压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，该系统中，压缩空气储罐、空气加热管路、增湿器之间连接形成有加热空气供应支路，其与电堆的空气入口相连通；储氢瓶、氢气加热管路连接形成有加热氢气供应支路，其与电堆的氢气入口相连通；电堆的冷却液出口与冷却液换热管路之间具有连通状态，冷却液换热管路的出口通过冷却液预热支路与电堆的冷却液入口连通，冷却液预热支路上设置有冷却液循环泵，冷却液换热管路与储热介质换热，用于将电堆冷却液的余热储存在储热介质中，或对冷启动工况下的冷却液预热。实现了冷启动条件下的阴极空气加热供应、阳极氢气加热供应以及冷却液预热电堆，具有冷启动能耗低、启动响应快的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢燃料电池，尤其是涉及一种压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统及方法。

技术介绍

1、在全球能源转型与“双碳”目标驱动下，氢能交通作为零排放、高能量密度的可持续运输解决方案，对降低交通领域碳排放、缓解化石能源依赖具有关键意义。氢燃料电池通过电化学反应将氢气与氧气转化为电能，全过程仅生成水，兼具高效能与环境友好性，是氢能交通的核心动力技术，有望在商用车、重卡、轨道交通等领域实现规模化应用，推动交通产业向低碳化、清洁化深度变革。

2、氢燃料电池在低温环境下的冷启动面临严峻挑战。当环境温度低于冰点，电堆内部水分会迅速凝结成冰，从性能损耗与结构破坏两方面对电堆产生严重影响。在性能层面，冰层附着于质子交换膜表面，阻断氢离子传导通道，致使质子交换膜离子传导效率大幅降低，削弱电堆电能输出；同时，催化剂表面被冰层覆盖，活性位点无法与反应物充分接触，电化学反应速率显著下降，导致电堆难以正常发电。在结构层面，水结冰后体积膨胀约9％，会对电堆内部精密结构产生强大挤压力，造成双极板变形、密封件失效等机械损伤，极端情况下甚至可能引发短路，直接威胁电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，包括压缩空气储罐(2)、储热式换热器(3)、增湿器(7)、储氢瓶(9)，其中：

2.根据权利要求1所述的压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统还包括中冷器(4)、风冷器(5)，其中：

3.根据权利要求1所述的压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统还包括空压机(1)、阴极主控阀(11)、中冷器(4)，其中：

4.根据权利要求3所述的压缩空气与余热耦合储能的...

【技术特征摘要】

1.一种压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，包括压缩空气储罐(2)、储热式换热器(3)、增湿器(7)、储氢瓶(9)，其中：

2.根据权利要求1所述的压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统还包括中冷器(4)、风冷器(5)，其中：

3.根据权利要求1所述的压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统还包括空压机(1)、阴极主控阀(11)、中冷器(4)，其中：

4.根据权利要求3所述的压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述空压机(1)与所述压缩空气储罐(2)相连接形成压缩空气储能支路，所述空压机(1)与所述压缩空气储罐(2)之间设置有用于控制所述压缩空气储能支路是否导通的空压机出口旁路阀(10)。

5.根据权利要求1所述的压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述储氢瓶(9)与所述电堆的氢气入口之间通过氢气供应主路相连通；

6.根据权利要求2所述的压缩空气与余热耦合储能的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴蔚，张伟，杨绪飞，
申请(专利权)人：北京普发动力控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：