一种加速燃料电池寿命实验的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种加速燃料电池寿命实验的方法，通过对停机的燃料电池系统进行氮气吹扫去除残留的氢气，再通入空气以模拟车辆长期停机后的状态，以迅速满足启停试验的条件。本发明专利技术还提供一种根据上述方法工作的装置，使用本发明专利技术提供的加速燃料电池寿命实验的方法和装置，不会对燃料电池本身造成额外的腐蚀与损伤，能准确评估启停对燃料电池寿命造成的影响，并节省时间，节约成本。节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种加速燃料电池寿命实验的方法和装置


[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，具体为一种加速燃料电池寿命实验的方法和装置。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池又称PEMFC，是一种高效、零排放与高功率密度的新型发电装置。人们发现，在使用过程中，燃料电池会发生衰减，因此对其使用寿命进行评价是十分必要的。
[0003]燃料电池的寿命实验包括启停试验，启停试验包括模拟车辆长期停机后的启动对燃料电池寿命的影响测试，理想情况下，启停试验需要在不对燃料电池造成任何衰减的情况下进行，并在燃料电池阴极和阳极都充满空气时启动(下称空空启动)，而想要达到空空启动的状态，需要将运行中的燃料电池系统停机数十小时，这导致整个实验周期长、成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种加速燃料电池寿命试验的方法和装置，使电池阴极和阳极在燃料电池停机后迅速进入可以空空启动的状态。
[0005]本专利技术提供一种加速燃料电池寿命实验的方法，包括以下步骤：
[0006]燃料电池系统停机，切断对阳极的氢气供给；
[0007]向阳极供给惰性气体，清除阳极残留的氢气；
[0008]切断对阳极的惰性气体供给；
[0009]供给空气，使电堆的阴极和阳极处于空气氛围中。
[0010]可选地，所述的惰性气体包括氮气。
[0011]可选地，向阳极供给惰性气体，清除阳极残留的氢气的步骤包括：
[0012]向阳极供给惰性气体；
[0013]测试阳极处的电压是否稳定在0V；
[0014]若阳极的电压稳定在0V，则判定氢气已清除完成。
[0015]可选地，供给空气，使电堆的阴极和阳极处于空气氛围中的步骤包括：
[0016]向阳极供给空气；
[0017]检测阳极出口处的气体，若检测出的氧气浓度与正常空气中氧气浓度一致，则判定阳极已处于空气氛围中；
[0018]等待一段时间，使阳极的空气扩散至阴极，直至阴极也处于空气氛围。
[0019]可选地，供给空气，使电堆的阴极和阳极处于空气氛围中的步骤包括：
[0020]对阴极和阳极供给空气；
[0021]检测阳极和/或阴极出口处的气体，若检测出的氧气浓度与正常空气中氧气浓度一致，则判定阳极和/或阴极已处于空气氛围中。
[0022]本专利技术还提供一种加速燃料电池寿命实验装置，包括电堆、气体通道、气源、空压
机和控制装置，所述电堆包括阴极与阳极，气体通道包括阴极入口通道与阳极入口通道，气源包括氢气气源和惰性气源；
[0023]所述阴极入口通道与所述阳极入口通道分别通往所述电堆的所述阴极和所述阳极；
[0024]所述氢气气源被设置为向所述阳极输送氢气；
[0025]所述惰性气源被设置为向所述阳极输送惰性气体；
[0026]所述空压机被配置为向所述电堆输送空气；
[0027]所述控制装置设置在每个气体通道中或每个气源出口处，以控制气源的供给与切断。
[0028]可选地，所述气源还包括空气气源，所述空气气源与所述阳极入口通道相连，以向所述阳极输送空气。
[0029]可选地，所述阴极入口通道与所述阳极入口通道之间设有旁通路，以使所述空压机能向所述阳极输送空气。
[0030]可选地，所述氢气气源为氢气气瓶，所述惰性气源为储存有惰性气体的气瓶。
[0031]可选地，所述阳极入口通道上设置有气流缓冲区，所述气流缓冲区被配置为缓冲进入阳极入口的气流。
[0032]本专利技术的有益效果是：不会对燃料电池本身造成额外的腐蚀与损伤，能准确评估空空启动对燃料电池的寿命影响，并节省创造空空启动环境的时间，节约成本。
[0033]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0034]图1为本专利技术加速燃料电池寿命实验的方法的流程示意图。
[0035]图2为本专利技术加速燃料电池寿命实验的装置的第一实施例的示意图。
[0036]图3为本专利技术加速燃料电池寿命实验的装置的第二实施例的示意图。
[0037]附图标记说明
[0038]1‑
电堆，11
‑
阴极入口，12
‑
阴极出口，13
‑
阳极入口，14
‑
阳极出口，15
‑
阴极入口通道，16
‑
阳极入口通道，17
‑
阴极出口通道，18
‑
阳极出口通道，
[0039]2‑
氢气气瓶，3
‑
氮气气瓶，4
‑
空气气瓶，5
‑
气流缓冲区，6
‑
空压机，7
‑
旁路阀门，8
‑
旁通路
具体实施方式
[0040]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0041]第一实施例如下：
[0042]如图2所示，本实施例提供一种加速燃料电池寿命实验的装置，包括电堆1、气体通道、气源和空压机6。
[0043]电堆1包括阴极入口11、阴极出口12、阳极入口13和阳极出口14。阴极入口11和阴
极出口12连通电堆1的阴极，阳极入口13和阳极出口14连通电堆1的阳极。在电池工作过程中，阴极入口11和阴极出口12用于使空气进入和离开阴极，阳极入口13和阳极出口14用于使氢气进入和离开阳极。
[0044]气体通道包括阴极入口通道15、阳极入口通道16、阳极出口通道18和阴极出口通道17。阴极入口通道15与阴极入口11连通，且连接空压机6与阴极入口11，使空压机6可向阴极输送空气，从阴极入口通道15进入的气体经过阴极出口12从阴极出口通道17流出；阳极入口通道16与阳极入口13连通，且分别连接氢气气瓶2、氮气气瓶3和空气气瓶4，使氢气气瓶2、氮气气瓶3和空气气瓶4可向阳极输送对应气体，从阳极入口通道16进入的气体将经过阳极出口14从阳极出口通道18流出。
[0045]此外，每条气体通道上均设置有阀门作为控制装置，以控制气体的供给与切断。
[0046]气源包括氢气气瓶2、氮气气瓶3和空气气瓶4。氢气气瓶2、氮气气瓶3和空气气瓶4均与阳极入口通道16相连，以向阳极输送气体。每个气源出口处均设置有阀门作为控制装置，以控制气源的供给与切断。由于通常用于测试的燃料电池系统只带有与阴极连通的空压机6，而不会带有阳极的气体输入系统，考虑到安全与能耗，本实施例中对阳极的空气输入采用气瓶供给的方式，具有简单直接、无需改造的优点。
[0047]进一步地，氢气气瓶2、氮气气瓶3和空气气瓶4与阳极入口通道16之间还设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加速燃料电池寿命实验的方法，其特征在于，包括以下步骤：燃料电池系统停机，切断对阳极的氢气供给；向阳极供给惰性气体，清除阳极残留的氢气；切断对阳极的惰性气体供给；供给空气，使电堆的阴极和阳极处于空气氛围中。2.如权利要求1所述的加速燃料电池寿命实验的方法，其特征在于，所述的惰性气体包括氮气。3.如权利要求1所述的加速燃料电池寿命实验的方法，其特征在于，所述向阳极供给惰性气体，清除阳极残留的氢气的步骤包括：向阳极供给惰性气体；测试阳极处的电压是否稳定在0V；若阳极的电压稳定在0V，则判定氢气已清除完成。4.如权利要求1所述的加速燃料电池寿命实验的方法，其特征在于，所述供给空气，使电堆的阴极和阳极处于空气氛围中的步骤包括：向阳极供给空气；检测阳极出口处的气体，若检测出的氧气浓度与正常空气中氧气浓度一致，则判定阳极已处于空气氛围中；等待一段时间，使阳极的空气扩散至阴极，直至阴极也处于空气氛围。5.如权利要求1所述的加速燃料电池寿命实验的方法，其特征在于，所述供给空气，使电堆的阴极和阳极处于空气氛围中的步骤包括：对阴极和阳极供给空气；检测阳极和/或阴极出口处的气体，若检测出的氧气浓度与正常空气中氧气浓度一致，则判定阳极和/或阴极已处于空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁述，郭温文，余俊良，洪绍景，许永亮，周飞鲲，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：