【技术实现步骤摘要】
一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统及运行方法
本专利技术属于燃料电池
，涉及车载金属堆燃料电池技术，具体涉及一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统及运行方法。
技术介绍
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，质子交换膜燃料电池是燃料电池中的一种，具有工作温度低、能量密度高、环境友好等优点，在移动电源、车辆等设备方面具有很好的商业前景。但是，对于车载和其他运输应用而言，质子交换膜燃料电池组及其相关热系统的设计必须满足寒冷的气候环境运行，才能成功引入市场。从而，低温环境下的启动和停车阶段运行是运载燃料电池面对的挑战之一。为保障燃料电池在低温环境的安全启动，在寒冷的低温环境下合理的启动和停车策略，能够保证燃料电池使用的耐久性。目前，现有的低温启动技术消耗能源多，设计复杂，且无法保证电堆内部合适的水含量并在低温下保持过冷水状态，影响金属堆使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术中燃料电池低温启动消耗能源多、启动失败对电堆损伤严重的缺陷，本专利技术提供了一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统及运行方法，能有效实现金属堆燃料电池在不额外使用过多附属设备的情况下，利用外热源...
【技术保护点】
1.一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统，包括外热源加热系统、内热源加热系统、压力/温度巡检系统和控制系统，其特征在于：所述外热源加热系统用于从外部对金属堆进行加热；所述内热源加热系统用于从内部对金属堆进行加热；所述压力/温度巡检系统用于对金属堆燃料电池上的压力和温度进行巡回检查；所述控制系统用于在低温启动完成前、后对金属堆燃料电池进行集成控制。
【技术特征摘要】
1.一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统，包括外热源加热系统、内热源加热系统、压力/温度巡检系统和控制系统，其特征在于：所述外热源加热系统用于从外部对金属堆进行加热；所述内热源加热系统用于从内部对金属堆进行加热；所述压力/温度巡检系统用于对金属堆燃料电池上的压力和温度进行巡回检查；所述控制系统用于在低温启动完成前、后对金属堆燃料电池进行集成控制。2.根据权利要求1所述的一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统，其特征在于：所述金属堆燃料电池指采用表面耐腐蚀处理的不锈钢薄片作为集流体和流场板的质子交换膜燃料电池电堆；所述外热源加热系统包括位于金属堆燃料电池系统的空压机、低温催化燃烧管以及与金属堆气体扩散层连接的输空管道，所述空压机产生的热空气对金属堆进行直接加热，或氢氧经过外部混合后在低温催化燃烧管反应，产生的热气流通过与金属堆气体扩散层连接的输氢管道对金属堆进行直接加热，或与流经低温催化燃烧管的冷却介质进行热交换，再通过冷却介质循环管道加热金属板，从而间接加热金属堆。3.根据权利要求2所述的一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统，其特征在于：所述空压机包括发动机最高转速在10万转每分钟以上的气浮轴承空压机或磁浮空压机；所述低温催化燃烧管包括采用石英管负载铂-三氧化二铝或二氧化钛或碳化钨的低温催化燃烧管。4.根据权利要求2所述的一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统，其特征在于：所述冷却介质为所述金属堆燃料电池系统的冷却介质，包括电导率低于10μS/cm，且氯离子含量低于10ppb的对不锈钢腐蚀性低的非离子型乙二醇-水防冻液。5.根据权利要求1所述的一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统，其特征在于：所述内热源加热系统包括反向电解水装置和催化层，所述反向电解水装置用于产生气体，阴极产生氢气，阳极产生氧气；阴极氢气和阳极氧气分别与通入金属堆的阴极氧气和阳极氢气在催化层上反应生成水，反应中放出的热量用于均匀地给金属堆加热。6.根据权利要求1所述的一种金属堆燃料电池低温启动热控制系统，其特征在于：所述压力/温度巡检系统包括用于检测金属堆燃料电池系统上金属堆压力/温度的传感器、进出金属堆的气体压力/温度的传感器和冷却循环管道上冷却介质压力/温度的传感器。7.根据权利要求1所述的一种金属堆燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵邓玉，赵宏滨，容忠言，董俊萍，岳宝华，颜蔚，李爱军，方建慧，张久俊，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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