操作飞行器的燃料电池组件的方法

技术领域

本公开涉及飞行器的燃料电池组件。

背景技术

飞行器可以使用各种动力源，包括燃气涡轮发动机、发电机、能量存储系统等。作为一个或多个这些动力源的补充或替代，至少某些飞行器可以合并燃料电池组件。本公开的发明人已经发现，改进燃料电池组件以并入飞行器中将在本领域中受到欢迎。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。

图2是本公开的处于第一构造的燃料电池组件的示意图。

图3是图2的示例性燃料电池组件的第一燃料电池模块的第一燃料电池堆的示意图。

图4是图3的第一燃料电池堆的燃料电池的示意图。

图5是处于第二构造的图2的示例性燃料电池组件的示意图。

图6是根据本公开的另一示例性方面的燃料电池组件的示意图。

图7是根据本公开的示例性方面的用于操作燃料电池组件的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标号已用于指代本公开的相似或类似部分。

本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或例释”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。

在例如“A、B和C中的至少一个”的上下文中的术语“至少一个”是指仅A、仅B、仅C或A、B和C的任何组合。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。

如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以使一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。

本公开大体上涉及一种操作飞行器的燃料电池组件的方法。该方法包括在飞行器的计划飞行启动之前，接收飞行器的计划飞行的飞行负载预测器数据；和响应于在飞行器的计划飞行启动之前接收到的飞行负载预测器数据，重新构造燃料电池组件。在至少某些示例性方面中，重新构造燃料电池组件包括向燃料电池组件添加燃料电池模块或从燃料电池组件去除燃料电池模块，以增加或减少燃料电池组件的功率容量。

例如，响应于接收指示燃料电池组件对于计划飞行所需的预期电负载高于当前构造中的燃料电池组件的电负载容量的飞行负载预测器数据，该方法可以向燃料电池组件添加燃料电池模块，以增加燃料电池组件的功率容量。相比之下，响应于接收指示燃料电池组件对于计划飞行所需的预期电负载低于当前构造中的燃料电池组件的电负载容量的飞行负载预测器数据，该方法可以从燃料电池组件中去除燃料电池模块，以减少燃料电池组件的功率容量(并且进一步地，减少燃料电池组件的重量)。

以这种方式，燃料电池组件可以被重新构造以提供用于计划飞行的足够功率容量，同时还使得用于需要较小功率容量的飞行的燃料电池组件的重量最小化。

现在参考附图，其中同一数字在整个图中指示相同元件，图1提供了可以并入本公开的各种实施例的示例性飞行器10的俯视图。如图1所示，飞行器10限定延伸通过其中的纵向方向L、横向方向T、前端14和后端16。

此外，飞行器10包括从飞行器10的前端14朝向飞行器10的后端16纵向延伸的机身20以及一对机翼22，或者更确切地，第一机翼22A和第二机翼22B。第一机翼22A从机身20的左舷24大体上相对于纵向方向L沿横向方向T从机身20向外延伸。此外，第二机翼22B类似地从机身20的右舷26大体上相对于纵向方向L沿横向方向T从机身20向外延伸。此外，飞行器10进一步包括竖直稳定器32和一对水平稳定器36。机身20附加地包括外表面40。机身20、机翼22和稳定器32、36可以一起被称为飞行器10的本体。

然而，应当理解，在本公开的其他示例性实施例中，飞行器10可以附加地或替代地包括例如可以或可以不直接沿竖直方向或水平/横向方向T延伸的稳定器、机翼22等的任何其他合适的构造。

图1的示例性飞行器10还包括推进系统。所描绘的示例性推进系统包括多个飞行器发动机，多个飞行器发动机中的至少一个飞行器发动机被安装到一对机翼22A、22B中的每一个机翼。具体地，多个飞行器发动机包括安装到第一机翼22A的第一飞行器发动机44和安装到第二机翼22B的第二飞行器发动机46。在至少某些示例性实施例中，飞行器发动机44、46可以被构造为以翼下构造悬挂在机翼22A、22B下方的涡轮风扇喷气发动机。

然而，替代地，在其他示例性实施例中，可以提供任何其他合适的飞行器发动机。例如，在其他示例性实施例中，第一飞行器发动机44和/或第二飞行器发动机46可以替代地被构造为涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机等。进一步地，在其他示例性实施例中，推进系统可以附加地或替代地包括一个或多个电动或混合电动飞行器发动机(例如，电风扇)。

飞行器10进一步包括具有燃料电池组件100的动力系统。燃料电池组件100被定位在飞行器10的机身20内、在飞行器10的机翼22内、在飞行器10的推进器(例如，第一或第二飞行器10发动机44、46)内或其组合。特别地，对于所描绘的实施例，燃料电池组件100被定位在飞行器10的机身20内，并且更具体地，在接近飞行器10的后端16的飞行器10的机身20内。

然而，如将理解的，并且如以虚线所描绘的，在其他示例性方面中，燃料电池组件100可以附加地或替代地被定位在飞行器10的一个或两个机翼22中，在飞行器10的推进器(例如，第一或第二飞行器10发动机44、46)内，或两者兼之。

简而言之，将进一步理解的是，飞行器10包括飞行器控制器50。飞行器控制器50可以被可操作地联接到一个或多个外部数据源，用于从这种外部数据源接收与例如特定飞行操作的乘客数(或乘客计数)、飞行操作的天气数据、飞行数据等有关的数据。飞行器控制器50可以包括与下面参考图5描述的燃料电池组件100的控制器124类似的结构。

现在参考图2，提供了上面参考图1介绍的示例性燃料电池组件100的示意图。如将理解的是，所描绘的示例性燃料电池组件100被定位在飞行器10的机身20内。

燃料电池组件100大体上包括燃料源102、空气源104、电力电子装置106和多个燃料电池模块108。

燃料源102可以是任何合适的燃料源102。例如，燃料源102可以是飞行器10的燃料源，诸如包含例如碳氢基燃料(诸如Jet A飞行器燃料等)的燃料箱。利用这种构造，燃料源102可以包括燃料处理单元(未描绘)，燃料处理单元被构造成从碳氢基燃料生成氢燃料流。燃料处理单元可以是用于生成富氢燃料流的任何合适的结构。例如，燃料处理单元可以包括用于产生富氢燃料流的燃料重整器或催化部分氧化转化器(CPOx)。如果包括燃料处理单元，则燃料处理单元可以在燃料源102和多个燃料电池模块108之间串联流体连通。

附加地或替代地，燃料源102可以是氢燃料源(诸如气态或液态的氢燃料库)。再附加地或替代地，燃料电池组件100可以被构造成直接在多个燃料电池模块108内处理燃料。

空气源104可以是用于燃料电池模块108的任何合适的空气源。例如，在某些示例性方面中，空气源104可以是环境空气源(例如，来自冲压空气入口)，可以是来自例如飞行器10的一个或多个发动机(例如，飞行器发动机44、46)的高温空气源，可以是来自例如飞行器10的舱室的内部飞行器空气源104等。空气源104的选择可以至少部分地基于多个燃料电池模块108的化学性质，如将在下面更详细地讨论的。

多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块108被构造为燃料电池堆。例如，多个燃料电池模块108包括第一燃料电池模块108A，第一燃料电池模块108A被构造为第一燃料电池堆156(参见图3)。值得注意的是，在所描绘的实施例中，多个燃料电池模块108进一步包括第二燃料电池模块108B、第三燃料电池模块108C和第四燃料电池模块108D，其各自被构造为燃料电池堆。

此外，现在参考图3，提供了作为图2的燃料电池组件100的第一燃料电池模块108A的第一燃料电池堆156的立体图的示意图。

所描绘的第一燃料电池堆156包括壳体180，壳体180具有出口侧182和与出口侧182相对的侧184、燃料和空气入口侧186以及与燃料和空气入口侧186相对的侧188、以及侧190、192。侧190、侧188和侧184在图3的立体图中不可见。

如将理解的是，第一燃料电池堆156可以包括多个燃料电池202，多个燃料电池202例如从第一燃料电池堆156的一端(例如，燃料和空气入口侧186)并排“堆叠”到第一燃料电池堆156的另一端(例如，侧188)。因此，将进一步理解的是，出口侧182包括多个出口194，每个出口来自第一燃料电池堆156的相应燃料电池202。在操作期间，输出产物196从出口194被引导出壳体180。将从下面图4的描述中理解的是，出口194包括分开的燃料出口和空气出口。

燃料和空气入口侧186包括一个或多个燃料入口198和一个或多个空气入口200。可选地，一个或多个入口198、200可以在壳体180的另一侧上。

现在参考图4，提供了图3的第一燃料电池堆156的燃料电池202的特写示意图。将理解的是，燃料电池是电化学装置，其可以通过燃料(诸如氢)与氧化剂(诸如大气中包含的氧)的电化学反应，将来自燃料的化学能转化为电能。燃料电池系统可以有利地用作能量供应系统，因为当与至少某些现有系统相比时，燃料电池系统可以被认为是环境优越且高效的。因为单个燃料电池，诸如图4中描绘的燃料电池202，可能仅能够生成大约一(1)伏的电力，多个燃料电池可以堆叠在一起，以形成燃料电池堆(诸如图3的第一燃料电池堆156)，从而为第一燃料电池堆156生成期望的电压。

图4中描绘的示例性燃料电池202和图3的第一燃料电池堆156的每个燃料电池202可以包括固体氧化物燃料电池(SOFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸燃料电池(PAFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)，所有这些大体上以其各自的电解质命名。

更具体地，如图4中示意性地描绘的，燃料电池202大体上包括阴极侧204、阳极侧206和电解质层208，电解质层208被定位在阴极侧204和阳极侧206之间。阴极侧204大体上可以包括阴极210，并且阳极侧206大体上可以包括阳极212。

阴极侧204包括阴极入口214和阴极出口216，并且阳极侧206包括阳极入口218和阳极出口220。燃料电池202的阴极侧204，并且更具体地，燃料电池202的阴极侧204的阴极入口214，与燃料电池组件100(图2)的空气源104流体连通。相比之下，燃料电池202的阳极侧206，并且更具体地，燃料电池202的阳极侧206的阳极入口218，与燃料电池组件100(图2)的燃料源102流体连通。

现在返回参考图2，将理解的是，燃料电池组件100进一步包括燃料输送回路110和空气输送回路112。

燃料输送回路110包括燃料管线114，或者更确切地，多个燃料管线114，燃料管线114从燃料源102延伸到多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块，并且更具体地，延伸到多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块的燃料入口198。空气输送回路112类似地包括空气管线116，或者更确切地，多个空气管线116，空气管线116从空气源104延伸到多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块，并且更具体地，延伸到多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块的空气入口200(参见图3)。

进一步地，对于所描绘的示例性方面，如图2中的标注圆A中所示，第一燃料电池模块108A使用连接组件118被联接到燃料输送回路110的燃料管线114，连接组件118由燃料管线114和第一燃料电池模块108A的燃料入口198形成。更具体地，连接组件118包括与燃料输送回路110的燃料管线114流体连通的截止阀120和流体连接件122，流体连接件122由燃料输送回路110的燃料管线114和第一燃料电池模块108A的燃料入口198形成。截止阀120可以是例如球阀、闸阀或任何其他合适的阀。截止阀120可以是手动致动的，可以是电致动的(并且例如，与燃料电池组件100的控制器124可操作地通信，如下讨论的)，或两者兼之。进一步地，流体连接件122可以是例如螺纹流体连接件、凸缘螺栓连接件等。

附加地或替代地，流体连接件122可以是快速释放流体连接件。这可以促进第一燃料电池模块108A的相对快速的断开和连接。

连接组件118被定位成接近第一燃料电池模块108A并与第一燃料电池模块108A串联，其中第一燃料电池模块108A是位于连接组件118下游的多个燃料电池模块108中唯一的燃料电池模块108。

值得注意的是，如上简要地所述，多个燃料电池模块108进一步包括第二燃料电池模块108B、第三燃料电池模块108C和第四燃料电池模块108D。这些燃料电池模块108中的每个燃料电池模块都包括燃料入口198和空气入口200，与第一燃料电池模块108A类似(也参见图3)。

将理解的是，对于所示实施例，连接到多个燃料电池模块108中的相应燃料电池模块108的多个燃料管线114中的每个燃料管线包括连接组件118，连接组件118形成有相应燃料电池模块108的相应燃料入口198，连接组件118以与形成有第一燃料电池模块108A的燃料入口198的连接组件118类似的方式构造。以这种方式，将理解的是，燃料输送回路110可以与第二燃料电池模块108B的燃料入口198形成连接组件118，可以与第三燃料电池模块108C的燃料入口198形成连接组件118，并且可以与第四燃料电池模块108D的燃料入口198形成连接组件118。这些连接组件118中的每个连接组件可以被定位成接近相应燃料电池模块108并与相应燃料电池模块108串联，其中仅相应燃料电池模块108在相应连接组件118的下游。

类似地，空气输送回路112可以与多个燃料电池模块108的空气入口200(参见图3)形成多个连接组件118。特别地，空气输送回路112的空气管线116可以与第一燃料电池模块108A的空气入口200形成连接组件118，与第二燃料电池模块108B的空气入口200形成连接组件118，与第三燃料电池模块108C的空气入口200形成连接组件118，以及与第四燃料电池模块108D的空气入口200形成连接组件118。这些示例性连接组件118中的每个连接组件都可以以与上文参考圆A描述的连接组件118类似的方式构造。

此外，还如上简要地所述，示例性燃料电池组件100包括电力电子装置106。电力电子装置106可以是包括用于通过静态装置进行电力的转换、控制、调节或其组合的电力电子装置的装置，诸如DC/DC转换器、DC/AC转换器等。

燃料电池组件100进一步包括电总线126，对于所描绘的实施例，电总线126通过电力电子设备106被电联接到飞行器电力总线128。电总线126从电力电子装置106延伸到多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块。电总线126可以通过可去除的电连接件，诸如快速释放电连接件(例如，插头和插座连接件)，被电联接到多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块。以这种方式，电总线126可以在燃料电池组件100的操作期间从多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块接收电力。

进一步地，还如图2中示意性地描绘的，燃料电池组件100包括燃料电池排放结构130。多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块通过相应排放管线132被流体联接到燃料电池排放结构130。排放管线132可以使用可去除的流体连接件(例如，螺纹连接件、快速释放连接件等)。

然而，将理解的是，在其他示例性实施例中，燃料电池组件100可以被构造成将来自多个燃料电池模块108的输出产物直接排放到燃料电池排放结构130。

燃料电池排放结构130可以包括排放调节器，以调节在燃料电池排放结构130内流动或流过燃料电池排放结构130的输出产物，从而使输出产物适合于排放到例如大气中。值得注意的是，在至少某些示例性实施例中，燃料电池排放结构130内的输出产物或通过燃料电池排放结构130的输出产物可用于生成附加功(例如，通过未示出的分离发动机内的燃烧)。

以这种方式，将理解的是，相对于燃料电池组件100的多个燃料电池模块108中的其他燃料电池模块108中的至少一个燃料电池模块，多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块可以独立地从燃料电池组件100去除。

例如，现在还参考图5，描绘了图2的示例性燃料电池组件100，其中从飞行器10的机身20内去除了多个燃料电池模块108中的第一燃料电池模块108A。值得注意的是，由燃料输送回路110的燃料管线114和第一燃料电池模块108A的燃料入口198形成的连接组件118以及由空气输送回路112的空气管线116和第一燃料电池模块108A(参见图2)的空气入口200形成的连接组件118可以促进这种去除，而不会去除剩余的燃料电池模块108。特别地，这些连接组件118中的每个连接组件的截止阀120可以移动到关闭位置，以防止燃料和空气分别行进通过燃料管线114和空气管线116(参见图2)。随后，流体连接件122可以断开，使得燃料管线114和燃料入口198不再流体连通，并且空气入口200中的空气管线116类似地不再流体连通。第一燃料电池模块108A的排放管线132可以类似地与燃料电池排放结构130断开，并且电总线126可以与第一燃料电池模块108A断开。

以这种方式，第一燃料电池模块108A相对于其他燃料电池模块108可独立地从燃料电池组件100去除。进一步地，第二燃料电池模块108B、第三燃料电池模块108C和第四燃料电池模块108D各自相对于其他燃料电池模块108也可独立地从燃料电池组件100去除。以这种方式，如下面将更详细描述的，燃料电池组件100可以在飞行之间被重新构造，从而为后续飞行操作的预期电负载专门确定大小。

特别地，去除第一燃料电池模块108A，并且可选地，去除燃料电池组件100的其他燃料电池模块108，可以允许相对快速且容易地重新构造燃料电池组件100，从而为用于特定操作(诸如后续飞行操作)的预期功率负载，改变燃料电池组件100的功率容量。如将理解的是，为了较低功率容量而重新构造燃料电池组件100(即，去除一个或多个燃料电池模块108)可以显著地减少用于特定操作的燃料电池组件100的重量，其中预期的是，将需要来自燃料电池组件100的较低功率输出。替代地，如果燃料电池组件100没有在适当位置被构造有所有可能的燃料电池模块108(参见图5)，则燃料电池组件100可以被重新构造，以限定增加的功率容量(即，添加一个或多个燃料电池模块108)。

如本文所用，术语“功率容量”是指燃料电池组件100在没有过早磨损燃料电池组件100的情况下能够实现的最大功率输出。

简而言之，如上所述，将进一步理解的是，所描绘的示例性燃料电池组件100附加地包括控制器124。图2中所描绘的示例性控制器124可以被构造成接收从一个或多个传感器感测到的数据。特别地，对于所描绘的实施例，燃料电池组件100包括第一传感器125A、第二传感器125B、第三传感器125C和第四传感器125D，第一传感器125A被构造成感测指示第一燃料电池模块108A的数据，第二传感器125B被构造成感测指示第二燃料电池模块108B的数据，第三传感器125C被构造成感测指示第三燃料电池模块108C的数据，第四传感器125D被构造成感测指示第四燃料电池模块108D的数据。控制器124被构造成从这些传感器125A、125B、125C、125D中的每个传感器接收数据。

控制器124可以进一步基于接收到的数据，做出用于燃料电池组件100的控制决定。例如，控制器124进一步与燃料源102和空气源104可操作通信，并且可以响应于由传感器125A、125B、125C、125D感测到的数据，做出用于燃料源102和/或空气源104的控制决定。

在一个或多个示例性实施例中，图2中描绘的控制器124可以是用于燃料电池组件100的独立控制器124，或者替代地，可以被集成到例如飞行器10的飞行器控制器50中，飞行器10包括与燃料电池组件100集成的燃气涡轮发动机。

特别参考控制器124的操作，在至少某些实施例中，控制器124可以包括一个或多个计算装置134。计算装置134可以包括一个或多个处理器134A和一个或多个存储器装置134B。一个或多个处理器134A可以包括任何合适的处理装置，诸如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置134B可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器和/或其他存储器装置。

一个或多个存储器装置134B可以存储能够由一个或多个处理器134A访问的信息，包括能够由一个或多个处理器134A执行的计算机可读指令134C。指令134C可以是任何指令集，其在由一个或多个处理器134A执行时，使一个或多个处理器134A进行操作。在一些实施例中，指令134C可以由一个或多个处理器134A执行，以使一个或多个处理器134A进行操作，诸如控制器124和/或计算装置134被构造用于的任何操作和功能，如本文所述的用于操作燃料电池组件100的操作(例如，方法300)，和/或一个或多个计算装置134的任何其他操作或功能。指令134C可以是用任何合适的编程语言编写的软件或者可以用硬件实施。附加地和/或替代地，指令134C可以在一个或多个处理器134A上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。一个或多个存储器装置134B还可以存储能够由一个或多个处理器134A访问的数据134D。例如，数据134D可以包括指示功率流的数据、指示发动机/飞行器操作条件的数据、和/或本文描述的任何其他数据和/或信息。

计算装置134还可以包括网络接口134E，用于例如与燃料电池组件100的其他部件、合并有燃料电池组件100的飞行器、外部数据源138等通信。例如，在所描绘的实施例中，如上所述，燃料电池组件100包括一个或多个传感器，用于感测指示燃料电池组件100的一个或多个参数的数据(传感器125A、125B、125C、125D)。燃料电池组件100的控制器124通过例如网络接口134E被可操作地联接到一个或多个传感器，使得控制器124可以接收指示在操作期间由一个或多个传感器感测到的各种操作参数的数据。控制器124也可以通过网络接口134E被可操作地联接到外部数据源138。外部数据源138可以向控制器124提供飞行负载预测器数据，例如指示计划飞行的乘客负载的数据、计划飞行的天气数据、计划飞行的历史数据或其组合。

进一步地，对于所示实施例，控制器124被可操作地联接到例如燃料源102和空气源104。以这种方式，控制器124可以被构造成响应于例如由一个或多个传感器感测到的数据，控制燃料流和/或空气流。

网络接口134E可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其他合适部件。

本文讨论的技术参考了基于计算机的系统、由基于计算机的系统采取的动作、发送到基于计算机的系统的信息以及来自基于计算机的系统的信息。本领域的普通技术人员将认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许在部件之间和部件之中对任务和功能进行多种可能的构造、组合和划分。例如，本文讨论的处理可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实施。数据库、存储器、指令和应用程序可以在单个系统上实施，也可以分布在多个系统上。分布式部件可以按顺序或并行操作。

然而，将理解的是，在其他示例性实施例中，示例性燃料电池组件100可以替代地以任何其他合适的方式构造。例如，将理解的是，尽管在图2和5的示例性实施例中，多个燃料电池模块108各自可独立地从燃料电池组件100去除，但是在其他示例性实施例中，多个燃料电池模块108中的一个或多个燃料电池模块可以被永久固定在燃料电池组件100内。进一步地，尽管图2和5的示例性实施例包括总共四个燃料电池模块108，但是在其他示例性实施例中，燃料电池组件100可以包括任何合适数量的燃料电池模块108。例如，在其他示例性实施例中，燃料电池组件100可以包括至少两个燃料电池模块108，诸如至少三个燃料电池模块108，诸如至少五个燃料电池模块108，诸如至多100个燃料电池模块108。

此外，在至少某些示例性实施例中，多个燃料电池模块108中的每个燃料电池模块可以是相同大小，并且可以被构造成生成与剩余的多个燃料电池模块108相同的功率输出。

然而，在其他实施例中，多个燃料电池模块108可以在大小上变化，并且在其被构造成生成的功率输出量上变化(例如，燃料电池模块108的燃料电池堆中的燃料电池数)。例如，简要参考图6，提供了根据本公开的另一示例性方面的燃料电池组件100的示意图，燃料电池组件100包括第一燃料电池模块108A、第二燃料电池模块108B和第三燃料电池模块108。对于所示实施例，第三燃料电池模块108C大于第一燃料电池模块108A和第二燃料电池模块108B。第三燃料电池模块108C可以被构造成分别比第一燃料电池模块108A和第二燃料电池模块108B生成更多功率输出(例如，至少10％的更多功率输出，诸如至少25％的更多功率输出，诸如至少50％的更多功率输出，诸如高达1000％的更多功率输出)。以这种方式，燃料电池组件100的功率容量可以更精确地改变单个燃料电池模块108的去除。

此外，现在参考图7，提供了操作飞行器的燃料电池组件的方法300。方法300可用于操作本文所述的一个或多个示例性燃料电池组件100。

图7中描绘的方法300的示例性方面大体上包括在(302)处，在飞行器的计划飞行启动之前，接收飞行器的计划飞行的飞行负载预测器数据。如本文所用，关于飞行器的计划飞行的术语“启动”是指飞行器开始计划飞行的飞行包线的起飞阶段。

更具体地，对于所描绘的示例性方面，在(302)处接收计划飞行的飞行负载预测器数据包括在(304)处，接收指示计划飞行的乘客负载的数据、计划飞行的天气数据、计划飞行的历史数据或其组合。更具体地，对于所描绘的示例性方面，在(302)处接收计划飞行的飞行负载预测器数据包括接收指示计划飞行的乘客负载的数据(例如，关于计划飞行的乘客数、计划飞行的百分比占用率等)。

如将理解的是，计划飞行的乘客负载可以是飞行器将要在计划飞行期间消耗的电力量的重要指标。以这种方式，将理解的是，在(302)处接收计划飞行的飞行负载预测器数据可以包括接收指示计划飞行的预期电负载的数据。

仍然参考图7，示例性方法300进一步包括在(306)处，响应于在(302)处在飞行器的计划飞行启动之前接收到的飞行负载预测器数据，重新构造燃料电池组件。特别地，对于所描绘的方法300的示例性方面，在(306)处重新构造燃料电池组件包括在(308)处，向燃料电池组件添加燃料电池模块或从燃料电池组件去除燃料电池模块，以增加或减少燃料电池组件的功率容量。如还将理解的是，向燃料电池组件添加燃料电池模块或从燃料电池组件去除燃料电池模块可以相应地增加或减少燃料电池组件的重量。

例如，在方法300的一个示例性方面中，如图7中所描绘的，在(302)处接收飞行负载预测器数据包括在(310)处，接收指示计划飞行的预期电负载高于计划飞行之前的飞行的电负载(并且高于可能由处于当前构造的燃料电池组件满足的电负载)的数据。利用这种示例性方面，在(306)处重新构造燃料电池组件包括在(312)处，向燃料电池组件添加燃料电池模块，以增加燃料电池组件的功率容量。

进一步地，对于所描绘的示例性方面，在(312)处向燃料电池组件添加燃料电池模块包括在(314)处，将燃料电池模块流体连接到燃料电池组件的燃料源和燃料电池组件的空气源，并且将燃料电池模块电连接到燃料电池组件的电力电子装置。

值得注意的是，在至少某些示例性方面中，向燃料电池组件添加燃料电池模块可以包括向燃料电池组件添加多个燃料电池模块。

利用这种示例性方面，将理解的是，在(306)处重新构造燃料电池组件包括在(316)处，使燃料电池组件的功率容量增加至少10％并且至高1000％。例如，在某些示例性方面中，在(306)处重新构造燃料电池组件可以包括使燃料电池的功率容量增加至少25％，诸如至少50％，诸如至少100％，诸如至高500％，诸如至高350％，诸如至高200％。

此外，对于图7的方法300的示例性方面，在(302)处接收飞行负载预测器数据可以附加地或替代地包括在(318)处，接收指示计划飞行的预期电负载小于计划飞行之前的飞行的电负载(并且低于可能由处于当前构造的燃料电池组件满足的电负载)的数据。利用这种示例性方面，在(306)处重新构造燃料电池组件进一步包括在(320)处，从燃料电池组件去除燃料电池模块，以减少燃料电池组件的功率容量。

在所描绘的示例性方面中，在(320)处从燃料电池组件去除燃料电池模块包括在(322)处，使燃料电池模块与燃料电池组件的燃料源和燃料电池组件的空气源流体断开，并且使燃料电池模块与燃料电池组件的电力电子装置电断开。

值得注意的是，对于所描绘的示例性方面，燃料电池组件被定位在飞行器内，并且在(320)处从燃料电池组件去除燃料电池模块包括在(324)处，从飞行器去除燃料电池模块。

以这种方式，将理解的是，在(302)处重新构造燃料电池组件可以进一步包括在(326)处，使燃料电池组件的功率容量减少至少10％并且至高75％。例如，重新构造燃料电池组件可以包括使功率容量减少至少15％，诸如至少25％，诸如至少50％。

根据示例性方法300操作燃料电池组件可以允许燃料电池组件专门针对飞行器为特定飞行操作所需的功率量而被构造。以这种方式，燃料电池组件的重量可以针对较低功率消耗飞行(例如，具有较低乘客计数)而减少，从而改进飞行器的燃料效率。

进一步的方面由以下条款的主题提供：

一种操作飞行器的燃料电池组件的方法，所述方法包括：在所述飞行器的计划飞行启动之前，接收所述飞行器的所述计划飞行的飞行负载预测器数据；和响应于在所述飞行器的所述计划飞行启动之前接收到的所述飞行负载预测器数据，重新构造所述燃料电池组件，其中重新构造所述燃料电池组件包括向所述燃料电池组件添加燃料电池模块或从所述燃料电池组件去除燃料电池模块，以增加或减少所述燃料电池组件的功率容量。

根据前述条款所述的方法，其中接收飞行负载预测器数据包括接收指示所述计划飞行的乘客负载的数据、所述计划飞行的天气数据、所述计划飞行的历史数据或其组合。

根据任何前述条款所述的方法，其中接收飞行负载预测器数据包括接收指示所述计划飞行的乘客负载的数据。

根据任何前述条款所述的方法，其中接收飞行负载预测器数据包括接收指示所述计划飞行的预期电负载高于所述计划飞行之前的飞行的电负载的数据，并且其中重新构造所述燃料电池组件包括向所述燃料电池组件添加所述燃料电池模块，以增加所述燃料电池组件的所述功率容量。

根据任何前述条款所述的方法，其中向所述燃料电池组件添加所述燃料电池模块包括将所述燃料电池模块流体连接到所述燃料电池组件的燃料源和所述燃料电池组件的空气源，并且将所述燃料电池模块电连接到所述燃料电池组件的电力电子装置。

根据任何前述条款所述的方法，其中重新构造所述燃料电池组件包括使所述燃料电池组件的所述功率容量增加至少10％并且至高500％。

根据任何前述条款所述的方法，其中接收飞行负载预测器数据包括接收指示所述计划飞行的预期电负载小于所述计划飞行之前的飞行的电负载的数据，并且其中重新构造所述燃料电池组件包括从所述燃料电池组件去除所述燃料电池模块，以减少所述燃料电池组件的所述功率容量。

根据任何前述条款所述的方法，其中从所述燃料电池组件去除所述燃料电池模块包括使所述燃料电池模块与所述燃料电池组件的燃料源和所述燃料电池组件的空气源流体断开，并且使所述燃料电池模块与所述燃料电池组件的电力电子装置电断开。

根据任何前述条款所述的方法，其中所述燃料电池组件被定位在所述飞行器内，并且其中从所述燃料电池组件去除所述燃料电池模块包括从所述飞行器去除所述燃料电池模块。

根据任何前述条款所述的方法，其中重新构造所述燃料电池组件包括使所述燃料电池组件的所述功率容量减少至少10％并且至高75％。

一种飞行器的动力系统，所述飞行器包括机身、机翼和推进器，所述动力系统包括：燃料电池组件，所述燃料电池组件被构造成当安装在所述飞行器中时，定位在所述机身、所述机翼、所述推进器或其组合内，所述燃料电池组件包括：多个燃料电池模块，所述多个燃料电池模块包括第一燃料电池模块，所述第一燃料电池模块能够相对于所述多个燃料电池模块中的一个或多个其他燃料电池模块独立地从所述燃料电池组件去除。

根据任何前述条款所述的动力系统，所述燃料电池组件进一步包括：燃料源；空气源；和电力电子装置，其中所述多个燃料电池模块中的每个燃料电池模块流体联接到所述燃料源和所述空气源，并且电联接到所述电力电子装置。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中所述第一燃料电池模块与所述多个燃料电池模块中的所述一个或多个其他燃料电池模块并联地流体联接到所述燃料源和所述空气源。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中所述多个燃料电池模块包括第一燃料电池模块，其中所述第一燃料电池模块包括燃料入口，其中第一燃料电池模块通过部分地由所述燃料入口形成的连接组件流体联接到所述燃料源，其中所述连接组件包括截止阀和流体连接件。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中所述多个燃料电池模块包括第一燃料电池模块，其中所述第一燃料电池模块包括空气入口，其中第一燃料电池模块通过部分地由所述空气入口形成的连接组件流体联接到所述空气源，其中所述连接组件包括截止阀和流体连接件。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中所述燃料源是所述飞行器的燃料源。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中所述多个燃料电池模块包括至少三个燃料电池模块。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中所述多个燃料电池模块中的每个燃料电池模块能够相对于所述多个燃料电池模块中的其他燃料电池模块独立地从所述燃料电池组件去除。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中当所述第一燃料电池模块从所述燃料电池组件去除时，所述燃料电池组件限定减小的功率容量。

根据任何前述条款所述的动力系统，其中所述燃料电池组件被构造成定位在所述飞行器的所述机身内。

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