[發明專利]一種固體氧化物燃料電池熱休眠及熱啟動方法

在審

• 申請號: 201810542641.8
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108777313A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 李箭;張凱;李曦;池波;蒲健;蔣建華;賈禮超;顏冬
• 申請（專利權）人: 武漢華科福賽新能源有限責任公司
• 主分類號: H01M8/04225
• 分類號: H01M8/04225;H01M8/04223;H01M8/04007;H01M8/0432;H01M8/04701;H01M8/04858;H01M8/04089;H01M8/1231
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 陳曉寧;張麗萍

本發明公開了一種固體氧化物燃料電池熱休眠及熱啟動方法，其中熱休眠方法包括如下步驟：通過熱傳感器檢測固體氧化物燃料電池的溫度并生成溫度信號；處理器接收溫度信號，根據固體氧化物燃料電池的溫度控制熱執行器的功率。其中熱啟動方法，為從熱休眠狀態進行固體氧化物燃料電池的啟動，逐步降低熱執行器的功率，直至固體氧化物燃料電池工作放熱可以維持工作溫度。基于本發明，固體氧化物燃料電池在待機時采取熱休眠的工作模式，關閉氣體供給系統，利用電池管理系統提供小功率電能，維持設備600度以上高溫；在需要燃料電池輸出功率時采取熱啟動模式，避免冷啟動造成的啟動時間長和壽命衰減等問題。

技術領域

本發明涉及新能源技術，具體涉及一種固體氧化物燃料電池熱休眠及熱啟動方法。

背景技術

固體氧化物燃料電池技術有諸多優點，例如：高達60％以上的發電效率，無運動部件無噪音，清潔能源低污染等等。但固體氧化燃料電池與常溫燃料電池或內燃機相比，存在啟動時間長達數小時和啟動次數受限等缺點，尤其是應用于車船等交通工具時，啟動慢的問題將更加突出。

固體氧化物然燃料電池正常工作溫度在600℃以上，冷啟動時需要從常溫升高到正常工作溫度，由于材料限制和燃料系統較大的熱慣性系數，冷啟動升溫速率小于5℃/min，導致固體氧化物燃料電冷啟動需要數小時。同時，固體氧化物燃料電池熱循環次數有限，冷啟動將大大減少固體氧化物燃料電池壽命，不利于系統運行。

發明內容

為克服現有技術中的不足，第一方面本發明目的是提供一種固體氧化物燃料電池保溫結構。

本發明解決上述技術問題的技術手段如下：

一種固體氧化物燃料電池保溫結構，包括處理器、電池管理系統、中空封閉結構的隔熱保護盒、高溫設備以及設置在所述隔熱保護盒內的固體氧化物燃料電池；

所述固體氧化物燃料電池的功率輸出端通過穿過所述隔熱保護盒的電導線與所述電池管理系統電連接；

所述固體氧化物燃料電池與所述高溫設備連接；

所述隔熱保護盒內設置有分別與所述處理器電連接的熱執行器、熱傳感器；

所述熱執行器用于為所述隔熱保護盒內環境供熱，所述熱傳感器用于檢測所述隔熱保護盒內溫度。

進一步地，所述高溫設備設置在所述隔熱保護盒內；

所述高溫設備的燃料輸入端通過穿過所述隔熱保護盒下端面的燃料進氣管與外部燃料源相連接；

所述高溫設備的空氣輸入端通過穿過所述隔熱保護盒下端面的空氣進氣管與外部空氣連通；

所述高溫設備的廢氣輸出端通過穿過所述隔熱保護盒下端面的尾氣排放管與外部空氣連通。

同理還可采用所述高溫設備設置在所述隔熱保護盒外的方案；這樣方案下：

所述固體氧化物燃料電池的燃料輸入端通過穿過所述隔熱保護盒下端面的燃料進氣管以及所述高溫設備與外部燃料源相連接；

所述固體氧化物燃料電池的空氣輸入端通過穿過所述隔熱保護盒下端面的空氣進氣管以及所述高溫設備與外部空氣連通；

所述固體氧化物燃料電池的廢氣輸出端通過穿過所述隔熱保護盒下端面的尾氣排放管以及所述高溫設備與外部空氣連通。

進一步地，所述隔熱保護盒為多層復合結構，由外至內依次為不銹鋼外殼、真空層、熱箱外殼以及保溫材料層。通過多層結構，提高所述隔熱保護盒的隔熱性能。

進一步地，所述熱執行器為電熱設備；

所述電池管理系統的功率輸出端與負載以及輔助負載電連接。

第二方面，本發明提出了一種固體氧化物燃料電池熱休眠方法，包括如下步驟：