[發明專利]燃料電池系統及其快速啟動方法

在審

• 申請號: 201611115304.8
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108172863A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 孫公權;孫雪敬;楊林林;孫海
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04302
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.燃料電池系統，包括燃料電池電堆或單體電池，所述燃料電池電堆包括兩個端板、兩個極板和依次層疊于兩個極板之間的二個以上的單體電池，所述單體電池包括雙極板和夾持于雙極板之間、或極板與雙極板之間的膜電極，其特征在于：

所述燃料電池系統包括電堆輔助加熱部件，同時還包括一根或二根以上的熱管；所述熱管的冷凝端插入端板、極板、或雙極板中的一個或二個以上之中，所述電堆輔助加熱部件為所述熱管的蒸發端提供熱量。

2.如權利要求1所述燃料電池系統，其特征在于：所述電堆輔助加熱部件為電加熱器、或為燃料重整器。

3.如權利要求1或2所述燃料電池系統，其特征在于：所述燃料電池電堆為帶燃料重整器的高溫質子交換膜電池電堆，所述電堆輔助加熱部件為燃料重整器，熱管的蒸發端插入燃料重整器尾氣排出管內或與尾氣排出管相貼接,由燃料重整器尾氣廢熱為熱管的蒸發端提供熱量。

4.如權利要求1或2所述燃料電池系統，其特征在于：所述燃料電池電堆為低溫質子交換膜電池電堆，所述電堆輔助加熱部件為電加熱器，電加熱器為電加熱片、電加熱管、電加熱棒、電加熱絲或電加熱帶中的一種或二種以上,熱管的蒸發端與電加熱器相貼接,由電加熱器為熱管的蒸發端提供熱量。

5.如權利要求1所述燃料電池系統，其特征在于：所述熱管為片狀熱管或圓柱狀熱管，所述片狀熱管的厚度或圓柱狀熱管的管徑與端板的厚度比為1:1.05-1:100；所述熱管的厚度或熱管的管徑與雙極板的厚度比為1:1.05-1:25。

6.如權利要求1所述燃料電池系統，其特征在于：所述熱管插入于端板和/雙極板中的長度與熱管的總長度的比為1:1.1-1:50。

7.如權利要求1-6任一所述燃料電池系統，其特征在于：

所述單體電池，包括依次層疊的端板、極板、膜電極、極板、端板，所述二熱管的冷凝端分別插入膜電極二側的所述端板或極板中；

所述燃料電池電堆由二個以上的單體電池構成，包括依次層疊的端板、極板、膜電極、極板、端板，以及極板、膜電極之間的一組以上的層疊的膜電極、雙極板；所述二個以上的熱管中的二個插入電堆二側的端板或極板中，其余的均勻插入位于二個極板間的雙極板中。

8.一種權利要求1-7任一所述燃料電池系統的快速啟動方法，其特征在于：利用電堆輔助加熱部件為熱管的蒸發端加熱，蒸發端吸收熱量后將熱量傳遞至熱管的冷凝端，所述冷凝端為所述燃料電池電堆加熱。

9.如權利要求8所述燃料電池系統的快速啟動方法，其特征在于：當輔助加熱部件為燃料重整器時，所述熱管的蒸發端密封插入燃料重整器尾氣排放管中，或所述熱管的蒸發端貼接于所述燃料重整器外部殼體上；當輔助加熱部件為電加熱器時，所述電加熱器直接為所述熱管蒸發端加熱。