CN111740135B - 一种导水双极板燃料电池的启停方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种导水双极板燃料电池的启停方法，包括接收电池启动信号；提高水箱内水的温度；将水箱内的水输入循环水腔中；将循环水腔中的水加压至第一预定值；判断循环水腔出水口的温度是否达到第二预定值；若循环水腔出水口水的温度达到第二预定值，启动电池。采用该导水双极板的启停方法，可以解决在零度及零度以下导水双极板燃料电池停止运行后，其内的残留水结冰、体积膨胀，导致双极板的结构受到机械损伤；同时在下次启动时，需要大量的热量来融化双极板内的冰，会耗费更多的能量的问题。

Description

一种导水双极板燃料电池的启停方法及装置
技术领域
本公开涉及导水双极板燃料电池领域，尤其涉及一种导水双极板燃料电池的启停方法及装置。
背景技术
导水双极板燃料电池是一种使用多孔氢极板和/或氧极板的燃料电池。
与传统致密型双极板不同的是，导水双极板燃料电池的双极板具有多孔结构，也称为导水双极板。导水双极板具有微孔结构，水可以充满于双极板的孔隙之中。双极板孔隙内的水及其周边的水，根据导水双极板燃料电池实际状态可在孔隙中进行迁移。
导水双极板燃料电池为了能够实现更广的适用，必须经受住各种严苛环境的考验，其中在低温环境下启停是导水双极板燃料电池运行过程中面临的巨大问题。
在低温环境(环境温度低于0℃)中，导水双极板燃料电池停止运行以后，导水双极板内的残留水结冰后会导致体积膨胀，一方面会导致双极板的结构受到机械损伤；另一方面，下次启动时，需要大量的热量来融化双极板内的冰，会耗费更多的能量，加大低温启动的难度。
关于在零摄氏度及零摄氏度以下启动导水双极板燃料电池的方法，目前采用的主要是加热和保暖两种方式，专利(CN201210228053.X)中提出了一种采用空气回流在启动前对导水双极板燃料电池加热的方法，但其中需要增加额外循环系统。专利(CN200510111651.9)中提出了一种对空气排放管路、冷却流体循环管路、水箱外壁进行保护性绝热材料的包裹，使得其可以保温而温度不会下降至0℃以下。但这种物理方式无法很好的从源头解决问题，且需要进行定时更换。专利(CN201811347849.0)采用了一种对导水双极板燃料电池施加电流或电压控制，使得在电池启动前加热电池，实现电池温度的快速提升的方法，避免了启动难的问题，但该方法需要在含氢的氛围下进行操作。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种导水双极板燃料电池低温下的启动方法及装置、一种导水双极板燃料电池的关闭方法及装置，以达到在低温下启动导水双极板燃料电池时，启动效率高同时避免因结冰所带来的机械损伤等目的。本公开的目的通过以下方案实现：
一种导水双极板燃料电池的启动方法，其特征在于，包括：
接收启动信号；提高水箱内水的温度；将水箱内的水输入循环水腔中；将循环水腔中的水加压至第一预定值；判断循环水腔出水口的温度是否达到第二预定值；若循环水腔出水口的温度达到第二预定值且循环水腔中的水压达到所述第一预定值时，启动电池。
进一步地，所述第一预定值的范围为0.03-0.05MPa。
进一步地，所述第二预定值的范围为>0℃。
一种导水双极板燃料电池的关闭方法，其特征在于，包括：
接收关闭信号；终止电流输入；判断氢气和空气的压力是否符合第一阈值；若符合第一阈值，排出循环水腔内的水，使用干燥的气体吹扫第一位置；测量吹扫结束后的气体湿度是否符合第二阈值；若符合第二阈值，则所述燃料电池停止工作。
进一步地，所述第一阈值为0MPa；所述第二阈值<20％。
进一步地，所述第一位置为以下至少之一：氢气流道、氧化剂流道、循环水腔。
一种导水双极板燃料电池的启动装置，其特征在于：所述启动装置包括水箱、循环水控制单元、逻辑控制单元；
所述水箱用于进行所述燃料电池启动过程中所需水的储存；
所述循环水控制单元用于将所述水箱中的水输入到所述循环水腔中、用于升高所述循环水腔中水的温度使其满足第二预定值；用于升高所述循环水腔中水的压力使其满足第一预定值；用于检测所述循环水腔中出水口的温度是否达到第二预定值；
所述逻辑控制单元用于当所述循环水腔的出水口的温度达到第二预定值且循环水腔中的水压达到所述第一预定值时发出信号，启动电池。
一种导水双极板燃料电池的关闭装置，其特征在于：所述装置包括：电流输入单元、空气供给单元、氢气供给单元、循环水控制单元、吹扫单元、第一逻辑控制单元、第二逻辑控制单元；
所述电流输入单元用于实现所述燃料电池的电流输入；
所述空气供给单元用于提供所述燃料电池内所需的空气；控制空气的湿度、流量、压力；监测所述燃料电池内部空气的压力；
所述氢气供给单元用于提供所述燃料电池内所需的氢气；控制氢气的湿度、流量、压力；监测所述燃料电池内部氢气的压力；
所述循环水控制单元用于控制所述循环水腔内水的输入与输出；控制水的温度、流量、压力；
所述吹扫单元包括干燥气体(气体相对湿度低于20％)供给通道，用于吹扫所述燃料电池内部；测量吹扫过程中，从所述燃料电池排出的气体的湿度；
所述第一逻辑控制单元用于在氢气、空气的压力符合第一阈值时，进行所述循环水腔内水的排放并进行所述燃料电池的吹扫工作；
所述第二逻辑控制单元用于在吹扫结束后的气体湿度符合第二阈值时发出信号，使所述燃料电池停止吹扫工作。
进一步地，所述氢极板与所述氧极板中至少有一个为微孔结构。
进一步地，所述吹扫气体可以为氢气、氧气、空气或其他惰性气体。
相比于现有技术，本公开的优势在于：本公开提供了一种导水双极板燃料电池的启动方法及装置、一种导水双极板燃料电池的关闭方法及装置，防止了在燃料电池停止运行以后，导水双极板内残留的水结冰后会膨胀，会使得其原有的机械结构遭受损伤的问题，同时，解决了在处于零摄氏度及零摄氏度以下的环境下进行启动操作时需要大量的热量来融化双极板内的冰，会在正常启动时耗费更大的能量，加大低温启动的难度的问题。
本公开公开的一种导水双极板燃料电池的启动、关闭方法及装置，一方面采用了在燃料电池接收到启动信号之后进行水箱中水的升温，使得进入燃料电池中水箱中的水处于比较高的温度，避免了燃料电池低温下启动时，由于存在冰块而导致消耗能量大、低温启动难的问题。另一方面采取了在接收到关闭信号之后首先进行吹扫工作，使残留于其中的水分得以被清除，避免了残留水结冰后体积膨胀，使双极板的结构受到机械损伤的问题。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方案，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是本公开双极板燃料电池接收到启动信号后其中一个具体的实施例的流程示意图；
图2是本公开双极板燃料电池接收到启动信号后另一个具体的实施例的流程示意图；
图3是本公开双极板燃料电池接收到关闭信号后的流程示意图。
具体实施方案
下面结合附图和实施方案对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方案仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方案及实施方案中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方案来详细说明本公开。
参见说明书附图1、附图2为导水双极板燃料电池接收到启动信号后的启动步骤，当导水双极板燃料电池接收到启动信号后，加热单元首先进行循环水控制单元水箱内水的加热，在此加热方法可以为在水箱外壁缠绕加热管、在水箱内放置加热管或其它可以使水箱内水升温的加热方法，随后水箱内的水注入到循环水腔中，进行循环水腔内水的加压工作，在水压到达0.03-0.05MPa，同时循环水腔出水口水温到达0℃以上后，通入反应气体，进行燃料电池的启动。
在一个具体的实施方案中，在水箱中的水进入循环水腔中后，可以直接进行水压的升高，待水压到达0.03-0.05MPa之间，同时水温到达0℃以上后进行双极板燃料电池的启动工作。
在另一个具体的实施方案中，水箱中的水进入循环水腔后，等到水温升高至0℃以上后，进行循环水腔内水的加压工作，等到压力达到0.03-0.05MPa区间内，进行双极板燃料电池的启动工作。
值得注意的是，循环水腔中水的升温过程与循环水腔中水的加压过程不设有固定顺序，顺序不受权利要求的撰写顺序影响。
在加热过程中循环水腔单元内水升高的具体温度依环境温度、电堆体积、电堆运行温度、电堆电输出需要等情况调节，为0℃以上，此处水温到达零摄氏度以上可以很好的避免燃料电池在低温环境下启动造成的能耗大、低温下启动难的问题。
在优选的实施方案中，循环水腔出水口的水温需要升到的温度为10℃。
在双极板燃料电池启动前，循环水压根据电堆运行时的反应气体压力而定。优选的，在通入反应气体前，循环水压不宜高于0.05MPa(表压)，也不宜低于0.03MPa(表压)；在电池正常运行时，保证循环水压与反应气体压力之差小于双极板泡点压力即可，采用此区间内的压力范围值，可以保证多孔双极板的孔隙中和水腔内充满水；通入反应气体的时候，在保证循环水压与反应气体压力之差小于双极板泡点压力时，燃料和氧化剂气体之间不会通过多孔双极板的孔隙混合。如果循环水压过高，可能导致启动时燃料电池水淹。
在其中的一个具体实施方案中，通入反应气体启动电池，在反应气体压力增大、并逐渐高于循环水压力的过程中，保证循环水腔内的水压不高于反应气体压力。
参见附图2，为导水双极板燃料电池接收到关闭信号后的关闭步骤，在导水双极板燃料电池接收到关闭信号后，终止电流的输入，同时会停止供应氢气和空气，待监测到氢气和空气压力降为0MPa(表压)后，排出循环水腔内的水，随后使用干燥的空气吹扫第一位置，第一位置可以是氢气流道、氧化剂流道、循环水腔中的至少之一。
在其中的一个具体的实施方案中，第一位置可以是氧化剂流道。
在另一个具体的实施方案中，第一位置可以是氢气流道。
在另一个具体的实施方案中，第一位置可以是氧化剂流道和氢气流道。
在另一个具体的实施方案中，第一位置可以是氧化剂流道、氢气流道和循环水腔。
在另一个具体的实施方案中，第一位置可以是氧化剂流道和循环水腔。
在另一个具体的实施方案中，第一位置可以是氢气流道和循环水腔。
在优选的实施方案中，吹扫程度视环境温度、电堆体积、电堆运行温度、电堆电输出需要等情况调节；优选的，当监测到排出燃料电池的气体湿度<20％时，停止吹扫工作。低于20％的湿度范围可以保证燃料电池内部的残留水分基本被吹走，避免了其中残留过多的水分从而导致在零度及零度环境温度以下会结冰后体积膨胀，导致双极板的结构受到机械损伤。也避免了下次启动时由于双极板中有结冰而导致的耗费能量及加大启动难度的问题。
在其中的一个具体实施方案中，吹扫气体可用空气、氢气等反应气体，采用空气、氢气等反应气体进行吹扫，可以免除增加额外装置，同时可以及时根据环境要求进行温度、湿度、压力的调整。
在其中的一个具体实施方案中，吹扫气体也可以用其他惰性气体进行吹扫，可以保证吹扫过程的安全性。
导水双极板燃料电池的启动装置包括：循环水供给单元：包括水箱，用于进行双极板燃料电池中所需水的储存；循环水腔、循环水控制单元；循环水控制单元包括加热单元、加压单元、温度检测单元，加压单元，包括加压装置，用于增加循环腔中水的压力使其满足第一预定值，优选地，第一预定值的范围为0.03-0.05MPa；温度检测单元，包括温度检测装置，用于检测所述循环水腔出水口的温度是否达到第二预定值，优选地，第二预定值的范围为>0℃；循环水流量控制单元，包括循环水流量控制装置，用于控制电池中的循环水流量；导水双极板燃料电池电堆：包括氢极板、氧极板、膜电极组件和组成燃料电池电堆的其它零部件；空气供给单元：包括空气加湿器，用于控制空气的流量、压力；氢气供给单元：用于控制氢气的相对湿度、流量、压力；电输出控制单元：用于电堆的电输出；系统控制器：用于导水双极板燃料电池系统运行的控制。
在优选的实施方案中，空气供给单元中可以包括空气加湿器，空气供给单元在供给空气时，可以根据实际情况判断是否需要进行空气湿度的增加，同时空气供给单元根据实际情况进行空气流量、压力的控制。
在优选的实施方案中，氢气供给单元中可以包括氢气加湿器，氢气供给单元在供给氢气时，可以根据实际情况判断是否需要进行氢气湿度的增加，同时氢气供给单元根据实际情况进行氢气流量、压力的控制。
在优选的实施方案中，循环水控制单元中包括水箱及循环水腔，水箱中的水通过加热单元进行加热。
在其中的一个具体实施方案中，加热单元可以为在水箱外壁缠绕加热管、在水箱内放置加热管或其它可以使水箱内水升温的加热方法。采用此种加热方法可以达到节省空间、无需增加额外设备，可以安全便捷快速地实现水箱内水的加热的目的。
导水双极板燃料电池的关闭装置包括：电流输入单元：用于实现将燃料电池的电流输入燃料电池电堆，燃料电池电堆包括氢极板、氧极板；空气供给单元：用于提供燃料电池内所需的空气，在必要时用于控制空气的湿度、流量、压力；氢气供给单元：用于提供燃料电池内所需的氢气，在必要时用于控制氢气的湿度、流量、压力；循环水控制单元：循环水控制单元包括加热单元、加压单元、温度检测单元。包括水箱，用于控制循环水温度、流量、压力；电输出控制单元：用于电堆的电输出；系统控制器：用于导水双极板燃料电池系统运行的控制；吹扫单元：包括干燥气体供给通道，用于进行燃料电池内水分的吹扫；第一逻辑控制单元用于在氢气及空气的压力符合第一阈值时，进行循环水腔内水的排放并进行导水双极板燃料电池的吹扫工作；第二逻辑控制单元用于在吹扫结束后的气体湿度符合第二阈值时发出信号，使导水双极板燃料电池停止工作。
在其中的一个具体实施方案中，导水双极板燃料电池电堆中的氢极板为致密结构，氧极板为微孔结构。
在另一个具体实施方案中，导水双极板燃料电池电堆中的氢极板为微孔结构，氧极板为致密结构。
在另一个具体实施方案中，导水双极板燃料电池电堆中的氢极板、氧极板均为微孔结构。
在优选的实施方案中，空气供给单元中可以包括空气加湿器，空气供给单元在供给空气时，可以根据实际情况调节空气湿度，同时空气供给单元根据实际情况进行空气流量、压力的控制。
在优选的实施方案中，氢气供给单元中可以包括氢气加湿器，氢气供给单元在供给氢气时，可以根据实际情况调节氢气湿度，同时氢气供给单元根据实际情况进行氢气流量、压力的控制。
在其中一个具体实施方案中，吹扫气体为空气，此时燃料电池电堆中的氧极板为微孔结构，氢极板为致密结构，吹扫单元的干燥气体供给通道设置于空气供给单元内。此时将供给单元设置在空气供给单元内可以节省燃料电池的整体空间，方便取用空气，同时方便根据实际情况控制空气的流量、压力、湿度。
在另一个具体实施方案中，吹扫气体为氢气，此时燃料电池电堆中的氧极板为致密结构，氢极板为微孔结构，供给通道设置在氢气供给单元内。此时将供给单元设置在氢气供给单元内可以节省燃料电池的整体空间，方便取用氢气，同时可以根据实际情况控制氢气的流量、压力、湿度。
在另一个具体实施方案中，吹扫气体可以为除了空气和氢气以外的其他惰性气体，在这种实施方案方式下吹扫单元的气体供给通道是需要被额外增加的，使用惰性气体可以保证吹扫过程的安全性。
在一个具体的实施方案中，吹扫气体可以进行氧化剂流道中水分的吹扫。
在另一个具体的实施方案中，吹扫气体可以进行氢气流道中气体的吹扫。
在另一个具体的实施方案中，吹扫气体可以进行氧化剂流道和氢气流道中水分的吹扫。
在另一个具体的实施方案中，吹扫气体可以进行氧化剂流道和氢气流道和循环水腔中水分的吹扫。
在另一个具体的实施方案中，吹扫气体可以进行氧化剂流道和循环水腔中水分的吹扫。
在另一个具体的实施方案中，吹扫气体可以进行氢气流道和循环水腔中水分的吹扫。
采用以上的几种实施方案，可以除去导水双极板、循环水腔、氧化剂流道、氢气流道中的水分。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方案/方式”、“一些实施方案/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方案/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方案/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方案/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方案/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方案/方式或示例以及不同实施方案/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方案仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (9)

1.一种导水双极板燃料电池的启动方法，其特征在于，所述导水双极板燃料电池的双极板具有多孔结构，具体为微孔结构，水可以充满于所述双极板的孔隙之中，所述方法包括：
接收启动信号；
提高水箱内水的温度；
将水箱内的水输入循环水腔中；
将循环水腔中的水加压至第一预定值；
判断循环水腔出水口的温度是否达到第二预定值；
若循环水腔出水口的温度达到第二预定值且循环水腔中的水压达到所述第一预定值时，启动电池。
2.如权利要求1所述的一种导水双极板燃料电池的启动方法，其特征在于，所述第一预定值的范围为0.03-0.05MPa。
3.如权利要求1所述的一种导水双极板燃料电池的启动方法，其特征在于，所述第二预定值的范围为>0℃。
4.一种导水双极板燃料电池的关闭方法，其特征在于，所述导水双极板燃料电池的双极板具有多孔结构，具体为微孔结构，水可以充满于所述双极板的孔隙之中，所述方法包括：
接收关闭信号；
终止电流输入；
判断氢气和空气的压力是否符合第一阈值；
若符合第一阈值，排出循环水腔内的水，使用干燥的气体吹扫第一位置；
测量吹扫结束后的气体湿度是否符合第二阈值；
若符合第二阈值，则所述燃料电池停止工作。
5.如权利要求4所述的一种导水双极板燃料电池的关闭方法，其特征在于：所述第一阈值为0MPa；所述第二阈值<20%。
6.如权利要求4所述的一种导水双极板燃料电池的关闭方法，其特征在于，所述第一位置为以下至少之一：氢气流道、氧化剂流道、循环水腔。
7.一种导水双极板燃料电池的启动装置，其特征在于，所述导水双极板燃料电池的双极板具有多孔结构，所述导水双极板燃料电池的双极板具有多孔结构，具体为微孔结构，水可以充满于所述双极板的孔隙之中，所述启动装置包括水箱、循环水控制单元、逻辑控制单元；
所述水箱用于进行所述燃料电池启动过程中所需水的储存；
所述循环水控制单元用于将所述水箱中的水输入到所述循环水腔中；用于升高所述循环水腔中水的温度使其满足第二预定值；用于升高所述循环水腔中水的压力使其满足第一预定值；用于检测所述循环水腔中出水口的温度是否达到第二预定值；
所述逻辑控制单元用于当所述循环水腔的出水口的温度达到第二预定值且循环水腔中的水压达到所述第一预定值时，发出信号，启动电池。
8.一种导水双极板燃料电池的关闭装置，其特征在于：所述导水双极板燃料电池的双极板具有多孔结构，具体为微孔结构，水可以充满于所述双极板的孔隙之中，所述装置包括：电流输入单元、空气供给单元、氢气供给单元、循环水控制单元、吹扫单元、第一逻辑控制单元、第二逻辑控制单元；
所述电流输入单元用于实现所述燃料电池的电流输入；
所述空气供给单元用于提供所述燃料电池内所需的空气，控制空气的湿度、流量、压力，监测所述燃料电池内部空气的压力；
所述氢气供给单元用于提供所述燃料电池内所需的氢气，控制氢气的湿度、流量、压力，监测所述燃料电池内部氢气的压力；
所述循环水控制单元用于控制所述循环水腔内水的输入与输出，控制水的温度、流量、压力；
所述吹扫单元包括干燥气体供给通道，用于吹扫所述燃料电池内部，监测吹扫过程中，从所述燃料电池排出的气体的湿度；其中，所述干燥气体为气体相对湿度低于20%的气体；
所述第一逻辑控制单元用于在氢气、空气的压力符合第一阈值时，进行所述循环水腔内水的排放并进行所述燃料电池的吹扫工作；
所述第二逻辑控制单元用于在吹扫结束后的气体湿度符合第二阈值时发出信号，所述燃料电池停止吹扫工作。
9.如权利要求8所述的一种导水双极板燃料电池的关闭装置，其特征在于：所述吹扫气体为氢气、氧气、空气或惰性气体；所述第一阈值为0MPa。
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CN109004249B (zh) * 2018-08-08 2024-04-09 上海新源动力有限公司 一种辅助燃料电池系统冷启动的装置及其使用方法
CN109786790B (zh) * 2019-03-27 2024-02-23 佛山市清极能源科技有限公司 一种低温启停的燃料电池系统及其控制方法
CN110137536B (zh) * 2019-06-05 2021-01-22 山东大学 一种燃料电池冷启动阳极吹扫装置及吹扫方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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《施明恒论文集》编辑委员会.水压2.《施明恒论文集》.东南大学出版社,2009,第430-437页. *
石英等.水压1.《质子交换膜燃料电池扩散层物性分形表征方法及其应用》.中国地质大学出版社有限责任公司,2012,第48-49页. *

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