[發(fā)明專利]燃料電池失效的預(yù)防裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310023065.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN103872353A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳祈彰;蕭德瑛;鐘孝平;李純怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

1.一種燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述燃料電池包括至少一組單電池、位于所述單電池兩側(cè)的一對(duì)集電板以及分別位于該對(duì)集電板旁的一對(duì)端板，所述預(yù)防裝置包括：

上游電壓監(jiān)測(cè)單元，對(duì)應(yīng)每一單電池并同步監(jiān)測(cè)每一單電池的上游電壓；

下游電壓監(jiān)測(cè)單元，對(duì)應(yīng)每一單電池并同步監(jiān)測(cè)每一單電池的下游電壓；

數(shù)據(jù)處理單元，接收所述上游電壓監(jiān)測(cè)單元與所述下游電壓監(jiān)測(cè)單元所傳輸?shù)乃錾嫌坞妷号c所述下游電壓的電壓信號(hào)，以得到每一單電池的所述上游電壓與所述下游電壓的差動(dòng)電壓；以及

系統(tǒng)控制單元，根據(jù)所述差動(dòng)電壓對(duì)所述燃料電池進(jìn)行失效預(yù)防的矯正控制。

2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述上游電壓監(jiān)測(cè)單元包括上游電壓計(jì)，所述下游電壓監(jiān)測(cè)單元包括下游電壓計(jì)。

3.如權(quán)利要求1所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述上游電壓監(jiān)測(cè)單元與所述下游電壓監(jiān)測(cè)單元為陽極電壓計(jì)。

4.如權(quán)利要求1所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述上游電壓監(jiān)測(cè)單元與所述下游電壓監(jiān)測(cè)單元為陰極電壓計(jì)。

5.如權(quán)利要求1所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述單電池包括：

膜電極組；

陽極流場(chǎng)板，包括傳輸燃料的陽極流道；

陰極流場(chǎng)板，包括傳輸氧化劑的陰極流道；

陽極氣體擴(kuò)散層，位于該膜電極組與該陽極流場(chǎng)板之間；以及

陰極氣體擴(kuò)散層，位于該膜電極組與該陰極流場(chǎng)板之間。

6.如權(quán)利要求5所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述燃料電池還包括：

燃料入口歧道，連接每一單電池的所述陽極流道的入口；

燃料出口歧道，連接每一單電池的所述陽極流道的出口；

氧化劑入口歧道，連接每一單電池的所述陰極流道的入口；以及

氧化劑出口歧道，連接每一單電池的所述陰極流道的出口。

7.如權(quán)利要求1所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)擷取單元與數(shù)據(jù)運(yùn)算單元。

8.如權(quán)利要求1所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)控制單元的所述失效預(yù)防的矯正控制包括根據(jù)所述差動(dòng)電壓與一容許區(qū)間，對(duì)所述燃料電池進(jìn)行所述失效預(yù)防的矯正控制。

9.如權(quán)利要求8所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述失效預(yù)防的矯正控制還包括：當(dāng)判定所述差動(dòng)電壓低于所述容許區(qū)間的下限，則進(jìn)行水管理不當(dāng)?shù)某C正控制。

10.如權(quán)利要求9所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述水管理不當(dāng)?shù)某C正控制是選自包括增加相對(duì)濕度、降低所述燃料電池的溫度與降低化學(xué)計(jì)量中的至少一種措施。

11.如權(quán)利要求8所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述失效預(yù)防的矯正控制還包括：當(dāng)判定所述差動(dòng)電壓高于所述容許區(qū)間的上限，則進(jìn)行化學(xué)計(jì)量管理不當(dāng)?shù)某C正控制。

12.如權(quán)利要求11所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述化學(xué)計(jì)量管理不當(dāng)?shù)某C正控制是選自包括增加化學(xué)計(jì)量、降低所述燃料電池的輸出功率、增加所述燃料電池的溫度與降低相對(duì)濕度中的至少一種措施。

13.如權(quán)利要求8所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述失效預(yù)防的矯正控制還包括：當(dāng)判定所述差動(dòng)電壓高于所述容許區(qū)間的上限并有瞬間高峰出現(xiàn)時(shí)，則進(jìn)行水泛濫的矯正控制。

14.如權(quán)利要求13所述的燃料電池失效的預(yù)防裝置，其特征在于，所述水泛濫的矯正控制包括將燃料與氧化劑通入所述單電池，以排水。

15.一種燃料電池失效的預(yù)防方法，其特征在于，所述燃料電池包括至少一組單電池、位于所述單電池兩側(cè)的一對(duì)集電板以及分別位于該對(duì)集電板旁的一對(duì)端板，所述預(yù)防方法包括：

測(cè)量每一單電池的上游電壓與下游電壓，以得到所述上游電壓與所述下游電壓的差動(dòng)電壓；以及

判定所述差動(dòng)電壓是否位于一容許區(qū)間內(nèi)，如果所述差動(dòng)電壓超出所述容許區(qū)間，則進(jìn)行矯正。