[實用新型]燃料電池低溫啟動組件

有效

• 申請號: 201820519748.6
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN208637514U
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 劉波;李驍
• 申請（專利權）人: 武漢眾宇動力系統科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04225
• 分類號: H01M8/04225
• 代理公司: 寧波理文知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33244
• 代理人: 尹飛宇;王麗芳

冷啟動燃料電池和冷啟動組件，其中所述燃料電池冷啟動組件適于被安裝于一燃料電池堆，方便所述燃料電池堆的冷啟動，其包括一氣流輸送模塊和一氣流加工模塊，在工作時，外部氣流通過所述氣流加工模塊的加工后進入所述氣流輸送模塊，而后通過所述氣流輸送模塊引導擴散至所述燃料電池堆，以使得被加工后的氣流直接接觸所述燃料電池堆，以擴展所述燃料電池的適用環境。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池領域，詳而言之，涉及一低溫啟動燃料電池和低溫啟動組件。

背景技術

質子交換膜燃料電池(PEMFC)作為一種高效、環保的發電裝置，在備用電源、飛行器系統和運輸機械動力系統等領域具有廣闊的應用前景。相比蓄電池，燃料電池具有較好的低溫環境適應能力，燃料電池不會因為環境溫度低而出現較大的性能衰減問題。

但是，PEMFC在反應過程中會產生水，并且產生的一部分水會存留于燃料電池內部，在一些較低溫度的環境中，比如當溫度低于0℃的環境中，殘留的水會結冰會在PEMFC的膜電極MEA表面結冰，阻礙燃料電池的化學反應進程，從而導致在該狀態下燃料電池無法再次啟動，因此燃料電池在0℃以下的低溫環境的啟動問題是燃料電池存在的一個問題。

目前，雖然對于燃料電池低溫啟動問題已經存在幾種解決方案，但是都存在一些不盡人意的地方。

在一種解決方式中，通過在燃料電池極板上附加結構件，比如布置加熱絲，從而對極板進行加熱。即，通過直接的熱傳導使得燃料電池內的冰融化。這種方式中，使得燃料電池極板的結構相對復雜，提高燃料電池本身的制造難度，也會在一定程度上影響燃料電池極板的導熱性能。也就是說，當燃料電池處在較高溫度環境中、不存在低溫啟動問題時，附加的結構卻阻礙了電極板的散熱。

在另一種解決方式中，將燃料電池動力系統整體放置于密閉容器中，通過加熱源對該密閉容器進行加熱，從而提升燃料電池動力系統的整體溫度，使得燃料電池堆內的冰融化。在這種方式中，需要提供較大的容器來容納整體的燃料電池動力系統，增大了燃料電池整體的體積，不便于戶外攜帶使用，且整體加熱比較困難。

在另一種解決方式中，對氫氣進行加熱，讓溫度較高的氫氣在燃料電池堆內循環流動來實現提升燃料電池堆的溫度的目的。在這種方式中，需要提供氫氣循環泵以及對氫氣加熱的部件，使得整個燃料電池系統的相對復雜。且當氫氣泄露在空氣中，且溫度較高時，容易引起爆炸，因此對于氫氣加熱并不是一種相對安全的方式。

在另一種解決方式中，通過對燃料電池的冷卻液進行加熱，利用燃料電池堆冷卻回路循環泵使得冷卻液在系統中循環來加熱燃料電池堆。這種方式中，一方面需要提供對冷卻液加熱的部件，另一方面，這種冷卻方式只適用于液冷型燃料電池，適用范圍較小。

實用新型內容

本實用新型的一個目的在于提供一低溫啟動燃料電池和低溫啟動組件，其在不改變燃料電池的傳統結構的情況下，促進燃料電池在低溫環境下啟動。

本實用新型的一個目的在于提供一低溫啟動燃料電池和低溫啟動組件，其將外部氣流轉變為熱氣流進入燃料電池，在提供反應氣流的同時，預熱所述燃料電池，從而促進所述燃料電池的在低溫環境下的啟動，即促進低溫啟動。

本實用新型的一個目的在于提供一低溫啟動燃料電池和低溫啟動組件，其中所述低溫啟動燃料電池不需要設置大型的密閉容器，不會明顯增大低溫啟動燃料電池的體積，方便戶外攜帶使用。

本實用新型的一個目的在于提供一低溫啟動燃料電池和低溫啟動組件，其將外部冷空氣轉變為熱氣流進入燃料電池內部，加熱方式簡單方便。

本實用新型的一個目的在于提供一低溫啟動燃料電池和低溫啟動組件，其中所述燃料電池在促進低溫啟動同時，有助于保持燃料質子交換膜的水分。

本實用新型的一個目的在提供一低溫啟動燃料電池和低溫啟動組件，其可以選擇性地提供低溫啟動，從而適應不同的啟動環境。