置； 测量装置，其用于测量所述主流、所述第一分支流和所述第二分支流中的其中两个的 压差；及 控制装置，其用于响应于所述测量得到的压差来实时控制所述第一分支流对所述主流 的流量比。2. 如权利要求1所述的系统，其中，所述测量装置包括第一和第二压差计，所述第一和 所述第二压差计相同并且均靠近所述分流位置放置。3. 如权利要求2所述的系统，其中，所述第一压差计位于所述上游装置和所述分流位 置之间用于测量所述主流的压差，所述第二压差计位于所述第一下游装置和所述分流位置 之间用于测量所述第一分支流的压差。4. 如权利要求2所述的系统，其中，所述第一压差计位于所述分流位置和所述第二下 游装置之间用于测量所述第二分支流的压差，所述第二压差计位于所述第一下游装置和和 所述分流位置之间用于测量所述第一分支流的压差。5. 如权利要求2所述的系统，其还包括： 流量比计算器，在所述流量比计算器中预存所述第二压差计相对于所述第一压差计的 校准系数，所述流量比计算器用于基于所述测量得到的压差和所述校准系统来计算出所述 流量比。6. 如权利要求5所述的系统，其中，所述控制装置包括控制器和用于调节流量的调节 阀，其中，所述控制器用于接收来自所述流量比计算器计算出的所述流量比，将所述计算出 的流量比与用户设定的目标流量比进行比较，并且，根据比较的结果来控制所述调节阀的 开度。7. 如权利要求6所述的系统，其中，所述调节阀设置于所述分流位置和所述第二下游 装置之间用于调节所述第二分支流的流量；或者，所述调节阀是设置于所述分流位置处用 于调节所述第一和所述第二分支流的流量的Η通阀。8. 如权利要求1所述的系统，其中，在所述第一分支流通过所述第一下游装置后，所述 第一分支流的至少部分返回到所述上游装置，所述流量比为循环流量比。9. 如权利要求8所述的系统，其中，所述第一下游装置为燃料电池，所述上游装置为燃 料重整器，所述燃料电池包括用于产生尾气的阳极，所述阳极包括入口和出口，所述燃料重 整器用于将燃料与来自所述燃料电池的所述出口的所述尾气混合W产生作为所述主流的 重整流。10. 如权利要求9所述的系统，其中，所述第二下游装置包括： 冷却器，其用于从所述第二分支流中移除热；及 底循环，其包括响应于所述冷却的第二分支流而驱动的外燃机或内燃机。11. 如权利要求8所述的系统，其中，所述上游装置为燃料电池，所述第一下游装置为 燃料重整器，所述燃料电池包括用于产生作为所述主流的尾气的阳极，所述阳极包括入口 和出口，所述燃料重整器用于将燃料与来自所述燃料电池的所述出口的所述尾气的所述第 一分支流混合W产生重整流。12. -种用于使用根据权利要求1所述的系统来控制流量比的方法，其包括： al)测量所述主流、所述第一分支流和所述第二分支流中的其中两个的实时压差； a2)用所述测量得到的压差来实时计算出所述第一分支流对所述主流的流量比； a3)将所述计算出的流量比与用户设定的目标流量比进行比较；及 a4)用所述比较的结果来实时控制所述第一分支流和所述第二分支流中的至少一个的 流量。13. 如权利要求12所述的方法，其还包括： 提前确定出所述测量装置的校准系数，其中，所述步骤a2)包括用所述测量得到的压 差和所述校准系数来实时计算出所述第一分支流对所述主流的流量比。14. 如权利要求13所述的方法，其中，所述测量装置包括第一和第二压差计，所述第一 和所述第二压差计相同并且均靠近所述分流位置放置，提前确定出所述测量装置的校准系 数包括： 准备可变气源； 将所述可变气源连接到质量流量控制器； 将所述质量流量控制器与所述第一和所述第二压差计连接； 改变所述质量流量控制器的气体流量； 分别记录所述第一和所述第二压差计的第一和第二压差值；及 使用如下的公式确定出所述校准系数：其中，F代表所述质量流量控制器的气体流量，K代表所述校准系数，DPti和DPt2分别 代表所述第一和所述第二压差计的所述第一和所述第二压差值，Κι和K2分别代表所述第一 和所述第二压差计的第一和第二系数W及Ρ。代表所述可变气源的气体密度。15. 如权利要求14所述的方法，其中，所述步骤al)包括： 使用位于所述上游装置和所述分流位置之间的所述第一压差计来测量所述主流的压 差；及 使用位于所述第一下游装置和所述分流位置之间的所述第二压差计来测量所述第一 分支流的压差。16. 如权利要求15所述的方法，其中，所述步骤曰2)包括： 使用如下的公式来计算出所述第一分支流对所述主流的流量比：其中，RR代表所述流量比，DPi代表所述主流的压差，W及DPz代表所述第一分支流的 压差。17. 如权利要求14所述的方法，其中，所述步骤al)包括： 使用位于所述分流位置和所述第二下游装置之间的所述第一压差计来测量所述第二 分支流的压差；及 使用位于所述第一下游装置和所述分流位置之间的所述第二压差计来测量所述第一 分支流的压差。18. 如权利要求17所述的方法，其中，所述步骤a2)包括： 使用如下的公式来计算所述第一分支流对所述主流的流量比：其中，RR代表所述流量比，DPi代表所述第二分支流的压差，W及DP2代表所述第一分 支流的压差。19. 如权利要求12所述的方法，其中，所述控制装置包括控制器和用于调节流量的调 节阀，所述步骤a4)包括： 基于所述目标流量比和所述计算出的流量比之间的误差，所述控制器发送控制信号给 所述调节阀；及 所述调节阀接收来自所述控制器的所述控制信号，并且调节其开度W控制所述第一分 支流和所述第二分支流中的至少一个的流量。20. -种用于控制循环流量比的系统，其包括： 燃料电池，其包括用于产生尾气的阳极，所述阳极包括入口和出口； 燃料重整器，其用于将燃料与来自所述燃料电池的阳极的出口的所述尾气相混合W产 生重整流，其中，所述重整流在分流位置处被分成第一分支流和第二分支流，并且，所述第 一分支流返回到所述燃料电池的阳极的入口用于发电； 冷却器，其用于从所述第二分支流中移除热； 底循环，其包括响应于所述冷却的第二分支流而驱动的外燃机或内燃机； 测量装置，其用于测量所述主流、所述第一分支流和所述第二分支流中的其中两个的 压差；及 控制装置，其用于响应于所述测量得到的压差来实时控制所述第一分支流对所述主流 的流量比。
【专利摘要】本发明公开用于控制流量比的系统和方法。该系统包括：燃料电池，包括用于产生尾气并具有入口和出口的阳极；燃料重整器，用于将燃料与来自阳极出口的尾气相混合以产生重整流，其中，重整流在分流位置处被分成第一和第二分支流，且第一分支流返回到阳极入口；冷却器，用于从第二分支流移除热；底循环，包括响应于冷却的第二分支流而驱动的外燃机或内燃机；测量装置，用于测量主流、第一和第二分支流中的其中两个的压差；及控制装置，用于响应于测量得到的压差来实时控制第一分支流对主流的流量比。测量装置的该设计可以使得流量比的测量独立于流的温度、压力及组分的变化，且流的复杂特性不会对流量比的测量产生影响，故能够精确地测量出流量比。
【IPC分类】H01M8/04
【公开号】CN105576268
【申请号】CN201410525550
【发明人】王宏刚, 李世光, 安德鲁·菲利普·夏皮罗
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月8日
【公告号】EP3007026A2, EP3007026A3, US20160104906