[發明專利]用于燃料電池系統的陰極入口氣流的熱控制

有效

• 申請號: 200710199136.X
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN101197451A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: J·R·科洛茲;S·E·勒納;P·C·梅農;S·D·伯奇
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;劉華聯

1.一種用于燃料電池系統中氣流熱控制的方法，所述方法包括步驟：

(a).提供流體地連接到熱交換器上的系統冷卻劑回路，所述熱交換器流體地連接到燃料電池組上以提供所述氣流，并且所述系統冷卻劑回路包含流體；

(b).確定在所述燃料電池系統中預定的點處的所述氣流實際的溫度；

(c).確定在所述預定的點處的所述氣流所希望的溫度；以及

(d).控制所述流體的至少一部分從系統冷卻劑回路到所述熱交換器的流動，使所述流動作為在所述預定的點處的所述氣流實際的溫度和所述氣流所希望的溫度的函數，以便獲得所述所希望的溫度。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述預定的點處用連接到所述氣流路徑中的溫度傳感器來執行所述步驟(b)。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述流體是冷卻劑。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定的點是增濕單元的入口。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述增濕單元包括至少一個水蒸汽傳遞單元。

6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過確定所述所希望的溫度作為溫度的函數來執行所述步驟(c)，所述至少一個水蒸汽傳遞單元在所希望的溫度下以最高效率操作。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括用閥陣列來執行所述步驟(d)，以便控制所述流體的至少一部分從所述系統冷卻劑回路到所述熱交換器的流動。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述閥陣列包括第一分立閥和第二分立閥。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一分立閥是旁通閥，并且所述旁通閥在開啟狀態將所述流體的至少一部分引出所述系統冷卻劑回路并且引入所述熱交換器。

10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二分立閥是冷卻閥，并且所述冷卻閥在開啟狀態將所述流體的至少一部分引出所述系統冷卻劑回路并且在其進入所述熱交換器之前將之引入輔助冷卻熱交換器。

11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述輔助冷卻熱交換器是輪罩散熱器。

12.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過用閥命令方法極限控制所述第一分立閥和所述第二分立閥來執行步驟(d)。

13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述閥命令方法極限利用比例-積分-微分控制器來執行。

14.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過用同步啟動控制方法控制所述第一分立閥和所述第二分立閥來執行步驟(d)。

15.一種用于燃料電池系統中氣流熱控制的方法，所述方法包括步驟：

(a).提供燃料電池組、系統冷卻劑回路中的流體、連接到至少一個水蒸汽傳遞單元上的熱交換器、第一閥、第二閥以及輔助冷卻熱交換器；

(b).確定在所述水蒸汽傳遞單元入口處的氣流實際的溫度；

(c).確定所述氣流所希望的溫度作為溫度的函數，所述水蒸汽傳遞單元在所述所希望的溫度下以最高效率操作；以及

(d).用所述第一閥和所述第二閥控制所述流體的至少一部分從所述系統冷卻劑回路到所述熱交換器的流動，以便獲得所述所希望的溫度，其中，所述第一閥在開啟時將所述流體的一部分從所述系統冷卻劑回路引入所述熱交換器，而所述第二閥在開啟時將所述流體從所述系統冷卻劑回路在所述流體進入所述熱交換器之前引入所述輔助冷卻熱交換器。

16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過用閥命令方法極限控制所述第一分立閥和第二分立閥來執行步驟(d)。

17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述閥命令方法極限利用比例-積分-微分控制器來執行。

18.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過用同步啟動控制方法控制所述第一分立閥和第二分立閥來執行步驟(d)。