本發(fā)明大體涉及燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池系統(tǒng)以及控制該燃料電池系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)：

燃料電池是一種電化學(xué)裝置，其利用燃料例如氫和氧化劑例如周圍空氣中所包含的氧之間的電化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生電力。燃料電池具有低污染、高效率及高功率密度等優(yōu)點。因此，在燃料電池領(lǐng)域，對燃料電池的開發(fā)利用投入了較多的發(fā)展和研究。燃料電池的種類繁多，其中的質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)由于具有操作溫度低、激活速度快、以及單位重量和體積的功率密度高等優(yōu)點，是目前最具有發(fā)展前景的燃料電池之一。

然而，眾所周知，燃料電池在工作較長一段時間后，燃料電池的性能會隨著時間的推移而逐漸惡化。燃料電池的退化包括：故障的電接觸、電解質(zhì)板出現(xiàn)裂縫、涂層故障、材料故障、竄氣、內(nèi)阻增加、膜區(qū)域溢流或膜區(qū)域干裂等。影響燃料電池壽命的因素可以包括：幾何設(shè)計、材料設(shè)計、工藝流程設(shè)計和操作控制設(shè)計。如何通過操作控制來降低燃料電池的退化并延長燃料電池的壽命是目前面臨的一大挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方面在于提供一種燃料電池系統(tǒng)，其包括燃料電池堆、氣體輸送系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，其中，所述燃料電池堆耦合至負載用于提供功率， 所述氣體輸送系統(tǒng)耦合至所述燃料電池堆用于給所述燃料電池堆提供燃料和氧。所述控制系統(tǒng)包括前饋控制器和校正控制器，其中，所述前饋控制器用于基于來自所述負載的命令來生成期望的控制指示信號，所述校正控制器用于基于來自所述燃料電池系統(tǒng)的至少一個測量信號來生成控制校正信號，以避免違背所述燃料電池堆的操作約束。所述控制系統(tǒng)基于所述期望的控制指示信號和所述控制校正信號來生成控制信號，并基于所述生成的控制信號來控制所述氣體輸送系統(tǒng)，從而確保所述燃料電池堆運行在安全運行限度內(nèi)。

本發(fā)明的另一個方面在于提供一種用于控制燃料電池系統(tǒng)的方法，其包括：基于來自燃料電池系統(tǒng)中的負載的命令來生成期望的控制指示信號，其中，所述燃料電池系統(tǒng)包括耦合至所述負載用于提供功率的燃料電池堆、以及耦合至所述燃料電池堆用于給所述燃料電池堆提供燃料和氧的氣體輸送系統(tǒng)；基于來自所述燃料電池系統(tǒng)的至少一個測量信號來生成控制校正信號，以避免違背所述燃料電池堆的操作約束；基于所述期望的控制指示信號和所述控制校正信號來生成控制信號；以及基于所述生成的控制信號來控制所述氣體輸送系統(tǒng)，從而確保所述燃料電池堆運行在安全運行限度內(nèi)。

本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)及其控制方法能夠以一種統(tǒng)一的方式來有效地解決燃料電池堆的各種不同操作約束，并且能夠?qū)⒂绊懭剂想姵囟训膲勖囊恍╆P(guān)鍵變量控制在安全的界限內(nèi)，因此本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)及其控制方法能夠有效地確保燃料電池堆在滿足燃料電池系統(tǒng)的正常運行的條件下運行在其安全運行限度內(nèi)。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)及其控制方法可以延長燃料電池堆的壽命，簡化燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計并且降低燃料電池系統(tǒng)的成本。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面及優(yōu)點將變得更好理解，在附圖中，相同的元件標號在全部附圖中用于表示相同的部件，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式的燃料電池系統(tǒng)的示意性框圖；

圖2是圖1的控制系統(tǒng)的示意性框圖；

圖3是圖2的前饋控制器的示意性框圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式的用于控制燃料電池系統(tǒng)的方法的流程圖；及

圖5是示出根據(jù)圖4的方法在生成設(shè)定的電流信號的具體步驟的流程圖。

具體實施方式

為幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠確切地理解本發(fā)明所要求保護的主題，下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施方式。在以下對這些具體實施方式的詳細描述中，本說明書對一些公知的功能或構(gòu)造不做詳細描述以避免不必要的細節(jié)而影響到本發(fā)明的披露。

除非另作定義，本權(quán)利要求書和說明書中所使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權(quán)利要求書中所使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。“包括”或者“具有”等類似的詞語意指出現(xiàn)在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“具有”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。而且，短語“基于”意指“至少部分地基于”。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式的燃料電池系統(tǒng)的示意性框圖，現(xiàn)參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式的燃料電池系統(tǒng)100包括燃料電池堆1、氣體輸送系統(tǒng)3以及控制系統(tǒng)4，其中，燃料電池堆1耦合至負載2用于提供功率，氣體輸送系統(tǒng)3耦合至燃料電池堆1用于給燃料電池堆1 提供燃料和氧，控制系統(tǒng)4用于控制氣體輸送系統(tǒng)3?？刂葡到y(tǒng)4包括前饋控制器41和校正控制器42。前饋控制器41用于基于來自負載2的命令C_L來生成期望的控制指示信號S1。校正控制器42用于基于來自燃料電池系統(tǒng)100的至少一個測量信號S_M來生成控制校正信號S2?？刂菩Ｕ盘朣2用于避免違背燃料電池堆1的操作約束。控制系統(tǒng)4用于基于期望的控制指示信號S_L和控制校正信號S2來生成控制信號S3，并基于該生成的控制信號S3來控制氣體輸送系統(tǒng)3，從而確保本發(fā)明的燃料電池堆1運行在安全運行限度內(nèi)。

本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100能夠以一種統(tǒng)一的方式有效地解決燃料電池堆1的各種不同操作約束，同時將影響燃料電池堆1的壽命的一些關(guān)鍵變量控制在安全的界限內(nèi)，從而本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100能夠在滿足其正常運行的條件下，有效地確保燃料電池堆1運行在其安全運行限度內(nèi)。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100可以延長燃料電池堆1的壽命，并且具有設(shè)計簡單和成本低的特點。

燃料電池堆1包括一系列堆積在一起的燃料電池。燃料通常是氫和空氣通常是氧在燃料電池堆1中發(fā)生反應(yīng)。燃料電池堆1將氫和氧轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，從而產(chǎn)生電和熱量。本發(fā)明的燃料電池堆1可以適用于例如固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC)等高溫燃料電池，也可以適用于例如質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell，DMFC)等低溫燃料電池。例如，在本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)為一種固體氧化物燃料電池型系統(tǒng)的情況下，則燃料電池堆包括一系列固體氧化物燃料電池，其中每一個固體氧化物燃料電池具有陽極、陰極、陽極和陰極之間的固體電解質(zhì)以及連接體。固體電解質(zhì)最常見的為一種被稱為氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(Yttria-Stabilized Zirconia，YSZ)的陶瓷材料，其在足夠高的溫度(通常在500℃以上)下傳導(dǎo)負氧離子。

燃料電池堆1的操作約束是由用戶指定的與燃料電池堆1的壽命有關(guān)的 操作約束。燃料電池堆1的操作約束可以包括下列約束中的至少一種：燃料電池堆1的單個燃料電池的電壓、燃料電池堆1的電阻、燃料電池堆1的陽極氣壓與陰極氣壓之間的壓差、燃料電池堆1中的最大溫差、過氧比(過氧比是供應(yīng)至燃料電池堆1的陰極的氧氣與實際消耗的氧氣之間的比例)、過燃比(過燃比是供應(yīng)至燃料電池堆1的陽極的燃料與實際消耗的燃料之間的比例)、燃料電池系統(tǒng)100所在的周圍環(huán)境壓力與燃料電池堆1的陽極入口氣壓之間的壓差、周圍環(huán)境壓力與燃料電池堆1的陰極入口氣壓之間的壓差、陽極和陰極之間的氣體互竄、陽極與燃料電池系統(tǒng)100所在的周圍環(huán)境之間的氣體互竄、以及陰極與周圍環(huán)境之間的氣體互竄。然而，本發(fā)明的燃料電池堆1的操作約束并不應(yīng)局限于以上約束，其也可以包括其他并未在此提及的約束。

例如，在一些具體實施方式中，燃料電池堆1的單個燃料電池的電壓可以在約0.55V到1.0V的范圍內(nèi)。燃料電池堆1的陽極氣壓與陰極氣壓之間的壓差可以在約-40Kpa(千帕)到40Kpa的范圍內(nèi)。燃料電池堆1的最大溫差可以在約-40Kpa到40Kpa的范圍內(nèi)。過氧比可以在2到6的范圍內(nèi)。過燃比可以在1.5到6的范圍內(nèi)。周圍環(huán)境壓力和燃料電池堆1的陽極入口氣壓之間的壓差可以在約0Kpa到40Kpa的范圍內(nèi)。周圍環(huán)境壓力和燃料電池堆1的陰極入口氣壓之間的壓差可以在0Kpa到40Kpa的范圍內(nèi)。但是，應(yīng)當理解的是，用戶可以根據(jù)燃料電池堆1的實際運行狀況，預(yù)先對燃料電池堆1的操作約束的數(shù)量和具體數(shù)值作出相應(yīng)的調(diào)整。

至少一個測量信號S_M可以包括下列信號中的至少一個：燃料電池堆1的陽極入口氣壓、燃料電池堆1的陽極出口氣壓、燃料電池堆1的陰極入口氣壓、燃料電池堆1的陰極出口氣壓、燃料電池堆1的陽極入口流量、燃料電池堆1的陽極出口流量、燃料電池堆1的陰極入口流量、燃料電池堆1的陰極出口流量、燃料電池堆1的一個或多個溫度測量值、燃料電池堆1的單個燃料電池的電壓、燃料電池堆1的電流、以及燃料電池系統(tǒng)100所在的周圍 環(huán)境溫度、周圍環(huán)境壓力和周圍環(huán)境濕度。然而，本發(fā)明的至少一個測量信號S_M并不應(yīng)局限于上述信號，其也可以包括其他并未在此提及的信號。

繼續(xù)參照圖1，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100還包括廢氣排放系統(tǒng)5，廢氣排放系統(tǒng)5耦合至燃料電池堆1用于排放廢氣。反應(yīng)物和未反應(yīng)的氣體作為廢氣通過廢氣排放系統(tǒng)5被排放。廢氣排放系統(tǒng)5包括陽極排放模塊51和陰極排放模塊52，其中，陽極排放模塊51用于排放燃料廢氣，陰極排放模塊52用于排放空氣廢氣。

參照圖1，在一個具體實施方式中，控制系統(tǒng)4還包括加法器43。加法器43用于將期望的控制指示信號S1和控制校正信號S2相加，以生成控制信號S3。然而，加法器43僅作為本發(fā)明的一個示例被闡示，事實上，本發(fā)明的控制系統(tǒng)4并不應(yīng)限制為包括加法器43。在本發(fā)明的另一個具體實施方式中，控制系統(tǒng)4還可以包括選擇器。例如，該選擇器可以用于選出期望的控制指示信號S1和控制校正信號S2中的最大者。將該選出的最大者視為控制信號S3?；蛘?，該選擇器也可以用于選出期望的控制指示信號S1和控制校正信號S2中的最小者。將該選出的最小者視為控制信號S3。

氣體輸送系統(tǒng)3包括燃料流量調(diào)節(jié)器31和空氣流量調(diào)節(jié)器32。燃料流量調(diào)節(jié)器31用于調(diào)節(jié)提供給燃料電池堆1的燃料流量?？諝饬髁空{(diào)節(jié)器32用于調(diào)節(jié)提供給燃料電池堆1的空氣流量。

圖2示出本發(fā)明的控制系統(tǒng)4的示意性框圖。現(xiàn)參照圖2，在一個具體實施方式中，期望的控制指示信號S1包括期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指示信號S12，相應(yīng)地，控制校正信號S2包括燃料流量校正信號S21和空氣流量校正信號S22。校正控制器42生成燃料流量校正信號S21，并將生成的燃料流量校正信號S21增加到期望的燃料流量指示信號S11中，從而獲得燃料流量信號S31，并且，校正控制器42生成空氣流量校正信號S22，并將生成的空氣流量校正信號S22增加到期望的空氣流量指示信號S12中，從而獲得空氣流量信號S32。因此，控制信號S3包括燃料流量信號S31和空 氣流量信號S32。

在本具體實施方式中，參照圖2，加法器43包括第一加法器431和第二加法器432。第一加法器431將期望的燃料流量指示信號S11和燃料流量校正信號S21相加，從而生成燃料流量信號S31。第二加法器432將期望的空氣流量指示信號S12和空氣流量校正信號S22相加，從而生成空氣流量信號S32。

在一個具體實施方式中，來自負載2的命令C_L包括功率命令C_L。

圖3示出本發(fā)明的前饋控制器41的示意性框圖?，F(xiàn)參照圖3，前饋控制器41包括設(shè)定器411和轉(zhuǎn)換器412。在一個具體實施方式中，設(shè)定器411基于功率命令C_L來生成設(shè)定的電流信號S_IS。在另一個具體實施方式中，設(shè)定器411基于功率命令C_L并且還基于來自燃料電池堆1的電流測量值S_I來生成設(shè)定的電流信號S_IS。作為一個示例，設(shè)定器411可以包括電流計算模塊4111、補償模塊4112和第三加法器4113。電流計算模塊4111基于功率命令C_L來計算基準電流信號S_IB，從而來滿足功率命令C_L。補償模塊4112基于電流測量值S_I來生成補償電流信號S_IC。第三加法器4113將基準電流信號S_IB和補償電流信號S_IC相加，以生成設(shè)定的電流信號S_IS。轉(zhuǎn)換器412通過乘以化學(xué)計量比將設(shè)定的電流信號S_IS轉(zhuǎn)換為期望的控制指示信號S1。在一個具體實施方式中，期望的控制指示信號S1包括期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指示信號S12。

參照圖1和圖2，本發(fā)明的校正控制器42利用模型預(yù)測控制來解決燃料電池堆1的操作約束。校正控制器42用于基于至少一個測量信號S_M來預(yù)測期望的控制指示信號S1是否會違背燃料電池堆1的操作約束。當預(yù)測到期望的控制指示信號S1將會違背燃料電池堆1的操作約束時，本發(fā)明的校正控制器42則會生成控制校正信號S2，并將生成的控制校正信號S2增加到期望的控制指示信號S1中。在一個具體實施方式中，控制校正信號S2包括燃料流量校正信號S21和空氣流量校正信號S22。生成燃料流量校正信號S21，并將 生成的燃料流量校正信號S21增加到期望的燃料流量指示信號S11中，并且，生成空氣流量校正信號S22，并將生成的空氣流量校正信號S22增加到期望的空氣流量指示信號S12中。

本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100可以至少具有如下所述的有益技術(shù)效果：

本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100無需額外的硬件、工藝流程或材料改變，因此可以為延長燃料電池壽命提供一種低成本的解決方案。

本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100還可以提供一種通用的燃料電池壽命控制的解決方案，該方案可以在一個框架中處理多個相互作用的約束，并且該方案具有很強的約束處理能力，其可以通過處理更少的操縱變量(例如，僅僅兩個變量，燃料流量和空氣流量)來滿足更多的約束。

本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100可以具有較廣的應(yīng)用領(lǐng)域，其從低溫燃料電池到高溫燃料電池均適用。

本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100易于操作。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100包括兩個獨立的控制模塊，即前饋控制器41和校正控制器42，前饋控制器41和校正控制器42能夠以明確的物理意義分別進行調(diào)整并獨立地進行故障排查，因此，對于沒有深厚控制背景的操作員也能夠使用本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)100。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式的一種用于控制燃料電池系統(tǒng)100的方法的流程圖。如圖4并且結(jié)合參照圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式的用于控制燃料電池系統(tǒng)100的方法包括如下步驟：

在步驟B1中，基于來自以上燃料電池系統(tǒng)100中的負載2的命令C_L來生成期望的控制指示信號S1。在本具體實施方式中，基于來自負載2的命令C_L來生成期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指示信號S12。因此，期望的控制指示信號S1包括期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指示信號S12。在一個具體實施方式中，來自負載2的命令C_L可以包括功率命令C_L。

當來自負載2的命令C_L為功率命令C_L時，則步驟B1還包括如下步驟：

在步驟B11中，生成設(shè)定的電流信號S_IS。在一個具體實施方式中，基于功率命令C_L來生成設(shè)定的電流信號S_IS。在另一個具體實施方式中，基于功率命令C_L并且還基于來自燃料電池堆1的電流測量值S_I來生成設(shè)定的電流信號S_IS。

圖5是示出根據(jù)圖4的方法在基于功率命令C_L和來自燃料電池堆1的電流測量值S_I來生成設(shè)定的電流信號S_IS的具體步驟的流程圖。如圖5所示，步驟B11還包括如下步驟：

在步驟B111中，基于功率命令C_L來計算基準電流信號S_IB以滿足功率命令C_L。

在步驟B112中，基于電流測量值S_I來生成補償電流信號S_IC。

在步驟B113中，將基準電流信號S_IB和補償電流信號S_IC相加以生成設(shè)定的電流信號S_IS。

現(xiàn)在返回到圖4，在步驟B12中，通過乘以化學(xué)計量比，將設(shè)定的電流信號S_IS轉(zhuǎn)換為期望的控制指示信號S1。在本具體實施方式中，將設(shè)定的電流信號S_IS轉(zhuǎn)換為期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指示信號S12。

在步驟B2中，由用戶預(yù)先指定燃料電池堆1的操作約束。燃料電池堆1的操作約束與燃料電池堆1的壽命有關(guān)。例如，燃料電池堆1的操作約束可以包括，但不限于如下所列約束中的至少一種：燃料電池堆1的單個燃料電池的電壓、燃料電池堆1的電阻、燃料電池堆1的陽極氣壓與陰極氣壓之間的壓差、燃料電池堆1中的最大溫差、過氧比(即供應(yīng)至燃料電池堆1的陰極的氧氣與實際消耗的氧氣之間的比例)、過燃比(即供應(yīng)至燃料電池堆1的陽極的燃料與實際消耗的燃料之間的比例)、燃料電池系統(tǒng)100所在的周圍環(huán)境壓力與燃料電池堆1的陽極入口氣壓之間的壓差、周圍環(huán)境壓力與燃料電池堆1的陰極入口氣壓之間的壓差、陽極和陰極之間的氣體互竄、陽極與燃料電池系統(tǒng)100所在的周圍環(huán)境之間的氣體互竄、以及陰極與周圍環(huán)境之間 的氣體互竄。

在步驟B3中，預(yù)先建立用于描述燃料電池堆1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的預(yù)測模型。

在步驟B4中，基于至少一個測量信號S_M來從預(yù)測模型中預(yù)測期望的控制指示信號S1是否會違背燃料電池堆1的操作約束。在本具體實施方式中，基于至少一個測量信號S_M來從預(yù)測模型中預(yù)測期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指示信號S12中的任意一者或兩者是否將會違背燃料電池堆1的操作約束。至少一個測量信號S_M例如可以包括，但不限于下列信號中的至少一個：燃料電池堆1的陽極入口氣壓、燃料電池堆1的陽極出口氣壓、燃料電池堆1的陰極入口氣壓、燃料電池堆1的陰極出口氣壓、燃料電池堆1的陽極入口流量、燃料電池堆1的陽極出口流量、燃料電池堆1的陰極入口流量、燃料電池堆1的陰極出口流量、燃料電池堆1的一個或多個溫度測量值、燃料電池堆1的單個燃料電池的電壓、燃料電池堆1的電流、以及燃料電池系統(tǒng)100所在的周圍環(huán)境溫度、周圍環(huán)境壓力和周圍環(huán)境濕度。如果預(yù)測的結(jié)果為“是”，則過程前進到步驟B5。

在步驟B5中，當預(yù)測到期望的控制指示信號S1將會違背燃料電池堆1的操作約束時，則將會生成一個控制校正信號S2，并將生成的控制校正信號S2增加到期望的控制指示信號S1中。在本具體實施方式中，控制校正信號S2包括燃料流量校正信號S21和空氣流量校正信號S22。

例如，當預(yù)測到期望的控制指示信號S1中的期望的燃料流量指示信號S11將會違背燃料電池堆1的操作約束時，則將會生成一個燃料流量校正信號S21，并將生成的燃料流量校正信號S21增加到期望的燃料流量指示信號S11中。當預(yù)測到期望的控制指示信號S1中的期望的空氣流量指令信號S12將會違背燃料電池堆1的操作約束時，則將會生成一個空氣流量校正信號S22，并將生成的空氣流量校正信號S22增加到期望的空氣流量指示信號S12中。當預(yù)測到期望的控制指示信號S1中的期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指令信號S12都將會違背燃料電池堆1的操作約束時，則將會生成 燃料流量校正信號S21和空氣流量校正信號S22，并將生成的燃料流量校正信號S21和空氣流量校正信號S22分別增加到期望的燃料流量指示信號S11和期望的空氣流量指示信號S12中。

在步驟B6中，基于期望的控制指示信號S1和控制校正信號S2來生成控制信號S3。在本具體實施方式中，控制信號S3包括燃料流量信號S31和空氣流量信號S32。具體而言，基于期望的燃料流量指示信號S11和燃料流量校正信號S21來生成燃料流量信號S31，基于期望的空氣流量指示信號S12和空氣流量校正信號S22來生成空氣流量信號S32。

在一個具體實施方式中，通過將期望的控制指示信號S1和控制校正信號S2相加來生成控制信號S3。具體地，通過將期望的燃料流量指示信號S11和燃料流量校正信號S21相加來生成控制信號S3中的燃料流量信號S31，并且，通過將期望的空氣流量指示信號S12和空氣流量校正信號S22相加來生成控制信號S3中的空氣流量信號S32。

在步驟B7中，基于生成的控制信號S3來控制氣體輸送系統(tǒng)3，從而確保燃料電池堆1運行在安全運行限度內(nèi)。生成的控制信號S3包括燃料流量信號S31和空氣流量信號S32，所以燃料流量信號S31和空氣流量信號S32分別用于控制氣體輸送系統(tǒng)3的燃料流量調(diào)節(jié)器31和空氣流量調(diào)節(jié)器32(參見圖1)。燃料流量調(diào)節(jié)器31將會根據(jù)燃料流量信號S31來調(diào)整供應(yīng)至燃料電池堆1的燃料流量，并且，空氣流量調(diào)節(jié)器32將會根據(jù)空氣流量信號S32來調(diào)整供應(yīng)至燃料電池堆1的空氣流量。

本發(fā)明的用于控制燃料電池系統(tǒng)100的方法能夠以一種統(tǒng)一的方式來有效地解決燃料電池堆1的各種不同操作約束，并且能夠?qū)⒂绊懭剂想姵囟?的壽命的一些關(guān)鍵變量控制在安全的界限內(nèi)，因此本發(fā)明的控制方法能夠有效地確保燃料電池堆1在滿足燃料電池系統(tǒng)100的正常運行的條件下運行在其安全運行限度內(nèi)。本發(fā)明的方法可以延長燃料電池堆1的壽命，簡化燃料電池系統(tǒng)100的設(shè)計并且降低燃料電池系統(tǒng)100的成本。

本發(fā)明的用于控制燃料電池系統(tǒng)100的方法具有與如上描述的燃料電池系統(tǒng)100相似的有益技術(shù)效果，在此不再贅述。

雖然結(jié)合特定的具體實施方式對本發(fā)明進行了詳細說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認識到，權(quán)利要求書的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。