本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種燃料電池低溫啟動(dòng)的輔助裝置。

背景技術(shù)：

燃料電池以其優(yōu)異的性能成為世界各個(gè)國(guó)家研究的熱點(diǎn)，在發(fā)電，移動(dòng)電源，車(chē)載電源上發(fā)揮了巨大的作用。燃料電池汽車(chē)的研究日益深入，但其商業(yè)化仍然存在技術(shù)瓶頸問(wèn)題，如何提高低溫啟動(dòng)性能是關(guān)鍵問(wèn)題之一。

當(dāng)燃料電池內(nèi)的溫度低于冰點(diǎn)時(shí)，燃料電池工作產(chǎn)生的水會(huì)發(fā)生凍結(jié)。在電池內(nèi)溫度上升到零度之前，催化層內(nèi)的水如果發(fā)生凍結(jié)，電化學(xué)反應(yīng)將會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)區(qū)域的冰封而停止，同時(shí)冰的形成由于體積膨脹可能會(huì)對(duì)膜電極組件的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。

現(xiàn)有的大多數(shù)燃料電池系統(tǒng)冷啟動(dòng)需要輔助方法，例如輔助電源加熱、冷卻介質(zhì)加熱、熱氣體吹掃、氫氣氧氣電池內(nèi)部直接接觸反應(yīng)等?，F(xiàn)有輔助電源加熱的方式往往存在著冷啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，電量消耗過(guò)大的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出了一種燃料電池低溫啟動(dòng)的輔助裝置，采用熱尾氣循環(huán)加熱的方式，充分利用現(xiàn)有的余熱，余熱無(wú)限往復(fù)加熱電池堆，利用率高，使電池堆能快速升溫，升溫更加均勻，同時(shí)耗電量更少。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種燃料電池低溫啟動(dòng)的輔助裝置，包括燃料電池堆，電加熱裝置，主風(fēng)扇，殼體，循環(huán)風(fēng)扇和循環(huán)風(fēng)通道；

所述燃料電池堆設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口用于將空氣導(dǎo)入所述燃料電池堆的陰極入口，所述出氣口用于將所述燃料電池堆產(chǎn)生的廢氣排出；

所述電加熱裝置設(shè)于所述燃料電池堆的進(jìn)氣口處，用于將所述進(jìn)氣口周?chē)目諝饧訜幔?/p>

所述主風(fēng)扇設(shè)于所述燃料電池堆的出氣口處，用于將所述燃料電池堆進(jìn)氣口處的空氣吸入所述燃料電池堆，并將所述燃料電池堆產(chǎn)生的廢氣從所述燃料電池堆的出氣口處吸出；

所述殼體的一側(cè)壁用于安裝所述主風(fēng)扇，使所述主風(fēng)扇的出口位于所述殼體的內(nèi)部；

所述循環(huán)風(fēng)扇的抽風(fēng)口與所述殼體連通；

所述循環(huán)風(fēng)通道的一端與所述循環(huán)風(fēng)扇的出風(fēng)口連通、另一端與所述燃料電池堆的進(jìn)氣口連通。

作為優(yōu)選，每一所述主風(fēng)扇、所述循環(huán)風(fēng)扇和所述循環(huán)風(fēng)通道構(gòu)成一廢氣循環(huán)機(jī)構(gòu)，所述輔助裝置包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的廢氣循環(huán)機(jī)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述電加熱裝置包括橫豎交錯(cuò)設(shè)置的加熱板，橫向加熱板與豎向加熱板構(gòu)成允許空氣通過(guò)的空氣加熱通道。

作為優(yōu)選，所述電加熱裝置上設(shè)有防塵裝置，所述防塵裝置包括套接在所述電加熱裝置外部的框架，和設(shè)置在所述框架上的過(guò)濾布網(wǎng)，所述過(guò)濾布網(wǎng)與所述框架可拆卸連接。

作為優(yōu)選，所述過(guò)濾布網(wǎng)上設(shè)有與所述框架連接的卡扣。

作為優(yōu)選，所述過(guò)濾布網(wǎng)上設(shè)有膠黏層，所述框架上設(shè)有與所述膠黏層配合連接的對(duì)黏層。

作為優(yōu)選，所述過(guò)濾布網(wǎng)包括第一過(guò)濾網(wǎng)層和第二過(guò)濾網(wǎng)層，以及設(shè)置在所述第一過(guò)濾網(wǎng)層和所述第二過(guò)濾網(wǎng)層之間的活性炭層。

作為優(yōu)選，所述主風(fēng)扇包括導(dǎo)風(fēng)圈，風(fēng)葉和軸套，所述風(fēng)葉包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的一對(duì)第一風(fēng)葉，對(duì)稱(chēng)設(shè)置的一對(duì)第二風(fēng)葉，和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的一對(duì)第三風(fēng)葉，所述第一風(fēng)葉的傾斜角為35度，所述第二風(fēng)葉的傾斜角度為45度，所述第三風(fēng)葉的傾斜角度為55度。

作為優(yōu)選，所述殼體內(nèi)部及所述循環(huán)風(fēng)通道內(nèi)部設(shè)有保溫隔熱膜。

作為優(yōu)選，所述殼體外部及所述循環(huán)風(fēng)通道外部設(shè)有溫度感應(yīng)膜。

本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)輔助裝置以采用熱尾氣循環(huán)加熱的方式來(lái)啟動(dòng)燃料電池，能夠在耗電量極少的情況下快速啟動(dòng)燃料電池；循環(huán)加熱能使電池堆的溫升更加均勻，大部分循環(huán)氣體直接作用于上半部分，避免在加熱時(shí)電池堆上半部分溫升慢下半部分溫升快。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種燃料電池低溫啟動(dòng)的輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中輔助裝置的俯視圖；

圖3為圖1中輔助裝置的后視圖；

圖4為圖1中輔助裝置的側(cè)視圖；

圖5為圖1中電加熱裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1中防塵裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、電加熱裝置，2、防塵裝置，3、循環(huán)風(fēng)通道，4、循環(huán)風(fēng)扇，5、殼體，6、主風(fēng)扇，7、燃料電池堆。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1至圖4所示，一種燃料電池低溫啟動(dòng)的輔助裝置，包括燃料電池堆7，電加熱裝置1，主風(fēng)扇6，殼體5，循環(huán)風(fēng)扇4和循環(huán)風(fēng)通道3。所述燃料電池堆7設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口用于將空氣導(dǎo)入所述燃料電池堆7的陰極入口，所述出氣口用于將所述燃料電池堆7產(chǎn)生的廢氣排出。所述電加熱裝置1設(shè)于所述燃料電池堆7的進(jìn)氣口處，用于將所述進(jìn)氣口周?chē)目諝饧訜?。所述主風(fēng)扇6設(shè)于所述燃料電池堆7的出氣口處，用于將所述燃料電池堆7進(jìn)氣口處的空氣吸入所述燃料電池堆7，并將所述燃料電池堆7產(chǎn)生的廢氣從所述燃料電池堆7的出氣口處吸出。所述殼體5的一側(cè)壁用于安裝所述主風(fēng)扇6，使所述主風(fēng)扇6的出口位于所述殼體5的內(nèi)部。所述循環(huán)風(fēng)扇4的抽風(fēng)口與所述殼體5連通。所述循環(huán)風(fēng)通道3的一端與所述循環(huán)風(fēng)扇4的出風(fēng)口連通、另一端與所述燃料電池堆7的進(jìn)氣口連通。

燃料電池低溫啟動(dòng)過(guò)程如下，低溫環(huán)境下先啟動(dòng)輔助裝置，打開(kāi)主電源，電加熱裝置1通電工作，開(kāi)始加熱燃料電池堆7進(jìn)氣口處的空氣，隨即主風(fēng)扇6運(yùn)轉(zhuǎn)，將已經(jīng)加入的空氣吸入燃料電池堆7中給燃料電池堆7加熱，同時(shí)循環(huán)風(fēng)扇4開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，將燃料電池堆7后端熱尾氣抽入循環(huán)風(fēng)通道3中，廢氣又循環(huán)至燃料電池堆7的進(jìn)氣口處，余熱繼續(xù)給燃料電池堆7加熱，當(dāng)燃料電池堆7達(dá)到合適溫度時(shí)電池堆就開(kāi)始工作了。

采用熱尾氣循環(huán)加熱的方式，充分利用現(xiàn)有的余熱，余熱無(wú)限往復(fù)加熱電池堆，使電池堆能快速升溫，同時(shí)大大降低了燃料電池低溫啟動(dòng)的耗電量。

每一所述主風(fēng)扇6、所述循環(huán)風(fēng)扇4和所述循環(huán)風(fēng)通道3構(gòu)成一廢氣循環(huán)機(jī)構(gòu)，所述輔助裝置包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的廢氣循環(huán)機(jī)構(gòu)。即輔助裝置采用了兩個(gè)主風(fēng)扇6、兩個(gè)循環(huán)風(fēng)扇4和兩個(gè)循環(huán)風(fēng)通道3對(duì)電池堆的廢氣進(jìn)行循環(huán)加熱，在設(shè)置結(jié)構(gòu)合理的情況下，大大提高了廢氣的循環(huán)速率，提高了電池堆的升溫速率。

如圖5所示，所述電加熱裝置1包括橫豎交錯(cuò)設(shè)置的加熱板，橫向加熱板與豎向加熱板構(gòu)成允許空氣通過(guò)的空氣加熱通道，電加熱裝置1的加熱板的總加熱面積大，能夠同時(shí)對(duì)大量冷空氣進(jìn)行加熱，且冷空氣從加熱通道經(jīng)過(guò)后能夠充分加熱到一定溫度，進(jìn)一步提高了電池堆的加熱速率，縮短了燃料電池堆7的啟動(dòng)時(shí)間。

如圖6所示，所述電加熱裝置1上設(shè)有防塵裝置2，避免灰塵雜質(zhì)進(jìn)入電加熱裝置1內(nèi)部而影響電加熱裝置1的加熱工作。所述防塵裝置2包括套接在所述電加熱裝置1外部的框架，和設(shè)置在所述框架上的過(guò)濾布網(wǎng)。防塵裝置2可直接通過(guò)框架套接在電加熱裝置1的進(jìn)口處，安裝簡(jiǎn)單便捷。所述過(guò)濾布網(wǎng)與所述框架可拆卸連接，當(dāng)過(guò)濾布網(wǎng)使用一定時(shí)間后，可將過(guò)濾布網(wǎng)從框架上取下，以更換新的過(guò)濾布網(wǎng)，或?qū)⑦^(guò)濾網(wǎng)布洗干凈后再重新安裝在框架上。所述過(guò)濾布網(wǎng)上設(shè)有膠黏層，所述框架上設(shè)有與所述膠黏層配合連接的對(duì)黏層，過(guò)濾布網(wǎng)與框架連接時(shí)，只需要將膠黏層與框架上對(duì)應(yīng)的對(duì)黏層配合連接即可，安裝簡(jiǎn)單便捷?；蛘咚鲞^(guò)濾布網(wǎng)上設(shè)有與所述框架連接的卡扣，直接通過(guò)卡扣的方式來(lái)安裝過(guò)濾布網(wǎng)，也非常簡(jiǎn)單便捷。所述過(guò)濾布網(wǎng)包括第一過(guò)濾網(wǎng)層和第二過(guò)濾網(wǎng)層，以及設(shè)置在所述第一過(guò)濾網(wǎng)層和所述第二過(guò)濾網(wǎng)層之間的活性炭層，通過(guò)活性炭層可將空氣中的有害氣體去除，以延長(zhǎng)電池堆的使用壽命。

所述主風(fēng)扇6包括導(dǎo)風(fēng)圈，風(fēng)葉和軸套，所述風(fēng)葉包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的一對(duì)第一風(fēng)葉，對(duì)稱(chēng)設(shè)置的一對(duì)第二風(fēng)葉，和對(duì)稱(chēng)設(shè)置的一對(duì)第三風(fēng)葉，所述第一風(fēng)葉的傾斜角為35度，所述第二風(fēng)葉的傾斜角度為45度，所述第三風(fēng)葉的傾斜角度為55度。通過(guò)導(dǎo)風(fēng)圈可使廢氣全部進(jìn)入殼體5內(nèi)部，通過(guò)特定傾斜角度設(shè)置的風(fēng)葉可大大增大風(fēng)流量，從而提高空氣的抽取力度，進(jìn)一步加快了廢氣的循環(huán)速率。

所述殼體5內(nèi)部及所述循環(huán)風(fēng)通道3內(nèi)部設(shè)有保溫隔熱膜，可將廢氣的熱量保存在殼體5及循環(huán)風(fēng)通道3內(nèi)部，避免其流失，進(jìn)一步加快了燃料電池堆7的啟動(dòng)速率，并降低了電量的消耗。所述殼體5外部及所述循環(huán)風(fēng)通道3外部設(shè)有溫度感應(yīng)膜，溫度感應(yīng)膜會(huì)根據(jù)實(shí)際溫度發(fā)生色彩變化，通過(guò)溫度感應(yīng)膜可知道殼體5及循環(huán)風(fēng)通道3的保溫效果，以及保溫隔熱膜的受損情況，以便及時(shí)更換或修復(fù)保溫隔熱膜。

上面所述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。