[發明專利]用于執行自動激活和性能評估的燃料電池堆的激活裝置

有效

• 申請號: 201510612404.0
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN105680068B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 林峻弘;全大槿
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04223
• 分類號: H01M8/04223
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

一種燃料電池堆的激活裝置包括輸出線纜連接單元，該輸出線纜連接單元安裝在框架上并且將電負載系統的正輸出線纜連接至燃料電池堆的一側處的正輸出端子。流體供應管道連接單元安裝在框架上，以相對于燃料電池堆的另一側前后往復運動，流體供應管道連接單元將電負載系統的負輸出線纜連接至燃料電池堆的所述另一側處的負輸出端子，并且將流體供應系統的流體供應管道連接至燃料電池堆的歧管。

相關申請的交叉引證

本申請要求于2014年12月8日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2014-0175100的優先權權益，通過引證將該專利申請的全部內容結合于本文中。

技術領域

本公開涉及一種用于激活燃料電池堆的系統，并且更特別地，涉及這樣一種燃料電池堆的激活裝置，該激活裝置能夠實現燃料電池堆的自動激活和性能評估。

背景技術

燃料電池包括在燃料與氧化劑之間引起電化學反應的電極、傳輸由反應產生的質子的聚合物電解質膜、以及支撐電極和聚合物電解質膜的隔離件。

通常將聚合物電解質燃料電池用作車輛的燃料電池，這是因為其效率高、電流和輸出密度高并且起動時間短。此外，聚合物電解質燃料電池不會腐蝕，并且無需調節電解質，這是因為與其他類型的燃料電池相比，聚合物電解質燃料電池使用聚合物電解質。

此外，由于聚合物電解質燃料電池是除了純水之外不產生廢氣排放的環境友好型能源，因而已在該領域進行了大量研究。

這樣的電解質燃料電池可通過包括氫的燃料與諸如空氣的氧化劑之間的電化學反應而產生電能，且同時產生水和熱。

換言之，在電解質燃料電池中，燃料在陽極電極的催化劑中分解成氫離子和電子，并且氫離子穿過聚合物電解質膜到達陰極，使得通過氧化劑與從外部引線注入的電子的結合而產生電能和水。

在用于車輛的燃料電池中，單獨的單元電池堆疊起來以獲得所需電勢，并且單元電池的堆疊結構被稱為堆。

通過將氫離子載體與催化劑混合形成燃料電池的電極，并且在制造燃料電池之后的初始操作中電化學反應的活性可能會降低，這是因為傳輸端被阻塞并且載體可能無法到達催化劑。此外，形成三相界面的氫離子載體在初始操作中不易水解，并且難以保證氫離子和電子的連續遷移。

因此，在組裝膜-電極組件與堆之后執行燃料電池堆的激活和性能評估，以保證燃料電池的性能，該膜-電極組件包括電極、聚合物電極膜，該堆為用于產生電的包括隔離件的燃料電池的組件。

通過使包含在聚合物電解質膜和電極中的電解質充分水解，激活和性能評估去除在膜-電極組件和堆的制造過程中流動的殘留雜質，激活未參與反應的位點，確保反應物移動至催化劑的通路，并且確保氫離子通路。

上述燃料電池堆的激活已應用于相關領域的各種方法中。激活的主要方法是在預定電壓下操作所述堆一長時間段的同時，檢測燃料電池的電壓。

因此，根據相關領域的用于激活燃料電池堆的系統可通過以下方式執行燃料電池堆的激活以及評估：在制造了分層布置有多個燃料電池的堆之后將燃料和氧化劑供應到電池堆中，并且在將燃料電池產生的電能施加至電負載裝置的同時監控燃料電池的電壓。

在燃料電池堆激活和性能評估過程中，電壓測量系統的連接器連接至從每個燃料電池突出的端子。與電負載裝置連接的輸出纜線在堆的兩側連接至輸出端子，并且用于供應流體(例如氫氣、空氣和冷卻劑)的流體供應管道連接至堆的歧管。

在將電壓測量系統的連接器連接至從堆的每個燃料電池突出的端子的過程中，手動連接連接器和每個燃料電池的端子。因此，在相關領域中，電壓測量系統的連接器被手動連接至堆的端子，從而降低了可操作性(workability)。此外，連接連接器與端子的整體過程需要長的時間，并且在連接端子時可能發生堆損壞。