專利名稱：燃料電池電堆零度以下環(huán)境快速啟動的實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及燃料電池堆及模塊在零度以下環(huán)境低溫啟動技術(shù)。
背景技術(shù)：
車用燃料電池的運行環(huán)境既有寒冷的冬季環(huán)境，也有較熱的夏季環(huán)境，所以車用燃料電池必需有較強的環(huán)境適應(yīng)性，尤其能夠在寒冷的冬季正常啟動和運行?，F(xiàn)有技術(shù)中車載燃料電池低溫啟動主要通過保溫或其他輔助措施，保證燃料電池低溫啟動。如US5175975和US6815103采用對整個燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行隔熱保溫的方法，保證燃料電池在低溫環(huán)境下啟動運行；US6777115采用提供熱空氣方法，使MEA及其它部件溫度提高，然后 進(jìn)行低溫環(huán)境下啟動?，F(xiàn)有技術(shù)的不足是方法大多需要采用輔助設(shè)施和增加消耗輔助功耗，因此影響了其移動性能，同時增加了燃料電池系統(tǒng)的附加成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池電堆低溫啟動時間長，甚至低溫啟動失敗問題，設(shè)計的一種燃料電池電堆無外加輔助能源的條件下，在零度以下環(huán)境快速啟動的實驗裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是一種燃料電池電堆零度以下環(huán)境快速啟動的實驗裝置，包括燃料電池電堆、燃料電池測試平臺、冷卻循環(huán)水泵和冷卻液循環(huán)水箱，燃料電池電堆分別與燃料電池測試平臺、冷卻循環(huán)水泵和冷卻液循環(huán)水箱桿連，燃料電池測試平臺的負(fù)載為電子負(fù)載，其特征在于所述燃料電池電堆零度以下環(huán)境快速啟動的實驗裝置還包括低溫試驗箱，所述燃料電池電堆、冷卻循環(huán)水泵和冷卻液循環(huán)水箱置于低溫試驗箱內(nèi)。實驗裝置的實驗方法為在不進(jìn)行冷卻循環(huán)的條件下進(jìn)行啟動燃料電池電堆加載放電，當(dāng)燃料電池電堆內(nèi)部溫度達(dá)到規(guī)定溫度值后，開啟冷卻循環(huán)水泵，方法包括以下步驟I)將低溫試驗箱穩(wěn)度保持在0°C -20°C，向燃料電池電堆的空氣腔和氫氣腔通入的反應(yīng)氣體，進(jìn)行加載放電，使燃料電池電堆啟動；2)將燃料電池測試平臺的電子負(fù)載按照設(shè)定的加載斜率對燃料電池電堆加載放電，加載斜率為IA 8A/s，最佳為2 4A/s ；3)測試燃料電池電堆內(nèi)部溫度，在燃料電池電堆內(nèi)部溫度達(dá)到10°C 40°C時開啟冷卻循環(huán)水栗；4)燃料電池電堆循環(huán)水入口溫度達(dá)到0°C以上，啟動完成。本實用新型具有如下優(yōu)點實驗裝置簡單、啟動速度快、無須消耗輔助能源。通過本實用新型的裝置在不啟動循環(huán)水泵條件下進(jìn)行加載放電，利用電堆產(chǎn)生的熱量提升電堆的溫度，利用電堆內(nèi)部溫度控制何時啟動冷卻循環(huán)水泵，進(jìn)行冷卻液循環(huán)，確保了電堆在無冷卻液循環(huán)下電堆內(nèi)部溫度不會出現(xiàn)飛溫現(xiàn)象，確保啟動安全，為燃料電池電堆在寒冷冬天環(huán)境中快速啟動和正常運行提供了實驗裝置，從而推動車用燃料電池產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

本實用新型共有3張附 圖，其中；圖I是燃料電池電堆低溫啟動流程圖2是電堆啟動過程中電堆平均性能和最低節(jié)性能變化圖3是燃料電池電堆啟動過程中電堆內(nèi)部溫度變化圖中1、燃料電池電堆2、低溫實驗箱3、燃料電池測試平臺4、冷卻循環(huán)水泵
5、冷卻循環(huán)水箱
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。以15節(jié)燃料電池電堆為例，作實驗說明。實驗裝置包擴(kuò)燃料電池電堆I、燃料電池測試平臺3、低溫試驗箱2、冷卻循環(huán)水泵4和冷卻循環(huán)水箱5，燃料電池電堆分別與燃料電池測試平臺3、冷卻循環(huán)水泵4和冷卻循環(huán)水箱5相連，燃料電池測試平臺3的負(fù)載為電子負(fù)載，燃料電池電堆I、冷卻循環(huán)水泵4和冷卻循環(huán)水箱5置于低溫試驗箱2內(nèi)。實驗方法如下；I、將15節(jié)燃料電池電堆放入低溫實驗箱前進(jìn)行吹掃除水處理；2、將吹掃后的燃料電池電堆I、冷卻循環(huán)水泵4和冷卻循環(huán)水箱5放入低溫實驗箱2中，接通燃料電池電堆I與燃料電池測試平臺3中的負(fù)載、反應(yīng)氣進(jìn)出管路的連接，接通燃料電池電堆I與循環(huán)水泵4和冷卻液循環(huán)水箱5的連接(循環(huán)水泵不啟動)，上述設(shè)備在低溫箱-10°C環(huán)境中保持12小時以上，3、在低溫狀態(tài)下進(jìn)行啟動實驗，向燃料電池電堆I的空氣腔和氫氣腔通入80L/min和20L/min的反應(yīng)氣體；4、用燃料電池測試平臺3的電子負(fù)載按照3A/s加載斜率對燃料電池電堆I加載放電，加載到93A后進(jìn)行恒電流運行；5、檢測燃料電池電堆I內(nèi)部溫度，在燃料電池電堆I內(nèi)部溫度達(dá)到20°C時接通冷卻循環(huán)水泵4和冷卻循環(huán)水箱5的連接；6、燃料電池電堆I循環(huán)水入口溫度達(dá)到0°C以上，啟動完成。
權(quán)利要求1.燃料電池電堆零度以下環(huán)境快速啟動的實驗裝置，包括燃料電池電堆(I)、燃料電池測試平臺(3)、冷卻循環(huán)水泵(4)和冷卻循環(huán)水箱(5)，燃料電池電堆分別與燃料電池測試平臺(3)、冷卻循環(huán)水泵(4)和冷卻循環(huán)水箱(5)相連，燃料電池測試平臺(3)的負(fù)載為電子負(fù)載，其特征在于所述燃料電池電堆零度以下環(huán)境快速啟動的實驗裝置還包括低溫試驗箱(2)，所述燃料電池電堆(I)、冷卻循環(huán)水泵(4)和冷卻循環(huán)水箱(5)置于低溫試驗箱(2)內(nèi)。
專利摘要一種燃料電池電堆零度以下環(huán)境快速啟動的實驗裝置，包括燃料電池電堆、燃料電池測試平臺、低溫試驗箱、循環(huán)水泵和冷卻液循環(huán)水箱，燃料電池電堆分別與燃料電池測試平臺、循環(huán)水泵和冷卻液循環(huán)水箱相連，燃料電池測試平臺的負(fù)載為電子負(fù)載，所述燃料電池電堆、循環(huán)水泵和冷卻液循環(huán)水箱置于低溫試驗箱內(nèi)。實驗方法為在不進(jìn)行冷卻循環(huán)的條件下進(jìn)行啟動加載放電，當(dāng)燃料電池電堆內(nèi)部溫度或空氣尾排溫度達(dá)到規(guī)定溫度值后，開啟循環(huán)水泵，啟動完成。本實用新型的優(yōu)點是實驗裝置簡單、啟動速度快、無須消耗輔助能源；啟動安全，為燃料電池電堆在寒冷冬天環(huán)境中快速啟動和正常運行提供了實驗裝置，從而推動車用燃料電池產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
文檔編號G01R31/36GK202433507SQ20112055983
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者侯中軍, 劉常福, 單金環(huán), 徐麗雙, 明平文, 燕希強 申請人:新源動力股份有限公司