[發(fā)明專利]一種燃料電池系統(tǒng)及低溫快速啟動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711261589.0
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109873179B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設計）人: 楊林林;安禹臣;孫公權
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04223
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種燃料電池系統(tǒng)低溫快速啟動方法，其特征在于：包括以下步驟，

確定低溫啟動的環(huán)境溫度并將其輸入控制器中；控制器依據電堆在所述低溫環(huán)境溫度下啟動需要的熱量，計算所需氫氣的物質的量；

控制器依據步驟（1）計算的所需氫氣的物質的量和已輸入控制器的低壓儲氫罐的容積，計算低壓儲氫罐中的氣體壓力；

控制器依據所需，調節(jié)第二電磁閥開度，或調節(jié)第一和第二電磁閥的開度，以確保低壓儲氫罐中的氣體壓力高于步驟（2）中通過計算得到的氣體壓力值；

開啟第二電磁閥使低壓儲氫罐中的氫氣通入燃燒室，所述燃燒室為燃料電池電堆和/或燃料重整室提供熱量；待燃料電池電堆溫度達到起動溫度后，開啟燃料電池電堆，完成燃料電池系統(tǒng)低溫快速啟動；

所述燃料電池系統(tǒng)包括燃料供給模塊、燃料燃燒室、燃料重整室、燃料電池電堆，所述燃料供給模塊同時與燃料燃燒室和燃料重整室管路連接，為燃料燃燒室和燃料重整室提供燃料；所述重整室與燃料電池電堆陽極入口管路連通；所述燃料燃燒室為燃料重整室提供熱量、或燃料燃燒室同時為燃料重整室和啟動時的燃料電池電堆提供熱量，所述燃料為液體燃料，所述燃料電池系統(tǒng)還包括低壓儲氫模塊和控制模塊；所述低壓儲氫模塊包括一低壓儲氫罐、一壓力傳感器和第二電磁閥；所述低壓儲氫罐與所述燃料電池電堆陽極出口或與重整室出口管路連接，所述低壓儲氫罐經第二電磁閥通過出口管路與燃料燃燒室連通，所述低壓儲氫罐內部或出口管路上設置有所述壓力傳感器；所述控制模塊與所述壓力傳感器和第二電磁閥信號連接，即所述控制模塊收到壓力傳感器的控制信號后控制所述電磁閥的動作；所述低壓儲氫罐與所述燃料電池電堆陽極出口或與重整室出口經第一電磁閥管路連接，所述控制模塊與第一電磁閥信號連接，即所述控制模塊收到壓力傳感器的控制信號后控制第一、第二電磁閥的動作。

2.如權利要求1所述的啟動方法，其特征在于：所述液體燃料為甲醇、乙醇、汽油、柴油中的一種或二種以上，所述燃料供給模塊包括燃料儲罐和液泵。

3.一種燃料電池系統(tǒng)低溫快速啟動方法，其特征在于：包括以下步驟，確定低溫啟動的環(huán)境溫度并將其輸入控制器中；控制器依據電堆在所述低溫環(huán)境溫度下啟動需要的熱量，計算所需氫氣的物質的量；

控制器依據步驟（1）計算的所需氫氣的物質的量和已輸入控制器的低壓儲氫罐的容積，計算低壓儲氫罐中的氣體壓力；

控制器依據所需，調節(jié)第二電電磁閥開度，或調節(jié)第一和第二電子閥的開度，以確保低壓儲氫罐中的氣體壓力高于步驟（2）中通過計算得到的氣體壓力值；

開啟第二電磁閥使低壓儲氫罐中的氫氣通入所述燃燒室，所述燃燒室為燃料電池電堆和/或燃料重整室提供熱量；待燃料電池電堆溫度達到起動溫度后，開啟燃料電池電堆，完成燃料電池系統(tǒng)低溫快速啟動；

所述燃料電池系統(tǒng)包括燃料供給模塊、燃料燃燒室、燃料電池電堆，所述燃料供給模塊與燃料電池電堆陽極入口管路連接，為燃料電池電堆提供燃料；所述燃料燃燒室為啟動時的燃料電池電堆提供熱量，所述燃料為氫氣，所述燃料電池系統(tǒng)還包括低壓儲氫模塊和控制模塊；所述低壓儲氫模塊包括一低壓儲氫罐、一壓力傳感器和第二電磁閥；所述低壓儲氫罐與所述燃料電池電堆陽極出口或與重整室出口管路連接，所述低壓儲氫罐經第二電磁閥通過出口管路與燃料燃燒室連通，所述低壓儲氫罐內部或出口管路上設置有所述壓力傳感器；所述控制模塊與所述壓力傳感器和第二電磁閥信號連接，即所述控制模塊收到壓力傳感器的控制信號后控制所述電磁閥的動作。

4.如權利要求3所述啟動方法，其特征在于：所述燃料供給模塊包括燃料儲罐和閥門。

5.如權利要求3或4所述啟動方法，其特征在于：所述低壓儲氫罐與所述燃料電池電堆陽極出口或與重整室出口經第一電磁閥管路連接，所述控制模塊與第一電磁閥信號連接，即所述控制模塊收到壓力傳感器的控制信號后控制第一、第二電磁閥的動作。