[发明专利]基于利用率的燃料电池监测和控制

权利要求书

1.能量产生和消耗组件，包括：

燃料源，其适于在供给压力下提供供给燃料；

燃料电池堆，其包括至少一个燃料电池，其中所述燃料电池堆适于接收氧化剂，适于在所述供给压力下接收来自所述燃料源的供给燃料，并适于使用至少一部分所接收的供给燃料来产生产量电流量的电流以响应外加负载；

负载施加组件，其适于被控制以施加负载到所述燃料电池堆；

控制系统，其适于检测与所述燃料电池堆相关的压力，适于确定目标产量电流量，在所述目标产量电流量下，所述燃料电池堆消耗预先确定比例的所述供给燃料用于所检测到的压力，适于基于所述目标产量电流量来控制所述燃料电池堆的操作。

2.如权利要求1所述的能量产生和消耗组件，其中所述控制系统进一步适于通过主动地控制所述负载施加组件来控制所述产量电流量。

3.如权利要求1所述的能量产生和消耗组件，其中所述控制系统适于控制供给燃料的输送以将所检测到的压力维持在预先确定的范围内。

4.如权利要求1所述的能量产生和消耗组件，其中所述控制系统适于主动地控制所述燃料电池堆的电流产量，以至少部分地响应所检测到的压力。

5.如权利要求1所述能量产生和消耗组件，其中，所述控制系统适于控制所述供给燃料的输送，以至少部分地响应所检测到的压力。

6.如权利要求1所述的能量产生和消耗组件，其中所述控制系统进一步适于基于所述目标产量电流量和所检测到的压力确定供给燃料的目标流量，其中所述燃料源适于被控制以从一种或更多原料中产生所述供给燃料，并且其中所述控制系统适于基于供给燃料的所述目标流量来控制使用由燃料源提供的所述原料。

7.如权利要求6所述的能量产生和消耗组件，其中所述燃料源包括燃料处理器，所述燃料处理器适于产生所述供给燃料，并且进一步其中所述控制系统适于控制由所述燃料处理器产生的所述供给燃料的产量以将所述供给压力维持在第一阈值之下，并适于控制所述燃料电池堆产生的电流产量以将所述供给压力维持在第二阈值之上。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中所述燃料源进一步包括氢存贮设备。

9.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中所述燃料源包括燃料处理器，所述燃料处理器适于从至少一种原料中产生所述供给燃料。

10.如权利要求9所述的能量产生和消耗组件，其中所述控制系统适于控制由所述燃料处理器产生的所述供给燃料的产量以将所述供给压力维持在第一阈值之下，并适于控制由所述燃料电池堆产生的电流产量以将所述供给压力维持在第二阈值之上。

11.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中所述负载施加组件包括至少一个能量消耗设备。

12.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中所述燃料电池堆适于在一出口压力下，在出口孔处排出未使用燃料，并且其中与所述燃料电池堆相关的的所述压力包括所述出口压力。

13.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中所述燃料电池堆适于在进口压力下接收所述供给燃料，并且其中由所述控制系统检测到的所述压力包括所述进口压力。

14.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中与所述燃料电池堆相关的所述压力在所述燃料电池堆中被检测到。

15.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中所述负载施加组件包括至少一个能量消耗设备。

16.如权利要求1-7中任意一项所述的能量产生和消耗组件，其中所述负载施加组件包括至少一个能量存储设备。

17.一种操作能量产生和消耗组件的方法，包括：

在供给压力下，提供供给燃料；

施加氧化剂和所述供给燃料到燃料电池堆，所述燃料电池堆包括至少一个燃料电池；

由所述燃料电池堆产生产量电流量的电流；

检测所述燃料电池堆处的压力；

确定目标产量电流量，在所述目标产量电流量下，所述燃料电池堆消耗预先确定比例的所述供给燃料用于所检测到的压力；以及

基于所述目标产量电流量控制所述燃料电池堆的操作。