CN107171006B - 燃料电池免加湿系统装置 - Google Patents

燃料电池免加湿系统装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107171006B
CN107171006B CN201710402898.9A CN201710402898A CN107171006B CN 107171006 B CN107171006 B CN 107171006B CN 201710402898 A CN201710402898 A CN 201710402898A CN 107171006 B CN107171006 B CN 107171006B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
hydrogen
voltage
electromagnetic valve
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710402898.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107171006A (zh
Inventor
周江东
陈融
张宝春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NANTONG BAIYING ENERGY CO Ltd
Original Assignee
NANTONG BAIYING ENERGY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NANTONG BAIYING ENERGY CO Ltd filed Critical NANTONG BAIYING ENERGY CO Ltd
Priority to CN201710402898.9A priority Critical patent/CN107171006B/zh
Publication of CN107171006A publication Critical patent/CN107171006A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107171006B publication Critical patent/CN107171006B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04268—Heating of fuel cells during the start-up of the fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃料电池免加湿系统装置。它包括燃料电池、接触器、负载、电压传感器、氢气进气电磁阀、空气进气风机、氢气排气电磁阀、空气排气口，燃料电池一侧上端装有氢气进气电磁阀，燃料电池一侧下端装有空气进气风机，燃料电池另一侧上端装有氢气排气电磁阀，燃料电池另一侧下端装有空气排气口，燃料电池上的阳极通过导线连接接触器一端，接触器另一端通过导线连接负载的一端，负载另一端通过导线连接燃料电池上的阴极，负载两端并联有电压传感器。优点是简化了燃料电池对加湿的要求，降低了系统的集成难度，增加了燃料系统温度适应性。

Description

燃料电池免加湿系统装置
技术领域
本发明涉及燃料电池免加湿领域，具体涉及一种燃料电池免加湿系统装置。
背景技术
燃料电池是一种通过电化学反应将化学能直接转化为电能的装置。燃料电池稳定发电要求电池内部的水、气、热达到平衡。由于免加湿燃料电池系统，内部水分会随着氢气、空气的排出电堆，导致膜电极失水，电堆发电不稳定。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种燃料电池免加湿系统装置，不仅可以实现燃料电池系统稳定运行还可以实现燃料电池系统低温下快速启动。
本发明的技术方案：
一种燃料电池免加湿系统装置，它包括燃料电池、接触器、负载、电压传感器、氢气进气电磁阀、空气进气风机、氢气排气电磁阀、空气排气口，燃料电池一侧上端装有氢气进气电磁阀，燃料电池一侧下端装有空气进气风机，燃料电池另一侧上端装有氢气排气电磁阀，燃料电池另一侧下端装有空气排气口，燃料电池上的阳极通过导线连接接触器一端，接触器另一端通过导线连接负载的一端，负载另一端通过导线连接燃料电池上的阴极，负载两端并联有电压传感器。
对于冷启动系统，打开氢气排气电磁阀同时打开氢气进气电磁阀，当燃料电池阳极充满氢气时关闭氢气排气电磁阀，使氢气压力不大于燃料电池操作压力值；燃料电池阴极侧的空气供气风机不工作，静置30s-90s后，将端电压降至开路电压（燃料电池的开路电压与单电池数量相关，一般单电池开路电压为1伏）的25%；5s-15s后，按2-2.5倍计量比开启空气进气风机供给空气，将端电压恢复到额定工作电压0.65-0.75点，燃料电池系统即可稳定额定输出工作。
对于运行当中的系统，当工作燃料电池额定电压降于0.6V时，切断输出负载3，停止空气进气风机关断空气供给，将氢气充满至燃料电池1的阳极，并不高于操作气压；10s-15s后，将单电池电压至开路电压的25%，即0.25V；2s-3s后，按2-2.5倍计量比供给空气，将端电压恢复到额定工作电压0.65-0.75V，燃料电池系统即可稳定额定输出工作。
本发明的优点是提供一种燃料电池免加湿系统装置及系统稳定运行的控制方法，使免加湿燃料电池系统在较短时间内快速增湿、升温，使燃料电池进入稳定工作状态，缩短燃料电池系统启动所需时间。该发明简化了燃料电池对加湿的要求，降低了系统的集成难度，增加了燃料系统温度适应性。
附图说明
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
参照附图1，一种燃料电池免加湿系统装置，它包括燃料电池1、接触器2、负载3、电压传感器4、氢气进气电磁阀5、空气进气风机6、氢气排气电磁阀7、空气排气口8，燃料电池1一侧上端装有氢气进气电磁阀5，燃料电池1一侧下端装有空气进气风机6，燃料电池1另一侧上端装有氢气排气电磁阀7，燃料电池1另一侧下端装有空气排气口8，燃料电池1上的阳极通过导线连接接触器2一端，接触器2另一端通过导线连接负载3的一端，负载3另一端通过导线连接燃料电池1上的阴极，负载3两端并联有电压传感器4。
对于冷启动系统，打开氢气排气电磁阀7同时打开氢气进气电磁阀5，当燃料电池1阳极充满氢气时关闭氢气排气电磁阀7，使氢气压力不大于燃料电池1操作压力值；燃料电池阴极侧的空气进气风机6不工作，静置30s-90s后，将端电压降至开路电压的25%；5s-15s后，按2-2.5倍计量比开启空气进气风机6供给空气，将端电压恢复到额定工作电压0.65-0.75点，燃料电池1系统即可稳定额定输出工作。
对于运行当中的系统，当工作燃料电池1额定电压降于0.6V时，切断输出负载3，停止空气进气风机6关断空气供给，将氢气充满至燃料电池1的阳极，并不高于操作气压；10s-15s后，将端电压降4至开路电压的25%；2s-3s后，按2-2.5倍计量比供给空气，将端电压恢复到额定工作电压0.65-0.75点，燃料电池1系统即可稳定额定输出工作。
对于冷启动系统：
对于冷启动的系统，由于低电压运行可以迅速提高电堆温度，可以有效减少电堆启动时间。
对于运行中的系统：
对于运行中的系统，可以通过该控制策略，对电堆内部进行迅速补水，起到加湿的作用。
对于长期储存的系统：
对于长期储存的电堆，可上当加长静置时间，让膜电极充分湿润，这样可以起到迅速活化的作用。

Claims (1)

1.一种燃料电池免加湿系统装置，其特征在于，它包括燃料电池电堆、接触器、负载、电压传感器、氢气进气电磁阀、空气进气风机、氢气排气电磁阀、空气排气口，燃料电池电堆一侧上端装有氢气进气电磁阀，燃料电池电堆一侧下端装有空气进气风机，燃料电池电堆另一侧上端装有氢气排气电磁阀，燃料电池电堆另一侧下端装有空气排气口，燃料电池电堆上的阳极通过导线连接接触器一端，接触器另一端通过导线连接负载的一端，负载另一端通过导线连接燃料电池电堆上的阴极，负载两端并联有电压传感器；对于冷启动系统，打开氢气排气电磁阀同时打开氢气进气电磁阀，当燃料电池阳极充满氢气时关闭氢气排气电磁阀，使氢气压力不大于燃料电池操作压力值；燃料电池阴极侧的空气供气风机不工作，静置30s-90s后，将电堆单电池电压降至开路电压的25％，即0.25V；5s-15s后，按2-2.5倍计量比开启空气进气风机供给空气，将电堆单电池电压恢复到额定工作电压0.65-0.75V，燃料电池系统即可稳定额定输出工作；对于运行当中的系统，当燃料电池单电池电压降于0.6V时，切断输出负载，停止空气进气风机关断空气供给，将氢气充满燃料电池1的阳极侧，但氢气气压并不高于燃料电池的操作气压；10s-15s后，将电堆单电池电压降至开路电压的0.25V；2s-3s后，按2-2.5倍计量比供给空气，将电堆单电池电压恢复到额定工作电压0.65-0.75V，燃料电池系统即可稳定额定输出工作。
CN201710402898.9A 2017-06-01 2017-06-01 燃料电池免加湿系统装置 Active CN107171006B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710402898.9A CN107171006B (zh) 2017-06-01 2017-06-01 燃料电池免加湿系统装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710402898.9A CN107171006B (zh) 2017-06-01 2017-06-01 燃料电池免加湿系统装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107171006A CN107171006A (zh) 2017-09-15
CN107171006B true CN107171006B (zh) 2020-04-28

Family

ID=59821181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710402898.9A Active CN107171006B (zh) 2017-06-01 2017-06-01 燃料电池免加湿系统装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107171006B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421082A (zh) * 2020-11-19 2021-02-26 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种快速恢复车用燃料电池系统性能的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1376319A (zh) * 1999-09-23 2002-10-23 西门子公司 用于起动燃料电池装置的燃料电池堆的方法和系统
CN1549376A (zh) * 2003-05-13 2004-11-24 乐金电子(天津)电器有限公司 燃料电池燃料/空气加热装置
CN2763990Y (zh) * 2005-02-01 2006-03-08 上海神力科技有限公司 可在低温环境下启动与运行的燃料电池发电系统
CN1805197A (zh) * 2005-10-24 2006-07-19 上海博能同科燃料电池系统有限公司 质子交换膜燃料电池活化装置
CN101170187A (zh) * 2006-10-27 2008-04-30 新源动力股份有限公司 一种燃料电池低温启动的方法及装置
CN101286569A (zh) * 2007-04-10 2008-10-15 上海清能燃料电池技术有限公司 一种燃料电池启动时增湿的方法及系统
CN104733755A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 现代自动车株式会社 用于控制燃料电池系统的启动的方法
CN106129438A (zh) * 2016-08-26 2016-11-16 成都华气厚普机电设备股份有限公司 一种气体加湿装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084783A1 (de) * 2011-10-19 2013-04-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzelle und Brennstoffzellensystem mit verbesserter Wärmesteuerung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1376319A (zh) * 1999-09-23 2002-10-23 西门子公司 用于起动燃料电池装置的燃料电池堆的方法和系统
CN1549376A (zh) * 2003-05-13 2004-11-24 乐金电子(天津)电器有限公司 燃料电池燃料/空气加热装置
CN2763990Y (zh) * 2005-02-01 2006-03-08 上海神力科技有限公司 可在低温环境下启动与运行的燃料电池发电系统
CN1805197A (zh) * 2005-10-24 2006-07-19 上海博能同科燃料电池系统有限公司 质子交换膜燃料电池活化装置
CN101170187A (zh) * 2006-10-27 2008-04-30 新源动力股份有限公司 一种燃料电池低温启动的方法及装置
CN101286569A (zh) * 2007-04-10 2008-10-15 上海清能燃料电池技术有限公司 一种燃料电池启动时增湿的方法及系统
CN104733755A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 现代自动车株式会社 用于控制燃料电池系统的启动的方法
CN106129438A (zh) * 2016-08-26 2016-11-16 成都华气厚普机电设备股份有限公司 一种气体加湿装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107171006A (zh) 2017-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5091584B2 (ja) 始動及び停止による電池の劣化を、スタックの電気的短絡と組み合わされたカソード再循環によって緩和させる方法
KR101859803B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템의 운전 제어 방법
CN103579643B (zh) 一种燃料电池系统及停车控制方法与应用
WO2006054548A1 (ja) 燃料電池発電システムとその停止保管方法、停止保管プログラム
JP2020017420A (ja) 燃料電池システム
JP6207832B2 (ja) 燃料電池スタックの部分活性化方法
CN208955114U (zh) 一种燃料电池测试系统
CN112993334B (zh) 燃料电池电堆无外增湿的启动及测试方法
CN110729794A (zh) 一种用于限制车载燃料电池高电位的系统及方法
CN111613813A (zh) 一种燃料电池空气供给系统及其泄压控制方法
CN102473947A (zh) 燃料电池装置
JP2013232361A (ja) 燃料電池システム
JP5113634B2 (ja) 燃料電池システム
CN201238067Y (zh) 一种燃料电池电堆活化系统
CN107171006B (zh) 燃料电池免加湿系统装置
JPH11176454A (ja) 燃料電池の補機用電源
JP2003510766A (ja) 燃料電池装置の燃料電池スタックの始動方法及びシステム
CN100546079C (zh) 一种燃料电池系统
JP3583914B2 (ja) 燃料電池の補機用電源
CN103456974B (zh) 一种燃料电池发动机系统及加减载控制方法
CN112820908A (zh) 一种氢燃料电池系统正常关机方法
CN108598541B (zh) 一种sofc温度控制方法、温度控制系统及车辆
CN114024005B (zh) 一种具有快速停机功能的燃料电池系统及停机控制方法
CN109830715A (zh) 一种燃料电池系统
CN102170166A (zh) 并联式燃料电池电力系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant