专利名称：燃料电池系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及包括重整装置和补燃器的燃料电池系统，其中重整装置和补燃器分别用于至少使燃料和氧化剂起反应；并且该燃料电池系统还包括燃料进料器，用于为重整装置和补燃器供应燃料。
本发明还涉及具有一个这种燃料电池系统的机动车辆。
背景技术：
通用系统用于将化学能转换为电能。这种系统的中心部件是燃料电池，其通过氢和氧的控制反应释放电能。例如，流行的燃料电池系统是质子交换膜(PEM)系统，其通常能够工作于从室温到大约100°C的工作温度范围。公知的还有高温燃料电池，例如固态氧化物燃料电池(SOFC)系统，其工作在例如约800°C的温度范围内。
包括重整装置、燃料电池堆和补燃器的传统燃料电池系统通常包括多个泵和几个吹风机，用于为燃料电池系统的每个部件分别供应燃料和氧化剂。由于这样造成大量部件，所以生成这种系统很昂贵。
德国专利DE 103 60 458A还公开了一种通用燃料电池系统，其减少了用于燃料供应的部件数量。然而，虽然该系统具有较少部件从而节约了成本，但是由于用于燃料和氧化剂传输的流量的任何变化会自动影响所有部件，所以该系统控制燃料电池系统单个部件的能力也有所下降。
因而，本发明的目的是改进通用燃料电池系统以及具有该燃料电池系统的机动车辆，使得可以得到节约成本同时允许进行良好控制的燃料电池系统。
发明内容
该目的由权利要求1所述的燃料电池系统和权利要求8所述的机动车辆实现。本发明的其它有益方面和更多实施例如从属权利要求所述。 根据本发明的燃料电池系统基于通用现有技术，其中，至少在重整装 置和补燃器的上游包括至少一个用于控制燃料供应的流量控制阀。这样就 能够去掉至少一个燃料进料器，从而降低生产燃料电池系统的成本。同时， 虽然进行了这些节省，但是仍能够根据所要求的工作模式彼此独立地控制 到燃料电池系统的每个部件的燃料供应。
根据本发明的燃料电池系统还可以进行改进，其中，在补燃器的上游 包括至少一个用于控制燃料供应的流量控制阀，并且在对重整装置的燃料 供应线路上没有提供流量控制阀。这就能够在重整装置燃料供应线路中节 省至少一个阀，从而进一步降低燃料电池系统的成本。因为补燃器比重整
装置具有更低的燃料消耗特性，所以总是保证对重整装置的燃料供应，通 过控制相应的流量控制阀可实现对补燃器进行相对较低的燃料进料。
可选地，根据本发明的燃料电池系统可以配置为在重整装置和补燃器 的上游分别包括至少一个用于控制燃料供应的流量控制阀。在该实施例中， 和前面的实施例不同，需要一个额外的流量控制阀，从而该实施例使得可 以对燃料电池系统进行更好的控制。
在根据本发明的燃料电池系统的一个优选实施例中，还提供了氧化剂 进料器，用于向重整装置和补燃器供应氧化剂，这样，由于可以去掉至少 一个氧化剂进料器，所以实现和燃料进料器一样的成本节省。
'其它的节省是由于事实上氧化剂进料器还适用于向燃料电池堆提供阴 极进料空气而实现的，这样，不需要单独的氧化剂进料器向燃料电池堆供 应氧化剂，所以又节约了成本。
此外，根据本发明的燃料电池系统还可以改进，其中，在至少一个流 量控制阀的下游包括传感器，用于通过电子控制器对流量控制阀进行闭环 控制。用单个燃料进料器对燃料电池系统的几个部件进行供料使得由于燃 料消耗的压力增加或降低，部件的工作模式的任何改变都会自动影响其它 部件的燃料供应。为了克服该效果，所以包括上述装置以保证对每个部件 进行精确闭环控制。
.具体而言，上述传感器是流量传感器。
此外，本发明限定一种机动车辆，其包括根据本发明的一个这种燃料电池系统，从而车辆具有相应的益处。
下面，通过举例并参考附图描述本发明的优选实施例，其中
图1是根据本发明的燃料电池系统实例的第一方面的简化图；以及
图2是根据本发明的燃料电池系统实例的第二方面的简化图。
具体实施例方式
现在参照图l，其中示出根据本发明的燃料电池系统实例的第一方面的 简化图。燃料电池系统包括燃料进料器IO和氧化剂进料器12，其中通过电 子控制器14能够单独地改变燃料进料器10和氧化剂进料器12的流量。图 中的所有虚线代表控制或感测线路。燃料进料器10和氧化剂进料器12输 出的分支是供料线路，其各自包括由电子控制器14激活的流量控制阀16 _24。这种情况下，供料线路具体代表从一点开始的供料线路，该线路专 门用于为燃料电池系统的某个部件供料。从而，燃料电池系统的重整装置 26经由燃料进料器10和流量控制阀16得到燃料供应，例如柴油、汽油或 天然气。此外，如空气这样的氧化剂可以经由氧化剂进料器12和流量控制 阀18输送到重整装置26中。输送到重整装置26的燃料和氧化剂反应成重 整产品28，其中将重整产品28提供给燃料电池堆30。燃料电池堆30包括 堆叠并串联连接的单个燃料电池。重整装置26中产生的重整产品28到达 燃料电池堆30的单个燃料电池的阳极。燃料电池堆30的燃料电池的阴极 经由氧化剂进料器12、流量控制阀24和热交换器32得到作为氧化剂的阴 极进料空气34。燃料电池堆30的单个燃料电池利用送入的重整产品28和 阴极进料空气34以一般公知的方式产生电能，该电能可以在电接线端36 和38获取为电压。阴极废气40从燃料电池堆30流到混合器42，并且将阳 极废气44提供给补燃器48的混合器46。还可以经由燃料进料器10和流量 控制阀20向补燃器48供应燃料。以类似的方式经由氧化剂进料器12和流 量控制阀22向补燃器48供应氧化剂。可选地，燃料和氧化剂的混合物可 以利用混合器46来与阳极废气44混合。补燃器48的热废气与离开燃料电 池堆30的阴极废气40在混合器42中混合。所得的混合物流经热交换器32，以预热阴极进料空气34。为了对燃料和氧化剂的供料进行闭环控制，每个 流量控制阀16—24后面设置电耦合到电子控制器14的传感器50—58，即， 在流量控制阀16—24的输出处设置传感器50—58。传感器50—58可以感 测压力或流量，以将得到的用于对流量控制阀16—24进行闭环控制的信号 提供给向电子控制器14。科里奥利(coriolis)质量流量传感器、漩涡计数 流量传感器和有源压力流量传感器均可用作流量传感器。
在燃料电池系统工作时，可选地，通过利用电子控制器14适当地设定 相应的燃料进料器10或氧化剂进料器12的流量和相应的流量控制阀16— 24的流量，可以改变对重整装置26、补燃器48和燃料电池堆30的燃料或 氧化剂供应。为此，优选地，电子控制器14利用给定的表按照期望的工作 模式所要求的，来确定燃料进料器10、氧化剂进料器12的激活以及各个流 量控制阀16—24必需的燃料和氧化剂流量。保证流量控制阀16—24的想 要流量实际是通过评估传感器50—58感测的信号来对流量控制阀16—24 进行闭环控制实现的。
现在参照图2，其中示出根据本发明的燃料电池系统实例的第二方面的 简化图。第二方面和第一方面的区别仅在于在该示例方面中省略了流量控 制阀16和18以及相应的传感器50和52，从而节省了两个流量控制阀和两 个传感器。由于对重整装置26的介质(燃料和氧化剂)供应高于对补燃器 48的相应供应，所以，和前面一样必须包括用于对补燃器48供料的流量 控制阀20和22以及相应的传感器54和56。当指示增加对重整装置26的 介质供应而同时对补燃器48的供应保持不变时，则在这种变型下，燃料进 料器IO和氧化剂进料器12的流量增加，而通过闭环控制，g卩，减小这些 流量控制阀的内径，使得流量控制阀20和22的流量各自保持不变。如上 面第一示例方面所述，这通过电子控制器14评估由传感器54和56提供的 信号实现，使得重整装置26的介质供应增加，而补燃器48的供应保持不 变。
在一个不同于所述示例方面的变型中，其中重整装置26和补燃器48 不再具有单独的用于燃料供应的流量控制阀16、 20也不再具有单独的用于 氧化剂供应的流量控制阀18、 22，下面的变型是可能的。例如，重整装置 26或补燃器48也可以具有用于燃料供应的多个并行流量控制阀和/或的用于氧化剂供应的多个并行流量控制阀。例如，可以在单独闭环控制下经由
流量控制阀向蒸发器或重整装置26和/或补燃器48的第二或第三空气供料 提供燃料或氧化剂。
应该理解，在上述说明书、附图和权利要求中公开的本发明的特征对 于通过任何组合来实现本发明都是必须的。
参看标号列表
10燃料进料器
12氧化剂进料器
14电子控制器
16流量控制阀
18流量控制阀
20流量控制阀
22流量控制阀
24流量控制阀
26重整装置
28重整产品
30燃料电池堆
32热交换器
34阴极进料空气
36电接线端
38电接线端
40阴极废气
42混合器
44阳极废气
46混合器
48补燃器
50传感器
52传感器
54传感器
56传感器
58传感器
权利要求
1、一种燃料电池系统，包括重整装置(26)和补燃器(48)，其中每个都用于至少使燃料和氧化剂起反应；并且还包括燃料进料器(10)，用于为所述重整装置(26)和所述补燃器(48)供应燃料，其特征在于，至少在所述重整装置(26)或所述补燃器(48)的上游包括至少一个用于控制所述燃料供应的流量控制阀(16、20)。
2、 如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述补燃器(48) 的上游包括所述至少一个用于控制所述燃料供应的流量控制阀(20)，并且 在对所述重整装置(26)的燃料供应线路上没有提供流量控制阀。
3、 如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述重整装置 (26)和所述补燃器(48)的上游分别包括至少一个用于控制所述燃料供应的流量控制阀(16、 20)。
4、 如前述任意一项权利要求所述的燃料电池系统，其特征在于，提供 了氧化剂进料器(12)，用于向所述重整装置(26)和所述补燃器(48)供 应氧化剂。
5、 如权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，所述氧化剂进料 器(12)适用于还向燃料电池堆(30)提供阴极进料空气(34)。
6、 如前述任意一项权利要求所述的燃料电池系统，其特征在于，在所 述至少一个流量控制阀(16、 20)的下游包括传感器(50、 54)，用于通过 电子控制器(14)对所述流量控制阀(16、 20)进行闭环控制。
7、 如权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，所述传感器(50、 54)是流量传感器。
8、一种机动车辆，具有如前述任意一项权利要求所述的燃料电池系统。
全文摘要
本发明涉及一种燃料电池系统，包括重整装置(26)和补燃器(48)，这两者用于至少使燃料和氧化剂起反应；还包括燃料进料器(10)，用于为重整装置(26)和补燃器(48)供应燃料。特别有益的是，在重整装置(26)或补燃器(48)的上游连接至少一个用于控制燃料供应的流量控制阀(16、20)。本发明还涉及一种机动车辆，其包括这种类型的燃料电池系统。
文档编号H01M8/06GK101479874SQ200780021599
公开日2009年7月8日 申请日期2007年6月12日 优先权日2006年6月28日
发明者A·恩格尔, B·布勒克尔, M·博尔策, M·普法尔茨格拉夫, M·罗祖梅克, M·聚斯尔, M·贝登贝克尔, S·克丁 申请人:艾纳尔达公司