用作冷却剂加热器的燃料电池组制造技术

技术编号:4128574 阅读:263 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及用作冷却剂加热器的燃料电池组。一种用于特别是在燃料电池组冷启动时快速提高电池组的温度的系统和方法。该方法包括确定燃料电池组是否低于第一预定温度阈值,如果是,则开始使冷却流体流过该电池组,并接合跨过该电池组的短路电路以使该电池组短路,致使该电池组无效工作。随后,该方法确定燃料电池组的期望加热速率,并基于该期望加热速率计算流向燃料电池组的阴极空气流。若最小电池电压低于预定最小电池电压阈值,则该方法减小流向电池组的阴极空气流,并且当电池组温度达到第二预定温度阈值时断开所述短路电路并向电池组施加车辆负载。

【技术实现步骤摘要】

0001本专利技术大体上涉及在系统启动时加热燃料电池组的系统和方法,更具体地,涉及用于加热燃碎+电池组系统启动的系统和方法, 其包括使该电池组电短路并利用阴极空气作为限制反应物。
技术介绍
0002由于清洁并可用于在燃料电池中有效地发电,因此氢是 非常有吸引力的燃料。氢燃料电池是包括阳极和阴极并在其间具有电 解质的电化学装置。阳极接收氢气,阴极接收氧气或空气。氢气在阳 极中分解而产生自由氢质子和电子。氩质子穿过电解质至阴极。氢质 子与阴极中的氧和电子发生反应而生成水。来自阳极的电子不能穿过 电解质,因而在被送至阴极之前被引导通过负载而做功。0003质子交换膜型燃料电池(PEMFC)是流行的车用燃料电 池。PEMFC通常包括固体聚合物电解质质子传导膜,例如全氟磺酸膜。 阳极和阴极通常包括承载在碳粒上并与离子聚合物混合的微细催化物 颗粒,通常为铂(Pt)。该催化混合物淀积在膜的相对侧。阳极催化混 合物、阴极催化混合物和膜的组合限定了膜电极组件(MEA)。 MEA 制造起来比较昂贵,并且需要一定条件来进行有效操作。0004通常将若干燃料电池组合成燃料电池组来产生期望功率。 例如,典型的车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在燃料电池组启动时加热该电池组的方法,所述方法包括: 确定所述燃料电池组的温度是否低于第一预定温度阈值; 若电池组温度低于所述第一预定温度阈值则开始使冷却流体流过所述电池组; 接合跨过所述电池组的短路电路以使该电池 组短路,致使该电池组无效工作; 确定所述燃料电池组的期望加热速率; 基于所述期望加热速率计算至所述燃料电池组的阴极空气流; 使计算出的阴极空气流向所述燃料电池组的阴极侧; 测量所述电池组的温度以确定该温度是否高于第二 预定温度阈值; 若所述电池组的温度低于所述第二温度阈值,则确定最小电池电压; ...

【技术特征摘要】
US 2008-8-6 12/1870561.一种用于在燃料电池组启动时加热该电池组的方法,所述方法包括确定所述燃料电池组的温度是否低于第一预定温度阈值;若电池组温度低于所述第一预定温度阈值则开始使冷却流体流过所述电池组;接合跨过所述电池组的短路电路以使该电池组短路,致使该电池组无效工作;确定所述燃料电池组的期望加热速率;基于所述期望加热速率计算至所述燃料电池组的阴极空气流;使计算出的阴极空气流向所述燃料电池组的阴极侧;测量所述电池组的温度以确定该温度是否高于第二预定温度阈值;若所述电池组的温度低于所述第二温度阈值,则确定最小电池电压;若所述最小电池电压低于预定最小电池电压阈值,则减小至所述电池组的阴极空气流;以及若所述电池组的温度高于所述第二温度阈值,则断开所述短路电路并向所述电池组施加车辆负载。2. 根据权利要求1所述的方法,其中所述第二温度阈值高于所述 第一温度阈值。3. 根据权利要求1所述的方法,其中确定并测量所述燃料电池组 的温度包括测量所述冷却流体的温度。4. 根据权利要求1所述的方法,其中确定并测量所述燃料电池组 的温度包括测量所述阴极空气流或者阳极流动流的温度。5. 根据权利要求1所述的方法,其中确定并测量所述燃料电池组 的温度包括测量所述燃料电池组中的双极板、气体扩散层、膜电极组 件或者端板的温度。6. 根据权利要求1所述的方法,其中接合所述短路电路包括闭合 提供跨过所述电池组的电短路的开关。7. 根据权利要求1所述的方法,其中接合所述短路电路包括联接 5争过所述电池组的电阻器。8. 根据权利要求1所述的方法,其中接合所述短路电路包括联接9. 根据权利要求1所述的方法,还包括在接合所述短路电路之后 用氢填充所述电池组的阳极侧,并对氢流进行控制以防止氩泵送。10. 根据权利要求1所述的方法,还包括若所述最小电池电压不低 于所述最小电池电压阈值,则增大至所述电池组的阴极空气流。11. 根据权利要求1所述的方法,其中确定所述期望加热速率包括 基于环境温度以及包括电池组热质量在内的电池组因素确定所述期望 力口热速率。12. —种用于在燃术牛电池...

【专利技术属性】
技术研发人员:DR勒布策尔特B拉克什马南FT沃纳
申请(专利权)人:通用汽车环球科技运作公司
类型:发明
国别省市:US[]

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