本发明大体涉及例如固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)的燃料电池的领域。在一些具体实施例中，本发明涉及用于检测燃料电池堆中的氧化或其它缺陷的方法和装置，以及用于补偿此类缺陷的方法。
背景技术：
燃料电池将化学能从燃料转换成电。通过跨离子传导层将燃料与氧化剂电化学组合，它们发挥功能。通常，燃料电池需要燃料和氧气(或空气)的连续来源，以持续化学反应。燃料最通常的为氢或含氢组合物，例如甲醇、甲烷或天然气。存在许多类型的燃料电池，但它们都包括阳极、阴极和允陴带正电氢离子在电池的两侧之间移动的电解质。阳极和阴极包括使燃料经历产生带正电氢离子和电子的氧化反应的催化剂。在反应后，牵拉氢离子通过电解质。同时，通过外部电路将电子从阳极牵拉到阴极，从而发电。
典型燃料电池在小于约一(1)伏特的电位下操作。为了达成用于发电应用的足够电压，将许多个别燃料电池集成为较大部件，即，燃料电池堆。为了创建燃料堆，使用互连构件或“互连件”将邻近的燃料电池电串联连接在一起，其方式为使得邻近电池的燃料和氧化剂不会混合在一起。燃料电池堆可由数百个燃料电池组成。由燃料电池产生的功率量取决于若干因素，例如燃料电池类型、电池大小、其操作的温度和供应到电池的气体的压力。
燃料电池系统的性能大部分取决于堆中的每一个别电池的性能和“健康”。如果因例如翘曲、氧化或其它损坏因素的某一原因，许多电池开始降级，那么整个堆可开始劣化。这些问题的关键指示可为堆功率的损失，和堆温度的过度增大。在一些例子中，堆中的电池的不合需要的膨胀可导致堆的盖突然离开燃料电池结构。归因于过度氧化，利用基于镍的阳极的高温燃料电池，像以上提到的SOFC中的一些，可特别对个别电池损坏敏感。
在早期平台，燃料电池堆的问题的检测可能是困难的。当堆内的个别电池需要检验时，情况尤其如此。如燃料电池技术人员理解，燃料电池堆通常紧紧地密封于一个或多个盖或壳体内。(在像SOFC的高温燃料电池的情况下，密封尤其重要)。从其外壳去除燃料电池堆可为耗时且代价大的。此外，燃料电池系统的至少一部分可在检验期间必须离线取走，从而导致功率/电生成的损失。
牢记这些关注点，用于识别燃料电池堆中的缺陷的新工艺将在此项技术中受到欢迎。所述工艺应能够检测已受损坏或未恰当地工作的个别燃料电池，例如，归因于氧化的效应。所述工艺应还避免或最小化对于手动检验燃料电池堆的需求。此外，如果所述工艺包括用于针对缺陷或其它问题监测多个燃料电池堆且接着补偿此类问题的技术，例如，通过将功率输出从表现不佳的燃料电池堆再引导到表现正常的燃料电池堆，这也将是很有益的。
技术实现要素：
本发明的一个实施例是针对一种用于检测在包括大量平板式电池的至少一个平板式燃料电池堆中的氧化的方法。所述方法包括如下步骤：测量堆的高度以确定高度是否已从先前测量的高度增大，其中先前测量的高度尺寸的增大与平板式电池中的至少一些的氧化相关。
另一实施例涉及一种用于检测至少两个燃料电池堆中的氧化的方法，其通过测量每一燃料电池堆的高度以确定所述高度是否已从先前测量的高度增大，其指示已发生氧化；以及接着调整到每一燃料电池堆的燃料流率，使得表现出氧化的燃料电池堆具备较少燃料；而尚未表现出氧化的燃料电池堆将具备较大量的燃料。以此方式，来自所有燃料电池堆的总功率输出保持在所要的水平。
有关实施例还包括测量至少两个燃料电池堆中的每一个的高度以确定是否存在将使燃料电池堆中的一个在可接受温度参数外操作的氧化或某一其它条件。所述工艺进一步包括调整被引导到不合规格的燃料电池堆的气流，以便使所述燃料电池堆的温度返回到可接受范围内。
另一实施例是针对一种用于检测燃料电池堆中的氧化的设备，包括与所述燃料电池堆连通的机构，用于测量燃料电池堆高度，其中燃料电池堆高度从先前测量的高度值增大指示所述燃料电池堆中的氧化。
一种包括至少两个燃料电池堆的电力输送系统表示另一实施例。每一燃料电池堆包括用于测量所述堆的高度的增大的堆测量装置，所述高度增大指示所述堆内的电池的氧化，所述氧化导致产生将不利地影响所述电力输送系统的操作的不合规格的堆。所述电力输送系统进一步包括：
a)健康监测器，其比较每一堆的高度且确定是否在堆中的一个中已发生氧化；以及
b)负载均衡器或气流调节器，其分别控制和调整到每一燃料电池堆的燃料流或气流，
使得可通过调整燃料流或气流以补偿不合规格的堆来将电力输送系统的操作维持在可接受的水平。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的在外壳内且包括堆高度测量装置的燃料电池堆的一部分的示意图。
图2是根据本发明的实施例的包括堆高度测量装置和压缩机构的示范性燃料电池堆的示意图。
图3是包括用于多个燃料电池堆的燃料电池堆高度测量系统连同燃料流均衡系统两者的电力输送系统的简化图。
图4是在每一模块中包括许多燃料电池堆的多模块燃料电池系统的简化描绘。
图5是包括用于多个燃料电池堆的燃料电池堆高度测量系统连同控制每一燃料电池堆的温度的气流调节系统的根据本发明的实施例的另一电力输送系统的简化图。
具体实施方式
应注意，在介绍本发明的各种实施例的元件时，词“一”和“所述”意图意味着存在元件中的一个或多个，除非另外指示。而且，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。术语“包括”和“具有”旨在为包括性的，并且意味着可能有除了所列元件之外的额外的元件。本文在整个说明书以及权利要求书中使用的近似语言可以用于修饰任何定量表示，这些定量表示可以容许变化而不会导致其相关的基本功能改变。因此，由诸如“约”或“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的确切值。在一些情况下，近似语言可以对应于用于测量所述值的仪器的精度。
如本文所使用，术语“计算机”和例如“计算装置”的有关术语不限于在此项技术中称作计算机的集成电路，而是广泛地指至少一个微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)、专用集成电路和其它可编程电路；并且这些术语在本文中可互换地使用。此外，处理器是响应且处理驱动计算机的基本指令的逻辑电路系统。通常，处理器通信耦合到数据库和相关联的控制单元的其它模块。处理器可包括至少一个算术逻辑单元、微处理器、通用控制器或其它处理器阵列以执行所要的计算。
各种类型的燃料电池可用于本发明的实施例。实例包括固体氧化物燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate hel cell，MCFC)。燃料电池通过跨离子传导层将燃料与氧化剂电化学组合来产生直流(direct current，DC)电力。离子传导层，即，电解质，是液体或固体。在一些实施例中，燃料电池电串联地定位于电池的组合件中，以在有用的电压或电流下产生电力。虽然许多燃料电池属于这些发明性实施例的范围，但本发明将强调关于SOFC装置的细节，这些细节对于许多最终使用应用是优选的。
在示范性实施例中，燃料电池包括电解质、阳极和阴极。产生DC电的电化学反应通常发生在阳极和阴极处，其中常常使用催化剂来加速反应。阳极和阴极通常包括各种通道和多孔层，以增大用于化学反应发生的表面积。电解质将带电粒子从阳极和阴极中的一个载运到另一个，且另外大体上不可渗透到燃料和氧化剂两者。阳极通常包括入口和出口以有助于燃料流过它，且阴极可包括类似过道。根据典型机构，阳极排放来自阳极出口的尾气流，它包括水、氢、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和未反应的燃料，如果存在未反应的燃料。
如下将进一步描述，本文中描述的燃料电池，例如，SOFC装置，常常为发电系统的部件。所述系统包括至少一个SOFC堆；并且多个堆常常分布在两个或更多个模块中。具有连接到任何类型的动力块的SOFC堆的多种发电系统(例如燃气涡轮机、蒸汽涡轮机、内燃机或额外燃料电池)属于本发明的范围。
以上提到的燃料电池堆包括相互垂直对齐的大量集成电池(通常平面或大体上平面)。使用互连件将邻近燃料电池电串联地连接在一起。如此项技术中已知，每一燃料电池可仅仅数毫米厚。其中的数百个可串联连接以形成堆。
对于本发明的实施例，整个堆的高度为测量和记录的值，至少在燃料电池装置易于操作之时。本发明人发现，在装置已在操作中后的堆的高度的增大指示通常但非始终由平板式电池中的至少一些的氧化造成的不正常(非正常)状态。不正常状态的症状可包括开裂、翘曲或对电池的其它损坏。(如本文中所使用，“损坏”更广泛地指与燃料电池堆相关联的使所述堆有缺陷地或低于规定性能标准或在任一指定操作参数外挥发性能的任何条件)。
堆的高度的测量可通过许多技术来进行。图1是燃料电池堆测量系统10的透视图。不需要关于燃料电池堆自身的细节来理解本发明。因此，更通常地指示电池堆12定位在测量系统外壳14内。所述堆可直接或间接地搁置于下部支撑板16上。外壳的相对上端包括上部板18，其大体平行于板16，且有时被称作压缩板。所述板常常是对齐的且由两个或更多个支撑构件20提供结构支撑，所述支撑构件可例如为金属拉杆(tie rod)。
大体平行于板16和18的顶板22也可由拉杆20支撑。拉杆与板的组合件24可通过使用螺栓25而系在一起且使之固定，但其它附接机构是可能的。组合件通常封闭在有时被称作“热盒”的腔室26中，所述腔室能够容纳流出所述堆的任何热燃料电池气体，以及将例如热交换器、蒸汽发生器、燃料脱硫器和/或一个或多个重组器的其它部件与外部环境屏蔽。
在一些实施例中，弹簧机构28用以测量堆12的高度的改变。可用螺栓29或通过任何其它合适的固定设备将弹簧机构固定在合适的位置。可抵靠上部板18的上表面32，穿过顶板22对弹簧30加偏压。可将推杆34、轴杆或其它类型的连接器附接在弹簧下方，以便将压缩力直接供应到上部板和下面的燃料电池堆的顶部35。如在申请中的美国专利申请S.N.14/867,409(K.Brown等人在2015年9月28日递交)中所描述，可使用各种类型的压缩机构来维持燃料电池堆上的所要的压力。S.N.14/867,409全部以引用的方式并入本文中。弹簧机构通常位于热盒26外。
在此实施例中，可收紧弹簧以维持板18上、穿过推杆34且抵靠下部板16的选定量的向下压力。作为非限制性实例，对于包括约150到200个个别电池且被设计成在约800℃下操作的SOFC堆，可将弹簧预设定到约600到800kg的力，例如，700kg的力。弹簧的力的任何改变与堆的高度的改变相关。
弹簧机构可进一步包括测量装置，其用于确定堆例如相对于初始或先前测量高度的高度。弹簧机构可接着用以确定在燃料电池装置的操作期间堆高度的改变。在一个实施例中，测量装置可为测压元件36，如在图1中以简单形式展示。测压元件在此项技术中已知且可在市场上购得。大多数测压元件依赖于可产生电信号的某一形式的换能器，所述电信号具有与正测量的力成正比的量值，所述力是由弹簧机构28施加于电池堆12上的力。可用测压元件的实例包括钮扣型测压元件、应变计测压元件和气动测压元件。在一个实施例中，使测压元件与弹簧机构28对齐且附接(直接或间接)到弹簧机构28。以此方式，测压元件直接地测量弹簧力。
在其它实施例中，堆的高度可由附接到堆且产生表示高度尺寸的信号的位置传感器测量。(位置传感器并未具体地在图1中展示)。可使用各种类型的位置传感器。一个实例是线性可变差动变压器(linear variable differential transformer，LVDT)，其用于测量线性位移，即，物体的位置。LVDT将相对于机械参考的位置或线性位移转换成比例电信号。电信号通常包括用于方向信息的相位分量，和用于距离信息的振幅分量。如所属领域的技术人员理解，LVDT按变压器的原理操作，且通常包括线圈组合件和核心。这些装置可在市场上购得，且例如描述于美国专利9,395,511、5,044,186和4,149,409中，所有这些专利以引用的方式并入本文中。
如上所提到，还可使用其它类型的位置传感器。选择的特定传感器可以依赖于或可以不依赖于以上描述的弹簧机构的额外使用。选择将部分取决于具体传感器设计。可使用的所有位置传感器可在市场上购得。实例包括电容性位移传感器、激光测距仪传感器和类似物。
在有时为涉及使用弹簧机构和附带的测压元件的实施例首选的技术中，可在燃料电池全力操作前校准弹簧机构。举例来说，可在给定时间周期内，在选定操作温度下，使燃料电池在一个或多个试验中运作。在试验运作期间，将监测堆的高度和弹簧上的力。作为说明，弹簧上的力增大约20磅(9kg)可与弹簧中的0.1英寸偏移(0.25cm)偏移相关。这个值又将对应于堆的高度增大0.25cm。
此外，可按对堆的实际损坏校准堆的高度的增大。如上所提到，损坏可通过实物证据来展示，例如，归因于氧化的观测到的损坏，像许多个别燃料电池的翘曲。因此，系统操作员能够将燃料电池堆高度的经计算增大与对堆的可能损坏等同起来，而不必手动检验堆。
在另一实施例中，可通过使用波纹管结构来测量堆的高度。如上所提到，压缩机构有时用以维持燃料电池堆上的所要的压力。所述机构可包括呈波纹管的形式的壳体。所述壳体能够容纳加压流体，加压流体可对下面的燃料电池堆施加选定量的压力，如例如通过压力表测量。如由压力表或通过与壳体相关联的压力板的移动所展示的压力改变指示下面的燃料电池堆的高度已改变。如先前所解释，如果堆的高度已经增大，那么这可指示其中包括的电池已氧化或另外受到损坏。
图2描绘此类型的实施例，其中压缩机构40已适用于包括燃料电池堆44的热盒42。压缩机构包括支撑框46、加压流体容器48和压缩板50。支撑框包括上部支撑板52和下部支撑板54，以及支撑构件56。支撑构件通常在上部支撑板52与下部支撑板54之间延伸，且相对于上部支撑板52和下部支撑板54环向间隔开。此设计大体描述于以上参考的专利申请S.N.14/867,409(K.Brown等人)中。总压缩机构40可包括在Brown等人的参考中所叙述的许多变化形式。
继续参看图2，压缩板50在上部支撑板52与下部支撑板54之间可移动地连接到支撑构件56。加压流体容器48位于压缩板与上部支撑板之间。燃料电池堆44安置于下部支撑板54与压缩板50之间。以此方式，在燃料电池压缩机构的操作期间，压缩板直接接触加压流体容器48和燃料电池堆44。(压缩的来源通常是加压流体管线，其未在本文中描绘，但是在Brown等人的专利申请中有论述)。
如还在图2的示范性实施例中所提到，加压流体容器48包括限定内部空间60的壳体58，所述内部空间60被配置成容纳加压流体。壳体包括顶壁62、底壁64和在顶壁与底壁之间延伸的侧壁66。上部支撑板52和压缩板50连接到侧壁66，使得上部支撑板52至少部分形成顶壁62；并且压缩板50至少部分形成底壁64。
图2中的侧壁66至少是部分柔性的，使得侧壁可随着内部空间60的容积改变而伸展或塌陷。为了有助于柔性定位，侧壁相对较薄，且在很大一部分区域内，可为波纹状的。随着侧壁伸展或塌陷，顶壁62和底壁64中的至少一个相对于另一个移动。作为先前提及的一个实例，壳体58可呈波纹管结构的形式，它可易于并入到在顶壁与底壁之间的此相对移动设计内。或者，其它结构可并入到壳体内，例如，枕形壳体，如在Brown等人专利申请中所提到。
继续参看图2，可看出，压缩机构40允许在燃料电池的操作期间在燃料电池堆上维持选定量的力。将压缩板50相对于支撑板54移动，使得将燃料电池堆44上的压缩力维持在所要的压力。由于可密切地监测压力等级，因此压力的任何改变可显示出燃料堆44的高度的改变。这改变又可接着等同于堆中的任何电池状况的可能不利的改变，如先前所描述。此外，在此实施例中的压缩机构还可包括如先前所描述的位置传感器(例如，LVDT)，其测量板50与支撑板52之间的尺寸(距离)的改变，这可用来计算堆高度。
一般来说，还应注意，单个外壳或热盒中可包括多个燃料电池堆。在所述情况下，可通过以上描述的技术中的一个来测量每一堆的高度，以确定个别堆是否已受到氧化的不利影响。此外，如下文进一步描述，整个含燃料电池电力系统可包括多个外壳或模块，每一个包括至少两个燃料电池堆。
本发明的另一实施例是针对一种用于当已在根据先前描述的工艺的堆中的一个中检测到氧化时控制至少两个燃料电池堆的操作的方法和系统。可首先简要地描述此方法的特征：在试验燃料电池操作期间一开始且按间隔获得的关于每一燃料电池堆的相对高度的数据可存储于数据收集器中，例如，基于计算机处理器的装置。典型设计中也是基于计算机的燃料电池堆监测模块处理来自数据收集器的数据，比较每一电池堆高度值的改变。给定燃料电池堆上的测压元件或其它类型的位置传感器提供堆是否在高度上已增大且经历氧化或已按某一其它方式受到损坏的指示。根据对于整个电力输送系统的要求，连接的补偿单元使每一燃料电池堆的操作重新均衡，以便补偿损坏的堆。
一个具体实施例说明于图3中，图3是包括第一燃料电池堆82和第二燃料电池堆84的简化电力输送系统80的图。每一燃料电池堆包括用于测量堆的高度的改变的堆测量装置。虽然在此图中举例说明测压元件，但测量装置可为以上提到的装置或系统中的任一个，例如，像LVDT的电子位置传感器或波纹管结构。堆测量装置86连接到燃料电池堆82，而堆测量装置88连接到燃料电池堆84。
两个堆测量装置连接到系统健康监测器90。健康监测器通常为可接收并处理堆高度数据的基于计算机的系统。数据可包括每一电池在任何选定时间长度上的堆高度的改变。数据还可包括堆82与堆84就高度来说的比较。如先前所描述，堆高度的增大提供堆中的电池可按某一方式降级的指示，例如，归因于氧化的效应。
此外，与先前描述的校准技术一致，在一些实施例中，健康监测器可包括使堆高度改变和堆损坏与堆中的功率的损失相关的一个或多个处理器。相关性基于一系列试验评估。可使用例如基于相对于数据的转移函数的查找表的已知相关性技术将试验数据并入到处理器内。
接着可将关于两个堆的相对高度(且在一些情况下，堆中的功率损耗)的来自健康监测器90的数据发射到负载均衡器92。负载均衡器可呈用于燃料电池的任何类型的操作调节器的形式，且其有时被称作“补偿单元”。负载均衡器还与可呈许多形式的功率需求模块94通信。
一般来说，功率需求模块94可为基于对于例如外部电网或其它实体或电力客户的外部来源的功率要求测量和指示燃料电池系统上的总功率需求的任一装置。作为实例，总功率需求可为1.0兆瓦(MW)。参看图3，总功率需求将通常均等地分布于燃料电池82与燃料电池84之间，即，每一个0.5MW。换句话说，将通过燃料阀96和98来计量基于氢的燃料(如上所述)的适当部分。当根据燃料电池反应原理，与常规氧气源组合时，接收等量燃料的每一燃料电池堆82和84应产生等量的电。
如果健康监测器90指示燃料电池堆82或84中的一个受到损坏或另外低于所期望而操作，那么将信号发射到负载均衡器92。在此实施例中，负载均衡器将有效地使燃料流重新均衡，使得将较大量的燃料引到正按规格(即，“符合规格”)发挥性能的燃料电池，同时将较低量的燃料引到不合规格的燃料电池，即，在例如指定温度或温度范围的一个或多个可接受的参数外发挥功能。
因此，作为简单、非限制性说明，如果基于堆高度测量，燃料堆82显得是在低于规格10％下操作，那么基于来自负载均衡器92的控制，少10％的燃料将被引导通过燃料阀96以对所述电池供电。电池堆82可因此产生0.4MW的功率。因此，多10％的燃料将被引导通过燃料阀98——也由负载均衡器控制，以便从燃料电池堆84产生大致多10％的电(功率)，例如，0.6MW的功率。以此方式，燃料电池系统的总功率输出将保持在1.0MW，从而满足来自外面客户的指定需求。(所属领域的技术人员理解，燃料电池系统的功率输出部分与“燃料利用率”有关，即，每个供应的燃料量所消耗的燃料量。这又是供应燃料进料速率和施加到燃料电池堆的负荷的函数)。
在一些例子中，燃料电池堆可能由于未接收到足够的燃料而低于规格操作。在此实例中，辨识缺陷状况的特定类型的健康监测器将发射适当信号到负载均衡器，如先前所提到。然而，在此情形下，信号将导致更大量的燃料被引导到表现不佳的燃料电池堆，以便使所述堆回到规格中。
还应注意到，可手动实现负载均衡器，例如，通过在一个或多个操作员的手边的观测和控制。或者，负载均衡器可自动执行其功能。举例来说，一个或多个相关联的计算机控制/处理器可协调负载均衡器的动作与来自健康监测器的传入数据，以及总功率需求。
在许多实施例中，多个燃料电池堆将包括在至少两个模块内。每一堆可包括数百个个别电池，如先前所提到。此外，每一模块的设计和部件在此项技术中一般已知。(例如，见国家能源技术实验室出版物“电池、堆和模块/SOFC电力系统(Cell，Stack&Module/SOFC Power Systems)”，2016年12月，美国能源部网站，其以引用的方式并入本文中)。有关部件和特征包括入口/出口空气歧管、入口/出口燃料歧管、电力分出、堆机械加载装置和绝缘系统。以此方式，可通过附接与系统中所必要的模块一样多的模块来配置全部燃料电池系统的所要的额定功率，例如，从50kW直到约数百万MW。
因此，在另一个示范性实施例中，可基于个别模块中的任一个中的有缺陷或表现不佳的燃料电池堆来控制至少两个燃料电池模块的操作。图4是多模块燃料电池系统100的非限制性、简化描绘。根据此项技术中已知的一般连接技术，整个系统包括由标准电/机械连接件108、110相互互连的三个模块102、104和106。(例如，见网站http://www.fuelcellenergy.com/why-fuelcell-energy/how-do-fuel-cells-work/，2016年12月，其以引用的方式并入本文中，描绘示范性机械配套设施和电气配套设施)。每一模块简单化地用四个燃料电池堆说明，例如，模块102中的堆112、114、116和118。为简单起见，省略模块中的每一堆之间的电/机械连接。
根据先前描述的一般工艺，可使用如先前所描述的一个或多个系统健康监测器(且未在图4中展示)针对堆的预定高度的任何增大来监测每一模块中的个别燃料电池堆中的每一个。高度的增大指示不合需要的氧化或对所述堆中的电池中的一个或多个的其它损坏。如果对堆(或对单个模块中的多个堆)的估计的损坏高于可接受极限，那么相关联的负载均衡器(未展示)将通过减少对于特定模块的功率要求来进行补偿。
可通过改变到特定模块的燃料流率(例如，使用一个或多个燃料阀)来进行由负载均衡器发起的调整。或者，可通过改变气流速率以增加冷却来进行调整，如下文进一步描述。在燃料流率调整的情况下，将从包括损坏的燃料电池堆的模块提取较少功率，且将从其它模块中的一个或从包括恰当地发挥功能的燃料电池堆的多个模块提取较大功率。以此方式，可维持来自多模块燃料电池系统的总的所需功率输出。(以类似于其它实施例的方式，举例来说，如果确定燃料电池堆的缺点与不充分燃料流而非氧化问题有关，那么也可存在可增大到特定模块的燃料流率的情形)。
图3的基于燃料消耗率的实施例的另一替代例说明于图5中。电力输送系统130包括第一燃料电池堆132和第二燃料电池堆134。如在图3中，每一燃料电池堆包括堆测量装置，例如，测压元件。堆测量装置136连接到燃料电池堆132；而堆测量装置138连接到燃料电池堆134。如在先前实施例中，两个堆测量装置连接到系统健康监测器140，所述健康监测器140可接收并处理堆高度数据，且通常是基于计算机的。数据可按高度来比较堆132与堆134，其中高度的任何增大指示堆中的一个或多个电池的可能问题，如先前所描述。按照所述堆的功率损失而校准增大的堆高度的额外系统可并入到此系统内，也如先前所论述。
此外，在一些例子中，使用本文中所描述的方法确定燃料电池堆的高度是否已相对于先前测量的尺寸减小而非增大可为有用的。高度的减小也可指示可通过本文中描述的燃料传递或空气传递均衡技术来解决的操作现象。
以类似于图3的实施例的方式，可接着将关于两个堆的相对高度(且在一些情况下，堆中的功率损耗)的来自图5中的健康监测器140的数据发射到气流调节器142。调节器还与可呈许多形式的气流命令模块144通信。可通过气流阀146和148导引的工艺空气可用以调整正在可接受温度值或温度范围外 作的燃料电池堆的温度。举例来说，可增大工艺气流以充当冷却剂，从而使可能过热的燃料电池堆的温度下降。在其它情况下，可减小工艺空气的流量，由此升高可能过冷的燃料电池堆的温度。
因此，作为简单说明，基于堆高度测量，或基于可由健康监测器140监测的另一特性，燃料堆132可不合规格地操作。如果燃料电池堆的性能问题造成堆温度的不合需要的增大，那么较大量的气流(基于来自调节器142的控制)将被引导通过阀146，从而将燃料电池堆132冷却到可接受的温度。在一些实施例中，同时，可按与到堆132的气流的增大成比例的量减小通过阀148到表现正常的燃料电池堆134的气流。气流的减小将允许堆134在较高温度下操作。(然而，到堆134的气流与到堆132的气流之间的平衡并非总是必要的)。此外，如针对图3的实施例所描述，此系统可手动操作或例如通过健康监测器140、调节器142和气流命令模块144之间的基于计算机的协调而自动操作。
本书面描述使用实例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使所属领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统和执行任何并入的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书定义，并且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果这种其它实例具有与权利要求书的字面语言不会不同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构元件，那么这种其它实例希望在权利要求书的范围内。