JP2019530171A - 燃料電池システム及び燃料電池システムの作動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・λ=1〜2、とりわけ1.0〜2.0の間の空気比の変化
・燃料電池モジュールのための10%の最大許容負荷電流より上の有効な負荷電流IL
1つは、1.0の空気比が、燃料電池電力の100%十分でなくてはならず、且つ該電力がこの値より下にのみ落ちることを考え得る。拡散損失に起因して、しかしながら、1よりもかなり大きい空気比が、拡散損失がゼロにまで減少させられるように、本物の燃料電池システムで常に使用されなくてはならない。λ=2.0にて、このことは、技術の電流状態において、十分な正確さを伴って与えられる。この値よりも下の全ての値は、技術の電流状態を伴ってまた、λ=1.0にて100%近くになることができる電圧ひいては電力減少を導く。正確な値は、燃料電池の詳細な電池の設計及び材料選択に依存する。このことは、特定の応用及び作動条件のために、当業者により適切に選択且つ決定されるであろう。
2 電気負荷
10 燃料電池モジュール
11、12 領域
13、14 出力電圧特性
15 作動範囲
16 作動点(ポイント)
22 コントロールライン
23 ライン
30 制御装置
40 空気供給装置(エアコンプレッサ)
41 注入口
42 出口
51 空気(大気)
101 第1電気供給ターミナル
102 第2電気供給ターミナル
Claims (12)
- 燃料電池システム(1)であって、
燃料電池モジュールの作動中にそれに適用される電気出力電圧(UA)を有し、且つ電気負荷(2)と結合されるように設計される第1及び第2電気供給ターミナル(101、102)を有する少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)と、
前記燃料電池モジュール(10)の前記出力電圧(UA)を発生させるための反応剤の1つとして、調整可能な分量の空気において、空気(51)を前記燃料電池モジュール(10)へ供給するために、前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)に接続される空気供給装置(40)と、
前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)並びに前記第1及び第2電気供給ターミナル(101、102)にて、前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)の出力電力を制御し、且つ供給される空気量を調節するための前記空気供給装置(40)に接続される制御装置(30)とを具備し、
前記制御装置(30)は、前記負荷(2)の負荷需要を検出するように、並びに前記検出された負荷需要に関連した前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)の前記出力電力を制御するために、特有の空気比に基づいて、精密に制御された空気比における前記検出された負荷需要に関連して、前記空気供給装置(40)により供給された空気量を調節及び最新化するように設計されることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記制御装置(30)は、1と2の間の空気比を伴って、精密に制御された空気比において、前記空気供給装置(40)により供給された空気の量を調節するように設計される請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置(30)は、1.5と2の間の空気比を伴って、精密に制御された空気比において、前記空気供給装置(40)により供給された空気の量を調節するように設計される請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置(30)は、それに蓄えられる出力電圧特性(13、14)のための空気比を有し、並びに前記制御装置(30)は、該出力電圧特性(13、14)のための空気比に関連して、精密に制御された空気比において、前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)の前記出力電圧(UA)を調節するように設計される請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記制御装置(30)は、それに蓄えられる出力電圧特性(13、14)のための第1及び第2空気比を有し、並びに前記制御装置(30)は、該出力電圧特性(13、14)のための前記第1及び第2空気比の間の範囲(15)内で、精密に制御された空気比において、前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)の前記出力電圧(UA)を調節するように設計される請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 出力電圧特性(13)のための前記第1空気比は、前記負荷需要の最小許容バラツキを示しており、並びに出力電圧特性(14)のための前記第2空気比は、前記負荷需要の最大許容バラツキを示している請求項5に記載の燃料電池システム。
- 前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)の出力電力を制御するために、前記制御装置(30)は、前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)の10%の最大許容負荷電流よりも大きい負荷需要のためだけに、検出された前記負荷需要に関連して、前記空気供給装置(40)により供給された空気量を調節するように設計される請求項1乃至6のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記空気供給装置(40)は、エアコンプレッサを具備する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 燃料電池モジュールの作動中にそれに適用される電気出力電圧(UA)を有し、且つ電気負荷(2)と結合されるように設計される第1及び第2電気供給ターミナル(101、102)を有する少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)を具備する燃料電池システム(1)の作動方法であって、
前記作動方法は、
前記燃料電池モジュールの前記電気出力電圧(UA)を発生させるための反応剤の1つとして、空気の調整可能な量において、空気供給装置(40)を通じて、空気(51)を前記燃料電池モジュール(10)へ供給するステップ、
前記負荷(2)の負荷需要を検出するステップ、並びに
精密に調節された空気比による前記検出された負荷需要に関連して、前記少なくとも1つの燃料電池モジュール(10)の前記第1及び第2電気供給ターミナルにて、出力電力を制御し、且つ前記検出された負荷需要に関連して、空気供給装置(40)により供給された空気の量を最新化するステップを具備することを特徴とする燃料電池システムの作動方法。 - 前記燃料電池モジュールの前記電気出力電圧(UA)は、制御装置(30)の中に蓄えられた出力電圧特性(13、14)のための空気比に関連して、精密に調節された空気比において、調節される請求項9に記載の燃料電池システムの作動方法。
- 前記出力電力は、1と2の間の空気比を伴って、精密に調節された空気比において、制御される請求項9又は10に記載の燃料電池システムの作動方法。
- 前記出力電力は、1.5と2の間の空気比を伴って、精密に調節された空気比において、制御される請求項9又は10に記載の燃料電池システムの作動方法。
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