專利名稱：燃料電池系統(tǒng)和所述燃料電池系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)及其控制方法。更具體地，本發(fā)明涉及 一種燃料電池系統(tǒng)及其控制方法，所述燃料電池系統(tǒng)及其控制方法通過由 燃料處理器產(chǎn)生的熱量加熱的熱介質(zhì)的循環(huán)加熱燃料電池系統(tǒng)的電池堆
(stack),能夠快速和有效地提高燃料電池系統(tǒng)的電池堆的溫度，直到燃 料電池系統(tǒng)的電池堆可以正常操作為止。
背景技術(shù)：
通常，燃料電池系統(tǒng)通過諸如氧化還原反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)獲得電能和 熱能。諸如石油和煤的礦物能源的儲存量有限。此外，當使用礦物能源時 會產(chǎn)生各種污染物，從而造成環(huán)境污染的問題。
燃料電池系統(tǒng)通過以高效率進行電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能和熱能，所以燃 料電池系統(tǒng)作為能解決能量損耗和環(huán)境污染問題的可供選擇的能源受到 關(guān)注。
如韓國專利申請第1998-0016383號和第2003-0047158號中公開的一 樣，燃料電池系統(tǒng)包括燃料供給單元、燃料處理器、電池堆和冷卻液供給 單元。
在下文中，將參照圖l詳細說明傳統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)的操作。 傳統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)110包括燃料供給單元150，所述燃料供給單元將
諸如LNG、 LPG和煤油的CH基燃料供給到燃料處理器120。
燃料處理器120允許被脫硫的燃料經(jīng)歷重整和CO去除過程。當燃料經(jīng)
過以上過程時，燃料轉(zhuǎn)換成主要包括氫且具有低含量的CO (—氧化碳)
的氣體。所述氣體與外部空氣混合，從而形成轉(zhuǎn)化氣。將轉(zhuǎn)化氣供給到電
池堆130。
電池堆130可以通過堆疊進行電化學(xué)反應(yīng)的多個單個電池制備而成。 單個電池為MEA (膜電極組件)，其中陽極和陰極設(shè)置在電解液層周圍。陽極通過利用催化劑將氫分解成氫離子和電子，從而產(chǎn)生電力，而陰極將 氫離子與電子結(jié)合，從而產(chǎn)生水。
冷卻液供給單元140將冷卻液供給到插在單個電池之間的冷卻板，以
便使熱量散發(fā)到電池堆130之外，該熱量在電化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生。
同時，由于化學(xué)反應(yīng)不能從燃料電池系統(tǒng)iio的初始操作主動進行預(yù) 定的時間段，因此所以燃料電池系統(tǒng)iio的部件不能達到適于正常操作的
溫度。由于用于部件的正常操作的溫度可能根據(jù)部件而變化，所以即使一 些部件在相對低的溫度正常操作，需要較高溫度進行正常操作的部件也不 能正常操作。
例如，燃料處理器120的重整器(未顯示)可以有效地以相對低的溫 度產(chǎn)生氣體，但燃料處理器120的變換反應(yīng)器(未顯示)不能在相對低的 溫度正常操作，使得不能有效地去除CO。
在此情況下，已經(jīng)通過變換反應(yīng)器的氣體包括大約75%的氫和大約5 X的CO。如果含有大約5X的CO的氣體供給到電池堆130，則可能損壞電 池堆130。因此，即使氣體含有大約75%的有用氫，也不能使用該氣體作 為轉(zhuǎn)化氣。為此，將氣體供給到燃燒器160或燃料供給單元150，使得氣體 燃燒，直到可以產(chǎn)生含有低于預(yù)定水平的CO的轉(zhuǎn)化氣為止。外部空氣供 給單元170將外部空氣供給到燃料處理器120。
然而，傳統(tǒng)的燃料電池系統(tǒng)從其初始操作需要大量時間以達到適于正 常操作的溫度。
為了解決該問題，已經(jīng)提出了一種用于通過利用電加熱器加熱燃料電 池系統(tǒng)增加燃料電池系統(tǒng)的溫度的方法。然而，根據(jù)此方法，燃料電池系 統(tǒng)必須加熱很長時間，使得消耗大量的電能，從而導(dǎo)致高的操作成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種燃料電池系統(tǒng)及其控制方法，所 述燃料電池系統(tǒng)及其控制方法通過由燃料處理器產(chǎn)生的熱量加熱的熱介 質(zhì)的循環(huán)加熱燃料電池系統(tǒng)的電池堆，能夠快速和有效地提高燃料電池系 統(tǒng)的電池堆的溫度，直到燃料電池系統(tǒng)的電池堆可以正常操作為止。
本發(fā)明的另外的方面和/或優(yōu)點將部分在以下說明中進行闡述，并且部分由該說明而明顯，或可以通過本發(fā)明的實施獲悉。
本發(fā)明的前述和/或其它方面通過提供一種控制燃料電池系統(tǒng)的方法 實現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括產(chǎn)生轉(zhuǎn)化氣的燃料處理器以及通過接收來自燃料處理 器的轉(zhuǎn)化氣產(chǎn)生能量的電池堆。所述方法包括如下步驟執(zhí)行初始操作， 所述執(zhí)行初始操作的步驟包括操作燃料處理器以產(chǎn)生熱能、通過產(chǎn)生的熱 能加熱熱介質(zhì)、以及將電池堆的溫度提高到正常操作溫度，所述電池堆的 溫度提高步驟包括將熱介質(zhì)加熱到高溫；以及執(zhí)行正常操作，所述執(zhí)行正 常操作的步驟包括在電池堆的溫度已經(jīng)達到正常操作溫度后將轉(zhuǎn)化氣供 給到電池堆。
所述執(zhí)行初始操作的步驟包括如下步驟將具有高溫的熱介質(zhì)供給到 電池堆；以及加熱所述電池堆，該加熱所述電池堆的步驟包括通過設(shè)置在 燃料處理器和電池堆之間的循環(huán)加熱回路使熱介質(zhì)循環(huán)。
所述具有高溫的熱介質(zhì)的供給步驟包括將熱介質(zhì)直接供給到電池堆 的冷卻板。
具有高溫的熱介質(zhì)通過設(shè)置在電池堆中的冷卻液儲存器供給到電池 堆的冷卻板。
所述供給步驟包括同時將熱介質(zhì)供給到電池堆的冷卻板并提供冷卻 液儲存器。
熱介質(zhì)通過燃料處理器的熱交換器，使得加熱熱介質(zhì)，然后，當設(shè)置 在燃料處理器中的重整器的溫度已經(jīng)達到該重整器的操作開始溫度后，將 熱介質(zhì)供給到電池堆。
所述熱介質(zhì)的供給步驟在所述排出步驟后進行。
如果供給到電池堆的熱介質(zhì)的量達到電池堆的接收容量的上限，將出 現(xiàn)停止將熱介質(zhì)供給到電池堆的步驟。
如果供給到電池堆的熱介質(zhì)的量達到電池堆的接收容量的上限，則出 現(xiàn)排出儲存在電池堆中的一部分熱介質(zhì)。
如果設(shè)置在燃料處理器中的變換反應(yīng)器的溫度達到變換反應(yīng)器的預(yù) 設(shè)溫度，則進行供給熱介質(zhì)的步驟并開始加熱電池堆的步驟。
變換反應(yīng)器的預(yù)設(shè)溫度為IO(TC 。
所述循環(huán)步驟可以包括通過循環(huán)加熱回路強制循環(huán)熱介質(zhì)。所述循環(huán)步驟可以包括由于熱虹吸現(xiàn)象通過循環(huán)加熱回路循環(huán)熱介質(zhì)。
供給燃料被供給到燃料處理器，并且通過燃料處理器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣供 給到燃料處理器的燃燒器。
如果電池堆的溫度超過電池堆的適當操作溫度，在停止通過熱介質(zhì)的 循環(huán)對電池堆進行加熱的步驟及將轉(zhuǎn)化氣供給到燃燒器之后，將轉(zhuǎn)化氣供 給到電池堆。
燃料處理器設(shè)置有重整器，且當重整器的溫度高于重整器的操作極限 溫度時，將具有正常溫度的熱介質(zhì)供給到重整器以調(diào)節(jié)重整器的溫度。
燃料處理器設(shè)置有重整器，且當重整器的溫度高于重整器的操作極限 溫度時，將通過燃料處理器的熱交換器加熱的熱介質(zhì)供給到重整器以調(diào)節(jié) 重整器的溫度。
熱介質(zhì)包括水。
燃料處理器包括重整器、 一氧化碳去除器以及變換反應(yīng)器，所述方法 進一步包括如下步驟通過由重整器產(chǎn)生的熱能和由一氧化碳去除器產(chǎn)生 的熱能中的至少一種加熱熱介質(zhì)。
將由重整器和變換反應(yīng)器產(chǎn)生的供給氣體與空氣一起供給到一氧化 碳去除器以操作一氧化碳去除器，并在第二操作中將由一氧化碳去除器產(chǎn) 生的熱能供給到燃料處理器的熱交換器。
本發(fā)明的前述和/或其它方面通過提供一種燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)，所述 系統(tǒng)包括產(chǎn)生轉(zhuǎn)化氣的燃料處理器；通過從燃料處理器接收轉(zhuǎn)化氣產(chǎn)生 能量的電池堆；以及循環(huán)加熱回路，所述循環(huán)加熱回路設(shè)置在燃料處理器 與電池堆之間，以便在初始操作中利用由燃料處理器產(chǎn)生的熱量提高電池 堆的溫度，其中，循環(huán)加熱回路包括將熱介質(zhì)從燃料處理器供給到電池堆 的冷卻板流體通路以及使熱介質(zhì)從電池堆返回到燃料處理器的循環(huán)流體 通路。
燃料處理器包括熱交換器，電池堆包括冷卻板，冷卻板流體通路形成 于熱交換器和冷卻板之間。
燃料處理器包括熱交換器，并且電池堆包括冷卻液儲存器，并且冷卻 板流體通路形成于熱交換器和冷卻液儲存器之間。燃料處理器包括熱交換器，電池堆包括液體冷卻單元和冷卻液儲存 器，并且冷卻板流體通路形成于熱交換器和設(shè)置在電池堆中的冷卻板之間 以及熱交換器和冷卻液儲存器之間。
第一閥安裝在冷卻板流體通路中以控制熱介質(zhì)的供給，且第二閥安裝 在循環(huán)流體通路中以控制熱介質(zhì)的循環(huán)。
延伸到外部的排出管連接到設(shè)置在電池堆中的冷卻板，以排出儲存在 冷卻板中的熱介質(zhì)，并且閥安裝在排出管中以控制熱介質(zhì)的排出。
燃料處理器包括重整器，且重整器包括將具有正常溫度的熱介質(zhì)供給 到重整器的第一流體通路、以及從冷卻板流體通路分支以將具有高溫的熱 介質(zhì)供給到重整器的第二流體通路。
燃料處理器包括熱交換器和減少一氧化碳的含量的一氧化碳去除器， 而由一氧化碳去除器產(chǎn)生的熱能供給到熱交換器。
一氧化碳去除器的至少一個外表面與熱交換器的至少一個外表面面 接觸，并且熱能通過一氧化碳去除器和熱交換器之間的面接觸部分從一氧 化碳去除器供給到熱交換器。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的燃料電池系統(tǒng)及其控制方法可以快速和有效 地提高燃料電池系統(tǒng)的電池堆的溫度，直到燃料電池系統(tǒng)的電池堆可以通 過由燃料處理器產(chǎn)生的熱量加熱的熱介質(zhì)的循環(huán)加熱燃料電池系統(tǒng)的電 池堆而正常操作為止。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的燃料電池系統(tǒng)及其控制方法可以快速和 有效地提高燃料電池系統(tǒng)的電池堆的溫度，直到燃料電池系統(tǒng)的電池堆可 以通過利用由一氧化碳去除器產(chǎn)生的熱能加熱的熱介質(zhì)加熱燃料電池系 統(tǒng)的電池堆而正常操作為止。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的燃料電池系統(tǒng)及其控制方法可以通過向 電池堆供給在初始操作期間產(chǎn)生的熱水而快速提高燃料電池系統(tǒng)的電池 堆的溫度。


從下面結(jié)合附圖對實施例的說明本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點 將變得明顯和更容易理解，其中圖1是顯示傳統(tǒng)燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意
圖3A和圖3B是顯示圖2中所示的燃料電池系統(tǒng)的控制方法的流程圖； 圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意 圖；以及
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
下面將詳細參考實施例，附圖中示出實施例的實例，其中在全文中同 樣的附圖標記表示相同的元件。以下說明實施例以便通過參照

本 發(fā)明圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的燃料電池系統(tǒng)10包括進行重 整反應(yīng)的燃料處理器20、產(chǎn)生電力的電池堆30、儲存冷卻液的冷卻液儲存 器40、設(shè)置在燃料處理器20的熱交換器24和電池堆30的冷卻板36之間的循 環(huán)加熱回路71、以及將通過熱交換器24加熱的熱水供給到冷卻板36的冷卻 板流體通路72。
燃料處理器20通過重整反應(yīng)將CH基燃料50轉(zhuǎn)換成主要包括氫的轉(zhuǎn)化 氣。燃料處理器20包括燃燒器22、重整器23、變換反應(yīng)器26、混合器27 以及CO去除器29。
燃燒器22通過燃燒諸如LNG、 LPG或煤油的CH基燃料50產(chǎn)生熱量。 由燃燒器22產(chǎn)生的熱量被供給到重整器23以促進重整反應(yīng)。
重整器23通過燃燒器22被加熱以進行重整反應(yīng)。當燃料電池系統(tǒng)IO 初始操作時，將空氣和燃料50供給到燃燒器22以點燃燃燒器22。點燃的燃 燒器22加熱重整器23，使得重整器23的溫度達到300。C的操作開始溫度。在此情況下，為了操作燃燒器22以加熱重整器23,除了必要的閥之外，關(guān) 閉大多數(shù)安裝在燃料電池系統(tǒng)10中的閥。因此，由燃燒器22產(chǎn)生的熱量可 以完全用于加熱重整器23。如果初始操作的第一操作(以虛線顯示)在重 整器23的操作開始溫度開始，則第一閥91打開，使得除去離子的(DI)水 64通過熱交換器24。 DI水64在通過熱交換器24的同時被加熱，且然后通過 冷卻板流體通路72供給到電池堆30的冷卻板36，從而加熱電池堆30。同時， 燃燒器22連續(xù)加熱重整器23，使得重整器23的溫度達到50(TC的操作極限 溫度。重整器23可以在操作極限溫度和操作開始溫度之間的溫度范圍內(nèi)表 現(xiàn)出最優(yōu)性能。為了使重整器23保持在最優(yōu)溫度范圍內(nèi)，如果重整器23 的溫度超過操作極限溫度，則第四閥94打開以將水64供給到重整器23。如 果第四閥94打開，則具有正常溫度的水64被供給到重整器23，使得可以限 制重整器23的溫度的增加。通過第四閥94供給到重整器23的水通過吸收來 自重整器23的熱量轉(zhuǎn)換成具有高溫的蒸汽。將高溫蒸汽供給到變換反應(yīng)器 26以增加變換反應(yīng)器26的溫度，且然后將所述高溫蒸汽排出到外部。為了 保持重整器23的溫度在預(yù)定的范圍內(nèi)，在燃料電池系統(tǒng)10的初始操作期 間，在控制器(未顯示)的控制下頻繁地打開/關(guān)閉第四閥94。
變換反應(yīng)器26接收主要包括氫的氣體，并減少包含在氣體中的CO的 組成比。從重整器23供給的氣體可以包括大約75%的氫、大約15%的。02 以及大約5X的C0。在變換反應(yīng)器26中進行以下反應(yīng)。
CO+H2OhC02+H2
如果變換反應(yīng)器26的溫度在正常的操作范圍內(nèi)，則激活正向反應(yīng)，因 此，CO的含量減少到大約0.5X。為了正常操作，變換反應(yīng)器26從包括由 于高溫重整器23產(chǎn)生的蒸汽的熱副產(chǎn)物接收熱量，使得將變換反應(yīng)器26 加熱到100。C，該溫度10(TC為變換反應(yīng)器26的預(yù)設(shè)溫度。如果變換反應(yīng)器 26的溫度高于變換反應(yīng)器26的預(yù)設(shè)溫度，則將水64和通過脫硫器62處理的 燃料50供給到重整器23以在重整器23中進行重整反應(yīng)。當在重整器23中進 行重整反應(yīng)時，由重整器23產(chǎn)生的氣體供給到變換反應(yīng)器26。同時，如果 即使氣體通過重整反應(yīng)由重整器23產(chǎn)生，電池堆30的溫度也沒有達到電池 堆30的適當操作溫度，則第六閥96打開以通過將已經(jīng)通過變換反應(yīng)器26 的氣體供給到燃燒器22進行第二操作(以點劃線表示)。在第二操作期間產(chǎn)生的氣體可以包含足夠的氫，在該第二操作中變換反應(yīng)器26的溫度高于 變換反應(yīng)器26的預(yù)設(shè)溫度，因此，如果氣體供給到燃燒器22，則可以進行 用于加熱重整器23的燃燒反應(yīng)。由于在第二操作中氣體從變換反應(yīng)器26 供給到燃燒器22，因此可以減少供給到燃燒器22的燃料50的量，或停止將 燃料50供給到燃燒器22，從而節(jié)約了燃料50。同時，如果變換反應(yīng)器26 的溫度高于變換反應(yīng)器26的預(yù)設(shè)溫度，并且電池堆30的溫度超過電池堆30 的適當操作溫度，則第六闊96關(guān)閉并通過將氣體供給到混合器27進行正常 的操作(以實線顯示)。
當進行正常的操作時，混合器27接收由變換反應(yīng)器26產(chǎn)生的氣體。根 據(jù)控制器(末顯示)的控制信號，混合器27將由變換反應(yīng)器26供給的氣體 與外部空氣66混合。當電池堆30為低溫類型時，在混合器27中混合的氣體 被供給到CO去除器29。
CO去除器29通過優(yōu)先的氧化反應(yīng)減少CO的量，使得CO的量在允許 范圍內(nèi)。在CO去除器29中進行以下反應(yīng)。
(30+0.502^0)2+47千卡/摩爾 112+0.502^1120+68千卡/摩爾
如果在CO去除器29中進行正向反應(yīng)，貝ljCO轉(zhuǎn)換成C02，這意味著CO 的含量減少。當CO已經(jīng)通過CO去除器29時，CO的含量減少到低于10ppm (百萬分率)。如果電池堆30為低溫'類型，則需要CO去除器29，但如果電 池堆30為具有抵抗CO的耐久性的高溫類型，則可以省略CO去除器29。從 CO去除器29排出的轉(zhuǎn)化氣供給到電池堆30。
電池堆30使得對轉(zhuǎn)化氣進行電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能和熱能。電池 堆30進行氧化和還原反應(yīng)，并通過堆疊能夠產(chǎn)生電力的多個單個電池(未 顯示)制備而成。雖然為方便起見圖2示意性地顯示了陽極32、陰極34和 冷卻板，但陽極32和陰極34設(shè)置在單個電池中的電解液層(未顯示)周圍， 而冷卻板36插入單個電池之間。此外，端板38設(shè)置在電池堆30的左側(cè)和右 側(cè)部分處。
電力通過氫的氧化和還原反應(yīng)由陽極32和陰極34產(chǎn)生。也就是說，陽 極32通過利用催化劑將氫分解成氫離子和電子，從而產(chǎn)生電力，而陰極34 使氫離子與電子結(jié)合，從而產(chǎn)生水。冷卻板36插在陽極32和陰極34之間以控制電池堆30的溫度。也就是 說，在初始操作的第一和第二操作期間，熱量從循環(huán)加熱回路71和冷卻板 流體通路72的熱介質(zhì)傳到冷卻板36，從而升高電池堆30的溫度。此外，在 正常操作期間，安裝在冷卻液通路73中的第九閥和第十閥99和100在控制 器的控制下頻繁打開和關(guān)閉，從而恒定地保持電池堆30的溫度。
端板38設(shè)置在電池堆30的左側(cè)及右側(cè)部分的最外面部分。端板38形成 有孔，以便在轉(zhuǎn)化氣被引入到電池堆30中時允許轉(zhuǎn)化氣通過所述孔。此外， 各種類型的固定螺釘(未顯示)可以擰入端板38，以便固定單元電池(未 顯示)。端板38支撐電池堆30的重量并保持電池堆30的結(jié)構(gòu)。為此，端板 38由諸如硬鋁的剛性金屬制成。
循環(huán)加熱回路71是指設(shè)置在熱交換器24和電池堆30的冷卻板36之間 的循環(huán)系統(tǒng)。當燃料電池系統(tǒng)10初始操作時，由于熱虹吸現(xiàn)象，水自然通 過循環(huán)加熱回路71循環(huán)，從而有效且快速地加熱冷卻板36。由于熱虹吸現(xiàn) 象使水自然被循環(huán)，因此不需要諸如泵的能量消耗循環(huán)裝置，使得減少能 量消耗，并可以防止由于附加裝置造成的成本增加。熱虹吸現(xiàn)象是指受到 重力的區(qū)域處的兩相流。具體而言，用作熱介質(zhì)的水填充在循環(huán)加熱回路 71中，而液相水吸收由在熱交換器24處用作加熱單元的燃燒器22以及重整 器23供給的熱量，使得液相水轉(zhuǎn)換成具有高溫的汽相水蒸汽。隨著液相水 轉(zhuǎn)換成汽相水蒸汽，熱介質(zhì)的體積膨脹且其密度降低。汽相水蒸汽通過循 環(huán)加熱回路71轉(zhuǎn)移到相對地定位于比熱交換器24高的位置的冷卻板36。冷 卻板36用作冷凝器。通過與電池堆30進行熱交換，具有高溫的汽相水蒸汽 在通過冷卻板36的同時轉(zhuǎn)換成液相水，使得體積減小而密度增加。具有增 加的密度的液相水由于重力轉(zhuǎn)移到設(shè)置在相對較低的位置的熱交換器24。 液相水通過反復(fù)加熱和冷卻傳換成汽相水蒸汽，或反之亦然，使得熱介質(zhì) 可以通過循環(huán)加熱回路71自然循環(huán)而不需要強制循環(huán)裝置，從而加熱電池 堆30。第五閥95設(shè)置在循環(huán)加熱回路71中。第五閥95在進行燃料電池系統(tǒng) IO的第二操作時打開。由熱虹吸現(xiàn)象造成的熱介質(zhì)的循環(huán)主要出現(xiàn)在第二 操作期間，在此期間，熱交換器24已經(jīng)被充分加熱。當電池堆30的溫度超 過電池堆30的適當操作溫度時，關(guān)閉第五閥95。在此情況下，可以停止熱 介質(zhì)通過循環(huán)加熱回路71的循環(huán)。冷卻板流體通路72將通過熱交換器24加熱的熱水供給到冷卻板36。當 第一操作開始時，打開設(shè)置在冷卻板流體通路72中的第一閥91和第二閥 92。具有正常溫度的水64通過第一閥91供給到熱交換器24。在熱交換器24 中，水64吸收來自燃燒器22和重整器23的熱量，使得水64的溫度增加。然 后，水64通過第二閥92供給到冷卻板36，使得熱量從冷卻板36傳到電池堆 30，從而提高電池堆30的溫度。同時，在具有高溫的水64供給到冷卻板36 之前，儲存在電池堆30的冷卻板36中的水可以通過第三閥93事先排出。如 果儲存在電池堆30的冷卻板36中的水事先排出，則可以減少電池堆30的熱 容量，使得供給到電池堆30的熱水的熱能可以完全用于升高電池堆30的溫 度，從而電池堆30的溫度可以快速升高。此外，即使存在于冷卻板36中的 水的離子傳導(dǎo)性升高到參考水平之上，也可以排出存儲在冷卻板36中的 水。此外，為了即使在冷卻板36中的水位已經(jīng)達到目標極限水平的情況下 也連續(xù)升高電池堆30的溫度，新的水可以通過控制第一到第三閥91、 92 和93在排出儲存在冷卻板36中的熱水的同時供給到冷卻板36。
在下文中，將參照圖3A和3B說明顯示在圖2中的根據(jù)本發(fā)明的第一實 施例的燃料電池系統(tǒng)10的控制方法。
當初始操作燃料電池系統(tǒng)10時，燃料電池系統(tǒng)10的每個部件都不在通 過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的正常的溫度范圍內(nèi)，所以通過關(guān)閉安裝在燃料電 池系統(tǒng)10中的各種閥初始化燃料電池系統(tǒng)10(S10)，并操作燃燒器22以加 熱重整器23 (S20)。
然后，確定重整器23的溫度是否達到300'C的操作開始溫度(S30)。
如果重整器23的溫度超過操作開始溫度，則設(shè)置在冷卻板流體通路72 中的第一和第二闊91和92打開，以將熱介質(zhì)(熱水)供給到冷卻板36(S40)。 此時，在熱水通過第一和第二閥91和92供給到冷卻板36之前，先前儲存在 冷卻板36中的水可以通過打開第三閥93排出。此外，熱水可以在新的熱水 供給到冷卻板36的同時通過冷卻板36排出到外部。也就是說，為了即使在 冷卻板36中的水位已經(jīng)達到目標極限水平的情況下也連續(xù)升高電池堆30 的溫度，可以通過控制第一到第三閥91、 92和93在將先前儲存在冷卻板36 中的熱水排出的同時將新的熱水供給到冷卻板36。由于熱水通過冷卻板流 體通路72供給到冷卻板36，冷卻板36的溫度升高，使得電池堆30的溫度也升咼。
由于燃燒器22連續(xù)加熱重整器23，因此確定重整器23的溫度是否已經(jīng) 達到500。C的操作極限溫度(S50)。
如果重整器23的溫度超過操作極限溫度，則通過控制設(shè)置在用于將水 64供給到重整器23的流體通路中的第四閥94調(diào)節(jié)重整器23的溫度(S60)。 當具有正常溫度的水64供給到重整器23時，重整器23的溫度降低。如果停 止將水64供給到重整器23，則由于燃燒器22產(chǎn)生的熱量重整器23的溫度再 次升高。
然后，將儲存在冷卻板36中的水的量與該冷卻板的目標極限值相比較 (S70)。
如果儲存在冷卻板36中的水的量超過目標極限值，則關(guān)閉第一閥91， 以便恒定地保持儲存在冷卻板36中的水的量(S80)。如上所述，即使冷卻 板36中的水位已經(jīng)達到目標極限值，也可以通過控制第一到第三閥91、 92 和93在將先前儲存在冷卻板36中的熱水排出的同時將新的熱水供給到冷 卻板36，以便連續(xù)升高電池堆30的溫度。
然后，確定變換反應(yīng)器26的溫度是否高于變換反應(yīng)器26的預(yù)設(shè)溫度 (S90)。由于重整器23直接通過燃燒器22加熱，所以重整器23的溫度以相 對高的速度升高。相反，變換反應(yīng)器26通過由重整器23產(chǎn)生的熱量或由重 整器23加熱的蒸汽間接加熱，使得變換反應(yīng)器26的溫度低于重整器23的溫 度并以相對低的速度升高。由于與重整器23的溫度相比，變換反應(yīng)器26 的溫度以相對低的速度升高，所以即使重整器23的溫度己經(jīng)達到為相對高 的溫度的500'C的操作極限溫度，變換反應(yīng)器26的溫度也可能還沒有達到 為相對低的溫度的10(TC的預(yù)設(shè)溫度。
如果變換反應(yīng)器26的溫度高于變換反應(yīng)器26的預(yù)設(shè)溫度，則燃料電池 系統(tǒng)10經(jīng)過初始操作的第二操作。也就是說，確定電池堆30的溫度是否達 到使電池堆30能夠正常操作的電池堆30的適當操作溫度(SIOO)。電池堆 30的適當操作溫度可以根據(jù)電池堆30的類型(即，高溫類型和低溫類型) 而改變。
如果電池堆30的溫度低于電池堆30的適當操作溫度，則第一閥91關(guān) 閉，而第五閥95打開。如上所述，第五閥95設(shè)置在循環(huán)加熱回路71中(S110)。雖然在第一操作期間第五閥95可以打開，但循環(huán)加熱回路71的 內(nèi)部溫度可能不足以激活熱虹吸現(xiàn)象。然而，如果變換反應(yīng)器26的溫度超 過適合于第二操作的變換反應(yīng)器26的預(yù)設(shè)溫度，則循環(huán)加熱回路71的內(nèi)部 溫度可以升高到適合于激活熱虹吸現(xiàn)象的水的沸點以上。因此，如果電池 堆30的溫度低于電池堆30的適當操作溫度，則第五閥95打開以激活熱虹吸 現(xiàn)象，從而加熱電池堆30。由于熱虹吸現(xiàn)象，熱量可以根據(jù)溫差通過自然 對流傳到電池堆30而無需使用諸如泵的額外擠壓裝置，使得電池堆30的溫 度可以有效且快速地升高。為了促進自然對流，可以將強制循環(huán)裝置增加 到燃料電池系統(tǒng)10中。在此情況下，與不使用熱虹吸現(xiàn)象的情況相比，可 以減少強制循環(huán)裝置的尺寸和能量消耗。
當打開第五閥95后，燃料50供給到重整器23，并且重整器23的溫度通 過控制第五閥95而調(diào)節(jié)(S120)。燃料50在通過脫硫器62的同時脫硫并接 著被供給到重整器23。此外，水64通過第四閥94供給到重整器23。如果水 64和脫硫的燃料50供給到重整器23，則在產(chǎn)生氣體的同時在重整器23中進 行重整反應(yīng)。通過重整反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通過穿過熱交換器24被供給到變換 反應(yīng)器26。此時，由于變換反應(yīng)器26的溫度超過適合于去除CO的預(yù)設(shè)溫 度，因此已經(jīng)通過變換反應(yīng)器26的氣體可以具有低于預(yù)定水平的CO。
當由變換反應(yīng)器26產(chǎn)生氣體時，第六閥96打開以將氣體供給到燃燒器 22 (S130)。此時，由于電池堆30的溫度低于電池堆30的適當操作溫度， 因此電池堆30可能不能適當?shù)夭僮鳌Ｒ虼?，由變換反應(yīng)器26產(chǎn)生的氣體沒 有供給到電池堆30，而是供給到燃燒器22。由于由變換反應(yīng)器26產(chǎn)生的氣 體供給到燃燒器22，因此可以減少燃料50的量，或者可以停止燃料50的供 給，使得燃料電池系統(tǒng)10可以經(jīng)濟地管理。
如果電池堆30的溫度低于電池堆30的適當操作溫度，則燃料電池系統(tǒng) IO經(jīng)歷正常操作。
燃料電池系統(tǒng)10的正常操作可以通過關(guān)閉第四到第六閥94、 95和96 開始(S140)。如果第五閥95關(guān)閉，則阻止在循環(huán)加熱回路71中流動的流 體，使得熱虹吸現(xiàn)象可以停止。因此，熱量不能通過循環(huán)加熱回路71傳到 電池堆30。如果第四閥94關(guān)閉，則停止將水64直接供給到重整器23。由于 允許具有正常溫度的水64直接供給到重整器23的第四閥94關(guān)閉，所以即使具有正常溫度的水64和具有高溫的重整器23之間具有溫度差，重整器23 也不會經(jīng)受突然的溫度變化。如果第六閥96關(guān)閉，則由變換反應(yīng)器26產(chǎn)生 氣體不供給到燃燒器22。
當關(guān)閉第四到第六閥94、 95和96后，第二閥92關(guān)閉，而第一、第七和 第八閥91、 97和98打開(S150)，以將轉(zhuǎn)化氣供給到電池堆。如果第一閥 91打開，則在通過熱交換器24的同時水64的溫度升高。第七閥97設(shè)置在用 于將具有升高的溫度的水64供給到重整器23的流體通路中。由于第一和第 七閥91和97在第二和第四閥92和94已經(jīng)關(guān)閉的狀態(tài)下打開，所以重整器23 接收被加熱的水64而不是接收具有正常溫度的水，使得不會出現(xiàn)重整器23 的突然的溫度變化。如果第八閥98打開，則將己經(jīng)通過CO去除器29的轉(zhuǎn) 化氣供給到電池堆30。由變換反應(yīng)器26產(chǎn)生的氣體與外部空氣66混合，使 得混合氣體供給到CO去除器29。當電池堆30為低溫類型時，需要CO去除 器29。
如果轉(zhuǎn)化氣通過第八閥98供給，則電池堆30操作(S160)。 當電池堆30操作時，第九和第十閥99和100根據(jù)控制器的控制信號打 開和關(guān)閉，以將電池堆30的溫度保持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)(S170)。第九和第 十閥99和100設(shè)置在冷卻液通路73中。此外，電池堆30產(chǎn)生電能，且伴隨 有大量熱量。因此，如果不能有效地散發(fā)熱量，則電池堆30不能正常地操 作。為此，將冷卻液通過與冷卻液儲存器40連通的冷卻液通路73供給到冷 卻板36，以調(diào)節(jié)電池堆30的溫度。如上所述，第九和第十閥99和100設(shè)置 在冷卻液通路73中以調(diào)節(jié)冷卻液的量，使得電池堆30可以在適當?shù)臏囟确?圍內(nèi)操作。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意 圖。以下說明將集中在與第一實施例的結(jié)構(gòu)和元件不同的結(jié)構(gòu)和元件上， 而同樣的附圖標記用于表示相同的元件。此外，變更的元件將用參考標記 "a"表示。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的燃料電池系統(tǒng)10a包括直接連接到冷卻液 儲存器40的冷卻板流體通路72a。
由于冷卻板流體通路72a直接連接到冷卻液儲存器40，所以在第一操 作開始時，第九閥99打開，使得冷卻液儲存器40的熱水通過冷卻液通路73a供給到冷卻板36。根據(jù)第二實施例，與第一實施例相似，當通過第三閥93 或設(shè)置在冷卻液通路73a中的閥(未顯示)進行燃料電池系統(tǒng)10a的初始操 作時，可以排出或交換冷卻液。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意 圖。以下說明將集中在與第一實施例的結(jié)構(gòu)和元件不同的結(jié)構(gòu)和元件上， 而同樣的附圖標記用于表示相同的元件。此外，變更的元件將用參考標記 "b"表示。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的燃料電池系統(tǒng)10b包括冷卻板流體通路 72b，所述冷卻板流體通路在分離器78b處分支成第一冷卻板流體通路74b 和第二冷卻板流體通路76b。
第一冷卻板流體通路74b用于將水直接供給到冷卻板36以提高電池堆 30的溫度，而第二冷卻板流體通路76b用于將來自冷卻液儲存器40的水通 過冷卻液通路73b供給到冷卻板36以提高電池堆30的溫度。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意 圖。以下說明將集中在與第一實施例的結(jié)構(gòu)和元件不同的結(jié)構(gòu)和元件上， 而同樣的附圖標記用于表示相同的元件。此外，變更的元件將用參考標記 "c"表示。
根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的燃料電池系統(tǒng)10c包括設(shè)置在燃料處理器 20的CO去除器和熱交換器24之間的熱量供給通路180c。
當進行重整反應(yīng)時，由重整器23產(chǎn)生的氣體通過變換反應(yīng)器26和混合 器27供給到CO去除器29。
當進行初始操作的第二操作和正常操作時，由變換反應(yīng)器26產(chǎn)生的氣 體供給到混合器27。
混合器27根據(jù)控制器的控制信號將由變換反應(yīng)器26供給的氣體與外 部空氣66混合?；旌系臍怏w供給到CO去除器29。
在電池堆30的溫度沒有達到電池堆30的適當操作溫度的第二操作狀 態(tài)下，在CO去除器29中進行電化學(xué)反應(yīng)。此外，可以通過調(diào)節(jié)供給到混 合器27的空氣的量出現(xiàn)完全燃燒，并且由CO去除器29產(chǎn)生的熱能傳到熱 交換器24。所述熱能是指在沿正向方向進行電化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生的反應(yīng)熱。 在CO去除器29中進行的正向反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在所述放熱反應(yīng)期間產(chǎn)生大量的熱能。將在放熱反應(yīng)期間產(chǎn)生的CO和水排出到外部。此外，通過
熱量供給通路180c將熱能供給到熱交換器24。根據(jù)本實施例，熱量供給通 路180c設(shè)置在CO去除器29和熱交換器24之間。然而，如果CO去除器29與 熱交換器24的外部形成面接觸，則熱能可以直接從CO去除器29供給到熱 交換器24，使得可以不需要額外的熱量供給通路。同時，在正常的操作狀 態(tài)下，從CO去除器29排出的轉(zhuǎn)化氣供給到電池堆30。
冷卻板流體通路72在分離器78c處分支成第一冷卻板流體通路74c和 第二冷卻板流體通路76c。分離器78c可以根據(jù)控制器的控制信號，通過第 一冷卻板流體通路74c和第二冷卻板流體通路76c中的一個、或通過第一冷 卻板流體通路74c和第二冷卻板流體通路76c兩個供給被加熱的水64。第一 冷卻板流體通路74c用于直接將熱水供給到冷卻板36，而第二冷卻板流體 通路76c將熱水供給到冷卻液儲存器40。冷卻液儲存器40的熱水根據(jù)在控 制器的控制下打開或關(guān)閉的第九閥99的狀態(tài)，通過冷卻液通路73供給到冷 卻板36。熱能經(jīng)由第一和第二冷卻板流體通路74c和76c，通過供給到冷卻 板36的熱水64傳到電池堆30，從而提高電池堆30的溫度。
雖然以上實施例已經(jīng)關(guān)于采用CO去除器的低溫型電池堆進行了說 明，但根據(jù)電池堆的類型和燃料電池系統(tǒng)的每個部件的特征可以省略CO 去除器。
此外，雖然已經(jīng)說明了CO去除器和重整器同時加熱電池堆的上述實 施例，但也可以通過選擇性地使用CO去除器或重整器來加熱電池堆。
雖然已經(jīng)顯示和說明了本發(fā)明的一些實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例做出 變更，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種控制燃料電池系統(tǒng)的方法，所述燃料電池系統(tǒng)包括產(chǎn)生轉(zhuǎn)化氣的燃料處理器以及通過從所述燃料處理器接收所述轉(zhuǎn)化氣產(chǎn)生能量的電池堆，所述方法包括如下步驟執(zhí)行初始操作，所述執(zhí)行初始操作的步驟包括操作所述燃料處理器以產(chǎn)生熱能、通過產(chǎn)生的熱能加熱熱介質(zhì)以及將所述電池堆的溫度提高到正常操作溫度，將所述電池堆的溫度提高到正常操作溫度的步驟包括將所述熱介質(zhì)加熱到高溫；以及執(zhí)行正常操作，所述執(zhí)行正常操作的步驟包括在所述電池堆的溫度已經(jīng)達到所述正常操作溫度后將所述轉(zhuǎn)化氣供給到所述電池堆。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述執(zhí)行初始操作的步驟包括 如下步驟將具有高溫的所述熱介質(zhì)供給到所述電池堆；以及 加熱所述電池堆，所述加熱所述電池堆的步驟包括通過設(shè)置在所述燃 料處理器和所述電池堆之間的循環(huán)加熱回路使所述熱介質(zhì)循環(huán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述具有高溫的熱介質(zhì)的供給 步驟包括直接將所述熱介質(zhì)供給到所述電池堆的冷卻板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述具有高溫的熱介質(zhì)的供給 步驟包括通過設(shè)置在所述電池堆中的冷卻液儲存器將所述熱介質(zhì)供給到 所述電池堆的冷卻板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述供給步驟包括同時將所述 熱介質(zhì)供給到所述電池堆的冷卻板并提供冷卻液儲存器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括如下步驟 使所述熱介質(zhì)通過所述燃料處理器的熱交換器，使得加熱所述熱介質(zhì)，然后，當設(shè)置在所述燃料處理器中的重整器的溫度已經(jīng)達到操作開始 溫度后，在所述第一操作中將所述熱介質(zhì)供給到所述電池堆。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括如下步驟 將所述熱介質(zhì)排出到外部，其中在所述排出步驟后進行所述熱介質(zhì)的供給步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括如下步驟 如果供給到所述電池堆的所述熱介質(zhì)的量達到所述電池堆的接收容量的上限，則停止將所述熱介質(zhì)供給到所述電池堆的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括如下步驟 如果供給到所述電池堆的所述熱介質(zhì)的量達到所述電池堆的接收容量的上限，則排出儲存在所述電池堆中的熱介質(zhì)的一部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括如下步驟 如果設(shè)置在所述燃料處理器中的變換反應(yīng)器的溫度達到預(yù)設(shè)溫度，則停止供給所述熱介質(zhì)的步驟并開始加熱所述電池堆的步驟。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述變換反應(yīng)器的所述預(yù)設(shè)溫度為10(TC。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述循環(huán)步驟包括通過所述循 環(huán)加熱回路強制循環(huán)所述熱介質(zhì)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述循環(huán)步驟包括由于熱虹吸 現(xiàn)象通過所述循環(huán)加熱回路循環(huán)所述熱介質(zhì)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括如下步驟 將燃料供給到所述燃料處理器； 由供給的燃料產(chǎn)生轉(zhuǎn)化氣；以及 將產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣供給到所述燃料處理器的燃燒器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括如下步驟 如果所述電池堆的溫度超過所述電池堆的適當操作溫度，在停止提高所述電池堆的溫度的步驟以及將所述轉(zhuǎn)化氣供給到所述燃燒器后，將所述 轉(zhuǎn)化氣供給到所述電池堆。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進一步包括如下步驟 為所述燃料處理器設(shè)置重整器；以及當所述重整器的溫度高于所述重整器的操作極限溫度時，將具有正常 溫度的所述熱介質(zhì)供給到所述重整器以調(diào)節(jié)所述重整器的溫度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進一步包括如下步驟 為所述燃料處理器設(shè)置重整器；以及當所述重整器的溫度高于所述重整器的操作極限溫度時，將通過所述燃料處理器的熱交換器加熱的所述熱介質(zhì)供給到所述重整器以調(diào)節(jié)所述 重整器的溫度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述熱介質(zhì)包括水。
19. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述燃料處理器包括重整器、 一氧化碳去除器以及變換反應(yīng)器，所述方法進一步包括如下步驟通過由所述重整器產(chǎn)生的熱能和由所述一氧化碳去除器產(chǎn)生的熱能 中的至少一種加熱所述熱介質(zhì)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括如下步驟 將由所述重整器和所述變換反應(yīng)器產(chǎn)生的氣體與空氣一起供給到所述一氧化碳去除器以操作所述一氧化碳去除器；以及將由所述一氧化碳去除器產(chǎn)生的熱能供給到所述燃料處理器的熱交 換器。
21. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 產(chǎn)生轉(zhuǎn)化氣的燃料處理器；通過從所述燃料處理器接收所述轉(zhuǎn)化氣產(chǎn)生能量的電池堆；以及循環(huán)加熱回路，所述循環(huán)加熱回路設(shè)置在所述燃料處理器與所述電池 堆之間，以便在初始操作中利用由所述燃料處理器產(chǎn)生的熱量提高所述電 池堆的溫度，其中，所述循環(huán)加熱回路包括將熱介質(zhì)從所述燃料處理器供給到所述電池堆的冷卻板流體通路；以及使所述熱介質(zhì)從所述電池堆返回到所述燃料處理器的循環(huán)流體通路。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述燃料處理器包 括熱交換器，所述電池堆包括冷卻板，并且所述冷卻板流體通路形成于所 述熱交換器和所述冷卻板之間。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述燃料處理器包 括熱交換器，所述電池堆包括冷卻液儲存器，并且所述冷卻板流體通路形 成于所述熱交換器和所述冷卻液儲存器之間。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述燃料處理器包 括熱交換器，所述電池堆包括液體冷卻單元和冷卻液儲存器，并且所述冷卻板流體通路形成于所述熱交換器和設(shè)置在所述電池堆中的所述冷卻板 之間以及所述熱交換器和所述冷卻液儲存器之間。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃料電池系統(tǒng)，進一步包括安裝在所述冷 卻板流體通路中以控制所述熱介質(zhì)的供給的第一閥、以及安裝在所述循環(huán) 流體通路中以控制所述熱介質(zhì)的循環(huán)的第二閥。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃料電池系統(tǒng)，進一步包括設(shè)置在所述電 池堆中以排出儲存在所述冷卻板中的熱介質(zhì)的冷卻板、延伸到外部的排出 管、以及安裝在所述排出管中以控制所述熱介質(zhì)的排出的閥。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述燃料處理器包 括重整器，并且所述重整器包括將具有正常溫度的所述熱介質(zhì)供給到所述 重整器的第一流體通路以及從所述冷卻板流體通路分支以將具有高溫的 所述熱介質(zhì)供給到所述重整器的第二流體通路。
28. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述燃料處理器包括熱交換器以及減少一氧化碳的含量的一氧化碳去除器，且由所述一氧化 碳去除器產(chǎn)生的熱能供給到所述熱交換器。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述一氧化碳去除 器的至少一個外表面與所述熱交換器的至少一個外表面面接觸，并且熱能 通過所述一氧化碳去除器和所述熱交換器之間的面接觸部分被從所述一 氧化碳去除器供給到所述熱交換器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種控制燃料電池系統(tǒng)的方法，所述燃料電池系統(tǒng)包括產(chǎn)生轉(zhuǎn)化氣的燃料處理器以及通過從燃料處理器接收轉(zhuǎn)化氣產(chǎn)生能量的電池堆。所述方法包括步驟執(zhí)行初始操作，在初始操作中，燃料處理器操作以產(chǎn)生加熱的熱能，熱介質(zhì)通過由燃料處理器產(chǎn)生的熱能加熱，并且通過具有高溫的熱介質(zhì)將電池堆的溫度升高到正常操作溫度；以及執(zhí)行正常操作，在正常操作中，當電池堆的溫度已經(jīng)達到正常操作溫度后，將轉(zhuǎn)化氣供給到電池堆。電池堆的溫度升高，直到電池堆通過由燃料處理器產(chǎn)生的熱量加熱的熱介質(zhì)的循環(huán)加熱該電池堆而正常操作為止。
文檔編號H01M8/02GK101567456SQ20091013319
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者東孝美, 李弦哲, 許晉碩 申請人:三星電子株式會社