[發(fā)明專利]啟動燃料電池系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980120501.0
• 申請日: 2009-04-08
• 公開（公告）號: CN102047485A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設計）人: U·M·林貝克;M·阿貝勒;C·R·路易;A·E·內(nèi)爾森
• 申請（專利權）人: BDFIP控股有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

1.一種用于在啟動過程期間啟動燃料與氧化劑之間的電化學反應的系統(tǒng)，包括：

燃料電池堆，其在正常工作條件期間可輸出標稱電壓以及在啟動過程期間可輸出降低的啟動電壓；以及

至少一個設施外圍(BOP)裝置，其支持所述燃料電池堆的工作，在由所述燃料電池堆供以所述標稱電壓時可工作于標稱輸出，以及在由所述燃料電池堆供以所述降低的啟動電壓時可工作于降低的輸出。

2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述BOP裝置包括：

氧化劑供給裝置電動機，其由所述燃料電池堆供電，在被供以所述標稱電壓時可用于將標稱流速的空氣流提供給所述燃料電池堆，以及在被供以所述降低的啟動電壓時可用于將降低速率的空氣流提供給所述燃料電池堆，其中所述降低速率的空氣流在所述啟動過程期間維持了在所述燃料和所述氧化劑之間的所述電化學反應。

3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述BOP裝置包括：

燃料再循環(huán)系統(tǒng)電動機，其由所述燃料電池堆供電，在被供以所述標稱電壓時可用于向所述燃料電池堆提供標稱速率的燃料再循環(huán)，以及在被供以所述降低的啟動電壓時可用于向所述燃料電池堆提供降低速率的燃料再循環(huán)，其中所述降低速率的燃料再循環(huán)在所述啟動過程期間維持了所述燃料和所述氧化劑之間的所述電化學反應。

4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述BOP裝置包括：

熱管理系統(tǒng)加熱器，其可用于在所述啟動過程期間加熱流體；以及

熱管理系統(tǒng)電動機，其由所述燃料電池堆供電，在以所述標稱電壓供應功率時可用于向所述燃料電池堆以標稱速率循環(huán)所述流體，以及在以所述降低的啟動電壓供電時可用于向所述燃料電池堆以降低的速率循環(huán)被加熱時的流體，其中被加熱的流體在所述啟動過程期間提高了所述燃料電池堆的溫度。

5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述BOP裝置包括：

可變速電動機，其由所述燃料電池堆供電，在被供以所述標稱電壓時可工作于標稱速率下，以及在被供以所述降低的啟動電壓時可工作于降低的速率下。

6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括：

直流-直流(DC/DC)升壓變換器，其電耦接至所述燃料電池堆的輸出，以及在所述啟動過程期間可用于將來自所述燃料電池堆的所述降低的啟動電壓升高到所述標稱電壓。

7.一種用于啟動燃料電池堆內(nèi)的電化學反應的方法，該方法包括：

在啟動過程期間將燃料注入所述燃料電池堆中；

在所述啟動過程期間從所述燃料電池堆接收處于降低的啟動電壓下的功率，其中所述降低的啟動電壓小于所述燃料電池堆的標稱電壓；

以處于所述降低的啟動電壓下的所述功率給至少一個設施外圍(BOP)裝置供電；以及

響應于供以所述降低的啟動電壓使所述至少一個BOP裝置工作于降低的輸出下。

8.根據(jù)權利要求7所述的方法，還包括：

在所述啟動過程期間維持所述降低的啟動電壓以在所述燃料電池堆內(nèi)產(chǎn)生熱，其中所產(chǎn)生的熱提高了所述燃料電池堆的溫度。

9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中給所述至少一個BOP裝置供電包括：

給氧化劑供給裝置電動機供以所述降低的啟動電壓以向所述燃料電池堆提供降低速率的空氣流。

10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中給所述至少一個BOP裝置供電包括：

給燃料再循環(huán)泵電動機供以所述降低的啟動電壓以使所述燃料以降低的流速率再循環(huán)通過所述燃料電池堆。

11.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中給所述至少一個BOP裝置供電包括：

在所述啟動過程期間給熱管理系統(tǒng)加熱器供電以加熱流體；以及

給熱管理系統(tǒng)電動機供以所述降低的啟動電壓以使被加熱時的流體以降低的流速率循環(huán)通過所述燃料電池堆以提高所述燃料電池堆的溫度。

12.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中給所述至少一個BOP裝置供電包括：

給可變速電動機供以所述降低的啟動電壓使得所述可變速電動機工作于降低的速率下。

13.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中給所述至少一個BOP裝置供電包括：

給可變速電動機供以所述降低的啟動電壓使得所述可變速電動機工作于降低的扭矩下。