[發明專利]燃料電池系統及其停機方法

有效

• 申請號: 201611041688.3
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108091907B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王宏剛;孔祥東;安德魯·菲利普·夏皮羅;帕特里克·卡羅爾;約翰·皮契瑞洛
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04298;H01M8/04955;H01M8/04537
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

1.一種燃料電池系統，其包括：

陽極循環回路，其中，所述陽極循環回路包括用于產生電力并具有陽極和陰極的燃料電池電堆；

燃料供應裝置，其用于將燃料提供至所述陽極循環回路中；

空氣供應裝置，其用于將空氣提供至所述燃料電池電堆的所述陰極；

電壓監控裝置，其用于監控所述燃料電池電堆的電壓；及

陽極保護控制器，其中，每當所述燃料電池電堆的電壓降到低于預定的電壓閾值時，所述陽極保護控制器將把從所述燃料電池電堆拉出的電流降低預定量，并且，基于降低后的電流去降低提供至所述陽極循環回路中的所述燃料的燃料流量，從而維持所述陽極循環回路中的水碳比高于預定的水碳比限度。

2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料電池電堆的電壓大于或等于所述預定的電壓閾值時，如果所述電流仍然大于所述預定量，則所述陽極保護控制器等待直到所述燃料電池電堆的電壓降到低于所述預定的電壓閾值，如果所述電流小于或等于所述預定量，則將所述電流設置為零。

3.根據權利要求1或2所述的燃料電池系統，其還包括：

水蒸氣供應裝置，其用于將用于燃料重整的水蒸氣供應至所述陽極循環回路中。

4.根據權利要求3所述的燃料電池系統，其中，每當所述燃料電池電堆的電壓降到低于所述預定的電壓閾值時，所述陽極保護控制器還將增加供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣的水蒸氣流量。

5.根據權利要求3所述的燃料電池系統，其中，所述陽極保護控制器包括：

水碳比模型，其中，所述陽極保護控制器根據所述降低后的電流從所述水碳比模型中確定所需降低的燃料流量需求。

6.根據權利要求5所述的燃料電池系統，其中，所述水碳比模型定義了從提供至所述陽極循環回路中的所述燃料流量、供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣流量、從所述燃料電池電堆拉出的所述電流及所述燃料電池電堆的溫度映射出所述陽極循環回路中的所述水碳比的關系。

7.根據權利要求6所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料電池電堆的溫度高于預定的溫度時，如果從所述燃料電池電堆拉出的電流大于零，并且，供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣流量為零，則在所述水碳比模型中，所述陽極循環回路中的所述水碳比與提供至所述陽極循環回路中的所述燃料流量及從燃料電池電堆拉出的所述電流有關。

8.根據權利要求6所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料電池電堆的溫度高于預定的溫度時，如果從所述燃料電池電堆拉出的電流大于零，并且，供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣流量大于零，則在所述水碳比模型中，所述陽極循環回路中的所述水碳比與提供至所述陽極循環回路中的所述燃料流量、供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣流量及從燃料電池電堆拉出的所述電流有關。

9.根據權利要求6所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料電池電堆的溫度高于預定的溫度時，如果從所述燃料電池電堆拉出的電流為零，并且，供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣流量大于零，則在所述水碳比模型中，所述陽極循環回路中的所述水碳比與提供至所述陽極循環回路中的所述燃料流量、供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣流量及所述燃料電池電堆的所述溫度有關。

10.根據權利要求6所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料電池電堆的溫度低于預定的溫度時，則在所述水碳比模型中，所述陽極循環回路中的所述水碳比與提供至所述陽極循環回路中的所述燃料流量及供應至所述陽極循環回路中的所述水蒸氣流量有關。

11.根據權利要求1或2所述的燃料電池系統，其中，每當所述燃料電池電堆的電壓降到低于所述預定的電壓閾值時，則所述陽極保護控制器還將維持所述陽極和所述陰極之間的壓差在預定的壓力范圍。