燃料电池的电堆活化方法与流程

专利2026-03-04  7


本发明涉及燃料电池,尤其是涉及一种燃料电池的电堆活化方法。


背景技术:

1、燃料电池是一种能够通过电化学方式将储存在燃料中的化学能进一步转化为直流电能的能量转换装置。与柴油/汽油发动机相似,燃料电池需要持续不断地供给燃料和氧化剂,排放废气和废水,对外输出电能。为了使新生产的燃料电池或者长久未使用的燃料电池在较短的时间内迅速达到最佳性能,通常需要对燃料电池进行活化处理。然而,相关技术中,在对燃料电池进行活化处理时过程复杂,并且无法判断燃料电池是否存在问题,仅是死板地进行燃料电池的活化步骤。


技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种燃料电池的电堆活化方法,活化效果好,且能筛选出有问题的燃料电池。

2、根据本发明实施例的燃料电池的电堆活化方法包括:s1、准备待活化的燃料电池;s2、所述燃料电池的阳极通入氢气,以及所述燃料电池的阴极通入空气,所述燃料电池拉载至预设的第一电流密度值;s3、减少所述燃料电池的阴极通入的空气量,并维持第一预定时间;s4、再次使得所述燃料电池的阴极通入的空气量上升至步骤s2时的空气量,所述燃料电池再次拉载至预设的第一电流密度值;s5、判断所述燃料电池在预定电压下的电流密度值是否大于第一阈值;若是,则结束活化;若否,则判断步骤s3至步骤s4的次数,若次数小于n次,则退回步骤s3,并继续步骤s4和s5,若循环次数为n次,则退出活化,其中,n为大于1的正整数。

3、根据本发明实施例的燃料电池的电堆活化方法,通过在燃料电池活化过程中使得通入燃料电池的阴极的空气量在减少空气量的状态以及正常空气量的状态之间切换,并判断循环次数,可以较好地对燃料电池进行活化,并可以较好地筛选出有问题的燃料电池。

4、在本发明的一些实施例中,在步骤s2之前还包括:s10、控制所述燃料电池在预定负载状态下自增湿。

5、在本发明的一些实施例中,所述控制所述燃料电池在预定负载状态下自增湿,包括:s11、控制所述燃料电池在第一预设功率范围内运行;其中,所述燃料电池在所述第一预设功率范围内功率以从低到高,再从高到低的运行方式运行的一个循环为一个动电位循环;s12、获取所述燃料电池在每次所述动电位循环后的高频阻抗值;s13、当所述高频阻抗值小于或者等于内阻预设值,进行步骤s2;当所述高频阻抗值大于所述内阻预设值,进一步判断动电位循环次数;当所述动电位循环次数小于或等于预设循环次数,退回步骤s11,并继续步骤s12和步骤s13;当所述动电位循环次数大于所述预设循环次数,退出所述燃料电池活化,所述燃料电池返修。

6、在本发明的一些实施例中,在步骤s13中,当所述高频阻抗值小于或者等于内阻预设值之后,还包括:s131、进一步判断所述燃料电池在预定电压下的电流点是否大于第二阈值,其中,所述第二阈值小于所述第一阈值;s132、若是,则进行步骤s2;若否,则判断动所述电位循环次数,当所述动电位循环次数小于或等于所述预设循环次数,退回步骤s11;当所述动电位循环次数大于所述预设循环次数,退出所述燃料电池活化,所述燃料电池返修。

7、在本发明的一些实施例中,所述内阻预设值a满足:110mω≤a≤130mω。

8、在本发明的一些实施例中,在步骤s10之前还包括:s01、对所述燃料电池进行高频阻抗测试,以获取所述燃料电池的高频阻抗值;s02、当所述高频阻抗值大于内阻预设值,进行步骤s10,若所述高频阻抗值小于或者等于所述内阻预设值,进行步骤s2。

9、在本发明的一些实施例中,所述减少所述燃料电池的阴极通入的空气量,包括:s31、所述燃料电池的阴极供气的阀门关闭第二预定时间,以使得所述燃料电池阴极通入的空气的第一预设量为零,使得所述燃料电池阴极处于无氧状态;s32、所述燃料电池的阴极供气的阀门打开第三预定时间,以使得所述燃料电池阴极通入的空气量上升至正常状态;s33、循环步骤s31和步骤s32至预定次数后进入步骤s4。

10、在本发明的一些实施例中,所述第二预定时间t2,满足:5s≤t2≤15s,所述次数n满足:10≤n≤50,所述第一阈值y,满足:y>1.5ma/cm2。

11、在本发明的一些实施例中,所述减少所述燃料电池的阴极通入的空气量,包括:s31’、所述燃料电池的阴极通入的空气下降至第一预设量,使得所述燃料电池的阴极处于欠氧状态,并维持第四预定时间,其中,第一预设量不为零;s32’、所述燃料电池阴极通入的空气量上升至第二预设量,并维持第五预设时间;s33’、循环步骤s31和步骤s32至预定次数后进入步骤s4。

12、在本发明的一些实施例中,在所述燃料电池的阴极处于欠氧状态时,所述燃料电池拉载至预设的第二电流密度值,所述第二电流密度值大于所述第一电流密度值。

13、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



技术特征:

1.一种燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,在步骤s2之前还包括:

3.根据权利要求2所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,所述控制所述燃料电池在预定负载状态下自增湿,包括:

4.根据权利要求3所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,在步骤s13中,当所述高频阻抗值小于或者等于内阻预设值之后,还包括

5.根据权利要求3所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,所述内阻预设值a满足:110mω≤a≤130mω。

6.根据权利要求2所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,在步骤s10之前还包括:

7.根据权利要求1所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,所述减少所述燃料电池的阴极通入的空气量,包括:

8.根据权利要求7所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,所述第二预定时间t2,满足:5s≤t2≤15s,所述次数n满足:10≤n≤50,所述第一阈值y,满足:y>1.5ma/cm2。

9.根据权利要求1所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,所述减少所述燃料电池的阴极通入的空气量,包括:

10.根据权利要求9所述的燃料电池的电堆活化方法,其特征在于,在所述燃料电池的阴极处于欠氧状态时,所述燃料电池拉载至预设的第二电流密度值,所述第二电流密度值大于所述第一电流密度值。


技术总结
本发明公开了一种燃料电池的电堆活化方法,燃料电池的电堆活化方法包括:准备待活化的燃料电池;燃料电池的阳极通入氢气、阴极通入空气,燃料电池拉载至预设的第一电流密度值;减少燃料电池的阴极通入的空气量,并维持第一预定时间;再次使得燃料电池的阴极通入的空气量上升,燃料电池再次拉载至预设的第一电流密度值;判断燃料电池在预定电压下的电流密度值是否大于第一阈值;若是,则结束活化。根据本发明实施例的燃料电池的电堆活化方法,通过在燃料电池活化过程中使得通入燃料电池的阴极的空气量在减少空气量的状态以及正常空气量的状态之间切换,并判断循环次数,可以较好地对燃料电池进行活化,并可以较好地筛选出有问题的燃料电池。

技术研发人员:田俊龙,范伟丰,李昂
受保护的技术使用者:未势能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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