[发明专利]包括紧凑歧管体的备用燃料电池发电机及管理其操作的方法

权利要求书

1.一种燃料电池发电机(1)，包括燃料电池堆(5)、用于向所述堆提供第一反应物流和第二反应物流的装置、以及岐管体(27)，所述装置依次包括所述第一反应物流的减压装置(4a)和所述第二反应物流的减压装置(4c)，所述岐管体(27)将所述第一反应物流和所述第二反应物流以及经由各自的冷却液环路(36)的至少一个冷却液流体的流提供给所述堆，所述岐管体(27)内部包括用于混合所述反应物流和相应的再循环的产物流的室，其特征在于：所述岐管体(27)还包括冷却液流体膨胀室(38)，在所述冷却液流体膨胀室内，所述第一反应物流的减压装置(4a)和所述第二反应物流的减压装置(4c)被布置为至少部分地被所述冷却液流体淹没。

2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述岐管体(27)包括：第一混合室(23)，液体地连接到第一冷凝室(25)；第二混合室(24)，经由燃料电池堆(5)液体地连接到第二冷凝室(26)，所述第一冷凝室和所述第二冷凝室液体地连接到所述堆(5)。

3.根据权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述第一冷凝室和所述第二冷凝室被设计为通过旋风效应并通过重力分别移除从所述第一反应物流和所述第二反应物流冷凝的水颗粒。

4.根据权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述岐管体(27)还包括：第一排水器(6)和第二排水器(7)，第一排水器和第二排水器分别液体地连接到所述第一冷凝室(25)和所述第二冷凝室(26)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的发电机，其特征在于，所述冷却液流体膨胀室(38)包含离子交换树脂。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的发电机，其特征在于，所述岐管体(27)设置有多个探测器，所述探测器适于测量反应物流、产物流和冷却液流体的流的相应的多个参数，所述发电机(1)还包括电压监控装置(39)，电压监控装置适于获取与作为一个整体的所述堆(5)相关的电压数据以及与所述堆(5)中的单体燃料电池相关的电压数据。

7.一种启动燃料电池发电机以满足用户的功率请求(UPR)的方法，包括：

(a)以下面的方式向所述用户并行提供辅助功率供给(APS)和从燃料电池获得的燃料电池功率供给(FCP)：辅助功率供给和燃料电池功率供给之和基本等于所述用户的功率请求(UPR)；

(b)获取与总的堆电压(V_S)相关的数据以及与堆中的每个单体电池的单独的电池电压(V_SC)相关的数据；

(c)逐渐地增加所述燃料电池功率供给(FCP)并减小所述辅助功率供给(APS)，使得辅助功率供给和燃料电池功率供给之和保持基本等于所述用户的功率请求(UPR)；

其特征在于：

仅当检测到所述获取的数据大于存储在存储单元中的各自的参考值(V_O，S和V_O，SC)时，并且仅直到检测到所述燃料电池功率供给(FCP)等于所述用户的功率请求(UPR)为止，执行增加所述燃料电池功率供给(FCP)的步骤(c)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当检测到所述获取的数据小于存储在存储单元中的各自的参考值V_O，S和V_O，SC时，减小所述燃料电池功率供给(FCP)，并相应增加所述辅助功率供给(APS)。

9.根据权利要求6和7所述的方法，其特征在于，存储在存储单元中的所述参考值V_O，S和V_O，SC与避免局部过热和/或燃料电池的淹没的堆操作条件对应。

10.一种关闭燃料电池发电机的方法，包括：

(a)中断向堆供应新鲜反应物；

(b)测量堆温度；

(c)冷却燃料电池堆；

(d)将水排出燃料电池堆；

其特征在于：

所述步骤(c)和(d)同时执行，直到检测到堆温度小于存储在存储单元中的参考值。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)包括：

(e)将燃料电池堆连接到电阻器；

(f)将废气再循环到燃料电池堆。