RU2012131156A - Управление работой резервного электрического генератора с батареей топливных пом-элементов - Google Patents

Управление работой резервного электрического генератора с батареей топливных пом-элементов Download PDF

Info

Publication number
RU2012131156A
RU2012131156A RU2012131156/07A RU2012131156A RU2012131156A RU 2012131156 A RU2012131156 A RU 2012131156A RU 2012131156/07 A RU2012131156/07 A RU 2012131156/07A RU 2012131156 A RU2012131156 A RU 2012131156A RU 2012131156 A RU2012131156 A RU 2012131156A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
battery
control
electric generator
electric
Prior art date
Application number
RU2012131156/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2598361C2 (ru
Inventor
Пьерпаоло КЕРКИ
Франческо ПЕДРАЦЦО
Джузеппе ДЖАНОЛИО
Original Assignee
Электро Пауэр Системз С.П.А.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Электро Пауэр Системз С.П.А. filed Critical Электро Пауэр Системз С.П.А.
Publication of RU2012131156A publication Critical patent/RU2012131156A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2598361C2 publication Critical patent/RU2598361C2/ru

Links

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
    • H01M8/04313—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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the 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
    • H01M8/04313—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
    • H01M8/04589—Current 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
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04761—Pressure; Flow of fuel cell exhausts
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1007—Fuel cells with solid electrolytes with both reactants being gaseous or vaporised
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

1. Резервный электрический генератор (1) с батареей топливных ПОМ-элементов, включающий в себя:- батарею (2) топливных элементов, образованную множеством уложенных стопкой топливных ПОМ-элементов (3), электрически соединенных последовательно, для подачи электрической энергии на электрическую нагрузку;- прибор (4) контроля напряжения элемента для измерения напряжения, выдаваемого каждым топливным элементом (3);- блок (5) регулирования и преобразования электрической энергии, подсоединенный между батареей (2) топливных элементов и электрической нагрузкой;- нагнетатель (6) для подачи количества воздуха, необходимого для химических реакций, которые происходят в топливных элементах (3);- рециркулятор (7) водорода для рециркуляции водорода между выпуском и впуском батареи (2) топливных элементов;- устройство (8) продувки водорода, предназначенное для осуществления первичной продувки водорода при меньшем расходе и вторичной продувки водорода при большем расходе; и- контроллер (11), который присоединен к прибору (4) контроля напряжения элемента, блоку (5) регулирования и преобразования электрической энергии, нагнетателю (6), рециркулятору (7) водорода и устройству (8) продувки водорода и предназначен для управления работой электрического генератора (1) по-разному при запуске, при останове и во время его нормальной работы,причем упомянутый генератор отличается тем, что упомянутый контроллер (11) дополнительно предназначен для управления запуском электрического генератора (1) путем выполнения следующих операций:- управление устройством (8) продувки таким образом, чтобы осуществлять непрерывную первичную продувку водорода; и- управлен

Claims (8)

1. Резервный электрический генератор (1) с батареей топливных ПОМ-элементов, включающий в себя:
- батарею (2) топливных элементов, образованную множеством уложенных стопкой топливных ПОМ-элементов (3), электрически соединенных последовательно, для подачи электрической энергии на электрическую нагрузку;
- прибор (4) контроля напряжения элемента для измерения напряжения, выдаваемого каждым топливным элементом (3);
- блок (5) регулирования и преобразования электрической энергии, подсоединенный между батареей (2) топливных элементов и электрической нагрузкой;
- нагнетатель (6) для подачи количества воздуха, необходимого для химических реакций, которые происходят в топливных элементах (3);
- рециркулятор (7) водорода для рециркуляции водорода между выпуском и впуском батареи (2) топливных элементов;
- устройство (8) продувки водорода, предназначенное для осуществления первичной продувки водорода при меньшем расходе и вторичной продувки водорода при большем расходе; и
- контроллер (11), который присоединен к прибору (4) контроля напряжения элемента, блоку (5) регулирования и преобразования электрической энергии, нагнетателю (6), рециркулятору (7) водорода и устройству (8) продувки водорода и предназначен для управления работой электрического генератора (1) по-разному при запуске, при останове и во время его нормальной работы,
причем упомянутый генератор отличается тем, что упомянутый контроллер (11) дополнительно предназначен для управления запуском электрического генератора (1) путем выполнения следующих операций:
- управление устройством (8) продувки таким образом, чтобы осуществлять непрерывную первичную продувку водорода; и
- управление устройством (8) продувки таким образом, чтобы осуществлять циклическую вторичную продувку водорода согласно рабочему циклу, в котором, начиная с заданного исходного значения, время продувки увеличивается на заданную величину при каждом рабочем цикле до тех пор, пока не будет подтверждено одно из следующих условий:
напряжение топливного элемента (3) ниже, чем заданное минимальное допустимое напряжение;
напряжение топливного элемента (3) отклоняется по отношению к опорным значениям на большую величину, чем заданное максимальное допустимое отклонение;
напряжение батареи (2) топливных элементов отклоняется по отношению к опорным значениям на большую величину, чем заданное максимальное допустимое отклонение, в течение более длительного времени, чем максимальное допустимое время; и
от включения электрического генератора (1) прошло более длительное время, чем максимальное допустимое время.
2. Электрический генератор по п.1, при этом контроллер (11) дополнительно предназначен для:
- получения результатов измерений напряжения и тока, подаваемых прибором (4) контроля напряжения элемента и блоком (5) регулирования и преобразования электрической энергии;
- определения целевых эксплуатационных параметров для блока (5) регулирования и преобразования электрической энергии, нагнетателя (6) и рециркулятора (7) водорода на основании полученных результатов измерений и логики управления; и
- управления блоком (5) регулирования и преобразования электрической энергии, нагнетателем (6), рециркулятором (7) водорода и устройством (8) продувки водорода таким образом, чтобы добиться упомянутых заданных целевых эксплуатационных параметров.
3. Электрический генератор по пункту 1, при этом контроллер (11) дополнительно предназначен для управления остановом электрического генератора (1) путем выполнения следующих операций:
- ожидание охлаждения батареи (2) топливных элементов до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура;
- в конце охлаждения приведение в действие нагнетателя (6) таким образом, чтобы удалить воду, сконденсировавшуюся во время охлаждения; и
- управление устройством (8) продувки водорода таким образом, чтобы обеспечить непрерывную первичную продувку водорода.
4. Электрический генератор по любому из предыдущих пунктов, при этом контроллер (11) дополнительно предназначен для управления нормальной работой электрического генератора (1) путем выполнения следующих операций:
- управление блоком (5) регулирования и преобразования электрической энергии таким образом, чтобы, на основании электрической мощности, требуемой электрической нагрузкой, электрический ток, отводимый от батареи (2) топливных элементов, увеличивался с заданной скоростью увеличения до установления значения тока, соответствующего электрической мощности, требуемой электрической нагрузкой, и не большего, чем заданный максимальный ток.
5. Электрический генератор по п.4, при этом контроллер (11) дополнительно предназначен для управления нормальной работой электрического генератора (1) путем выполнения следующих операций:
- обнаружение того, что подтверждено одно из следующих условий:
напряжение топливного элемента (3) ниже, чем заданное минимальное допустимое напряжение;
напряжение топливного элемента (3) отклоняется по отношению к опорному значению на большую величину, чем максимальное допустимое отклонение; и
напряжение батареи (2) топливных элементов отклоняется по отношению к опорному значению на большую величину, чем максимальное допустимое отклонение, в течение более длительного времени, чем максимальное допустимое время; и
- когда одно из предыдущих условий подтверждено, управление блоком (5) регулирования и преобразования электрической энергии таким образом, чтобы электрический ток, отводимый от батареи (2) топливных элементов, уменьшался с заданной скоростью уменьшения до тех пор, пока не исчезнет обнаруженное условие.
6. Электрический генератор по п.4, при этом контроллер (11) дополнительно предназначен для управления нормальной работой электрического генератора (1) путем выполнения следующих операций:
- управление рециркулятором (7) водорода в зависимости от электрической мощности, выдаваемой блоком (5) регулирования и преобразования электрической энергии; и
- когда подтверждено одно из предыдущих условий:
- управление нагнетателем (6) таким образом, чтобы он подавал заданный расход воздуха выше и сверх того, который нормально требуется; и
- управление устройством (8) продувки водорода таким образом, чтобы обеспечивать первичную продувку водорода и вторичную продувку водорода, как заявлено в п. 3.
7. Контроллер (11) для резервного электрического генератора (1) с батареей топливных ПОМ-элементов по п.1.
8. Программное обеспечение, которое может быть загружено в контроллер (11) резервного электрического генератора (1) с батареей топливных ПОМ-элементов и предназначено, при исполнении, придавать контроллеру (11) конфигурацию, заявленную по п.1.
RU2012131156/07A 2009-12-22 2010-12-21 Управление работой резервного электрического генератора с батареей топливных пом-элементов RU2598361C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT001026A ITTO20091026A1 (it) 2009-12-22 2009-12-22 Gestione del funzionamento di un generatore elettrico di back-up a celle a combustibile pem impilate
ITTO2009A001026 2009-12-22
PCT/IB2010/003320 WO2011077229A1 (en) 2009-12-22 2010-12-21 Management of operation of a pem -fuel -cell -stack backup electric generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012131156A true RU2012131156A (ru) 2014-01-27
RU2598361C2 RU2598361C2 (ru) 2016-09-20

Family

ID=42319994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012131156/07A RU2598361C2 (ru) 2009-12-22 2010-12-21 Управление работой резервного электрического генератора с батареей топливных пом-элементов

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9419292B2 (ru)
EP (1) EP2517293B1 (ru)
JP (1) JP2013515342A (ru)
KR (1) KR101757495B1 (ru)
CN (1) CN102668211B (ru)
BR (1) BR112012015375A2 (ru)
CA (1) CA2784867C (ru)
IT (1) ITTO20091026A1 (ru)
MX (1) MX2012007317A (ru)
RU (1) RU2598361C2 (ru)
WO (1) WO2011077229A1 (ru)
ZA (1) ZA201205417B (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013149337A1 (en) 2012-04-02 2013-10-10 Hydrogenics Corporation Fuel cell start up method
US9368814B2 (en) * 2012-05-04 2016-06-14 Hydrogenics Corporation System and method for controlling fuel cell module
US10084196B2 (en) 2012-05-04 2018-09-25 Hydrogenics Corporation System and method for controlling fuel cell module
CA2925798C (en) 2013-10-02 2022-10-18 Hydrogenics Corporation System and method for starting up a fuel cell
US11309556B2 (en) 2013-10-02 2022-04-19 Hydrogenics Corporation Fast starting fuel cell
KR101619586B1 (ko) * 2014-04-23 2016-05-11 현대자동차주식회사 연료전지 정비용 잔존수소 제거 장치
CN107492672B (zh) * 2016-06-13 2020-01-17 成都天高机电设备有限公司 一种氢能汽车上专用的氢能压力发电设备
CN106532080B (zh) * 2016-12-15 2023-06-30 新源动力股份有限公司 一种具备寿命管理单元的燃料电池用连接模块及燃料电池
JP6861548B2 (ja) * 2017-03-23 2021-04-21 大阪瓦斯株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法
JP6881225B2 (ja) * 2017-10-20 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法
CN109256573B (zh) * 2018-10-24 2023-05-26 天津中德应用技术大学 用于质子交换膜氢燃料电池堆的空气流量调节方法及装置
CN109768306A (zh) * 2018-12-24 2019-05-17 武汉理工大学 一种燃料电池电堆可逆电压降快速在线恢复的方法
CN110224161A (zh) * 2019-06-06 2019-09-10 珠海格力电器股份有限公司 燃料电池系统
AT522484B1 (de) * 2019-07-02 2020-11-15 Avl List Gmbh SOEC-System und Verfahren zum Betreiben eines SOEC-Systems
CN111063920B (zh) * 2019-12-30 2020-12-01 新源动力股份有限公司 一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法
CN112366808A (zh) * 2020-11-10 2021-02-12 宝武清洁能源有限公司 一种用于互联网数据中心的备用供电系统
CN114464845B (zh) * 2022-01-21 2024-05-10 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种燃料电池系统开机吹扫方法
CN114914494B (zh) * 2022-06-27 2023-11-10 北京亿华通科技股份有限公司 一种用于燃料电池电堆的耐久性控制方法及装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994003937A1 (de) 1992-08-10 1994-02-17 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffzelle und verfahren zur befeuchtung des elektrolyten
ITMI991090A1 (it) * 1999-05-18 2000-11-18 De Nora Spa Dispositivo di umidificazione per celle a combustibile a membrana polimerica
RU2188480C2 (ru) * 2000-05-29 2002-08-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Устройство для эксплуатации электрохимического генератора с дожигателем и способ эксплуатации электрохимического генератора с дожигателем
US6861167B2 (en) 2001-07-25 2005-03-01 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell resuscitation method and apparatus
WO2004027912A2 (en) * 2002-09-23 2004-04-01 Hydrogenics Corporation A fuel cell system and method of operating the same
JP3915681B2 (ja) * 2002-12-03 2007-05-16 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP2006073427A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
US7282287B2 (en) * 2004-11-24 2007-10-16 Utc Power Corporation Purging water with reactant air pump powered by operational fuel cell system during shutdown
JP4784076B2 (ja) * 2004-11-26 2011-09-28 日産自動車株式会社 燃料電池システムの制御装置
KR101113651B1 (ko) 2009-08-31 2012-02-15 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 수소 배기 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN102668211A (zh) 2012-09-12
KR20120102774A (ko) 2012-09-18
BR112012015375A2 (pt) 2017-09-12
CA2784867C (en) 2017-11-28
EP2517293B1 (en) 2014-05-14
US20120258376A1 (en) 2012-10-11
JP2013515342A (ja) 2013-05-02
ITTO20091026A1 (it) 2011-06-23
MX2012007317A (es) 2012-07-20
WO2011077229A1 (en) 2011-06-30
KR101757495B1 (ko) 2017-07-26
US9419292B2 (en) 2016-08-16
CN102668211B (zh) 2016-01-20
CA2784867A1 (en) 2011-06-30
RU2598361C2 (ru) 2016-09-20
ZA201205417B (en) 2013-05-29
EP2517293A1 (en) 2012-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012131156A (ru) Управление работой резервного электрического генератора с батареей топливных пом-элементов
CN102013503B (zh) 燃料电池备用电源控制系统及其控制方法
JP6171846B2 (ja) 燃料電池の電力調整システム
JP2004178962A (ja) 燃焼器を有する水素製造装置を用いた燃料電池発電システム
JP6785320B2 (ja) 配電網を支援するための燃料電池負荷変動
JP2017010908A (ja) 燃料電池システム
KR101858809B1 (ko) 연료 전지 시스템
JP5911366B2 (ja) 燃料電池システム及びその制御方法
EP3413382A1 (en) Fuel cell assembly system and operating method therefor
RU2011131871A (ru) Система генерирования электроэнергии топливного элемента и способ ее эксплуатации
JP6475945B2 (ja) 電力供給機器、電力供給方法、及び電力供給システム
JP2009266534A (ja) 燃料電池システム
US20070087232A1 (en) Capacitor hybrid fuel cell power generator
JP2010108720A (ja) 燃料電池発電システム及びその運転方法
JP3583914B2 (ja) 燃料電池の補機用電源
CN101682067B (zh) 燃料电池系统
JP2009300061A (ja) コージェネレーションシステムの運転計画作成装置、運転計画作成方法、及びそのプログラム
JP6931793B2 (ja) 燃料電池システム
JP6235139B2 (ja) 燃料電池システムの制御方法、燃料電池システム、及び電力制御装置
KR101656993B1 (ko) 실시간 부하 추종이 가능한 연료전지 시스템 및 그 제어 방법
JPH0765851A (ja) 直流出力燃料電池システムおよびその運転方法
JP5646223B2 (ja) 燃料電池発電システムおよびその運転方法
JP2021048066A (ja) 燃料電池システム
RU137160U1 (ru) Устройство управления зарядкой аккумуляторов возобновляемых источников электроэнергии
TWM622385U (zh) 高效率工業廢氫發電系統

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171222