[發(fā)明專利]一種燃料電池用低溫啟動(dòng)運(yùn)行組件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810116586.6
• 申請(qǐng)日: 2018-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN108400367A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 匡金俊;張晨;侯向理;姚宇希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/2457
• 分類號(hào): H01M8/2457;H01M8/04225;H01M8/04223;H01M8/04014;H01M8/04007;H01M8/04089
• 代理公司: 杭州千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 趙衛(wèi)康

本發(fā)明提供一種燃料電池用低溫啟動(dòng)運(yùn)行組件，屬于燃料電池堆低溫啟動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的一種燃料電池用低溫啟動(dòng)運(yùn)行組件，包括用于輸送氧氣和冷卻劑的空冷輸送裝置，用于加熱燃料電池堆使其達(dá)到反應(yīng)溫度的加熱部，用于收集燃料電池堆反應(yīng)所產(chǎn)生熱量并將該熱量輸送至氧化輸送裝置的收集裝置，以及利用燃料電池堆反應(yīng)產(chǎn)生的熱量加熱氫氣輸送部輸送的氫氣的氫氣升溫裝置。本發(fā)明作為氧化劑的氧氣和冷卻劑共用一個(gè)通道，可對(duì)燃料電池堆工作時(shí)產(chǎn)生的熱進(jìn)行收集。在收集裝置、氫氣升溫裝置的作用下實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的熱量循環(huán)，避免了對(duì)氧化劑增濕引起的結(jié)冰現(xiàn)象。在反應(yīng)開始時(shí)避免了對(duì)冷卻劑做防凍處理，加快燃料電池的啟動(dòng)速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池堆低溫啟動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池用低溫啟動(dòng)運(yùn)行組件。

背景技術(shù)

燃料電池是一種直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）主要以氫氣作為燃料，空氣作為氧化劑。具有高效率、無(wú)污染、低噪聲、補(bǔ)充能量快、工作溫度較低等優(yōu)點(diǎn)。

在燃料電池技術(shù)推廣過(guò)程中，燃料電池碰到了低溫應(yīng)用（本文所指的低溫為0℃以下）的挑戰(zhàn)，在低溫環(huán)境下燃料電池，燃料電池工作時(shí)產(chǎn)生的水會(huì)結(jié)冰，從而破壞CCM，在低溫條件下CCM存在性能下降和失效的行為，眾所周知解決這個(gè)問(wèn)題需要從材料層級(jí)進(jìn)行優(yōu)化，但材料層的改進(jìn)優(yōu)化周期長(zhǎng)、技術(shù)難度大、進(jìn)展緩慢等問(wèn)題，不能快速有效的解決。

現(xiàn)有技術(shù)中一般采取了輔助加熱的方法，如輔助電源加熱、冷卻介質(zhì)加熱、燃料加熱、熱氣體吹掃等方法，但這種輔助方法會(huì)對(duì)輔助系統(tǒng)提出極高的要求，增加系統(tǒng)體積、重量、功耗、成本、控制系統(tǒng)復(fù)雜等不利因素。在較低的環(huán)境下，要持續(xù)為反應(yīng)氣體加熱才能維持系統(tǒng)的正常反應(yīng)，熱源不能循環(huán)利用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中輔助加熱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且熱源不能循環(huán)利用的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提出一種燃料電池用低溫啟動(dòng)運(yùn)行組件。

一種燃料電池用低溫啟動(dòng)運(yùn)行組件，用以對(duì)燃料電池進(jìn)行啟動(dòng)加熱，所述電池包括燃料電池堆、氫氣輸送裝置，包括用于輸送氧氣和冷卻劑的空冷輸送裝置，用于加熱燃料電池堆使其達(dá)到反應(yīng)溫度的加熱部，用于收集所述燃料電池堆反應(yīng)所產(chǎn)生熱量并將該熱量輸送至氧化輸送裝置的收集裝置，以及利用所述燃料電池堆反應(yīng)產(chǎn)生的熱量加熱所述氫氣輸送部輸送的氫氣的氫氣升溫裝置。

優(yōu)選的，還包括用于在所述燃料電池堆溫度低于反應(yīng)溫度時(shí)啟動(dòng)所述加熱部工作以及在燃料電池堆的溫度高于反應(yīng)溫度時(shí)切斷加熱部工作的控制裝置。

優(yōu)選的，所述加熱部包括加熱器和用于使所述加熱器啟動(dòng)加熱的加熱驅(qū)動(dòng)器。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述控制裝置與所述加熱部電連接。

更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述加熱部為PTC加熱件。

優(yōu)選的，還包括將所述收集裝置收集的熱空氣傳輸?shù)剿隹绽漭斔脱b置的熱空氣通道。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熱空氣通道內(nèi)設(shè)置用于保溫的隔熱層。

更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空冷輸送裝置與所述熱空氣通道相連通。

優(yōu)選的，還包括向所述氫氣升溫裝置、所述收集裝置傳輸熱源的熱源管道。

本發(fā)明在收集裝置、氫氣升溫裝置的作用下實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的熱量循環(huán)，避免了對(duì)氧化劑增濕引起的結(jié)冰現(xiàn)象。在反應(yīng)開始時(shí)避免了對(duì)冷卻劑做防凍處理，加快燃料電池的啟動(dòng)速度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例燃料電池用低溫啟動(dòng)運(yùn)行組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-燃料電池堆；2-空冷輸送裝置；3-氫氣輸送裝置；4-加熱部；41-加熱器；42-加熱驅(qū)動(dòng)器；5-收集裝置；6-熱空氣通道；61-隔熱層；7-氫氣升溫裝置；8-控制裝置；9-熱源管道。

具體實(shí)施方式