Батарея ТЭ представляет собой сборку ТЭ, скомму - тированную электрически последовательно, параллельно или последовательно-параллельно, а также соединенную по рабочим реагентам последовательно, параллельно или каскадно.

Весь опыт разработки ЭХГ различного типа подтвер­ждает оптимальность построения систем ЭХГ на основе «единичных» ТЭ. Выбор размеров «единичного» ТЭ до­статочно сложен и должен учитывать получение высоких удельных энергетических характеристик энергоустано­вок, достижение требуемой надежности и технологичес­кую целесообразность его конструкции. Наименее важ­ным фактором выбора размерности «единичного» эле­мента является фактор «универсальности», т. е. возмож­ность построения иа его базе ЭХГ различной мощности. «Универсальность» ТЭ важна в основном на этапе начальной разработки ЭУ. До выбора оптимального раз­мера ТЭ необходимо определить рабочие плотности тока на единицу поверхности электрода. При выборе номи­нальной плотности тока стремятся к минимальной массе всей ЭУ, включая систему хранения горючего и окисли­теля, и учитывают необходимый ресурс работы ЭХГ. Увеличение плотности тока повышает удельные энерге­тические характеристики ЭХГ, но снижает его КПД, а следовательно, увеличивает запас топлива; уменьше­ние же плотности тока, наоборот, ухудшает удельные характеристики ЭХГ, но сокращает расход топлива.

Из сказанного выше видно, что задача выбора плот­ности тока требует оптимизационного подхода. Расчет оптимальной плотности тока проводится на основе про­ектных характеристик ЭХГ и системы хранения топлива. Выбранное значение плотности тока может корректиро­ваться с учетом ресурса, значения коэффициента пе­регрузок.

Выбор типа электрического соединения производится с учетом следующих обстоятельств:

а) соразмерности мощности единичного ТЭ с мощ­ностью ЭХГ;

б) требуемых напряжений ЭХГ;

в) вопросов повышения надежности.

Третье обстоятельство требует некоторого пояснения. Параллельное соединение ТЭ внутри батареи ТЭ значи­тельно повышает надежность за счет того, что в случае частичного отказа одного из ТЭ, например вследствие потери активности электродов, недостаточного снабже­ния газом, поляризации электродов посторонними при­месями и т. д. ТЭ, соединенный с ним параллельно, бе­рет большую нагрузку и выхода из строя ЭХГ в целом не происходит. При выборе размеров ТЭ на указанную плотность тока следует кроме указанного выше учиты­вать специфику пневмогидравлических и электрических соединений.

Для выбора количества ТЭ, входящих в одну бата­рею ТЭ, надо учитывать схему соединения их по рабо­чим реагентам и в первую очередь — по водороду. При соединении ТЭ по водороду существуют различные схе­мы— последовательная, параллельная или каскадная. Тип соединения ТЭ по водороду тесно связан со структу­рой системы водоотвода. В динамической системе вода, как правило, выводится по контуру водорода (описание этого контура будет дано в соответствующем месте). Соединение по кислороду также может быть выполнено по вариантам последовательного, параллельного, кас­кадного и так называемого «тупикового» соединений.

При параллельном соединении остро встают вопросы равномерности раздачи реагентов по ТЭ и удаления на­копившихся инертных примесей вследствие возможного образования конденсата в подводящих трубопроводах.

Последовательное или каскадное соединение ТЭ зна­чительно улучшает работу ТЭ при капельной конденса-

ции, но требует организации газовых трактов с весьма малым гидравлическим сопротивлением.

Тупиковое соединение по кислороду предусматривает соединение элементов только одним коллектором, через который подается рабочий газ в ТЭ и производится «продувка-промывка» путем перекрытия подачи кисло­рода и сообщения коллектора с атмосферой. Такая сис­тема во многом сочетает преимущества предыдущих двух способов газовой коммутации.