燃料电池和蓄电池制造技术

本发明专利技术提供一种燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，所述燃料电池组合件与所述电化学蓄电池之间具有电连接，所述电连接包含电流闭锁元件以防止存储于所述蓄电池中的电流流入所述燃料电池组合件中，且其中所述电连接缺少由所述燃料电池组合件产生的流动到所述蓄电池的电流的电流控制组件。

Fuel cells and batteries

The present invention provides a fuel cell assembly and electrochemical battery combined with electrical connection between the fuel cell assembly and the electrochemical battery current, the electrical connection includes a current blocking element stored in the battery to prevent the inflow of the fuel cell assembly, wherein the electrical connection the lack of generated by the fuel cell assembly flow to the current battery control module.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池和蓄电池本专利技术涉及燃料电池与例如电化学蓄电池等蓄电池的组合。本专利技术还涉及布置成堆叠或平面阵列的多个独立燃料电池，所述堆叠或平面阵列具有燃料电池中的至少一些之间的可配置或可重新配置的互连。本专利技术还涉及互连控制器，所述互连控制器经配置以重新配置多个燃料电池之间的电互连。常规电化学燃料电池将通常皆呈气态流形式的燃料和氧化剂转换成电能和反应产物。用于使氢气和氧气反应的共同类型的电化学燃料电池包括聚合离子(质子)交换膜(PEM)，其中燃料和空气通过所述膜的相应侧。质子(也就是说，氢离子)传导通过PEM，由通过连接燃料电池的阳极和阴极的电路传导的电子平衡。为了增加可用电压，可形成堆叠，所述堆叠包括数个此类膜，所述膜布置有单独的阳极和阴极流体流路径。此堆叠通常呈块的形式，所述块包括众多独立燃料电池板，在堆叠的任一端处通过端板将所述燃料电池板面对面地固持在一起。在替代配置中，燃料电池可布置成平面或层状阵列；它是并排而非面对面的，从而形成例如大体上层状薄片。根据第一方面，提供燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，所述燃料电池组合件与所述电化学蓄电池之间具有电连接，所述电连接包含电流闭锁元件，从而防止存储于蓄电池中的电流流入燃料电池组合件中，且其中电连接缺少由燃料电池组合件产生的流动到蓄电池的电流的电流控制组件。这种情形是有利的，因为保护燃料电池不受来自蓄电池的过电压影响，但可通过不为从燃料电池流动到蓄电池的电流提供任何电流控制来减少组件计数。任选地，电连接缺少包括DC-DC转换器的电流控制组件。任选地，电连接缺少电流控制组件，所述电流控制组件经配置以对从燃料电池组合件到蓄电池的电流施加截止限值。因此，电连接不包含有功电流控制，所述有功电流控制使用燃料电池组合件、蓄电池或其组合的测量数量来控制电流。任选地，燃料电池组合件的最大开路电压经配置以小于或等于蓄电池的最大输出电压。这种情形是有利的，因为燃料电池组合件自身经配置以与蓄电池的参数匹配，以使得在没有电流控制的情况下保护蓄电池不受过量电压的影响。任选地，燃料电池组合件的最大开路电压小于阈值电压，所述阈值电压比蓄电池的最大输出电压大10％。或者，阈值可比蓄电池的最大输出电压大5％、2％或1％。使用阈值是有利的，因为燃料电池的开路电压输出将大于在燃料电池组合件欠载的情况下所能经受的电压。任选地，燃料电池组合件经配置以提供燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在蓄电池在其操作电压下限处操作时能够满足蓄电池的C速率的电流。因此，燃料电池的电流输出最高可为由c-速率*最大电池容量限定的最大电流。任选地，组合件中的所有燃料电池具有相同的电化学类型。任选地，燃料电池组合件包括至少两个燃料电池，燃料电池组合件中的每一燃料电池具有阳极和阴极以提供与组合件或组合件输出端子的其它燃料电池的电互连，其中燃料电池组合件的多个燃料电池之间的电互连可重新配置，以使得所述多个燃料电池或其子集可通过以下方式中的至少两个方式连接；i)与组合件的另一燃料电池串联；ii)与组合件的另一燃料电池并联；或iii)与组合件断开连接。任选地，燃料电池组合件包含互连控制器，所述互连控制器经配置以在使用中主动地重新配置互连。任选地，互连控制器经配置以主动地布置燃料电池之间的互连，以使得数个串联燃料电池提供燃料电池组合件的最大开路电压，所述最大开路电压经配置以小于或等于蓄电池的最大输出电压。任选地，互连控制器经配置以主动地布置燃料电池之间的互连，以使得数个并联燃料电池提供燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在蓄电池在其操作电压下限处操作时能够满足蓄电池的C速率的电流。任选地，互连控制器经配置以主动地布置燃料电池之间的互连，以控制并联布置的电池的邻接群组的区域，从而提供燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在蓄电池在其操作电压下限处操作时蓄电池的C速率。根据本专利技术的第二方面，提供燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，所述燃料电池组合件与所述电化学蓄电池之间具有电连接，所述电连接包括开关，所述开关经配置以控制由燃料电池组合件产生的流动到蓄电池的电流，开关经配置以在燃料电池组合件的电压输出大于蓄电池的最大电压时防止电流流动，且其中所述开关的操作独立于瞬时蓄电池电压或使其作出改变。这种情形是有利的，因为控制燃料电池与蓄电池之间的电流流动简单明了，且具有成本效益。截止开关提供鲁棒构件，所述鲁棒构件用于保护蓄电池免受由燃料电池产生的高于蓄电池的最大操作电压的电压影响，所述最大操作电压是由制造商指定。任选地，电连接包含电流闭锁元件以防止存储于蓄电池中的电流流入燃料电池组合件中。因此，提供另一鲁棒组件以保护燃料电池组合件不让其从蓄电池接收电流。任选地，开关经配置以在燃料电池组合件的电压输出小于蓄电池的最大电压时，允许电流流动而不进行调制。这种情形是有利的，因为开关不需要执行任何调制来匹配燃料电池的电压与蓄电池的电压。任选地，开关具有小于0.5Hz或小于0.1Hz的开关频率。因此，开关充当截止开关，而非时间调制电压。任选地，燃料电池组合件经配置以提供燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在蓄电池在其操作电压下限处操作时能够满足蓄电池的C速率的电流。任选地，燃料电池组合件包括至少两个燃料电池，燃料电池组合件中的每一燃料电池具有阳极和阴极以提供与组合件或组合件输出端子的其它燃料电池的电互连，其中燃料电池组合件的多个燃料电池之间的电互连可经配置，以使得所述多个燃料电池或其子集可通过以下方式中的至少两个方式连接；i)与组合件的另一燃料电池串联；ii)与组合件的另一燃料电池并联；或iii)与组合件断开连接。任选地，燃料电池组合件包含经配置以在使用中主动地重新配置互连的控制器。任选地，控制器经配置以主动地布置燃料电池之间的互连，以使得数个并联燃料电池提供燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在蓄电池在其操作电压下限处操作时能够满足蓄电池的C速率的电流。任选地，控制器经配置以主动地布置燃料电池之间的互连以控制并联布置的电池的邻接群组的区域，从而提供燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在蓄电池在其操作电压下限处操作时能够满足蓄电池的C速率的电流。根据本专利技术的第三方面，提供燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中燃料电池组合件经配置以使得；燃料电池组合件的最大开路电压小于或等于阈值电压，所述阈值电压与蓄电池的最大输出电压相关；和/或燃料电池组合件满功率时的电流输出小于或等于在蓄电池在其操作电压下限处操作时能够满足蓄电池的C速率的电流。任选地，阈值电压包括等于蓄电池的最大输出电压的电压。任选地，阈值电压包括比蓄电池的最大输出电压大10％、5％、2％或1％的电压。这种情况可补偿在燃料电池连接到负载时燃料电池的电压输出与其开路电压之间的差。任选地，电连接会连接燃料电池和蓄电池，且其中电连接包含电流闭锁元件以防止存储于蓄电池中的电流流入燃料电池组合件中，且其中电连接缺少由燃料电池组合件产生的流动到蓄电池的电流的电流控制组件。现在接着是仅作为实例的参看附图的本专利技术的实施例的详细描述，在所述附图中：图1展示燃料电池组合件与蓄电池的组合的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，所述燃料电池组合件与所述电化学蓄电池之间具有电连接，所述电连接包含电流闭锁元件以防止存储于所述蓄电池中的电流流入所述燃料电池组合件中，且其中所述电连接缺少由所述燃料电池组合件产生的流动到所述蓄电池的电流的电流控制组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.15 GB 1418271.11.一种燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，所述燃料电池组合件与所述电化学蓄电池之间具有电连接，所述电连接包含电流闭锁元件以防止存储于所述蓄电池中的电流流入所述燃料电池组合件中，且其中所述电连接缺少由所述燃料电池组合件产生的流动到所述蓄电池的电流的电流控制组件。2.根据权利要求1所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述电连接缺少包括DC-DC转换器的电流控制组件。3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述电连接缺少电流控制组件，所述电流控制组件经配置以对从所述燃料电池组合件到所述蓄电池的电流施加截止限值。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述燃料电池组合件的最大开路电压经配置成小于或等于所述蓄电池的最大输出电压。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述燃料电池组合件的所述最大开路电压小于阈值电压，所述阈值电压比所述蓄电池的最大输出电压大10％。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述燃料电池组合件经配置以提供所述燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在所述蓄电池在其操作电压下限处操作时能够满足所述蓄电池的C速率的电流。7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述燃料电池组合件包括串联布置的多个燃料电池，串联布置的燃料电池数目大体上包括所述蓄电池的所述最大输出电压除以所述燃料电池组合件的独立燃料电池的开路输出电压。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中燃料电池组合件包括至少两个燃料电池，所述燃料电池组合件中的每一燃料电池具有阳极和阴极以提供与所述组合件或组合件输出端子的其它燃料电池的电互连，其中所述燃料电池组合件的多个所述燃料电池之间的所述电互连可配置以使得所述多个燃料电池或其子集可通过以下方式中的至少两个方式连接；i)与所述组合件的另一燃料电池串联；ii)与所述组合件的另一燃料电池并联；或iii)与所述组合件断开连接。9.根据权利要求8所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述燃料电池组合件包含控制器，所述控制器经配置以在使用中主动地重新配置所述互连。10.根据权利要求9所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述控制器经配置以主动地布置所述燃料电池之间的所述互连，以使得所述数个串联燃料电池提供所述燃料电池组合件的所述最大开路电压，所述最大开路电压经配置以小于或等于所述蓄电池的最大输出电压。11.根据权利要求9所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述控制器经配置以主动地布置所述燃料电池之间的所述互连，以使得所述数个并联燃料电池提供所述燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在所述蓄电池在其操作电压下限处操作时所述蓄电池的所述C速率。12.根据权利要求9所述的燃料电池组合件与电化学蓄电池的组合，其中所述控制器经配置以主动地布置所述燃料电池之间的所述互连，以控制并联布置的电池的邻接群组的区域，从而提供所述燃料电池组合件满功率时的电流输出，所述电流输出小于或等于在所述蓄电池在其操...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎克瑞·埃利奥特，内森·格兰杰，
申请(专利权)人：智慧能量有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB