所述冷卻栗被配置為基于栗控制信號改變所述斯特林發(fā)動機的所述第二端的散熱速率；以及 熱管理控制器，被配置為監(jiān)測所述固體氧化物燃料電池的所述陰極出口的溫度，并改變所述栗控制信號以將所述固體氧化物燃料電池的所述陰極出口的溫度保持在溫度范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進一步包括: 陰極鼓風機，具有出口和入口，其中，所述陰極鼓風機的所述入口耦接至所述固體氧化物燃料電池的所述陰極出口； 其中，所述陰極鼓風機被配置為基于陰極鼓風機控制信號改變提供至所述固體氧化物燃料電池的冷卻速率； 其中，所述熱管理控制器被配置為改變所述栗控制信號以增大所述斯特林發(fā)動機的所述第二端的散熱速率，并響應(yīng)于所述斯特林發(fā)動機的所述第二端的散熱速率增大，改變所述陰極鼓風機控制信號以降低提供至所述固體氧化物燃料電池的冷卻速率。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，進一步包括: 氧源，耦接至所述陰極鼓風機的所述出口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中: 所述熱管理控制器被配置為監(jiān)測所述固體氧化物燃料電池的所述陽極入口的溫度和所述固體氧化物燃料電池的所述陰極入口的溫度中的至少一個，并改變所述栗控制信號，以將所述固體氧化物燃料電池的所述陽極入口的溫度和所述固體氧化物燃料電池的所述陰極入口的溫度中的至少一個維持在溫度范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中: 所述熱管理控制器被配置為監(jiān)測所述隔熱箱的內(nèi)部的溫度和所述固體氧化物燃料電池的所述陽極出口的溫度中的至少一個，并改變所述栗控制信號，以將所述隔熱箱的內(nèi)部的溫度和所述固體氧化物燃料電池的所述陽極出口的溫度中的至少一個維持在溫度范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進一步包括: 燃料源；以及 燃料重整器，具有入口和出口，其中，所述燃料重整器的入口耦接至所述燃料源和所述固體氧化物燃料電池的所述陽極出口； 陽極鼓風機，具有入口和出口，其中，所述陽極鼓風機的出口耦接至所述固體氧化物燃料電池的所述陽極入口，其中，所述斯特林發(fā)動機的所述第一端將所述燃料重整器的出口耦接到所述陽極鼓風機的入口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中: 所述熱管理控制器被配置為監(jiān)測所述燃料重整器的入口的溫度和所述燃料重整器的出口的溫度中的至少一個，并改變所述栗控制信號，以將所述燃料重整器的入口的溫度和所述燃料重整器的出口的溫度中的至少一個維持在溫度范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中: 所述氧源是氧化劑。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中: 所述斯特林發(fā)動機的第一端耦接至所述固體氧化物燃料電池的所述陽極出口。10.一種對水下交通工具中的固體氧化物燃料電池進行熱回收和熱控制的設(shè)備，包括: 交通工具，包括固體氧化物燃料電池并被配置為浸入水中，所述交通工具包括: 包圍所述固體氧化物燃料電池的隔熱箱，其中，所述固體氧化物燃料電池包括陰極入口、陰極出口、陽極入口以及陽極出口 ； 陰極鼓風機，具有出口和入口，其中，所述陰極鼓風機的入口耦接至所述固體氧化物燃料電池的所述陰極出口，其中，所述陰極鼓風機被配置為基于陰極鼓風機控制信號改變提供至所述固體氧化物燃料電池的冷卻速率； 斯特林發(fā)動機，具有與所述隔熱箱的內(nèi)部熱耦接的第一端和將所述陰極鼓風機的出口耦接至所述固體氧化物燃料電池的所述陰極入口的第二端，其中，所述陰極鼓風機被配置為基于所述陰極鼓風機控制信號改變所述斯特林發(fā)動機的第二端的散熱速率；以及 熱管理控制器，被配置為監(jiān)測所述固體氧化物燃料電池的所述陰極出口的溫度，并改變所述陰極鼓風機控制信號以將所述固體氧化物燃料電池的所述陰極出口的溫度保持在溫度范圍內(nèi)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，進一步包括: 氧源，耦接至所述陰極鼓風機的出口。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中: 所述氧源是氧化劑。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中: 所述熱管理控制器被配置為監(jiān)測所述固體氧化物燃料電池的所述陽極入口的溫度和所述固體氧化物燃料電池的所述陰極入口的溫度中的至少一個，并改變所述陰極鼓風機控制信號，以將所述固體氧化物燃料電池的所述陽極入口和所述固體氧化物燃料電池的所述陰極入口的溫度中的至少一個維持在溫度范圍內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中: 所述熱管理控制器被配置為監(jiān)測所述隔熱箱的內(nèi)部的溫度和所述固體氧化物燃料電池的所述陽極出口的溫度中的至少一個，并改變所述陰極鼓風機控制信號，以將所述隔熱箱的內(nèi)部的溫度和所述固體氧化物燃料電池的所述陽極出口的溫度中的至少一個維持在溫度范圍內(nèi)。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中: 所述斯特林發(fā)動機的第一端耦接至所述固體氧化物燃料電池的所述陽極出口。16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，進一步包括: 燃料源； 燃料重整器，具有入口和出口，其中，所述燃料重整器的入口耦接至所述燃料源和所述固體氧化物燃料電池的陽極出口 ；以及 陽極鼓風機，具有入口和出口，其中，所述陽極鼓風機的出口耦接至所述固體氧化物燃料電池的陽極入口，其中，所述斯特林發(fā)動機的第一端將所述燃料重整器的出口耦接到所述陽極鼓風機的入口。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中: 所述熱管理控制器被配置為監(jiān)測所述燃料重整器的入口的溫度和所述燃料重整器的出口的溫度中的至少一個，并改變所述陰極鼓風機控制信號，以將所述燃料重整器的入口的溫度和所述燃料重整器的出口的溫度中的至少一個維持在溫度范圍內(nèi)。18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，進一步包括: 發(fā)電器頭，耦接至所述斯特林發(fā)動機的功率輸出軸；以及 電力總線，用于為所述交通工具配電，其中，所述固體氧化物燃料電池和所述發(fā)電器頭電耦接至所述電力總線。19.一種對水下交通工具中的固體氧化物燃料電池進行熱回收和熱控制的方法，包括: 監(jiān)測固體氧化物燃料電池的陰極出口的溫度，其中，所述固體氧化物燃料電池由熱耦接至斯特林發(fā)動機的第一端的隔熱箱包圍；并且 改變所述斯特林發(fā)動機的第二端的散熱速率以將所述固體氧化物燃料電池的所述陰極出口的溫度維持在溫度范圍內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及針對利用燃料電池的水下交通工具的熱回收和溫度控制。在本文中所描述的實施方式為水下交通工具提供SOFC的熱回收和溫度控制。交通工具包括SOFC、圍繞SOFC的隔熱箱、冷卻回路、以及斯特林發(fā)動機。冷卻回路具有熱交換器和冷卻泵。熱交換器將冷卻回路熱耦至水。斯特林發(fā)動機具有熱耦接至所述隔熱箱內(nèi)部的第一端和熱耦接至所述冷卻回路的第二端。冷卻泵基于泵控制信號改變斯特林發(fā)動機的第二端的散熱速率。熱管理控制器，監(jiān)測所述SOFC的陰極出口的溫度，并改變泵控制信號以將陰極出口的溫度保持在溫度范圍內(nèi)。
【IPC分類】H01M8/04, H01M8/04007, H01M8/10
【公開號】CN105226314
【申請?zhí)枴緾N201510379060
【發(fā)明人】邁克爾·J·馬里奇, 喬舒亞·M·默梅爾斯坦, 邁克爾·韋伯
【申請人】波音公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年6月30日
【公告號】EP2975683A1, US20150380748