[发明专利]一种燃料电池电堆加热方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池电堆加热方法，所述燃料电池电堆加热方法根据加热器件的位置不同可分为电堆外部加热方法和电堆内部加热方法，所述电堆外部加热方法可根据使用条件选择不同的布置方式，本发明涉及高温燃料电池电堆技术领域。该燃料电池电堆加热方法，可实现通过在电堆外部对电堆进行加热和在电堆内部对电堆进行加热，这种方式有效的避免了使用加热介质对电堆进行加热所带来的问题，提高了燃料电池电堆的加热效率和性能，这种加热方式提高了燃料电堆的使用环境，能够在低温和高温条件下使用，能够短时间将电堆加热到反应温度，提高燃料电池分反应速度和用户体验度，可直接加热双极板，通过固体传热，高效迅速。

技术领域

本发明涉及高温燃料电池电堆技术领域，具体为一种燃料电池电堆加热方法。

背景技术

燃料电池是由发电单元、供氧单元、供氢单元、辅助单元、控制单元和输出单元组成，其中发电单元主要是由电堆组成的，电堆是燃料电池的核心部件，其性能好坏直接影响燃料电池的发电性能，对于高温燃料电池来说，当燃料电池启动时需要先给电堆预热待其达到反应温度方可通入氢气进行发电。

目前，燃料电池电堆预热普遍采用换热介质，通过对换热介质进行加热让其在电堆中的孔道里流动，来达到对电堆进行预热的效果，这种加热方式具有以下问题：首先要将加热介质加热一定温度，才具有换热功能，其次加热介质流经的部件都会对其进行热交换，造成大量热量损失，消耗大量的电能；通过加热介质对电堆进行加热，耗时长，燃料电池的启动性能差，客户体验差，客户需要携带较大容量的锂电来提供启动耗能和应急使用；通过加热介质对燃料电池电堆进行加热，需要增加循环泵，冷却器，流道等增加系统的复杂性，系统可靠性差；利用加热介质对燃料电池电堆进行加热，其附件增加了系统的复杂性，占用了大量系统控制资源，增加了控制难难度；利用加热介质对燃料电池电堆加热，必须要考虑加热介质的理化性质，在低温时要具有良好的流动性，不易挥发，热稳定性好，高温不能产生焦灼，温升性能良好等增加选择的难度，成本高；使用加热介质对电堆进行加热，增加了双极板的复杂性和厚度，增加了燃料电池电堆的体积，直接减小了燃料电池的功率重量比和功率体积比；使用加热介质对电堆进行加热时，高温条件下或在孔道堵塞时容易泄露，破坏电堆性能，损坏质子交换膜。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种燃料电池电堆加热方法，解决了现有的加热方法会造成大量热量损失，消耗大量的电能；通过加热介质对电堆进行加热，耗时长，燃料电池的启动性能差，客户体验差，客户需要携带较大容量的锂电来提供启动耗能和应急使用，成本高，破坏电堆性能，损坏质子交换膜的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种燃料电池电堆加热方法，所述燃料电池电堆加热方法根据加热器件的位置不同可分为电堆外部加热方法和电堆内部加热方法，所述电堆外部加热方法，具体包括以下任一：

A1、将两个第一加热器件分别固定安装在电堆的两侧，且在第一加热器件和电堆之间安装绝缘材料，可将第一加热器件与电堆之间进行绝缘处理，从而即可通过从电堆外部的两侧开始进行加热，使热量快速导入整个电堆内部；

A2、将两个第一加热器件分别固定安装在电堆的顶部和底部，且在第一加热器件和电堆之间安装绝缘材料，可将第一加热器件与电堆之间进行绝缘处理，从而即可通过从电堆外部的顶部和底部开始进行加热，使热量快速导入整个电堆内部；

A3、将两个第一加热器件分别固定安装在电堆的轴左侧和底部，且在第一加热器件和电堆之间安装绝缘材料，可将第一加热器件与电堆之间进行绝缘处理，从而即可通过从电堆外部的左侧和底部开始进行加热，使热量快速导入整个电堆内部；

A4、将两个第一加热器件分别固定安装在电堆的轴右侧和底部，且在第一加热器件和电堆之间安装绝缘材料，可将第一加热器件与电堆之间进行绝缘处理，从而即可通过从电堆外部的右侧和底部开始进行加热，使热量快速导入整个电堆内部。