[发明专利]一种燃料电池电堆活化装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池电堆活化装置，氢气管理单元通过多通道AD转换模块二与控制器连接；氮气吹扫单元的输入端与控制器的输出端连接；热管理单元的输出端通过多通道AD转换模块三与控制器的输入端连接；空气管理单元的输出端通过多通道AD转换模块四与控制器的空气输入端连接；电能管理单元通过燃料电池电堆与安全管理单元相连，电能管理单元的输出端经多通道AD转换模块一与控制器的入端连接，电能管理单元的输入端与控制器的输出端连接；安全管理单元的输入端与控制器的安全输出端连接；本发明能够确保燃料电池电堆在反应过程中处于合适的温度和压力下，采用模块化设计，具有操作性强、自动化程度高等优点。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池电堆活化装置。

背景技术

燃料电池通过阳极的氢气和阴极的氧气在燃料电池内膜的两侧发生电化学反应而产生电能。

然而在实际使用过程中，燃料电池电堆在生产完成或者长时间搁置后，需要人工手动对燃料电池电堆进行活化以使得燃料电池性能得以体现，还需要通过活化过程检验判断燃料电池电堆是否满足应用要求，操作较复杂，人工操作效率低，且容易出错。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种燃料电池电堆活化装置，采用模块化设计，操作性强，且自动化程度高。

本发明的实施例是这样实现的：

一种燃料电池电堆活化装置，包括：氢气管理单元、氮气吹扫单元、热管理单元、空气管理单元、电能管理单元、安全管理单元、控制器、数据存储单元和人机交互单元；所述氢气管理单元的输出端通过多通道AD转换模块二与所述控制器的氢气输入端连接，氢气管理单元的输入端与所述控制器的氢气输出端连接；所述氮气吹扫单元的输入端与控制器的氮气输出端连接；所述热管理单元的输出端通过多通道AD转换模块三与所述控制器的热管理输入端连接，所述热管理单元的输入端与所述控制器的热管理输入端连接；所述空气管理单元的输出端通过多通道AD转换模块四与所述控制器的空气输入端连接，所述空气管理单元的输入端与所述控制器的空气输出端连接；所述电能管理单元通过燃料电池电堆与安全管理单元相连，电能管理单元的输出端经多通道AD转换模块一与所述控制器的电源输入端连接，电能管理单元的输入端与所述控制器的电源输出端连接；所述安全管理单元的输入端与所述控制器的安全输出端连接；所述数据存储单元、人机交互单元分别与控制器互连。控制器接收人机交互单元的信号，执行数据存储单元预先设定的程序和控制策略，控制氢气管理单元，空气管理单元，热管理单元，电能管理单元，安全管理单元的各执行器件进行相应的动作，从而进行燃料电池电堆加载和减载，并传输燃料电池电堆反应所需要的氢气和空气，确保燃料电池电堆在反应过程中处于合适的温度和压力下。

在本发明的一些实施例中，一种燃料电池电堆活化装置，所述氢气管理单元包括氢气经压力控制器PH、氢气流量计FMH、止回阀Z1、氢气侧换热器以及压力传感器PH接入燃料电池电堆阳极的氢气入口端，所述燃料电池电堆阳极的氢气出口端经氢气回流装置、止回阀Z2与氢气侧换热器的输出端连接；所述燃料电池电堆阳极的氢气出口端还通过控制阀DV1与所述空气管理单元中的汽水分离罐连接。这样设置的目的在于，氢气管理单元用于传输燃料电池电堆按要求加减载所需的氢气，通过氢气流量计FMH记录氢气的实时流量和累积使用流量，通过压力传感器PH和压力控制器PH确保燃料电池电堆的氢气通道内处于合适的压力，燃料电池电堆反应后剩余的氢气通过氢气回流装置引入到燃料电池电堆氢气入口，氢气出口最低位置安装有一个控制阀DV1，负责定时排放燃料电池电堆出口累积的惰性气体和液态水，排放的气体通过管道引入到空气管理单元中的汽水分离罐内稀释氢气含量并分离液态水；