[發(fā)明專利]一種氫燃料電池電堆活化系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810133810.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN110137538A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向華;馬進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東合即得能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04223
• 分類號(hào): H01M8/04223;H01M8/04228;H01M8/04664;H01M8/22
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

本發(fā)明揭示了一種氫燃料電池電堆活化系統(tǒng)及方法，所述活化系統(tǒng)包括氫燃料電池電堆、超級(jí)電容、絕緣柵雙極型晶體管IGBT、DC?DC變換器、直流接觸器、電壓檢測(cè)電路、主控制電路；電壓檢測(cè)電路連接DC?DC變換器的輸出，當(dāng)檢測(cè)到DC?DC變換器的輸出低于設(shè)定值時(shí)，發(fā)送反饋信號(hào)至主控制電路；主控制電路控制DC?DC變換器限流，氫燃料電池電堆與DC?DC變換器之間的直流接觸器斷開，氫燃料電池電堆停止對(duì)DC?DC變換器輸出電能；超級(jí)電容啟動(dòng)對(duì)DC?DC變換器補(bǔ)電；主控制電路控制IGBT瞬間與氫燃料電池電堆形成短路，IGBT發(fā)出設(shè)定大的電流至氫燃料電池電堆，對(duì)氫燃料電池電堆的質(zhì)子交換膜進(jìn)行沖擊。本發(fā)明去除氫燃料電池中質(zhì)子交換膜表面的雜質(zhì)，大幅提高氫燃料電池性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子通訊技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種升級(jí)系統(tǒng)，尤其涉及一種氫燃料電池電堆活化系統(tǒng)；同時(shí)，本發(fā)明還揭示一種氫燃料電池電堆活化方法。

背景技術(shù)

氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲(chǔ)存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。

燃料電池對(duì)環(huán)境無污染。它是通過電化學(xué)反應(yīng)，而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲(chǔ)能(蓄電池)方式－－最典型的傳統(tǒng)后備電源方案。燃燒會(huì)釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的(光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等)，整個(gè)循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。

氫燃料電池技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但如何安全、便捷地制備、運(yùn)輸、使用氫氣，是一直困擾著人們的問題；通常的做法是利用儲(chǔ)氫罐。然而，儲(chǔ)氫罐由于存有大量的氫氣，氫氣遇火容易爆炸，安全性不高；此外，存儲(chǔ)、輸送氫氣的成本較高，為氫氣發(fā)電的應(yīng)用帶來困難。

最近幾年，利用甲醇的移動(dòng)制氫發(fā)電技術(shù)已有小范圍的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，且制氫發(fā)電設(shè)備體積小，便于移動(dòng)。

如本申請(qǐng)人在2015年申請(qǐng)的中國(guó)發(fā)明專利CN201510476342.5揭示一種甲醇水重整制氫發(fā)電機(jī)，包括電控系統(tǒng)、甲醇水進(jìn)液系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)，電控系統(tǒng)包括控制主板、供電裝置及電力輸出端口，控制主板控制甲醇水進(jìn)液系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)工作；供電裝置包括可充電電池，在制氫發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過程中，其為制氫發(fā)電機(jī)自身供電；甲醇水進(jìn)液系統(tǒng)，包括進(jìn)液總管、輸送泵、啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥、啟動(dòng)進(jìn)液分管、制氫進(jìn)液電磁閥及制氫進(jìn)液分管；在制氫發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過程中，啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥打開，制氫進(jìn)液電磁閥關(guān)閉；在制氫發(fā)電機(jī)制氫過程中，制氫進(jìn)液電磁閥打開，啟動(dòng)進(jìn)液電磁閥關(guān)閉；本發(fā)明各部分系統(tǒng)之間配合好，電控系統(tǒng)控制穩(wěn)定，啟動(dòng)時(shí)不需要外接電源供電，甲醇水進(jìn)液系統(tǒng)成本較低、銜接性好。

同時(shí)，本申請(qǐng)人在研發(fā)的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有燃料電池系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后發(fā)出的電能不穩(wěn)定。

有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計(jì)一種氫燃料電池系統(tǒng)，以便克服現(xiàn)有氫燃料電池系統(tǒng)存在的上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種氫燃料電池電堆活化系統(tǒng)，可大幅提高氫燃料電池性能。

此外，本發(fā)明還提供一種氫燃料電池電堆活化方法，可大幅提高氫燃料電池性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種氫燃料電池電堆活化系統(tǒng)，所述活化系統(tǒng)包括：氫燃料電池電堆、超級(jí)電容、絕緣柵雙極型晶體管IGBT、DC-DC變換器、直流接觸器、電壓檢測(cè)電路、主控制電路；

所述氫燃料電池電堆通過直流接觸器連接DC-DC變換器，超級(jí)電容連接DC-DC變換器，絕緣柵雙極型晶體管IGBT連接氫燃料電池電堆；

所述主控制電路分別連接氫燃料電池電堆、超級(jí)電容、絕緣柵雙極型晶體管IGBT、DC-DC變換器、直流接觸器、電壓檢測(cè)電路，控制其動(dòng)作；