/630，直到系统500/502/600/602中的电流达到喷射器2最小电流（i_MIN_02）。在一些实施例中，在系统500/502/600/602中的电流达到喷射器1最大电流（i_MAX_01）之前，系统500/502/600/602可不远离使用喷射器1 230的单独构造转变。在其它实施例中，系统500/502/600/602可不从单独构造转变至双重构造，直到达到总体最小电流（i_MIN）。在一些其它实施例中，在达到喷射器2最大电流（i_MAX_02）之前，系统500/502/600/602可从单独构造转变至双重构造。
在一个实施例中，当燃料供给压力（PCV）大于燃料供给压力阈值（P_CV_THV）时，系统500/502/600/602可使用喷射器1 230以单独构造操作至约1.0 Amps/cm2。在一些实施例中，喷射器1 230的混合器面积比（MAR）可针对从约0.2 Amps/cm2至约1.0 Amps/cm2的所要求夹带比（ER）设计。在一些实施例中，将喷射器1最大电流密度大小设定至约1.0 Amps/cm2可容许更小的混合面积比（MAR）以提供在低流率下的更高压力提升（ΔPLIFT）。在其它实施例中，对于约1.0 Amps/cm2的电流密度可选择以最小化系统500/502/600/602在系统寿命期间在不同喷射器构造之间可必须进行的转变的次数。在一些其它实施例中，系统500/502/600/602可选择以从使用喷射器1 230的单独构造切换至使用喷射器2 530/630的单独构造。此种切换可确保由系统500/502/600/602满足喷射器2最小电流（i_MIN_02）要求。在一些其它实施例中，系统500/502/600/602可选择以从使用喷射器1 230的单独构造切换至双重构造而不是切换至使用喷射器2 530/630的单独构造。
在一个实施例中，当系统500/502/600/602可从一个构造切换至另一构造时，系统500/502/600/602可具有动态转变点。在一些实施例中，当燃料供给压力（PCV）低于燃料供给压力阈值（P_CV_THV）时，系统500/502/600/602可具有动态转变点。
在一个实施例中，当燃料供给压力（PCV）低于燃料供给压力阈值（P_CV_THV）时，并且燃料供给压力（PCV）使得喷射器1最大电流（i_MAX_01）大于或等于总体最小电流（i_MIN）的约1.1倍。在一些实施例中，当电流需求（i_DEMAND）低于或等于总体最小电流（i_MIN）时，系统500/502/600/602可使用喷射器1 230以单独构造操作。在一些实施例中，当电流需求（i_DEMAND）大于总体最小电流（i_MIN）并且低于喷射器1最大电流（i_MAX_01）时，系统500/502/600/602可转变至双重构造。
在一个实施例中，当燃料供给压力（PCV）低于燃料供给压力阈值（P_CV_THV）时，并且燃料供给压力（PCV）使得喷射器1最大电流（i_MAX_01）低于总体最小电流（i_MIN）的约1.1倍，并且喷射器1最大电流（i_MAX_01）大于喷射器2最小电流（i_MIN_02）。在一些实施例中，当电流需求（i_DEMAND）低于喷射器2最小电流（i_MIN_02）时，系统500/502/600/602可使用喷射器1 230以单独构造操作。在一些实施例中，当电流需求（i_DEMAND）低于喷射器1最大电流（i_MAX_01）的约0.95倍并且大于喷射器2最小电流（i_MIN_02）时，系统500/502/600/602可转变至使用喷射器2 530/630的单独构造。在一些实施例中，当电流需求（i_DEMAND）低于喷射器2最大电流（i_MAX_02）的约0.95倍并且大于总体最小电流（i_MIN）时，系统500/502/600/602可从使用喷射器2 530/630的单独构造转变至双重构造。
在一个实施例中，当系统500/502/600/602可从一个构造切换至另一构造时，系统500/502/600/602可具有一个或多个静态转变点。在一些实施例中，对于系统500/502/600/602的静态转变点可为当燃料供给压力（PCV）低于燃料供给压力阈值（P_CV_THV）时。在一些实施例中，对于系统500/502/600/602的静态转变点可独立于燃料供给压力（PCV）。
在一个实施例中，当电流需求（i_DEMAND）低于喷射器2最小电流（i_MIN_02）时，系统500/502/600/602可使用喷射器1 230以单独构造操作，独立于燃料供给压力（PCV）。在其它实施例中，当电流需求（i_DEMAND）低于喷射器1最大电流（i_MAX_01）的约0.95倍并且大于喷射器2最小电流（i_MIN_02）时，系统500/502/600/602可转变至使用喷射器2 530/630的单独构造，独立于燃料供给压力（PCV）。在一些实施例中，当电流需求（i_DEMAND）低于喷射器2最大电流（i_MAX_02）的约0.95倍并且大于总体最小电流（i_MIN）时，系统500/502/600/602可从使用喷射器2 530/630的单独构造转变至双重构造，独立于燃料供给压力（PCV）。
在一个实施例中，当系统500/502/600/602可具有一个或多个静态转变点时，喷射器1最大电流（i_MAX_01）和/或喷射器2最大电流（i_MAX_02）可为在给定燃料供给压力（PCV）下的实际电流密度值，或可为在某一燃料供给压力（P_CV）下所确定/评估/计算的电流密度值，使得最小控制阀入口压力（P_CV_MIN）、总体最小电流（i_MIN）和/或喷射器2最小电流（i_MIN_02）对于√TO/TO_MAX是敏感的。在一些实施例中，阳极入口歧管压力（PAIM）可影响喷射器1最小电流（i_MIN_01）和/或喷射器2最小电流（i_MIN_02）。
在一个实施例中，一个或多个虚拟或物理传感器可用于估计或确定燃料供给压力（P_CV）。在一些实施例中，燃料供给压力（P_CV）的估计或测量值可与初级入口温度（TO）相关。在一个实施例中，施密特（Schmidt）触发器途径可用于确定系统500/502/600/602从一个喷射器构造至另一喷射器构造的转变。在一些实施例中，使用施密特触发器途径可避免在不同的喷射器构造状态之间的振荡。在其它实施例中，当需要在不同的喷射器构造状态之间转变时，可设定仪表板灯以填充燃料供给箱。在一些实施例中，燃料供给压力（PCV）和/或燃料供给压力阈值（P_CV_THV）可与√TO/TO_MAX相关。
在一个实施例中，当使用静态转变点时，喷射器1 230的大小设定可针对较低流条件予以优化。在一些实施例中，混合器面积比（MAR）可设定成用以处理在高达并且包括当喷射器1 230中的电流密度是在最小控制阀入口压力（P_CV_MIN）条件下喷射器1 230中的最大电流密度（i_MAX_1）时的条件下流动的初级流202和次级流226。在一些实施例中，最小控制阀入口压力（P_CV_MIN）可为约14 bara。在其它实施例中，喷射器1 230对于压力提升（ΔPLIFT）可更稳健。例如，由于再循环流受限，故可需要更小的混合器面积比（MAR）。在一些实施例中，更小的再循环流可容许更高的压力提升（ΔPLIFT），所有其它是同等的。
在一个实施例中，如图7A中所示，如果燃料供给压力（PCV）为约30 bara，则喷射器1最大电流（i_MAX_01）710可为约1.25 Amps/cm2，并且喷射器2最大电流（i_MAX_02）720可大于约1.6 Amps/cm2。在一些实施例中，当喷射器2最小电流（i_MIN_02）740大于曲线760（区域712）时，系统530/630可在电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器1 230以单独构造操作。在其它实施例中，当喷射器2最小电流（i_MIN_02）740低于曲线760（区域722）时，系统530/630可在电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器2 530/630以单独构造操作。在一些其它实施例中，当总体最小电流总量（i_MIN）750低于曲线760（区域732）时，系统530/630可在电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器1 230和喷射器2 530/630以双重构造操作。
在一个实施例中，如图7B中所示，如果燃料供给压力（PCV）为约20 bara，则喷射器1最大电流（i_MAX_01）710可为约0.85 Amps/cm2，并且喷射器2最大电流（i_MAX_02）720可为约1.45 Amps/cm2。在一些实施例中，当喷射器2最小电流（i_MIN_02）740大于曲线760（区域714）时，系统530/630可在电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器1 230以单独构造操作。在一些实施例中，当喷射器2最小电流（i_MIN_02）740低于曲线760并且总体最小电流总量（i_MIN）750大于曲线760（区域724）时，系统530/630可在电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器2 530/630以单独构造操作。在其它实施例中，系统530/630可在大于喷射器1最大电流（i_MAX_01）710并且低于喷射器2最大电流（i_MAX_02）720（区域734）的电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器1 230和喷射器2 530/630以双重构造操作。在一些其它实施例中，系统530/630可要求在大于喷射器2最大电流（i_MAX_02）720（区域742）的电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器1 230和喷射器2 530/630以双重构造操作。
在一个实施例中，如图7C中所示，如果燃料供给压力（PCV）等于最小控制阀入口压力（P_CV_MIN），处于约14 bara，则喷射器1最大电流（i_MAX_01）710可为约0.6 Amps/cm2，并且喷射器2最大电流（i_MAX_02）720可为约1 Amps/cm2。在一些实施例中，当喷射器2最小电流（i_MIN_02）740大于曲线760并且当电流需求（i_DEMAND）低于喷射器1最大电流（i_MAX_01）710（区域716）时，系统530/630可在电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器1 230以单独构造操作。在其它实施例中，当喷射器2最小电流（i_MIN_02）740低于曲线760并且总体最小电流总量（i_MIN）750大于曲线760（区域726）时，系统530/630可在电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器2 530/630以单独构造操作。
在一个实施例中，系统530/630可在大于喷射器1最大电流（i_MAX_01）710并且低于喷射器2最大电流（i_MAX_02）720的电流需求（i_DEMAND）下并且当总体最小电流总量（i_MIN）750低于曲线760时（区域736）时使用喷射器1 230和喷射器2 530/630以双重构造操作。在一些其它实施例中，系统530/630可要求在大于喷射器2最大电流（i_MAX_02）720（区域744）的电流需求（i_DEMAND）下使用喷射器1 230和喷射器2 530/630以双重构造操作。在一些实施例中，如果总体最小电流（i_MIN）750小于曲线760，则当喷射器1 230和喷射器2 530/630二者启用时喷嘴可阻塞。在一些其它实施例中，如果喷射器2最小电流（i_MIN_02）740低于曲线760，则当系统500/600处于使用喷射器2 530/630的单独构造时喷嘴可阻塞。
以下编号的实施例被构想并且是非限制性的：
1. 一种燃料电池组系统，包括：操作电流密度范围，其包括最低操作电流密度和最高操作电流密度；流动穿过控制阀的初级燃料；第一喷射器，其包括第一初级燃料、第一夹带燃料、第一混合器面积比、第一最大电流密度、第一最小电流密度，以及第一调节比；以及与第一喷射器并联或串联的第二喷射器，其包括第二初级燃料、第二夹带燃料、第二混合器面积比、第二最大电流密度、第二最小电流密度，以及第二调节比。
2. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统还包括与第一喷射器或第二喷射器成串联或并联构造的鼓风机。
3. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一调节比为从约1.5至约8，或第二调节比是在从约1.5至约8的范围内，其中，第一调节比与第二调节比相同。
4. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一调节比不同于第二调节比。
5. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，其中，第一调节比为2以及第二调节比为2，以及其中，第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1。
6. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器在大小方面设定成用以提供在系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比以及第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于第一电流密度并且高达最高操作电流密度的夹带比。
7. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统还包括在控制阀下游的旁通阀，以及其中，旁通阀解决高于旁通阀电流密度并且高达最高操作电流密度的夹带比。
8. 根据条款7、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器在大小方面设定成用以提供在系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比，以及第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于第一电流密度并且高达旁通阀电流密度的夹带比。
9. 根据条款7、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，其中，第一调节比为2以及第二调节比为2，其中，第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1，以及其中，第一喷射器和第二喷射器共同地解决高达旁通阀电流密度的夹带比。
10. 根据条款8、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，第一调节比为2以及第二调节比为2，以及其中，第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1。
11. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器的第一混合器面积比不同于第二喷射器的第二混合器面积比。
12. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器和第二喷射器在大小方面设定成基于对于第一喷射器和第二喷射器二者的最小燃料供给压力，或第一喷射器和第二喷射器的调节比。
13. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成用以在系统的最低操作电流下操作。
14. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，如果第一喷射器的第一最大电流密度大于系统的最大操作电流密度，则该系统仅操作第一喷射器，以及其中，第一喷射器的第一混合器面积比在大小方面设定成用以不在几何上约束所要求的夹带比。
15. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，如果第一喷射器的第一最大电流密度低于系统的最大操作电流密度，则该系统操作第一喷射器或第二喷射器。
16. 根据条款15、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，如果电流需求等于或大于第二最小电流密度，则该系统操作第二喷射器。
17. 根据条款15、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统在电流需求等于第一喷射器的第一最大电流密度之前操作第二喷射器。
18. 根据条款15、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统在电流需求等于第一喷射器的第二最大电流密度之前操作第一喷射器和第二喷射器。
19. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，在电流需求等于第一喷射器的第一最小电流密度和第二喷射器的第二最小电流密度的总和之前，系统不操作第一喷射器和第二喷射器二者。
20. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统包括彼此串联或彼此并联的二至四个喷射器。
21. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统包括彼此串联或彼此并联的多于四个喷射器。
22. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器在大小方面与第二喷射器相同。
23. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器和第二喷射器在大小方面不同地设定成用以保持它们的总效率或性能。
24. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器和第二喷射器的大小包括但不限于与初级喷嘴流动面积、内部混合器面积、混合器长度、吸入室设计、扩散器膨胀角度和扩散膨胀长度相关的测量结果。
25. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统具有横越多于一个喷射器的、或在控制阀下游的、或在控制阀上游的多于一个旁通阀。
26. 根据条款25、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，控制阀是机械调节器、圆顶调节机械调节器、比例控制阀，或注射器。
27. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统包括与第一夹带流或第二夹带流相关联的压力损失。
28. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器克服该系统的整个压力提升（ΔPLIFT）来工作。
29. 根据条款28、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器分别要求仅提升与穿过第一初级喷嘴或第二初级喷嘴的流相关联的流。
30. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，调节通向第一喷射器和第二喷射器的流的一个或多个阀打开和/或关闭以将第一初级流引导至第一喷射器和第二喷射器。
31. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，总体初级流等于第一初级流和第二初级流的总和。
32. 根据条款31、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，总体初级流在第一初级流和第二初级流之间同等地分配。
33. 根据条款31、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，总体初级流在第一初级流和第二初级流之间不同等地分配。
34. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，总体夹带流等于第一夹带流和第二夹带流的总和。
35. 根据条款34、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，总体夹带流在第一夹带流和第二夹带流之间同等地分配。
36. 根据条款34、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，总体夹带流在第一夹带流和第二夹带流之间不同等地分配。
37. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一夹带流或第二夹带流由止回阀调节以防止反向流。
38. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统在不要求鼓风机和减少寄生负载的情况下实现目标夹带比（ER）。
39. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，喷射器在大小方面设定成用以在没有鼓风机帮助的情况下完全地输送再循环。
40. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器和第二喷射器由一个阀调节。
41. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统接合第一喷射器或第二喷射器。
42. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一夹带流的特性不同于第二夹带流的特性。
43. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一夹带流相比于第二夹带流更干燥或更不干燥。
44. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器对于阳极入口歧管压力（PAIM）和/或系统的燃料供给压力（PCV）是敏感的。
45. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一混合器面积比不同于第二混合器面积比。
46. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一混合器面积比或第二混合器面积比是影响系统的夹带比（ER）相比压力提升（ΔPLIFT）能力的关键参数。
47. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器的第一初级喷嘴与第二喷射器的第二初级喷嘴之比等于第一初级喷嘴的入口直径与第二初级喷嘴的入口直径之比或等于第一初级喷嘴的出口直径与第二初级喷嘴的出口直径之比。
48. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器的第一初级喷嘴与第二喷射器的第二初级喷嘴之比等于第一初级喷嘴的入口面积与第二初级喷嘴的入口面积之比。
49. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成根据对于第一喷射器和第二喷射器二者的最小燃料供给压力（P_CV_MIN）。
50. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成根据第一调节比或第二调节比。
51. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成用以覆盖该系统的操作范围的不同比。
52. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器在大小方面设定成用以提供在过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）下的满夹带流要求。
53. 根据条款52、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，初级喷嘴入口压力（PO_i_λ_THV）为：
PO_i_λ_THV= PAIM_i_λ_THV x pr_CR
54. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器或第二喷射器的初级喷嘴的总体有效流动面积是基于吹扫下的最大电流（iMAX_P）和燃料大小设定压力（P_CV_MIN）。
55. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，该系统的压力操作曲线影响在第一喷射器和第二喷射器的单独使用和双重使用之间的劳动分工和切换。
56. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第一喷射器最大电流（i_MAX_01）是在给定燃料供给压力（PCV）和初级入口温度（TO）下第一喷射器能独立地支持的最大电流。
57. 根据条款1、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的燃料电池组系统，其中，第二喷射器最小电流（i_MIN_02）是第二喷射器能支持以保持第二喷射器阻塞的最小电流。
58. 一种操作燃料电池组系统的方法，包括：
使第一初级燃料流动穿过控制阀和第一喷射器，
使第一夹带燃料流动穿过第一喷射器，
使第二初级燃料流动穿过控制阀和与第一喷射器并联或串联的第二喷射器，
使第二夹带燃料流动穿过第二喷射器，和
操作第一喷射器或第二喷射器，
其中，第一喷射器包括第一最大电流密度、第一调节比、第一混合器面积比，以及第一最小电流密度，其中，第二喷射器包括第二最大电流密度、第二调节比、第二混合器面积比，以及第二最小电流密度，以及其中，该系统包括操作电流密度范围，该操作电流密度范围包括最低操作电流密度和最高操作电流密度。
59. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统还包括与第一喷射器或第二喷射器成串联或并联构造的鼓风机。
60. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一调节比为从约1.5至约8，或第二调节比是在从约1.5至约8的范围内，其中，第一调节比与第二调节比相同。
61. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一调节比不同于第二调节比。
62. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，其中，第一调节比为2以及第二调节比为2，以及其中，第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1。
63. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器在大小方面设定成用以提供在该系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比以及第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于第一电流密度并且高达最高操作电流密度的夹带比。
64. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统还包括在控制阀下游的旁通阀，以及其中，旁通阀解决高于旁通阀电流密度并且高达最高操作电流密度的夹带比。
65. 根据条款64、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器在大小方面设定成用以提供在该系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比，以及第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于第一电流密度并且高达旁通阀电流密度的夹带比。
66. 根据条款64、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，其中，第一调节比为2以及第二调节比为2，其中，第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1，以及其中，第一喷射器和第二喷射器共同地解决高达旁通阀电流密度的夹带比。
67. 根据条款65、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一初级燃料流动穿过第一喷射器中的第一初级喷嘴以及第二初级燃料流动穿过第二喷射器中的第二初级喷嘴，第一调节比为2以及第二调节比为2，以及其中，第一初级喷嘴与第二初级喷嘴之比为2:1。
68. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器的第一混合器面积比不同于第二喷射器的第二混合器面积比。
69. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器和第二喷射器在大小方面设定成基于对于第一喷射器和第二喷射器二者的最小燃料供给压力，或第一喷射器和第二喷射器的调节比。
70. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成用以在该系统的最低操作电流下操作。
71. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，如果第一喷射器的第一最大电流密度大于该系统的最大操作电流密度，则该系统仅操作第一喷射器，以及其中，第一喷射器的第一混合器面积比在大小方面设定成用以不在几何上约束所要求的夹带比。
72. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，如果第一喷射器的第一最大电流密度低于该系统的最大操作电流密度，则该系统操作第一喷射器或第二喷射器。
73. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，如果电流需求等于或大于第二最小电流密度，则该系统操作第二喷射器。
74. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统在电流需求等于第一喷射器的第一最大电流密度之前操作第二喷射器。
75. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统在电流需求等于第一喷射器的第二最大电流密度之前操作第一喷射器和第二喷射器。
76. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，在电流需求等于第一喷射器的第一最小电流密度和第二喷射器的第二最小电流密度的总和之前，该系统不操作第一喷射器和第二喷射器二者。
77. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统包括彼此串联或彼此并联的二至四个喷射器。
78. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统包括彼此串联或彼此并联的多于四个喷射器。
79. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器在大小方面与第二喷射器相同。
80. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器和第二喷射器在大小方面不同地设定成用以保持它们的总效率或性能。
81. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器和第二喷射器的大小包括但不限于与初级喷嘴流动面积、内部混合器面积、混合器长度、吸入室设计、扩散器膨胀角度和扩散膨胀长度相关的测量结果。
82. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统具有横越多于一个喷射器的、或在控制阀下游的、或在控制阀上游的多于一个旁通阀。
83. 根据条款82、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，控制阀是机械调节器、圆顶调节机械调节器、比例控制阀，或注射器。
84. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统包括与第一夹带流或第二夹带流相关联的压力损失。
85. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器克服该系统的整个压力提升（ΔPLIFT）来工作。
86. 根据条款85、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器分别要求仅提升与穿过第一初级喷嘴或第二初级喷嘴的流相关联的流。
87. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，调节通向第一喷射器和第二喷射器的流的一个或多个阀打开和/或关闭以将第一初级流引导至第一喷射器和第二喷射器。
88. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，总体初级流等于第一初级流和第二初级流的总和。
89. 根据条款88、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，总体初级流在第一初级流和第二初级流之间同等地分配。
90. 根据条款88、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，总体初级流在第一初级流和第二初级流之间不同等地分配。
91. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，总体夹带流等于第一夹带流和第二夹带流的总和。
92. 根据条款91、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，总体夹带流在第一夹带流和第二夹带流之间同等地分配。
93. 根据条款91、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，总体夹带流在第一夹带流和第二夹带流之间不同等地分配。
94. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一夹带流或第二夹带流由止回阀调节以防止反向流。
95. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统在不要求鼓风机和减少寄生负载的情况下实现目标夹带比（ER）。
96. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，喷射器在大小方面设定成用以在没有鼓风机帮助的情况下完全地输送再循环。
97. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器和第二喷射器由一个阀调节。
98. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统接合第一喷射器或第二喷射器。
99. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一夹带流的特性不同于第二夹带流的特性。
100. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一夹带流相比于第二夹带流更干燥或更不干燥。
101. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器对于阳极入口歧管压力（PAIM）和/或该系统的燃料供给压力（PCV）是敏感的。
102. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一混合器面积比不同于第二混合器面积比。
103. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一混合器面积比或第二混合器面积比是影响该系统的夹带比（ER）相比压力提升（ΔPLIFT）能力的关键参数。
104. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器的第一初级喷嘴与第二喷射器的第二初级喷嘴之比等于第一初级喷嘴的入口直径与第二初级喷嘴的入口直径之比或等于第一初级喷嘴的出口直径与第二初级喷嘴的出口直径之比。
105. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器的第一初级喷嘴与第二喷射器的第二初级喷嘴之比等于第一初级喷嘴的入口面积与第二初级喷嘴的入口面积之比。
106. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成根据对于第一喷射器和第二喷射器二者的最小燃料供给压力（P_CV_MIN）。
107. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成根据第一调节比或第二调节比。
108. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器在大小方面设定成用以覆盖该系统的操作范围的不同比。
109. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器在大小方面设定成用以提供在过量燃料比电流密度阈值（i_λ_THV）下的满夹带流要求。
110. 根据条款109、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，初级喷嘴入口压力（PO_i_λ_THV）为：
PO_i_λ_THV= PAIM_i_λ_THV x pr_CR。
111. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器或第二喷射器的初级喷嘴的总体有效流动面积是基于吹扫下的最大电流（iMAX_P）和燃料大小设定压力（P_CV_MIN）。
112. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，该系统的压力操作曲线影响在第一喷射器和第二喷射器的单独使用和双重使用之间的劳动分工和切换。
113. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第一喷射器最大电流（i_MAX_01）是在给定燃料供给压力（PCV）和初级入口温度（TO）下第一喷射器能独立地支持的最大电流。
114. 根据条款58、任何其它合适条款或合适条款的任何组合的方法，其中，第二喷射器最小电流（i_MIN_02）是第二喷射器能支持以保持第二喷射器阻塞的最小电流。
所有实施例经充分详细地描述以使本领域技术人员能够实践所要求保护的内容，并且应当理解，可利用其它实施例，并且可在不脱离权利要求的精神和范围的情况下进行逻辑、机械和电改变。因此，详细描述不应在限制意义上考量。
如文中所用，以单数形式记载并且冠以用词“一”或“一个”的元件或步骤应理解为不排除复数个所述元件或步骤，但明确地宣称此种排除除外。
此外，对当前所描述主题的“一个实施例”的引用并非意图解释为排除也结合所记载特征的附加实施例的存在。单位、测量结果和/或值的指定数值范围包括、基本上由或由所有数值、单位、测量结果和/或范围组成，包括或在这些范围和/或端点内，无论这些数值、单位、测量结果和/或范围是否在本公开内容中明确地指定。
除非另有限定，文中所用的技术和科学用语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。用语“第一”、“第二”、“第三”等如文中使用并不表示任何次序或重要性，而是用于将一个元素区分于另一元素。用语“或”和“和/或”意指包含在内并且意思是所列项目中的任何一个或全部。此外，用语“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且可包括电连接或耦合，无论是直接的或间接的。
此外，除非明确相反地宣称，“包括”、“包含”或“具有”一个或多个具有具体特性的元素的实施例可包括不具有该特性的附加的此类元素。用语“包括”或“含有”是指包含在内的组成、化合物、制剂或方法，并且不排除附加的元素、构件和/或方法步骤。用语“包括”还指包括在内的本公开内容的组成、化合物、制剂或方法实施例，并且不排除附加的元素、构件或方法步骤。短语“由……组成”或“由……构成”是指排除任何附加元素、构件或方法步骤的存在的化合物、组成、制剂或方法。
用语“由……组成”还指排除任何附加元素、构件或方法步骤的存在的本公开内容的化合物、组成、制剂或方法。短语“基本上由……组成”或“基本上由……构成”是指一种组成、化合物、制剂或方法，其包括实质上不影响该组成、化合物、制剂或方法的特性（多个）的附加元素、构件或方法步骤。短语“基本上由……组成”还指本公开内容的组成、化合物、制剂或方法，其包括实质上不影响该组成、化合物、制剂或方法步骤的特性（多个）的附加元素、构件或方法步骤。
如文中贯穿说明书和权利要求所用，近似性措辞可应用于修饰任何定量表述，其可允许地变化而不导致与其相关的基本功能方面的改变。因此，由一个或多个用语例如“约”和“大致”所修饰的值不限于所指定的精确值。在一些情形中，近似性措辞可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此并且贯穿说明书和权利要求，范围限度可组合和/或互换。除非上下文或语言另有所指，否则此类范围被确认并且包括在其中所包含的所有子范围。
如文中所用，用语“可”和“可以”表示在一组情形内发生的可能性；指定属性、特性或功能的拥有；和/或通过表达与限定动词相关联的技能、能力或可能性中的一个或多个来限定另一动词。因此，“可”和“可以”的使用表示所修饰的用语显然适合、能够或适用于所指出的才能、功能或用途，同时考虑到在一些情形中，所修饰的用语有时可能不是适合、能够或适用的。
应当理解，以上描述意图是例示性的，而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可单独使用、一起使用或彼此组合使用。此外，在不脱离其范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应文中所阐述主题的教导。虽然文中所描述的材料的尺寸和类型意图限定所公开主题的参数，但它们绝非限制性的而是示例性的实施例。在阅读以上描述后，许多其它实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，文中所描述主题的范围应参考所附权利要求以及此类权利要求所授权的等效方案的完整范围来确定。
本书面描述使用实例来公开文中所阐述主题的若干实施例，包括最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够实践所公开主题的实施例，包括制造和使用装置或系统以及执行方法。文中所描述主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或如果它们包括与权利要求的字面语言并无实质差异的等效结构元件，则认为这些其它实例在权利要求的范围内。
尽管文中仅例示和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，应当理解，所附权利要求意图涵盖落入本发明的真正精神内的所有此类修改和改变。

Claims (15)

1.一种燃料电池或燃料组系统，包括：
操作电流密度范围，所述操作电流密度范围包括最低操作电流密度和最高操作电流密度，
流动穿过控制阀的初级燃料，
第一喷射器，所述第一喷射器包括所述第一初级燃料、第一夹带燃料、第一混合器面积比、第一最大电流密度、第一最小电流密度，以及第一调节比，以及
与所述第一喷射器并联或串联的第二喷射器，所述第二喷射器包括第二初级燃料、第二夹带燃料、第二混合器面积比、第二最大电流密度、第二最小电流密度，以及第二调节比。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括与所述第一喷射器或所述第二喷射器成串联构造或并联构造的鼓风机。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一调节比为从约1.5至约8，或所述第二调节比是在从约1.5至约8的范围内，其中，所述第一调节比与所述第二调节比相同。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一调节比不同于所述第二调节比。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一初级燃料流动穿过所述第一喷射器中的第一初级喷嘴以及所述第二初级燃料流动穿过所述第二喷射器中的第二初级喷嘴，其中，第一调节比为2以及所述第二调节比为2，以及其中，所述第一初级喷嘴与所述第二初级喷嘴之比为2:1。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一喷射器在大小方面设定成用以提供在所述系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比，以及所述第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于所述第一电流密度并且高达所述最高操作电流密度的夹带比。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括在所述控制阀下游的旁通阀，以及其中，所述旁通阀解决高于旁通阀电流密度并且高达所述最高操作电流密度的夹带比。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一喷射器在大小方面设定成用以提供在所述系统的最低操作电流密度下高达第一电流密度的夹带比，以及所述第二喷射器在大小方面设定成用以提供高于所述第一电流密度并且高达所述旁通阀电流密度的夹带比。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一初级燃料流动穿过所述第一喷射器中的第一初级喷嘴以及所述第二初级燃料流动穿过所述第二喷射器中的第二初级喷嘴，其中，所述第一调节比为2以及所述第二调节比为2，其中，所述第一初级喷嘴与所述第二初级喷嘴之比为2:1，以及其中，所述第一喷射器和所述第二喷射器共同地解决高达所述旁通阀电流密度的夹带比。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一初级燃料流动穿过所述第一喷射器中的第一初级喷嘴以及所述第二初级燃料流动穿过所述第二喷射器中的第二初级喷嘴，所述第一调节比为2以及所述第二调节比为2，以及其中，所述第一初级喷嘴与所述第二初级喷嘴之比为2:1。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一喷射器和所述第二喷射器在大小方面设定成基于对于所述第一喷射器和所述第二喷射器二者的最小燃料供给压力或所述第一喷射器和所述第二喷射器的调节比。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一喷射器或所述第二喷射器在大小方面设定成用以在所述系统的最低操作电流下操作。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，如果所述第一喷射器的第一最大电流密度大于所述系统的最大操作电流密度，则所述系统仅操作所述第一喷射器，以及其中，所述第一喷射器的第一混合器面积比在大小方面设定成用以不在几何上约束所要求的夹带比。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，如果所述第一喷射器的第一最大电流密度低于所述系统的最大操作电流密度，则所述系统操作所述第一喷射器或所述第二喷射器。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，如果电流需求等于或大于所述第二最小电流密度，则所述系统操作所述第二喷射器，或其中，所述系统在电流需求等于所述第一喷射器的第一最大电流密度之前操作所述第二喷射器。
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JP4679701B2 (ja) * 2000-08-10 2011-04-27 本田技研工業株式会社 燃料電池の流体供給装置と燃料供給システム
DE102006037799B4 (de) * 2006-08-12 2019-01-03 Daimler Ag Vorrichtung zur Rezirkulation von Anodenabgasen einer Brennstoffzelle
DE102007004590A1 (de) * 2007-01-30 2008-07-31 Daimler Ag Gasversorgungsanordnung in einer Brennstoffzellenvorrichtung
US9601788B2 (en) * 2013-01-25 2017-03-21 Ford Global Technologies, Llc Varying wall geometry ejector

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