JP2017531298A - 燃料電池アセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくともいくつかの燃料電池間で構成可能あるいは再構成可能な相互接続を有するスタックあるいは平面配列に配置された燃料電池アセンブリ及び複数の個別の燃料電池に関する。本発明は、また、複数の燃料電池間の電気的相互接続を再構成するよう構成された相互接続コントローラに関する。
従来の電気化学燃料電池は、概していずれも気体流の形である燃料及び酸化剤を電気エネルギー及び反応生成物に変換する。水素及び酸素を反応させる通常の種の電気化学燃料電池は、高分子イオン(プロトン)交換膜(PEM)を備え、燃料及び空気が膜の各側面を通過する。プロトン(つまり、水素イオン)はPEMを介して伝導され、燃料電池のアノード及びカソードに接続する電気回路を介して伝導される電子によって平衡される。利用可能電圧を増加させるため、別個のアノード及びカソード流体流路と共に配置されたいくつかのそのような膜を備えるスタックが形成されてもよい。そのようなスタックは、典型的に、スタックのいずれか一方の端部に端部板により互いに対面で把持された多数の個別燃料電池板を備えるブロックの形である。
i)互いに直列である、
ii)互いに並列である、または
iii)アセンブリから分離される、のうちの少なくとも2つにおける燃料電池間の空間関係を変更することなく接続可能であるように構成可能である。
マイクロスイッチを含む。任意に、端子及びジャンパーの形のスイッチにより構成可能性が提供される。
[図1]バッテリーとの組み合わせの燃料電池アセンブリの模式図であり、負荷の供給が示された組み合わせを示す。
Claims (11)
- 少なくとも2つの燃料電池を備える燃料電池アセンブリであって、前記燃料電池アセンブリの各燃料電池は、前記アセンブリの他の燃料電池との電気的相互接続、またはアセンブリ出力端子を提供するためのアノード及びカソードを有し、前記燃料電池アセンブリの複数の前記燃料電池間の前記電気的相互接続は、前記複数の燃料電池またはそのサブセットが、
i)互いに直列である、
ii)互いに並列である、または
iii)前記アセンブリから分離される、のうちの少なくとも2つにおける前記燃料電池間の空間関係を変更することなく接続可能であるように構成可能である、燃料電池アセンブリ。 - 前記相互接続は、前記アセンブリの前記複数の燃料電池間の前記電気的相互接続を構成する複数のスイッチを含む、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記スイッチがトランジスタを含む、請求項2に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記スイッチがマイクロスイッチを含む、請求項2に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記スイッチは、燃料電池間の相互接続が使用中に変更され得るように能動的に再構成可能である、請求項2に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記スイッチは、前記相互接続を制御して異なる出力電圧及び/または出力電流を提供するように構成された集中化または分散化された相互接続コントローラの一部を形成する、請求項2に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記相互接続コントローラは、前記燃料電池アセンブリの作動中に電池間の前記相互接続を能動的に再構成するよう構成されている、請求項6に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記相互接続コントローラは、前記アセンブリ内の複数の電池の電気出力の測定値を受け取り、前記測定値に応じて前記電池間の相互接続を再構成するよう構成されている、請求項7に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記燃料電池アセンブリは、バッテリーに接続されて、混成電力源を形成し、前記コントローラは、直列の燃料電池の数が、バッテリーの最大出力電圧以下になるよう構成された前記燃料電池アセンブリの最大開路電圧を提供するように、前記燃料電池間の前記相互接続を配置するよう構成されている、請求項6に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記燃料電池アセンブリは、バッテリーに接続されて、混成電力源を形成し、前記コントローラは、前記バッテリーがその作動低電圧制限で作動している場合に、並列の燃料電池の数が前記バッテリーのCレートを満たすことが可能な電流以下の前記燃料電池アセンブリの最大電力での電流出力を提供するように、前記燃料電池間の前記相互接続を配置するよう構成されている、請求項6に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コントローラは、並列に配置された隣接する電池群の領域を制御して、前記バッテリーがその作動低電圧制限で作動している場合に、前記バッテリーのCレートを満たすことが可能な電流以下の前記燃料電池アセンブリの最大電力での電流出力を提供するように、前記燃料電池間の前記相互接続を能動的に配置するよう構成されている、請求項10に記載の燃料電池アセンブリ。
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