燃料电池系统及其低温冷启动方法技术方案

技术编号:44013497 阅读:21 留言:0更新日期:2025-01-15 01:00
本发明专利技术公开了一种燃料电池系统,包括氢气供应系统、空气供应系统、质子交换膜燃料电池电堆和冷却系统,冷却系统、氢气供应系统和空气供应系统与质子交换膜燃料电池电堆连接,所述氢气供应系统和所述空气供应系统设置成在冷启动时通过分别调节氢气流量和空气流量,实现所述质子交换膜燃料电池电堆的氧饥饿;所述冷却系统包括散热器总成和与所述质子交换膜燃料电池电堆连接的水泵,水泵设置成在冷启动时不工作。本发明专利技术的燃料电池系统,采用氧气饥饿方式增加自启动过程中散发的热量,通过改变冷启动过程中电堆电流密度来避免电堆中产生过多的水,凝结成冰堵塞流道,可以避免燃料电池系统低温冷启动失败。本发明专利技术还公开了一种燃料电池系统的低温冷启动方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池发动机,具体地说,本专利技术涉及一种燃料电池系统及其低温冷启动方法


技术介绍

1、随着近几年空气污染和温室效应愈加趋于严重的情况下,同时为响应“双碳政策”的号召,寻找一种可持续的替代燃料,并且还能减少co2等温室气体排放,成为非常有潜力和价值的研究方向。燃料电池作为一种不受卡诺循环限制,能将氢转化成电的高效发电装置,受到越来越多的人关注。

2、质子交换膜燃料电池是一种将化学能转化为电能的发电装置,其核心元件膜电极在-20℃下可以有效传导离子,为燃料电池低温发电奠定了基础。然而,燃料电池主要产物为水,在每次运行的过程中和运行结束,其阴极和阳极均会有水存在,如停机温度在0℃以下,则膜电极催化剂及质子交换膜被冰冻覆盖,从而影响其启动反应性能,冷冻严重的将完全不能发生反应,甚至造成膜电极不可恢复性的破坏。

3、燃料电池电堆冷启动的升温方式主要有两大类,即外部加热方式和内部升温方式。外部加热方式可以一定程度上满足低温冷启动的需求,但需要增加额外的外部加热设备,会占用额外的空间和重量并消耗大量的能量,同时也增加了整体成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.燃料电池系统,包括用于提供冷启动过程中的氢气的氢气供应系统、用于提供冷启动过程中的空气的空气供应系统、质子交换膜燃料电池电堆和用于提供冷启动过程中的冷却循环水的冷却系统,冷却系统、氢气供应系统和空气供应系统与质子交换膜燃料电池电堆连接,其特征在于,所述氢气供应系统和所述空气供应系统设置成在冷启动时通过分别调节氢气流量和空气流量,实现所述质子交换膜燃料电池电堆的氧饥饿;所述冷却系统包括散热器总成和与所述质子交换膜燃料电池电堆连接的水泵,水泵设置成在欠气启动阶段一时不工作。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统,其特征在于,所述冷却系统能够形成不流经所述散热器总成的冷却水小循...

【技术特征摘要】

1.燃料电池系统,包括用于提供冷启动过程中的氢气的氢气供应系统、用于提供冷启动过程中的空气的空气供应系统、质子交换膜燃料电池电堆和用于提供冷启动过程中的冷却循环水的冷却系统,冷却系统、氢气供应系统和空气供应系统与质子交换膜燃料电池电堆连接,其特征在于,所述氢气供应系统和所述空气供应系统设置成在冷启动时通过分别调节氢气流量和空气流量,实现所述质子交换膜燃料电池电堆的氧饥饿;所述冷却系统包括散热器总成和与所述质子交换膜燃料电池电堆连接的水泵,水泵设置成在欠气启动阶段一时不工作。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统,其特征在于,所述冷却系统能够形成不流经所述散热器总成的冷却水小循环回路和流经散热器总成的冷却水大循环回路。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统,其特征在于,所述冷却系统还包括ptc、节温器、去离子器和中冷器,ptc与所述水泵和节温器连接,ptc位于水泵和节温器之间,去离子器与节温器和中冷器连接,中冷器与水泵连接,节温器与所述质子交换膜燃料电池电堆连接。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统,其特征在于,所述节温器与所述去离子器之间设置截止阀,截止阀与节温器与去离子器连接。

5.根据权利要求3所述的燃料电池系统,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘陈兵王春喜何欢欢黄文涛伍宏森陈大华
申请(专利权)人:安徽瑞氢动力科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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