JP7014602B2 - 燃料電池接合体及び関連する動作方法 - Google Patents
燃料電池接合体及び関連する動作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7014602B2 JP7014602B2 JP2017530088A JP2017530088A JP7014602B2 JP 7014602 B2 JP7014602 B2 JP 7014602B2 JP 2017530088 A JP2017530088 A JP 2017530088A JP 2017530088 A JP2017530088 A JP 2017530088A JP 7014602 B2 JP7014602 B2 JP 7014602B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell assembly
- fuel
- electrical connection
- conditioning switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04865—Voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04225—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during start-up
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04238—Depolarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04246—Short circuiting means for defective fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
- H01M8/04302—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during start-up
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
- H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0444—Concentration; Density
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04567—Voltage of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04574—Current
- H01M8/04582—Current of the individual fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04701—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04865—Voltage
- H01M8/04873—Voltage of the individual fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04865—Voltage
- H01M8/0488—Voltage of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04865—Voltage
- H01M8/04888—Voltage of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
i)燃料電池接合体内の、一酸化炭素などの混入物の測定量、または
ii)複数の燃料電池内の任意の1つ(または2つ以上)の燃料電池の電圧の測定量、または
iii)冷却剤を有する個別の燃料電池(または2つ以上の燃料電池)のフラッディングの測定量、または
iv)温度もしくは湿度などの、前記燃料電池接合体に近接する環境条件の測定量、を含む。
負荷とは独立して燃料電池または燃料電池のグループを横切る電圧を制御するために、接合体の少なくとも1つの燃料電池のアノードとカソードとの間、または燃料電池のグループの場合、グループの最初の燃料電池のアノードと最後の燃料電池のカソードとの間、の電気的接続を選択的に提供することを含む方法を提供する。
i)燃料電池接合体内の、一酸化炭素などの混入物の測定量、または
ii)複数の燃料電池内の任意の1つ(または2つ以上)の燃料電池の電圧の測定量、または
iii)冷却剤を有する個別の燃料電池(または2つ以上の燃料電池)のフラッディングの測定量、または
iv)温度もしくは湿度などの、前記燃料電池接合体に近接する環境条件の測定量、を含む。
上述したように、これは、例えば、カソード制限電流(すなわち、利用可能な酸化剤によって制限される)がアノード制限電流(すなわち、利用可能な燃料によって制限される)よりも大幅に低い値に減少するように酸化剤濃度を減少させることによって、酸化剤供給またはカソード動作条件の流体操作により達成され得る。選択的電気的接続を係合させて「酸化剤枯渇状態」を誘発すると、カソード電気化学電位は、アノード電気化学電位に向かって減少するように誘導することができる。
Claims (36)
- 負荷に電力を一括して提供するために一緒に接続された複数の燃料電池を含む燃料電池アセンブリであって、前記燃料電池アセンブリは、複数のコンディショニングスイッチを含み、前記複数のコンディショニングスイッチの各々は複数の燃料電池グループのうちの対応する1つの燃料電池グループにそれぞれ関連付けられ、前記燃料電池グループの各々は前記燃料電池アセンブリにおいて直列接続されている複数の燃料電池を有し、前記負荷とは独立して前記燃料電池グループを横切る電圧を制御するために、当該燃料電池グループ内の最初の位置に配置される最初の燃料電池のアノードと当該燃料電池グループの最後の位置に配置される最後の燃料電池のカソードとの間の電気的接続を選択的に提供するように構成され、
前記燃料電池アセンブリは、さらに、コンディショニングスイッチコントローラを有し、当該コンディショニングスイッチコントローラは、前記複数のコンディショニングスイッチを制御して、前記燃料電池アセンブリの動作中の第1のモードにおいて各燃料電池グループの前記最初の燃料電池の前記アノードおよび前記最後の燃料電池の前記カソードの間の接続を能動化し、前記燃料電池アセンブリの動作中の第2のモードにおいて前記複数のコンディショニングスイッチを動作停止させるように構成される、燃料電池アセンブリ。 - 前記それぞれのコンディショニングスイッチは、1つ以上の半導体デバイスを含む、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記複数の燃料電池の各々は、当該燃料電池の膜電極アセンブリに当接するように構成された燃料電池プレートを含み、前記燃料電池プレートは、前記コンディショニングスイッチに接続するための少なくとも1つのコネクタを含む、請求項1または2のいずれか1項に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記燃料電池プレートは、複数のコネクタを備え、前記コンディショニングスイッチは、前記複数のコネクタに接続し、一緒に動作して、それらに関連付けられた燃料電池に対して電気的接続を選択的に提供するように構成された複数のスイッチング素子を対応して備える、請求項3に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記燃料電池プレートの各々は、少なくとも2つのコネクタを含み、前記少なくとも2つのコネクタは、前記燃料電池プレートの異なる側に形成される、請求項3または4に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記複数の燃料電池は、燃料電池スタック内に一緒に配置され、マニホールドが前記燃料電池スタック内の前記複数の燃料電池のうちの1つ以上に反応物を搬送しまたはそこから排気流を受け取り、前記燃料電池アセンブリは、前記燃料電池スタックと前記マニホールドとの間に延在する基板を含み、前記基板は、前記複数のコンディショニングスイッチを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記複数の燃料電池の各々は、当該燃料電池の膜電極アセンブリに当接するように構成された燃料電池プレートを含み、前記基板は、それぞれの燃料電池プレートと係合するように構成される、請求項6に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記電気的接続は、前記燃料電池を横切る前記電圧を所定の電圧に制御するように構成された燃料電池電圧制御素子を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記燃料電池電圧制御素子は、前記所定の電圧が前記燃料電池アセンブリの動作中に構成可能であるように制御可能である、請求項8に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記コンディショニングスイッチを作動して、前記燃料電池アセンブリの始動または停止時に前記電気的接続を選択的に提供するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記コンディショニングスイッチを作動して、前記複数の燃料電池グループにわたって順次に前記電気的接続を選択的に提供するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記燃料電池アセンブリの電圧が所定の閾値を超えたことに応答して、前記コンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を選択的に提供するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、燃料電池性能の測定量が閾値を過ぎたことに応答して、前記コンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を選択的に提供するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 燃料電池性能の前記測定量は、
i)前記燃料電池アセンブリ内の、一酸化炭素を含む混入物の測定量、または
ii)前記複数の燃料電池内の任意の1つ(または2つ以上)の燃料電池の前記電圧の測定量、または
iii)冷却剤を有する個別の燃料電池(または2つ以上の燃料電池)のフラッディングの測定量、または
iv)温度または湿度の少なくとも一方を含む、前記燃料電池アセンブリに近接する環境条件の測定量、
を含む、請求項13に記載の燃料電池アセンブリ。 - 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記コンディショニングスイッチを作動して、前記燃料電池アセンブリを通る反応物流の流速の増加が開始してから、前記反応物流の流速または圧力が所定のレベルに達するまでの間に少なくとも、前記電気的接続を選択的に提供するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記燃料電池のうちの特定の1つを横切る前記電圧が、前記燃料電池アセンブリ内の少なくとも1つの他の燃料電池に対して負になったか、または負になりそうであるという指示に応答して、前記コンディショニングスイッチを作動してその特定の燃料電池の前記電気的接続を選択的に提供する、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記コンディショニングスイッチの前記作動を開始するために、前記燃料電池アセンブリ内の前記燃料電池のそれぞれを横切る前記電圧を監視するように構成される、請求項16に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記コンディショニングスイッチを作動して前記少なくとも1つの燃料電池の前記電気的接続を選択的に提供することによって、前記燃料電池アセンブリ内の少なくとも1つの燃料電池の温度の制御を提供するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、特定の燃料電池の前記コンディショニングスイッチを選択的に作動してそれらの温度を上昇させることによって、前記燃料電池アセンブリ内の前記燃料電池の前記温度を均衡させるように構成される、請求項18に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記燃料電池アセンブリの始動時に、前記燃料電池のうちの少なくとも1つの前記コンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を提供し、その燃料電池を流れる電流が閾値に達したことに応答して、その関連付けられるコンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を遮断するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 前記コンディショニングスイッチコントローラは、前記燃料電池アセンブリの始動時に、前記燃料電池アセンブリ内の大部分の前記燃料電池の前記コンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を提供し、特定の燃料電池を流れる電流が閾値に達したことに応答して、その関連付けられるコンディショニングスイッチを作動して電気的接続を遮断するように構成される、請求項1に記載の燃料電池アセンブリ。
- 負荷に電力を一括して提供するために一緒に接続された複数の燃料電池を含む燃料電池アセンブリを動作させる方法であって、前記燃料電池アセンブリには複数の燃料電池グループが設けられ、前記複数の燃料電池グループの各々は前記燃料電池アセンブリにおいて直列接続されている複数の燃料電池を有し、
前記方法は、
前記燃料電池アセンブリの動作中の第1のモードにおいて、前記負荷とは独立して前記複数の燃料電池グループの各々を横切る電圧を制御するために、前記複数の燃料電池グループの各々の最初の燃料電池のアノードと最後の燃料電池のカソードとの間の電気的接続を選択的に提供し、
前記燃料電池アセンブリの動作中の第2のモードにおいて、前記電気的接続を遮断すること、を含む、方法。 - 前記方法は、前記燃料電池アセンブリの始動時または停止時に前記電気的接続を選択的に提供するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記方法は、前記複数の燃料電池グループにわたって順次に前記電気的接続を選択的に提供するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記方法は、前記燃料電池アセンブリの電圧が所定の閾値を過ぎたことに応答して、前記電気的接続を選択的に提供するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記方法は、燃料電池性能の測定量が閾値を過ぎたことに応答して、コンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を選択的に提供するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 燃料電池の性能の前記測定量は、
i)前記燃料電池アセンブリ内の、一酸化炭素を含む混入物の測定量、または
ii)前記複数の燃料電池内の任意の1つもしくは2つ以上の燃料電池の前記電圧の測定量、または
iii)冷却剤を有する個別の燃料電池もしくは2つ以上の燃料電池のフラッディングの測定量、または
iv)温度および湿度の少なくとも一方を含む、前記燃料電池アセンブリに近接する環境条件の測定量、を含む、請求項26に記載の方法。 - 前記方法は、
少なくとも前記燃料電池アセンブリを通る反応物流の流速の増加が開始してから、前記反応物流の流速または圧力が所定のレベルに達するまでの間に、前記電気的接続を選択的に提供するステップを含む、請求項22に記載の方法。 - 前記方法は、前記燃料電池のうちの特定の1つを横切る前記電圧が、前記燃料電池アセンブリ内の少なくとも1つの他の燃料電池に対して負になったか、または負になりそうであるという指示に応答して、その特定の燃料電池に前記電気的接続を選択的に提供するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記方法は、前記燃料電池アセンブリ内の前記燃料電池のそれぞれを横切る前記電圧を監視するステップを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記方法は、前記少なくとも1つの燃料電池のための電気的接続の選択的な提供によって、前記燃料電池アセンブリ内の少なくとも1つの燃料電池の温度の前記制御を提供するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記方法は、特定の燃料電池に前記電気的接続を選択的に提供してそれらの温度を上昇させることによって、前記燃料電池アセンブリ内の前記燃料電池の前記温度を均衡させるステップを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記方法は、前記燃料電池アセンブリの始動時に、前記燃料電池のうちの少なくとも1つに前記電気的接続を提供し、その燃料電池を流れる電流が閾値に達したことに応答して、前記電気的接続を切り離すステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記方法は、前記燃料電池アセンブリの始動時に、前記燃料電池アセンブリ内の大部分の前記燃料電池のコンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を提供し、特定の燃料電池を流れる電流が閾値に達したことに応答して、その関連付けられるコンディショニングスイッチを作動して前記電気的接続を遮断するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記電気的接続を選択的に提供することは、30秒未満の間、前記電気的接続を提供することを含む、請求項22に記載の方法。
- 請求項22~34のいずれか1項に記載の方法を実施するためのプロセッサ及びメモリを有するコンピューティングデバイス上で実行するための命令を含む、コンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022007896A JP7429720B2 (ja) | 2014-12-08 | 2022-01-21 | 燃料電池アセンブリの動作方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1421778.0 | 2014-12-08 | ||
GB1421778.0A GB2533277B (en) | 2014-12-08 | 2014-12-08 | Fuel cell assembly and associated method of operation |
PCT/GB2015/053737 WO2016092277A1 (en) | 2014-12-08 | 2015-12-07 | Fuel cell assembly and associated method of operation |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022007896A Division JP7429720B2 (ja) | 2014-12-08 | 2022-01-21 | 燃料電池アセンブリの動作方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018502425A JP2018502425A (ja) | 2018-01-25 |
JP2018502425A5 JP2018502425A5 (ja) | 2019-01-24 |
JP7014602B2 true JP7014602B2 (ja) | 2022-02-01 |
Family
ID=52425605
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017530088A Active JP7014602B2 (ja) | 2014-12-08 | 2015-12-07 | 燃料電池接合体及び関連する動作方法 |
JP2022007896A Active JP7429720B2 (ja) | 2014-12-08 | 2022-01-21 | 燃料電池アセンブリの動作方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022007896A Active JP7429720B2 (ja) | 2014-12-08 | 2022-01-21 | 燃料電池アセンブリの動作方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170352904A1 (ja) |
EP (2) | EP3231030B1 (ja) |
JP (2) | JP7014602B2 (ja) |
KR (3) | KR102632777B1 (ja) |
CN (2) | CN112768736A (ja) |
GB (1) | GB2533277B (ja) |
WO (1) | WO2016092277A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2533277B (en) * | 2014-12-08 | 2017-12-06 | Intelligent Energy Ltd | Fuel cell assembly and associated method of operation |
CN109792064B (zh) * | 2017-08-15 | 2022-02-18 | 江苏清能新能源技术股份有限公司 | 燃料电池系统和其控制方法 |
DE102018201103A1 (de) * | 2018-01-24 | 2019-07-25 | Audi Ag | Verfahren zur Bestimmung des Startzustandes eines Brennstoffzellensystems |
DE102019215895A1 (de) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Inbetriebsetzen eines Brennstoffzellen-Stack |
DE102019218870A1 (de) | 2019-12-04 | 2021-06-10 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffzelle, Brennstoffzellenstapel sowie Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenstapels |
KR20230059610A (ko) * | 2021-10-26 | 2023-05-03 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 셀 트레이 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000277136A (ja) | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の起動方法 |
JP2005527943A (ja) | 2002-03-29 | 2005-09-15 | エストコ バッテリー マネージメント インコーポレイテッド | 燃料電池健全性管理システム |
JP2008103321A (ja) | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運用方法 |
JP2008186673A (ja) | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池スタック |
JP2013508903A (ja) | 2009-10-19 | 2013-03-07 | コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ | 燃料電池の腐食防止 |
JP2013124881A (ja) | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Denso Corp | 電池監視装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE39556E1 (en) * | 1997-11-20 | 2007-04-10 | Relion, Inc. | Fuel cell and method for controlling same |
US7061139B2 (en) * | 2001-02-13 | 2006-06-13 | Utc Fuel Cells, Llc | System for providing assured power to a critical load |
US6858335B2 (en) * | 2001-11-14 | 2005-02-22 | Relion, Inc. | Fuel cell power systems and methods of operating fuel cell power systems |
US20030224227A1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-04 | Ballard Power Systems Inc. | Conditioning and maintenance methods for fuel cells |
ATE396509T1 (de) * | 2002-10-31 | 2008-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Verfahren zum betrieb eines brennstoffzellensystems und brennstoffzellensystem |
KR20080016441A (ko) * | 2006-08-17 | 2008-02-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지 시스템 및 이를 이용한 연료전지 동작 방법 |
US7927752B2 (en) * | 2007-03-09 | 2011-04-19 | GM Global Technology Operations LLC | Individual cell shorting during startup and shutdown using an integrated switch |
KR100902507B1 (ko) * | 2007-04-17 | 2009-06-15 | 삼성전자주식회사 | 전력 조절장치 및 그 운영방법 |
CN102171876A (zh) * | 2008-10-03 | 2011-08-31 | Utc电力公司 | 燃料电池开路电压的低功率控制 |
US8951684B2 (en) * | 2009-10-08 | 2015-02-10 | GM Global Technology Operations LLC | Control detection method to enable gas composition observing during fuel cell system startup |
US8748051B2 (en) * | 2010-03-17 | 2014-06-10 | GM Global Technology Operations LLC | Adaptive loading of a fuel cell |
CN202712342U (zh) * | 2012-06-14 | 2013-01-30 | 航天新长征电动汽车技术有限公司 | 一种燃料电池装置 |
KR102127293B1 (ko) * | 2013-09-04 | 2020-06-26 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 서브 전력 조절부를 이용한 연료전지 시스템의 제어 장치 및 제어 방법 |
GB2533277B (en) * | 2014-12-08 | 2017-12-06 | Intelligent Energy Ltd | Fuel cell assembly and associated method of operation |
-
2014
- 2014-12-08 GB GB1421778.0A patent/GB2533277B/en active Active
-
2015
- 2015-12-07 KR KR1020227040528A patent/KR102632777B1/ko active IP Right Grant
- 2015-12-07 EP EP15820572.4A patent/EP3231030B1/en active Active
- 2015-12-07 KR KR1020217007023A patent/KR102470221B1/ko active IP Right Grant
- 2015-12-07 EP EP20187925.1A patent/EP3761421A1/en active Pending
- 2015-12-07 CN CN202110015932.3A patent/CN112768736A/zh active Pending
- 2015-12-07 CN CN201580066402.4A patent/CN107004875B/zh active Active
- 2015-12-07 WO PCT/GB2015/053737 patent/WO2016092277A1/en active Application Filing
- 2015-12-07 KR KR1020177018482A patent/KR102227470B1/ko active IP Right Grant
- 2015-12-07 US US15/534,464 patent/US20170352904A1/en active Pending
- 2015-12-07 JP JP2017530088A patent/JP7014602B2/ja active Active
-
2022
- 2022-01-21 JP JP2022007896A patent/JP7429720B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000277136A (ja) | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の起動方法 |
JP2005527943A (ja) | 2002-03-29 | 2005-09-15 | エストコ バッテリー マネージメント インコーポレイテッド | 燃料電池健全性管理システム |
JP2008103321A (ja) | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運用方法 |
JP2008186673A (ja) | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池スタック |
JP2013508903A (ja) | 2009-10-19 | 2013-03-07 | コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ | 燃料電池の腐食防止 |
JP2013124881A (ja) | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Denso Corp | 電池監視装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018502425A (ja) | 2018-01-25 |
KR102227470B1 (ko) | 2021-03-15 |
JP7429720B2 (ja) | 2024-02-08 |
WO2016092277A1 (en) | 2016-06-16 |
JP2022058717A (ja) | 2022-04-12 |
EP3231030A1 (en) | 2017-10-18 |
KR20170093889A (ko) | 2017-08-16 |
KR20220159491A (ko) | 2022-12-02 |
US20170352904A1 (en) | 2017-12-07 |
CN107004875B (zh) | 2021-01-26 |
EP3231030B1 (en) | 2021-02-03 |
CN107004875A (zh) | 2017-08-01 |
GB2533277A (en) | 2016-06-22 |
EP3761421A1 (en) | 2021-01-06 |
KR20210030491A (ko) | 2021-03-17 |
GB2533277B (en) | 2017-12-06 |
KR102470221B1 (ko) | 2022-11-22 |
KR102632777B1 (ko) | 2024-02-01 |
GB201421778D0 (en) | 2015-01-21 |
CN112768736A (zh) | 2021-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7014602B2 (ja) | 燃料電池接合体及び関連する動作方法 | |
JP2022058717A5 (ja) | ||
JP5075640B2 (ja) | 燃料電池パワープラントとその制御 | |
JP2013026209A (ja) | 燃料電池スタックの活性化装置及び方法 | |
KR101579628B1 (ko) | 고온 연료 전지를 성능 감쇠가 감소된 백업 전력 공급기로서 동작시키는 시스템 및 방법 | |
US20090305099A1 (en) | Startup reliability using hfr measurement | |
KR101519667B1 (ko) | 연료전지 가속 활성화 방법 | |
JP5125135B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5221766B2 (ja) | 燃料電池発電システム及びその運転方法 | |
CN103329324B (zh) | 固体高分子型燃料电池系统的运转方法以及固体高分子型燃料电池系统 | |
JP4806913B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2008166164A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 | |
JP2005158431A (ja) | 燃料電池システム | |
KR101049827B1 (ko) | 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법 | |
JP2006236789A (ja) | 燃料電池スタック | |
JP5601178B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその制御方法 | |
JP5718328B2 (ja) | プロトン交換膜燃料電池の耐用年数を延ばすための方法および装置 | |
JP4945968B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2007213827A (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 | |
JP2006147213A (ja) | 燃料電池システムおよびその起動方法 | |
JP2005100705A (ja) | 燃料電池の始動方法 | |
KR20150117728A (ko) | 연료 전지 스택 제어 방법 | |
JP2021184362A (ja) | 燃料電池システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181204 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181204 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200507 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210803 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210927 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211221 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220120 |