[發明專利]一種雙極板燃料電池及其車輛

有效

• 申請號: 201711294932.1
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN109904486B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 李進;李飛強;彭能嶺;史維龍;柴結實;白昊
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04223;H01M8/04302;H01M8/026
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及燃料電池領域，具體涉及一種雙極板燃料電池及其車輛。本發明通過雙極板的結構設計，在電堆內部雙極板的表面設置加熱電阻層，同時通過電路設計，使加熱電阻層接通外部電源，通過燃料電池自身產熱和外部電源供電加熱兩種方式組合，實現電堆的快速暖機。本發明能夠解決燃料電池低溫啟動的難題，提升燃料電池的低溫環境適應性。

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，具體涉及一種雙極板燃料電池及其車輛。

背景技術

利用可再制能源氫氣與空氣中的氧氣通過燃料電池直接發電提供能力，可以擺脫對化石能源的依賴，氫燃料是解決化石燃料日益枯竭的重要途徑。燃料電池汽車具有加氫時間短、續駛里程長、零排放等突出優點，是汽車的重要動力源。燃料電池反應產生水，電堆發電需要質子交換膜保持潤濕狀態，在零度以下的低溫環境下，面臨結冰的問題。解決燃料電池的低溫啟動問題是其廣泛應用的前提。

目前的主流燃料電池均采用增濕方案，反應過程中也產生大量的水。良好的水管理是維持電堆正常運行的關鍵技術。目前我國大部分燃料電池產品不具備低溫啟動能力，全年只能在零度以上區域使用，嚴重限制了燃料電池的使用范圍。部分具備-10℃的低溫啟動燃料電池，只是采用外部電路加熱燃料電池冷卻液，能耗高，耗時長，難以推廣。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙極板燃料電池及其車輛，用以解決現有技術在燃料電池低溫啟動時能耗高、時間長的問題。

為實現上述目的，本發明的方案提供了一種雙極板燃料電池，包括電池方案一，電池方案一包括燃料電池電堆，所述燃料電池電堆包括雙極板和膜電極，至少一個所述雙極板的內側和/或外側設置有加熱電阻層。

電池方案二，在電池方案一的基礎上，所述加熱電阻層的兩側分別設置有用于連接電源的第一接線端子和第二接線端子。

電池方案三、四，分別在電池方案一、二的基礎上，所述雙極板為金屬雙極板。

電池方案五、六，分別在電池方案三、四的基礎上，所述加熱電阻層為條帶狀。

電池方案七、八，分別在電池方案五、六的基礎上，所述加熱電阻層的厚度為1-1000um。

本發明還提供了一種基于雙極板燃料電池的車輛，包括車輛方案一，車輛方案一包括設置有燃料電池電堆的燃料電池，所述燃料電池電堆包括雙極板和膜電極，至少一個所述雙極板的內側和/或外側設置有加熱電阻層。

車輛方案二，在車輛方案一的基礎上，所述加熱電阻層的兩側分別設置有用于連接電源的第一接線端子和第二接線端子。

車輛方案三、四，分別在車輛方法一、二的基礎上，所述雙極板為金屬雙極板。

車輛方案五、六，分別在車輛方案三、四的基礎上，所述第一接線端子和第二接線端子通過開關連接電源。

車輛方案七、八，分別在車輛方案五、六的基礎上，所述加熱電阻層為條帶狀。

本發明的有益效果是：通過金屬雙極板的結構設計，在電堆內部金屬雙極板的表面設置加熱電阻層，同時通過電路設計，使加熱電阻層接通外部電源，通過燃料電池自身產熱和外部電源供電加熱兩種方式組合，實現電堆的快速暖機，從而解決燃料電池低溫啟動難題，提升燃料電池的低溫環境適應性。

附圖說明

圖1是本發明所述電池中加熱電阻層安裝位置1的結構示意圖；

圖2是本發明所述電池中加熱電阻層安裝位置2的結構示意圖；

圖3是本發明所述車輛的燃料電池電路連接示意圖；

圖4是本發明中燃料電池低溫啟動的操作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。