[发明专利]用于控制燃料电池模块的系统和方法

权利要求书

1.一种用于操作燃料电池堆的方法，其包括下述步骤：

a)使用泵使氢气在所述堆中再循环；

b)对响应于所述泵在再循环氢气的每单位的体积流动速率下消耗的能量的参数进行监测；以及

c)在所述参数高于优选的值或范围的情况下增加从所述堆移除水的速率，或者在所述参数低于所述经选择的值或范围的情况下降低从所述堆移除水的速率。

2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤b)包括：以大体上恒定的电压或速度在一段时间内操作所述泵，且所监测的参数是所述泵抽取的电流。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述泵是再生泵或离心泵。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，通过下述操作中的一者或多者来增加或降低从所述堆移除水的速率：改变阳极侧清除速率；改变阴极侧流动速率；以及改变堆温度或冷却系统温度。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，步骤c)包括：在所参数高于优选的值或范围的情况下提高所述堆的温度设定，或者在所述参数低于所述优选的值或范围的情况下降低所述堆的温度。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，步骤c)包括：改变与用于使水流经所述堆和散热器的冷却系统相关联的散热器风扇的速度。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，步骤c)包括：提高或降低冷却系统温度设定点或范围。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述模块包括与用于使水流经所述堆和散热器的冷却系统相关联的散热器风扇，且所述方法包括下述步骤：在所述冷却系统的经测量温度高于所述温度设定点或范围的情况下增加所述散热器风扇的速度，且在所述经测量温度低于所述设定点或范围的情况下降低所述散热器风扇的速度。

9.如权利要求7或8所述的方法，其中，步骤c)包括下述步骤：将所监测的参数的值映射到温度设定点调节值。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，步骤b)包括向控制器发送用于表明所述参数的信号，且步骤c)包括所述控制器向与所述堆相关联的一个或多个辅助系统元件发送信号。

11.一种用于操作燃料电池堆的方法，其包括下述步骤：

a)使用泵使氢气在所述堆中再循环；

b)以大体上恒定的电压或速度在时间段内操作所述泵，并监测所述泵抽取的电流或功率；

c)将所述泵抽取的所述电流或功率映射到温度设定点调节值；以及

d)将所述温度设定点调节值应用到所述燃料电池堆的冷却系统的温度设定点。

12.一种用于操作燃料电池模块的方法，其包括下述步骤：

a)获得与氢气再循环泵相关联的信号，所述信号响应于氢气再循环回路中的气体的密度或湿度；以及

b)在对影响从所述堆移除水的效果的一个或多个辅助系统元件进行控制时考虑所述信号。

13.一种燃料电池模块，其包括：

a)氢气再循环泵；以及

b)控制器，

其中，c)所述控制器接收信号，所述信号用于表明所述泵对氢气再循环回路中的气体的密度或湿度的变化的响应，以及

d)所述控制器被编程为在对影响从所述堆移除水的效果的一个或多个辅助系统元件进行控制时考虑所述信号。

14.一种用于燃料电池模块的控制器，所述控制器被配置为接收响应于所述燃料电池模块中的泵在再循环氢气的每单位的体积流动速率下消耗的能量的信号，并向所述燃料电池模块的辅助系统元件输出信号，其中，所输出的信号用于在所述信号高于优选的值或值的范围的情况下使水被以更高的速率从所述堆移除，且在所述信号低于优选的值或值的范围的情况下使水被以更低的速率从所述堆移除。

15.如权利要求14所述的控制器，其中，所述控制器被编程为将用于表明所述泵抽取的电流的信号映射到温度设定点调节值。

16.氢气再循环泵在燃料电池模块或燃料电池模块操作方法中作为湿度或膜水含量传感器的应用。

17.如权利要求16所述的应用，其包括如下步骤：监测所述再循环泵的功率消耗或速度。