[发明专利]燃料电池系统

说明书

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℃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℃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 60 458 A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。

附图说明

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。

具体实施方式