活化燃料电池电堆的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，公开了活化燃料电池电堆的方法及装置，活化燃料电池电堆的方法，包括：在一定的环境下，使燃料电池电堆在300A持续运行5min；在另一环境下，使燃料电池电堆在300A持续运行90s，停止运行，并持续30s，重复该步骤，直至输出功率不再升高，或平均电压不再升高，或重复该步骤的次数≥10次才进行下一步；在又一环境下，使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，再使燃料电池电堆停止运行，并持续30s，若输出功率低于预设功率，或平均电压低于预设电压时，则重复该步骤，否则完成燃料电池电堆性能的活化。本发明专利技术实施例的活化燃料电池电堆的方法及装置，能够实现快速活化燃料电池电堆的性能，提高了活化的效率，降低了活化的成本。

Method and device for activating fuel cell stack

The invention relates to the technical field of fuel cells, and discloses a method and a device for activating fuel cell stack, and a method for activating fuel cell stack, including: under certain conditions, the fuel cell stack can run continuously for 5 minutes at 300A; under another environment, the fuel cell stack can run continuously at 300A for 90 seconds, stop running, and Continue for 30 seconds, repeat this step until the output power is no longer increased, or the average voltage is no longer increased, or the number of repetitions of this step is more than 10; in another environment, the fuel cell stack will continue to run for 90 seconds at 300 A, and then the fuel cell stack will stop running for 30 seconds, if the output power is lower than the pre-operation. If the power or average voltage is lower than the preset voltage, repeat this step, otherwise the fuel cell stack performance will be activated. The method and device of activating fuel cell stack according to the embodiment of the invention can realize the performance of fast activating fuel cell stack, improve the activation efficiency and reduce the activation cost.

【技术实现步骤摘要】
活化燃料电池电堆的方法及装置
本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及活化燃料电池电堆的方法及装置。
技术介绍
燃料电池电堆是一种由多个单电池串联组成的发电装置，其是通过将燃料所具有的化学能转换成电能的，因此，燃料电池电堆不受卡诺循环效应的限制，发电效率高，另外，燃料电池电堆具有低排放和噪声低的优点，因此，燃料电池被广泛地应用于汽车行业、能源发电、船舶工业、航空航天、家用电源等行业。在燃料电池电堆组装成型后，需要对其性能进行活化，以确保燃料电池电堆的性能达到使用的最佳状态，同时能够检测燃料电池电堆是否具备出厂的要求，从而保证出厂后的燃料电池电堆具有良好的性能。目前，现有燃料电池电堆的活化普遍是通过使燃料电池电堆在一恒定电流下长时间地运行，直至燃料电池电堆的性能不再升高，从而完成燃料电池电堆的活化。但是，当采用该方式对燃料电池电堆进行活化时，活化的时间长，使得活化效率低，从而造成人力和物力的损耗，进而导致燃料电池电堆的活化成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供活化燃料电池电堆的方法及装置，以解决现有燃料电池电堆的活化时间较长，使得活化效率低的技术问题，以降低燃料电池电堆活化的成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提供活化燃料电池电堆的方法，包括步骤：向燃料电池电堆中通入冷却水、氢气和空气，并设定冷却水的第一温度，空气的第一温度，氢气的第一温度，空气的第一露点温度，氢气的第一露点温度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行5min，然后使电流降至0A；设定空气的第二温度，氢气的第二温度，空气的第一相对湿度，氢气的第一相对湿度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，然后使燃料电池电堆停止运行，并持续30s；检测燃料电池电堆的输出功率或平均电压，若所述输出功率或所述平均电压不再升高，则进行下一步，否则重复上一步骤，直至所述输出功率不再升高，或所述平均电压不再升高，或重复上一步骤的次数≥10次才进行下一步；设定空气的第二相对湿度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，然后使燃料电池电堆停止运行，并持续30s；检测燃料电池电堆的输出功率或平均电压，若所述输出功率低于预设功率，或者所述平均电压低于预设电压，则重复上一步骤，否则完成燃料电池电堆的活化。作为优选方案，在完成燃料电池电堆的活化后，检测燃料电池电堆的MEA，包括步骤：设定空气的第三温度，氢气的第三温度，空气的化学计量比为1.4－2.4，氢气的化学计量比为1.2－2.0；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行1min－5min；检测各节单电池的电压和燃料电池电堆的平均电压，若所述单电池的电压比所述燃料电池电堆的平均电压低20mv－120mv，则输出更换该节单电池的MEA的检测结果，否则输出该节单电池的MEA良好的检测结果。作为优选方案，在完成燃料电池电堆的活化后，检测燃料电池电堆的阴极双极板，包括步骤：设定空气的第三温度，氢气的第三温度，空气的化学计量比为1.2－2.2，氢气的化学计量比为1.0－2.0；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行1min－5min；检测各节单电池的电压以及燃料电池电堆的平均电压，若所述单电池的电压比所述燃料电池电堆的平均电压低60mv－200mv，则输出更换该节单电池的阴极双极板的检测结果，否则输出该节单电池的阴极双极板良好的检测结果。作为优选方案，在完成燃料电池电堆的活化后，检测燃料电池电堆的阳极双极板，包括步骤：设定空气的第三温度，氢气的第三温度，空气的化学计量比为1.4－2.4，氢气的化学计量比为1.0－1.8；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行1min－5min；检测各节单电池的电压以及燃料电池电堆的平均电压，若所述单电池的电压比所述燃料电池电堆的平均电压低60mv－200mv，则输出更换该节单电池的阳极双极板的检测结果，否则输出该节单电池的阳极双极板良好的检测结果。作为优选方案，在完成燃料电池电堆的检测后，包括步骤：设定冷却水的第二温度，空气的第一温度，氢气的第一温度，向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在30A下持续运行5min；分别对燃料电池电堆的阴极和阳极进行吹扫。作为优选方案，对燃料电池电堆的阴极进行吹扫，包括步骤：设定空气的化学计量比为5－20，氢气的化学计量比为1.0－1.8；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在30A下持续运行8min－20min。作为优选方案，对燃料电池电堆的阳极进行吹扫，包括步骤：设定空气的化学计量比为1.2－2.2，氢气的化学计量比为3－8；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在30A下持续运行1min－5min。作为优选方案，在首次向燃料电池电堆加载电流之前，使电流由0A加载至10A，并使燃料电池电堆在10A下持续运行20s。作为优选方案，所述冷却水的第一温度为70℃，所述冷却水的第二温度为60℃；所述空气的第一温度为61℃，所述空气的第二温度为70℃，所述空气的第三温度为40℃－60℃，所述空气的第一露点温度为70℃，所述空气的第一相对湿度为0％－40％，所述空气的第二相对湿度为60％－100％；所述氢气的第一温度为61℃，所述氢气的第二温度为70℃，所述氢气的第三温度为40℃－60℃，所述氢气的第一露点温度为70℃，所述氢气的第一相对湿度为60％－100％。为了解决相同的技术问题，本专利技术还提供活化燃料电池电堆的装置，适用于上述的活化燃料电池电堆的方法，其特征在于，包括：显示屏；冷却液供给机构，用于为燃料电池电堆提供循环冷却水；气体供给机构，用于为燃料电池电堆提供空气和氢气；检测机构，用于检测燃料电池电堆的输出功率、燃料电池电堆的平均电压和各节单电池的电压；控制器，所述控制器的第一控制端与所述冷却液供给机构的输入端电连接，所述控制器的第二控制端与所述气体供给机构的输入端电连接，所述控制器的第一输入端与所述检测机构的输出端电连接，所述控制器的第一输出端与所述显示屏的输入端电连接。本专利技术提供了活化燃料电池电堆的方法及装置，通过在设定的一定环境下，使燃料电池电堆在300A下持续运行5min，以提高燃料电池电堆的温度，确保燃料电池电堆的温度达到燃料电池电堆正常工作时的温度，然后通过在设定的另一环境下，使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，再使燃料电池电堆停止运行，并持续30s，以激活燃料电池电堆中的催化剂的活性，最后通过在设定的又一环境下，使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，再使燃料电池电堆停止运行，并持续30s，以确保燃料电池电堆中的扩散层具有良好的透气性和排水性，进一步激活催化剂的活性，从而使得燃料电池电堆能够快速地达到最佳性能的状态，实现了快速活化燃料电池电堆，进而缩短了活化的时间，提高了活化的效率，因此降低了活化燃料电池电堆的成本。此外，通过所述活化燃料电池电堆的方法，对燃料电池电堆进行处理，能够提高燃料电池电堆的存储性，从而有效地避免燃料电池电堆在低温环境下容易受到损坏的问题。附图说明图1是本专利技术实施例中的活化燃料电池电堆的方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例中的检测燃料电池电堆的MEA的流程示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.活化燃料电池电堆的方法，其特征在于，包括步骤：向燃料电池电堆中通入冷却水、氢气和空气，并设定冷却水的第一温度，空气的第一温度，氢气的第一温度，空气的第一露点温度，氢气的第一露点温度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行5min，然后使电流降至0A；设定空气的第二温度，氢气的第二温度，空气的第一相对湿度，氢气的第一相对湿度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，然后使燃料电池电堆停止运行，并持续30s；检测燃料电池电堆的输出功率或平均电压，若所述输出功率或所述平均电压不再升高，则进行下一步，否则重复上一步骤，直至所述输出功率不再升高，或所述平均电压不再升高，或重复上一步骤的次数≥10次才进行下一步；设定空气的第二相对湿度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，然后使燃料电池电堆停止运行，并持续30s；检测燃料电池电堆的输出功率或平均电压，若所述输出功率低于预设功率，或者所述平均电压低于预设电压，则重复上一步骤，否则完成燃料电池电堆的活化。

【技术特征摘要】
1.活化燃料电池电堆的方法，其特征在于，包括步骤：向燃料电池电堆中通入冷却水、氢气和空气，并设定冷却水的第一温度，空气的第一温度，氢气的第一温度，空气的第一露点温度，氢气的第一露点温度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行5min，然后使电流降至0A；设定空气的第二温度，氢气的第二温度，空气的第一相对湿度，氢气的第一相对湿度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，然后使燃料电池电堆停止运行，并持续30s；检测燃料电池电堆的输出功率或平均电压，若所述输出功率或所述平均电压不再升高，则进行下一步，否则重复上一步骤，直至所述输出功率不再升高，或所述平均电压不再升高，或重复上一步骤的次数≥10次才进行下一步；设定空气的第二相对湿度；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行90s，然后使燃料电池电堆停止运行，并持续30s；检测燃料电池电堆的输出功率或平均电压，若所述输出功率低于预设功率，或者所述平均电压低于预设电压，则重复上一步骤，否则完成燃料电池电堆的活化。2.如权利要求1所述的活化燃料电池电堆的方法，其特征在于，在完成燃料电池电堆的活化后，检测燃料电池电堆的MEA，包括步骤：设定空气的第三温度，氢气的第三温度，空气的化学计量比为1.4－2.4，氢气的化学计量比为1.2－2.0；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行1min－5min；检测各节单电池的电压和燃料电池电堆的平均电压，若所述单电池的电压比所述燃料电池电堆的平均电压低20mv－120mv，则输出更换该节单电池的MEA的检测结果，否则输出该节单电池的MEA良好的检测结果。3.如权利要求1所述的活化燃料电池电堆的方法，其特征在于，在完成燃料电池电堆的活化后，检测燃料电池电堆的阴极双极板，包括步骤：设定空气的第三温度，氢气的第三温度，空气的化学计量比为1.2－2.2，氢气的化学计量比为1.0－2.0；向燃料电池电堆加载电流，并使燃料电池电堆在300A下持续运行1min－5min；检测各节单电池的电压以及燃料电池电堆的平均电压，若所述单电池的电压比所述燃料电池电堆的平均电压低60mv－200mv，则输出更换该节单电池的阴极双极板的检测结果，否则输出该节单电池的阴极双极板良好的检测结果。4.如权利要求1所述的活化燃料电池电堆的方法，其特征在于，在完成燃料电池电堆的活化后，检测燃料电池电堆的阳极双极板，包括步骤：设定空气的第三温度，氢气的第三温度，空气的化学计量比为1.4－2.4，氢气的化学计量比为1.0－1.8；向燃料电池电堆加...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔士涛，招国辉，刘怒海，张茂锋，孙驻江，王继明，王铎霖，燕希强，马东生，陈晓敏，
申请(专利权)人：广东国鸿氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44