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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池,具体而言,尤其涉及一种无外增湿燃料电池系统性能恢复方法。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池是一种清洁、高效的能量转换装置,由于其具有工作温度低、动态响应速度快、无噪声等优点近几年在车用领域受到广泛关注。在乘用车应用场景下,出于对系统体积和成本的考虑,目前越来越多的系统厂商采用氢气回流的方式取代空气侧的外部增湿,利用燃料电池反应过程中生成的水对电堆进行自增湿,采用该种技术方案不但能减小系统体积、降低成本还能提高氢气利用率,但在系统初装或某些使用不当的条件下会造成电堆吹扫过干而导致系统无法正常运行,严重时加载较低电密即出现电压单低保护或总电压过低保护的现象,进而触发紧急停机,以往解决该问题的通用方法是将电堆从系统中剥离,连接到测试台架上利用测试台架的外部增湿系统对电堆进行增湿活化以使电堆恢复到正常状态,然后将恢复后的电堆重新安装到系统中,该种方法占用大量人力资源,恢复周期较长,有必要提出一种高效、快速的解决方案。
技术实现思路
1、根据上述提出无外增湿燃料电池系统在吹扫过干而又无法通过外部增湿实现系统性能恢复的技术问题,而提供一种无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,将吹扫过干而导致无法正常运行的无外增湿燃料电池系统置于高低温试验箱内并降低环境温度,在低温环境下多次、间歇、小电流加载,使产生的水重新分配以实现对膜电极的润湿进而实现系统性能恢复;降低环境温度和燃料电池系统温度,一方面可以提高电堆进气的相对湿度,另一方面可以降低反应生成水的移除速率,此外,通过间歇式小电
2、本专利技术采用的技术手段如下:
3、一种无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,具体包括以下步骤:
4、步骤1:设置高低温试验箱温度为5-10℃,将燃料电池系统置于高低温试验箱内使电堆冷却液出口温度降温至5-10℃;
5、步骤2:开启燃料电池系统,向电堆阳极侧通入氢气,阴极侧通入空气,开启冷却液大循环维持电堆温度,在施加一定电流密度载荷、回流泵转速r=5000r/min的条件下运行5-10min;
6、步骤3:将燃料电池系统停机,停机过程中不做吹扫,停机后将燃料电池系统静置3-5min;
7、步骤4:重复步骤2-步骤3,首次施加的载荷为50ma/cm2,后续每次重复步骤2时,载荷提升50-200ma/cm2,直至燃料电池系统可加载至500ma/cm2时即可将高低温试验箱恢复至室温进行活化,完成燃料电池系统性能恢复。
8、进一步地,第一次进行步骤2操作时,燃料电池系统的空气计量比为2-3,背压为30-50kpa,氢气压力为50-70kpa。
9、进一步地,第二次重复进行步骤2操作时,施加100ma/cm2载荷,燃料电池系统的空气计量比为2-3,背压为40-60kpa,氢气压力为60-80kpa。
10、进一步地,步骤4中,重复步骤2-步骤3两次。
11、较现有技术相比,本专利技术具有以下优点:
12、1、本专利技术提供的无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,通过低温、多次、间歇、小电流反复加载方法可有效解决无外增湿燃料电池系统由于吹扫过干导致的无法运行问题,可以大大缩短性能恢复时间,无需将电堆在系统中反复拆装,节省大量时间成本和人力成本,提高生产效率。
13、2、本专利技术提供的无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,对于解决实际装车应用中无外增湿燃料电池系统遇到的类似问题具有重要的应用价值,无需将系统返厂修复,在实际应用场景下即可实现原位快速性能恢复。
14、基于上述理由本专利技术可在燃料电池领域广泛推广。
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1.一种无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,其特征在于,第一次进行步骤2操作时,燃料电池系统的空气计量比为2-3,背压为30-50kPa,氢气压力为50-70kPa。
3.根据权利要求1所述的无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,其特征在于,第二次重复进行步骤2操作时,施加100mA/cm2载荷,燃料电池系统的空气计量比为2-3,背压为40-60kPa,氢气压力为60-80kPa。
4.根据权利要求1所述的无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,其特征在于,步骤4中,重复步骤2-步骤3两次。
【技术特征摘要】
1.一种无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的无外增湿燃料电池系统性能恢复方法,其特征在于,第一次进行步骤2操作时,燃料电池系统的空气计量比为2-3,背压为30-50kpa,氢气压力为50-70kpa。
3.根据权利要求1所述的无...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕平,孙昕,许有伟,刘雪婷,邢丹敏,
申请(专利权)人:新源动力股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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