【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池
,尤其涉及燃料电池电堆在零度以下环境低温启动技术。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCell,PEMFC)具有能量转化效率高、启动快速、比功率高、反应副产物只有水,具有无污染、运行平稳等特点,以PEMFC为动力的电动车已成为各国政府、各大汽车集团和石油公司研究热点。由于PEMFC中存在反应的产物水和增湿的水,在低于0℃的户外环境中,电池关闭之后或者启动时,电池中的水会结冰,冰层会阻碍电化学反应进程,从而导致冷启动失败,因此燃料电池0℃以下的启动是PEMFC的在汽车领域应用面临的一个关键问题。现有技术中燃料电池堆低温启动主要通过辅助措施,保证燃料电池低温启动,如US0243428,WO078840,WO0186745,CN103219535通过在系统中或电池端板加入辅助加热设备,加热气体的方法等,使MEA、双极板及其他部件温度升高,以完成低温启动。该技术存在的问题是外加辅助加热实施增加了系统的复杂性,增加了系统的能耗,降低了系统的效率等。
技术实现思路
提供一种质子交换膜燃料电池电堆在环境温度低于零度以下时的启动方法,这种方法可以不使用辅助加热设备,通过充分利用电堆内部反应过程中极化产生的热量进行自加热,完成燃料电池电堆低温状态下的自启动工作。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现:一种质子交换膜燃料电池电堆在环境 ...
【技术保护点】
一种燃料电池电堆零度以下环境的启动方法,其特征在于:1)将燃料电池电堆置于小于0℃到‑10℃低温环境下启动,电流密度10~50mA.cm‑2的低电流加载、空载循环放电;2)直至电堆内各单池温度升高达到0℃,然后再按规定载荷梯度10‑50mA.cm‑2加载至500~1200mA.cm‑2的高载荷,高载荷持续加载,待电堆内单池温度升高至30‑40℃后开启冷却剂循环泵,待电堆内各单电池及冷却剂储存容器温度升高至40℃以上时,燃料电池电堆启动完成。
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆零度以下环境的启动方法,其特征在于:
1)将燃料电池电堆置于小于0℃到-10℃低温环境下启动,电流密度10~
50mA.cm-2的低电流加载、空载循环放电;
2)直至电堆内各单池温度升高达到0℃,然后再按规定载荷梯度10-50mA.cm-2加载至500~1200mA.cm-2的高载荷,高载荷持续加载,待电堆内单池温度升高至
30-40℃后开启冷却剂循环泵,待电堆内各单电池及冷却剂储存容器温度升高至
40℃以上时,燃料电池电堆启动完成。
2.根据权利要求1所述的启动方法,其特征在于:
所述燃料电池堆以n节(n≥2)燃料电池单电池串联所构成,还包括用于与
外电路实现电连接的正端子和负端子;正端子和负端子与负载连接成为一条电
流回路;
燃料电池堆上有测量每节单电池电压的电压传感器;
燃料电池堆上设有测量每节单电池温度的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的启动方法,其特征在于:所述的燃料电池电堆停车
后进行N2吹扫除水处理。
4.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑利民,俞红梅,侯明,艾军,邵志刚,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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