[發(fā)明專利]一種燃料電池吹掃裝置及其吹掃方法

有效

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• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110854415B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 都京;王宇鵬;馬秋玉;趙洪輝;趙子亮;丁天威;黃興
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04223
• 分類號: H01M8/04223
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，公開一種燃料電池吹掃裝置及其吹掃方法。其中燃料電池吹掃裝置包括反應爐、三通閥、陽極吹掃閥和陰極吹掃閥；其中，反應爐能對空氣進行脫氧處理；陰極吹掃閥的入口與反應爐的出口連通，陰極吹掃閥的出口與燃料電池的陰極及陽極吹掃閥的入口連通，陽極吹掃閥的出口與燃料電池的陽極連通；三通閥的兩個出口分別與反應爐的入口及燃料電池的陰極入口連接。本發(fā)明還公開了一種采用上述燃料電池吹掃裝置的燃料電池吹掃方法。本發(fā)明采用電加熱反應爐，加熱特定的脫氧劑，能對燃料電池的陽極和陰極分別進行吹掃，使燃料電池的性能更好，安全系數更高。

技術領域

本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池吹掃裝置及其吹掃方法。

背景技術

停啟時的電堆性能劣化是影響PEM燃料電池使用壽命的主要原因。在停啟時，陰極上形成過高的電勢將使陰極催化層上的碳基體更易與氧氣或水發(fā)生氧化反應，從而造成鉑催化劑凝結，電堆性能劣化；同時，陰極中的氧氣仍會滲透至陽極，并在下次工作時在陽極形成氫氧界面，進一步劣化電堆的性能。目前，針對氫氧界面最有效的預防措施就是采用氮氣進行停啟時的吹掃操作，但在車載環(huán)境下，氮氣的儲藏和補充顯得十分不便，且在密閉的乘員艙內還存在一定的安全風險。

發(fā)明內容

基于以上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池吹掃裝置及其吹掃方法，能對燃料電池的陽極和陰極分別進行吹掃，使燃料電池的性能更好，安全系數更高。

為達上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種燃料電池吹掃裝置，反應爐，能對空氣進行脫氧處理；

陽極吹掃閥和陰極吹掃閥，所述陰極吹掃閥的入口與所述反應爐的出口連通，所述陰極吹掃閥的出口與所述燃料電池的陰極及所述陽極吹掃閥的入口連通，所述陽極吹掃閥的出口與所述燃料電池的陽極連通；

三通閥，所述三通閥的兩個出口分別與所述反應爐的入口及所述燃料電池的陰極入口連接。

作為一種燃料電池吹掃裝置的優(yōu)選方案，所述燃料電池的陽極出口設置有排氫排水閥；所述燃料電池的陰極出口設置有排氣截止閥。

作為一種燃料電池吹掃裝置的優(yōu)選方案，所述陽極出口與所述陽極入口連通，且所述陽極入口和所述陽極出口之間設置有回氫截止閥。

作為一種燃料電池吹掃裝置的優(yōu)選方案，所述陽極入口還連接有氫氣發(fā)生裝置，所述氫氣發(fā)生裝置與所述陽極入口之間設置有氫進電磁閥，所述氫進電磁閥和所述陽極入口之間還通過分流閥與所述反應爐的入口連接。

作為一種燃料電池吹掃裝置的優(yōu)選方案，所述三通閥的入口與空壓機的出口連接，所述三通閥連通所述空壓機和所述反應爐入口，以為所述反應爐反應提供空氣；所述三通閥連通所述空壓機和所述陰極入口，以為所述燃料電池工作提供空氣。

作為一種燃料電池吹掃裝置的優(yōu)選方案，所述陰極吹掃閥的出口與所述陰極入口之間還設置有中冷器，且所述陽極吹掃閥的入口位于所述中冷器和所述陰極入口之間。

一種燃料電池吹掃方法，能采用如上任一方案所述的燃料電池吹掃裝置對所述燃料電池的陽極和陰極進行吹掃。

作為一種燃料電池吹掃方法的優(yōu)選方案，關機吹掃過程包括：

關閉氫進電磁閥，停止向陽極入口供應氫氣，將三通閥連通空壓機與反應爐，并關閉陰極吹掃閥，空氣吹掃反應爐；

關閉排氣截止閥，打開陰極吹掃閥、陽極吹掃閥和排氫排水閥，反應爐內脫氧后氣體吹掃陽極；

關閉陽極吹掃閥和排氫排水閥，打開排氣截止閥，反應爐內脫氧后的氣體吹掃陰極。

作為一種燃料電池吹掃方法的優(yōu)選方案，關機吹掃完成后，脫氧劑還原流程包括：

打開反應爐的尾排閥和分流閥，氫氣吹掃反應爐；