CN107689458A - 一种燃料电池 - Google Patents

一种燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN107689458A
CN107689458A CN201710961108.0A CN201710961108A CN107689458A CN 107689458 A CN107689458 A CN 107689458A CN 201710961108 A CN201710961108 A CN 201710961108A CN 107689458 A CN107689458 A CN 107689458A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pile mechanism
heater
outlet
fuel cell
import
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.)
Pending
Application number
CN201710961108.0A
Other languages
English (en)
Inventor
周江东
朱海霞
张勇
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 BING ENERGY Inc
Original Assignee
NANTONG BING ENERGY Inc
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 BING ENERGY Inc filed Critical NANTONG BING ENERGY Inc
Priority to CN201710961108.0A priority Critical patent/CN107689458A/zh
Publication of CN107689458A publication Critical patent/CN107689458A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04037—Electrical heating
    • 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
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • 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
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • 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
    • H01M8/04225—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 during start-up
    • 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

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

Abstract

本发明涉及一种燃料电池，它包括FC***、FC散热***以及加热装置；所述FC***包括电堆机构，电堆机构电输出端分别通过导线电连接加热装置电源两端，电堆机构与电堆机构之间串联，电堆机构内设置有温度传感器，通过导线电连接控制器，控制器设置在电堆机构一侧，分别通过导线连接加热装置以及FC散热***；所述加热装置安装只电堆机构一侧，连通电堆机构；所述FC散热***设置在FC***周侧，连通电堆机构。优点是设计合理，结构简单，燃料电池***开启时，单膜电压可由原来0.95V高电位降至0.85V以下，且实现燃料电池快速升温，达到燃料电池的工作温度，有效延长了燃料电池的使用寿命。

Description

一种燃料电池
技术领域
本发明涉及能源领域，具体涉及一种燃料电池。
背景技术
燃料电池发电***具有在一定温度范围内性能达到最佳的特点，由于燃料电池结构及工艺不同，其最佳工作温度区域有所差异，一般燃料电池最佳工作温度区域在60 ～75℃以内，对于一个化学反应来说，温度是影响其化学反应进程的一个重要因素，当燃料电池处于低温的情况下，其化学反应进程会变慢，也就是性能会变差，加载速度变慢，一般燃料电池发电***都是以散热为主，燃料电池的升温依赖自身的废热通过循环冷却液循环而实现缓慢的提高，这样升温较慢，不利于燃料电池性能的提升，当环境温度较低的时候实现温升将很困难，尤其是在环境温度偏低且自身发出的功率较低时，更是很难达到燃料电池的最佳工作温度区域，而在低温时急剧加载和载荷过大情况下，催化剂活性较低，电压大幅下降，容易形成反极现象，膜电极发生降解，从而影响燃料电池的使用寿命，且现有一些燃烧电池也设置有加热器来进行快速升温，例如专利：CN 203288693 U，但加热器都是采用外接电源进行供电，在燃料电池开启时，单膜电压高达0.95V，单膜电压过高，影响燃料电池的使用寿命。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种燃料电池，设计合理，结构简单，燃料电池***开启时单膜电压可由原来0.95V高电位降至0.85V以下，且实现燃料电池快速升温，达到燃料电池的工作温度，有效延长了燃料电池的使用寿命。
本发明的技术方案是：
一种燃料电池，它包括FC***、FC散热***以及加热装置；所述FC***包括电堆机构，电堆机构电输出端分别通过导线电连接加热装置电源两端，电堆机构与电堆机构之间串联，电堆机构内设置有温度传感器，通过导线电连接控制器，控制器设置在电堆机构一侧，分别通过导线连接加热装置以及FC散热***；所述加热装置安装只电堆机构一侧，连通电堆机构；所述FC散热***设置在FC***周侧，连通电堆机构。
所述FC散热***包括散热器、循环水泵，散热器上设置有进口以及出口，在电堆机构上对应设置有冷却水进口以及冷却水出口，散热器进口通过管道连接电堆机构的冷却水出口，散热器的出口通过管道连接循环水泵进口，循环水泵出口通过管道连接电堆机构的冷却水进口。
优选，所述加热装置采用水热装置，加热装置上设置有进口以及出口，加热装置连接在散热器与电堆机构之间，加热装置进口通过管道连接散热器出口，加热装置出口通过管道连接电堆机构的冷却水进口。
进一步优选，所述加热装置采用风热装置，加热装置上分别设置有进口以及出口，在电堆机构上对应设置进风口以及出风口，加热装置进口通过风管连接电堆机构的出风口，加热装置出通过风管连接电堆机构的进风口。
进一步优选，所述加热装置还可以采用电热丝加热装置，在电堆机构上对应设置进口以及出口，电热丝依次从进口、出口穿过。
本发明优点是，设计合理，结构简单，燃料电池***开启时串联有加热装置，单膜电压可由原来0.95V高电位降至0.85V以下，且利用加热装置对电堆机构进行加热升温，实现燃料电池快速升温，达到燃料电池的工作温度，有效延长了燃料电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明原理图（1）。
图2是本发明原理图（2）。
图3是本发明与现有技术的测试结果对比曲线图。
具体实施方式
参照附图1-3，一种燃料电池，它包括FC***01、FC散热***05以及加热装置02；所述FC***01包括电堆机构06，电堆机构06输出端分别通过导线08电连接加热装置02电源两端，加热装置02与电堆机构06之间串联，电堆机构06内设置有温度传感器07，通过导线08电连接控制器10，控制器10设置在电堆机构06一侧，分别通过导线08连接加热装置02以及FC散热***05；所述加热装置02安装在FC***01一侧，连通电堆机构06；所述FC散热***05设置在FC***01周侧，连通电堆机构06。
所述FC散热***05包括散热器03、循环水泵04，散热器03上设置有进口以及出口，在电堆机构06上对应设置有冷却水进口以及冷却水出口，散热器03进口通过管道连接电堆机构06的冷却水出口，散热器03的出口通过管道09连接循环水泵04进口，循环水泵04出口通过管道09连接电堆机构06的冷却水进口。
如图1，优选，所述加热装置02采用水热装置，加热装置02上设置有进口以及出口，加热装置02连接在散热器03与电堆机构06之间，加热装置02进口通过管道09连接散热器03出口，加热装置02出口通过管道09连接电堆机构06的冷却水进口。
如图2，进一步优选，所述加热装置02采用风热装置，加热装置02上分别设置有进口以及出口，在电堆机构06上对应设置进风口以及出风口，加热装置02进口通过风管连接电堆机构06的出风口，加热装置出通过风管连接电堆机构06的进风口。
如图2，进一步优选，所述加热装置02还可以采用电热丝加热装置，在电堆机构06上对应设置进口以及出口，电热丝依次从进口、出口穿过。
本发明使用时，启动燃料电池，加热装置02启动，对电堆机构06进行加热升温，同时温度传感器07实时检测电堆机构06温度，当升温至65℃时，反馈至控制器10，控制器10控制停止加热装置02，同时启动FC散热***05，燃料电池稳定运行。
本发明优点是，设计合理，结构简单，燃料电池***开启时串联有加热装置02，单膜电压可由原来0.95V高电位降至0.85V以下，且利用加热装置02对电堆机构06进行加热升温，实现燃料电池快速升温，达到燃料电池的工作温度，有效延长了燃料电池的使用寿命。

Claims (5)

1.一种燃料电池，其特征在于，它包括FC***、FC散热***以及加热装置；所述FC***包括电堆机构，电堆机构电输出端分别通过导线电连接加热装置电源两端，电堆机构与电堆机构之间串联，电堆机构内设置有温度传感器，通过导线电连接控制器，控制器设置在电堆机构一侧，分别通过导线连接加热装置以及FC散热***；所述加热装置安装只电堆机构一侧，连通电堆机构；所述FC散热***设置在FC***周侧，连通电堆机构。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池，其特征是所述FC散热***包括散热器、循环水泵，散热器上设置有进口以及出口，在电堆机构上对应设置有冷却水进口以及冷却水出口，散热器进口通过管道连接电堆机构的冷却水出口，散热器的出口通过管道连接循环水泵进口，循环水泵出口通过管道连接电堆机构的冷却水进口。
3.根据权利要求1、2所述的一种燃料电池，其特征是所述加热装置采用水热装置，加热装置上设置有进口以及出口，加热装置连接在散热器与电堆机构之间，加热装置进口通过管道连接散热器出口，加热装置出口通过管道连接电堆机构的冷却水进口。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池，其特征是所述加热装置采用风热装置，加热装置上分别设置有进口以及出口，在电堆机构上对应设置进风口以及出风口，加热装置进口通过风管连接电堆机构的出风口，加热装置出通过风管连接电堆机构的进风口。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池，其特征是所述加热装置还可以采用电热丝加热装置，在电堆机构上对应设置进口以及出口，电热丝依次从进口、出口穿过。
CN201710961108.0A 2017-10-17 2017-10-17 一种燃料电池 Pending CN107689458A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710961108.0A CN107689458A (zh) 2017-10-17 2017-10-17 一种燃料电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710961108.0A CN107689458A (zh) 2017-10-17 2017-10-17 一种燃料电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107689458A true CN107689458A (zh) 2018-02-13

Family

ID=61154404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710961108.0A Pending CN107689458A (zh) 2017-10-17 2017-10-17 一种燃料电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107689458A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1815786A (zh) * 2005-02-01 2006-08-09 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***
CN102496730A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电***低温启动的热管理***及其方法
CN105322203A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 现代自动车株式会社 燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置
CN207719321U (zh) * 2017-10-17 2018-08-10 南通百应能源有限公司 一种燃料电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1815786A (zh) * 2005-02-01 2006-08-09 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***
CN102496730A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电***低温启动的热管理***及其方法
CN105322203A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 现代自动车株式会社 燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置
CN207719321U (zh) * 2017-10-17 2018-08-10 南通百应能源有限公司 一种燃料电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102496730A (zh) 一种燃料电池发电***低温启动的热管理***及其方法
SE531220C2 (sv) Energiåtervinninssystem för en processanordning
CN103975472A (zh) 燃料电池车辆空调设备和其控制方法
CN108400367B (zh) 一种燃料电池用低温启动运行组件
JP5632050B1 (ja) 脱水素システム
CN108232247B (zh) 一种高温燃料电池***及其运行方法
CN114335629A (zh) 一种燃料电池热电联供控制方法及***
CN207719321U (zh) 一种燃料电池
CN208507825U (zh) 燃料电池启动***及电动车
CN107689458A (zh) 一种燃料电池
CN208939082U (zh) 燃料电池启动***
CN107565147A (zh) 燃料电池***热管理控制装置及***
CN108736047A (zh) 燃料电池启动***及方法
CN109378499A (zh) 一种燃料电池汽车整车热管理***及方法
CN104795580A (zh) 一种燃料电池***的冷却子***启动方法
CN105781742A (zh) 一种储能发电***
CN109473697A (zh) 一种燃料电池冷却循环***
CN101464055A (zh) 热水供给***及方法
CN209150229U (zh) 一种燃料电池汽车整车热管理***
CN207039438U (zh) 一种基于水冷和风冷双备份的直流电源
CN207353385U (zh) 燃料电池***热管理控制装置及***
CN111769302B (zh) 用于燃料电池的加热装置
CN117404141A (zh) 一种火电机组调频调峰***
CN217604365U (zh) 一种模块化水箱组合能源加热***
CN218093196U (zh) 一种柴油机尾气余热回收利用***及商用车

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