[發(fā)明專利]一種冷啟動輔助裝置與一種燃料電池發(fā)動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910944198.1
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110649292B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 孫樹森;郗富強;孫陽超;程明巖
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04223
• 分類號: H01M8/04223;H01M8/04225;H01M8/04298;H01M8/04302
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 張子寬

本發(fā)明公開了一種冷啟動輔助裝置與一種燃料電池發(fā)動機，冷啟動輔助裝置包括氯化鉀溶液霧化釋放裝置，氯化鉀溶液霧化釋放裝置包括霧化箱體、水箱、氯化鉀投放盒以及霧化裝置，氯化鉀投放盒用于將氯化鉀粉末投放至霧化箱體內(nèi)部，水箱用于向霧化箱體內(nèi)供水，霧化裝置用于將霧化箱體內(nèi)部的氯化鉀溶液霧化，霧化箱體通過釋放管路連通于燃料電池發(fā)動機的空氣進氣管路。本發(fā)明裝置可以利用氯化鉀降低電堆內(nèi)液態(tài)水的結(jié)冰溫度，高壓空氣會把液態(tài)水排出電堆外部，防止膜電極和雙極板上的氣體流道堵塞，增加了反應廢熱量，從而快速實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機的冷啟動。本發(fā)明無需借助外部加熱裝置，節(jié)約成本；結(jié)構簡單、易于布置，不需要更改電堆內(nèi)部和外部結(jié)構。

技術領域

本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種冷啟動輔助裝置與一種燃料電池發(fā)動機。

背景技術

燃料電池發(fā)動機是將由外部提供的高壓氫氣和空氣通過電化學反應后對外釋放電能，同時產(chǎn)生廢熱和生產(chǎn)水的電化學裝置。燃料電池發(fā)動機的電化學反應場所為質(zhì)子交換膜燃料電池堆，是指用質(zhì)子交換膜做電解質(zhì)，由兩個或多個單電池和其他必要結(jié)構件組成的、具有統(tǒng)一電輸出的組合體。雙極板是外部反應氣體進入電堆提供傳輸流道的載體。膜電極是主要由氣體擴散層、催化層和質(zhì)子交換膜構成的電化學反應區(qū)域。

燃料電池發(fā)動機作為車用動力使用時，必須要經(jīng)受高電位、大電流、頻變載、零下啟動、空氣雜質(zhì)等復雜工況和嚴苛環(huán)境的考驗，其中零下啟動是燃料電池車輛在冬季運行時面臨的最大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有技術一般采用三種方式進行輔助冷啟動：

第一種方式主要是通過散熱管路并聯(lián)PTC加熱器，將室溫下的冷卻水加熱后進入電堆，提高電堆內(nèi)的溫度，從而不至于使堆內(nèi)產(chǎn)生的液態(tài)水結(jié)冰。

第二種方式主要是采用雙極板背面貼敷加熱絲或者直接將石墨雙極板連接外部低壓電加熱的方式，提高堆內(nèi)溫度。

第三種方式主要是對電堆進行外部添加保溫棉保溫的方式，維持堆內(nèi)溫度。

不過，現(xiàn)有技術存在以下缺陷：

第一種借用PTC加熱器輔助加熱方式，冷卻水升溫較慢，而且冷卻水進入電堆后還得通過雙極板傳熱，才能使膜電極附近溫度升高，此方式效率較低。

第二種采用加熱絲輔助加熱的方式，會改變雙極板結(jié)構，增加了內(nèi)部電阻。

第三種采用保溫棉保溫的方式，需要外部增加電堆體積而且效果不明顯。

因此，如何提高燃料電池發(fā)動機的零下啟動能力，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池發(fā)動機的冷啟動輔助裝置，該裝置可以降低電堆內(nèi)液態(tài)水的結(jié)冰溫度，防止膜電極和雙極板上的氣體流道堵塞，從而快速實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機的冷啟動。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種包括上述冷啟動輔助裝置的燃料電池發(fā)動機。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案：

一種冷啟動輔助裝置，用于燃料電池發(fā)動機，包括氯化鉀溶液霧化釋放裝置，所述氯化鉀溶液霧化釋放裝置包括霧化箱體、水箱、氯化鉀投放盒以及霧化裝置，所述氯化鉀投放盒用于將氯化鉀粉末投放至所述霧化箱體內(nèi)部，所述水箱用于向所述霧化箱體內(nèi)供水，所述霧化裝置用于將所述霧化箱體內(nèi)部的氯化鉀溶液霧化，所述霧化箱體通過釋放管路連通于所述燃料電池發(fā)動機的空氣進氣管路。

優(yōu)選地，所述釋放管路與所述空氣進氣管路的連通位置位于空濾器與空壓機之間。

優(yōu)選地，所述霧化箱體內(nèi)部設有攪拌器。

優(yōu)選地，所述霧化箱體內(nèi)部設有液位檢測儀。