[發明專利]燃料電池系統和方法

在審

• 申請號: 202180052423.6
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN116134646A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 奧利弗·波斯爾思韋特;西蒙尼·多齊奧;脇田雄斗;中里川崎;宋敏文;佐伯拓也;田中靖訓
• 申請（專利權）人: 賽瑞斯知識產權有限公司;三浦工業有限公司
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;張珉瑞

1.一種燃料電池系統，包括：

至少一個燃料電池堆，所述燃料電池堆包括至少一個燃料電池，且具有陽極入口、用于陽極廢氣流動的陽極廢氣出口；

第一熱交換器，被聯接以接收從所述陽極廢氣出口輸出的陽極廢氣，所述第一熱交換器被配置為在所述陽極廢氣與傳熱流體之間進行熱交換，以冷卻所述陽極廢氣并加熱所述傳熱流體；

第二熱交換器，被配置為向所述傳熱流體提供熱量；

除熱區，被配置為從所述傳熱流體中移除熱量；以及

泵，被配置為泵送所述傳熱流體環繞流體回路在移除熱能的除熱區、添加熱能的第二熱交換器、添加熱能的第一熱交換器的流動方向上流動。

2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，還包括分離器，用于接收來自所述第一熱交換器的陽極廢氣，且被配置為從含有剩余水蒸氣的陽極廢氣中分離出冷凝水。

3.根據權利要求1或2所述的燃料電池系統，還包括燃燒器，所述陽極廢氣通過所述燃燒器，所述燃燒器在所述分離器之后，且所述陽極廢氣中的剩余燃料被燃燒，并且其中燃燒產物被輸送到所述第二熱交換器，以向所述傳熱流體提供所述熱量。

4.根據權利要求3所述的燃料電池系統，還包括被配置為向燃燒器供應燃料的增補線，其中所述燃燒器對燃料的使用可以被控制以增加所述燃燒產物的熱含量，從而提高所述傳熱流體的溫度。

5.根據前述權利要求中任一項所述的燃料電池系統，其中，所述除熱區包括第三熱交換器，所述第三熱交換器被配置為將熱量從所述傳熱流體移除并傳遞到另一種介質。

6.根據權利要求5所述的燃料電池系統，其中，所述另一種介質的質量流率可以被控制，以控制所述傳熱流體的除熱速率。

7.根據權利要求6所述的燃料電池系統，其中，所述另一種介質是氣體，且其中所述氣體由配置為控制所述傳熱流體的熱傳遞的可控風扇驅動通過所述第三熱交換器。

8.根據權利要求7所述的燃料電池系統，其中，所述氣體是空氣，且被所述第三熱交換器加熱，用于加熱封閉的體積。

9.根據前述權利要求中任一項所述的燃料電池系統，其中，所述除熱區包括所述流體回路中的第四熱交換器，所述第四熱交換器被配置為在所述傳熱流體的溫度高于儲熱器的溫度時將熱量從所述傳熱流體移除并傳遞到所述儲熱器且在所述傳熱流體的溫度低于所述儲熱器的溫度時從所述儲熱器向所述傳熱流體提供熱量。

10.根據權利要求9所述的燃料電池系統，其中，所述儲熱器包括熱水回路，水在其中循環流動。

11.根據前述權利要求中任一項所述的燃料電池系統，還包括第五熱交換器，所述第五熱交換器在所述流體回路中被置于所述除熱區與所述第一熱交換器之間，并且所述第五熱交換器被配置為向所述傳熱流體提供熱量。

12.根據前述權利要求中任一項所述的燃料電池系統，其中，所述泵可以被控制，以控制傳熱流體環繞所述流體回路的流率。

13.根據前述權利要求中任一項所述的燃料電池系統，其中，所述泵和所述除熱區的除熱速率中的一者或多者可以由算法控制，以使所述第一熱交換器之后的傳熱流體維持在目標溫度。

14.根據權利要求13所述的燃料電池系統，其中，依據所述燃料電池系統的運行狀況控制所述目標溫度。