[發明專利]一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆及控制方法

在審

• 申請號: 202210129875.6
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114464839A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 高明;張慧穎;王宇航;韓奎華;何鎖盈;程星星;齊建薈
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029;H01M8/2484;H01M8/2483;H01M8/0263;H01M8/04007
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，包括：進氣歧管，所述進氣歧管包括分別設置在電堆內部兩側的陽極氣體入口流道和陰極氣體入口流道；所述進氣歧管外圍包圍設置冷卻液出口流道，形成套管式進氣歧管；冷卻液與進氣流體流動方向相反形成逆流式對流換熱。

2.如權利要求1所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，還包括：雙極板，所述雙極板上設有與冷卻液出口流道連通的冷卻液流道；所述冷卻液流道使得冷卻液分別流向兩側進氣區域，以實現冷卻液與進氣流體的換熱。

3.如權利要求2所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，所述冷卻液流道包括兩條路徑，其中一條路徑自雙極板內第一側經直通道至雙極板中部，然后經過蛇形通道至雙極板第二側；另一條路徑自雙極板第二側經直通道至雙極板中部，然后經過蛇形通道至雙極板第一側。

4.如權利要求3所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，每一條路徑包括兩條并行的流道。

5.如權利要求2所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，所述雙極板上還設有與所述陽極氣體入口流道連通的陽極氣體流道，與所述陰極氣體入口流道連通的陰極氣體流道。

6.如權利要求1所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，所述進氣歧管內設置電阻絲，以實現對進氣流體的溫度調控。

7.如權利要求6所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，所述電阻絲在電堆內形成網狀結構。

8.如權利要求6所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，所述電阻絲設置在雙極板上的進氣口處。

9.如權利要求1所述的一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆，其特征在于，還包括：設置在陽極氣體入口流道相對側的陽極氣體出口流道，設置在陰極氣體入口流道相對側的陰極氣體出口流道，以及設置在冷卻液出口流道相對側的冷卻液入口流道。

10.一種進氣多級自預熱的新型燃料電池電堆的控制方法，其特征在于，包括：

根據工況計算陽極和陰極所需進氣溫度；

通過套管式進氣歧管，使得冷卻液余熱對進氣歧管內流體進行對流換熱；

通過雙極板內的循環冷卻液對進氣區域進行加熱；

如果此時氣體溫度低于計算的進氣溫度，則開啟電阻絲加熱；否則，不開啟。