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專利名稱：燃料電池加速啟停的壽命試驗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃料電池領域，具體為一種燃料電池加速啟停的壽命試驗方法。
技術背景目前燃料電池是一種將燃料與氧化劑中的化學能通過電極上的電催化反應 直接轉化為電能的發(fā)電裝置。它不受卡諾循環(huán)的限制，可以高效地將化學能轉化為電能。質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,簡稱 PEMFC)由于具有低溫啟動，結構簡單、操作方便等特點，是最有希望應用于未 來電動汽車的動力源。燃料電池使用過程中(特別是燃料電池電動車)，并不是一直在運行，而是 存在著頻繁的啟動和停車過程。由于在停車過程中，大氣中的空氣會逐漸滲入 到電池中，氫腔中會充滿空氣。啟動過程中工作電磁閥打開，反應氣和氫氣分 別送到燃料電池的陰極和陽極，在陽極一側的氫氣與空氣混合會發(fā)生反應，對 電池結構和材料產(chǎn)生一定的腐蝕和破壞，影響燃料電池的壽命。當再次停車時， 空氣又再次進入氫腔與氫氣混合發(fā)生反應。這樣周而復始的反復操作，對電池 的壽命影響極大，然而燃料電池的啟動停止過程，究竟會對電池造成多大影響， 還沒有具體考究。如要按照燃料電池實際運行考察燃料電池啟停對燃料電池的 影響，則需要消耗大量的人力和物力，短時間內得不出相應的結果。為了盡快 了解啟動停止過程對燃料電池造成的影響，從而發(fā)現(xiàn)問題，以便盡快解決燃料 電池的啟動停止過程對燃料電池造成的影響。針對上述現(xiàn)有技術中所存在的問 題，研究設計一種新型的燃料電池加速啟停的壽命試驗方法，從而克服現(xiàn)有技 術中所存在的問題是十分必要的。 發(fā)明內容鑒于上述現(xiàn)有技術中所存在的問題，本發(fā)明的目的是研究設計一種新型的 燃料電池加速啟停的壽命試驗方法，從而盡快獲得啟動、停車對電池性能影響 的結果。以便下步找出對策，解決延長燃料電池壽命問題。本發(fā)明所述的燃料
電池加速啟停的壽命試驗方法，是在工作電磁閥和燃料電池上加裝空氣電磁閥 和裝有壓縮空氣的瓶體。其具體工作步驟如下a、 給工作電磁閥通電，把空氣(或氧氣)和氫氣分別送往燃料電池的陰極 與陽極，燃料電池開始工作。b、 給燃料電池加負載運行，負載為20mA/cm2，運行時間為5 — 10分鐘后卸 載，燃料電池的溫度保持在60。C左右。c、 工作電磁閥斷電，停止空氣(或氧氣)和氫氣進入燃料電池，燃料電池 停止工作。空氣電磁閥通電，把壓縮空氣的瓶體中的空氣送往燃料電池陽極的 氫腔中，與里面的殘留的氫氣迅速反應，時間為10-30秒，空氣電磁閥斷電，停 止向陽極的氫腔通空氣，等待5-10分鐘。d、 再次給工作電磁閥通電，把空氣(或氧氣)和氫氣分別送往燃料電池的 陰極與陽極，燃料電池開始工作。e、 再次給燃料電池加負載運行，負載為20mA/cm2，運行時間為5 — 10分鐘 后卸載，燃料電池的溫度保持在60X左右。f、 再次工作電磁閥斷電，停止空氣(或氧氣)和氫氣進入燃料電池，燃料 電池停止工作。空氣電磁閥通電，把壓縮空氣的瓶體中的空氣送往燃料電池陽 極的氫腔中，與里面的殘留的氫氣迅速反應，時間為10-30秒。g、 上述過程重復進行。本發(fā)明所述的燃料電池的負載可以用菊水PLZ664負載。本發(fā)明所述的燃料電 池運行過程中氫氣的壓力保持在40kpa，空氣進口壓力保持在20kpa。本發(fā)明所述試驗過程中在電池停車瞬間，人為地利用空氣電磁閥往燃料電 池陽極側的氫腔里注入空氣，使空氣和氫氣混合，加速燃料電池啟停過程中對 電池的腐蝕，考察燃料電池啟停壽命。為了快速考察電池的啟停壽命，對燃料 電池進行間歇式循環(huán)啟停壽命運行，考察電池性能的變化。通過本方法可以有 效縮短電池啟停運行時間，達到加快考察電池多次啟停對電池壽命的影響，可 以快速獲得啟動、停車對電池性能影響的結果。節(jié)省大量的人力物力。本發(fā)明具有結構新穎、方法簡單實用、省時省力、效果好等優(yōu)點，其應用 必將產(chǎn)生積極的社會效益和顯著的經(jīng)濟效益。


本發(fā)明共有兩張附圖，其中附圖1燃料電池加速啟停的壽命試驗裝置框圖 附圖2是加速循環(huán)啟動與正常啟動試驗結果比較中1、燃料電池2、工作電磁閥3、空氣電磁閥4、壓縮空氣的瓶 體5、氫氣瓶體具體實施方式
本發(fā)明的具體實施例如附圖所示，是在工作電磁閥2、氫氣瓶體5和燃料電 池1上加裝空氣電磁閥3和裝有壓縮空氣的瓶體4。其具體工作步驟如下a、 給工作電磁閥2通電，把空氣和氫氣瓶體5中的氫氣分別送往燃料電池 1的陰極與陽極，氫氣的壓力保持在40kpa，空氣進口壓力保持在20kpa，燃料 電池1開始工作。b、 給燃料電池l加負載，負載為菊水PLZ664， 20mA/cm2，運行時間5分鐘， 然后卸載，燃料電池1的溫度保持在60°C左右。c、 工作電磁閥2斷電，停止空氣和氫氣進入燃料電池1，燃料電池1停止 工作。空氣電磁閥3通電，把壓縮空氣的瓶體4中的空氣送往燃料電池1陽極 的氫腔中，與里面的氫氣迅速反應，時間為20秒。d、 再次給工作電磁閥2通電，把空氣和氫氣瓶體5中的氫氣分別送往燃料 電池l的陰極與陽極，氫氣的壓力保持在40kpa，空氣進口壓力保持在20kpa， 燃料電池1開始工作。e、 再次給燃料電池l加負載，負載為菊水PLZ664， 20mA/cm2，運行時間5 分鐘，卸載，燃料電池l的溫度保持在60('C左右。f、 再次工作電磁閥2斷電，停止空氣和氫氣進入燃料電池1，燃料電池1 停止工作。空氣電磁閥3通電，把壓縮空氣的瓶體4中的空氣送往燃料電池1 陽極的氫腔中，與里面的氫氣迅速反應，時間為20秒。g、 重復上述過程1000次。循環(huán)進行燃料電池啟停的壽命試驗，觀察電池性能變化，并與正常啟動壽 命試驗進行比較，如圖2所示。本發(fā)明通過循環(huán)啟動方式代替電池長時間運行，考察電池在頻繁啟動停車對 電池性能的影響，采用本發(fā)明方法，可以快速獲得頻繁啟動-停車對燃料電池壽 命的影響。可以節(jié)省大量的人力物力和試驗時間。
權利要求
1，一種燃料電池加速啟停的壽命試驗方法，其特征在于是在工作電磁閥(2)、燃料電池(1)上加裝空氣電磁閥(3)和裝有壓縮空氣的瓶體(4)；其具體工作步驟如下a、給工作電磁閥(2)通電，把空氣(或氧氣)和氫氣分別送往燃料電池(1)的陰極與陽極，燃料電池(1)開始工作；b、給燃料電池(1)加負載運行，負載為20mA/cm2，運行時間為5-10分鐘后卸載，燃料電池(1)的溫度保持在60℃左右；c、工作電磁閥(2)斷電，停止空氣(或氧氣)和氫氣進入燃料電池(1)，燃料電池(1)停止工作；空氣電磁閥(3)通電，把壓縮空氣的瓶體(4)中的空氣送往燃料電池(1)陽極的氫腔中，與里面殘留的氫氣迅速反應，時間為10-30秒，空氣電磁閥(3)斷電，停止向陽極的氫腔通空氣，等待5-10分鐘；d、再次給工作電磁閥(2)通電，把空氣(或氧氣)和氫氣分別送往燃料電池(1)的陰極與陽極，燃料電池(1)開始工作；e、再次給燃料電池(1)加負載運行，負載為20mA/cm2，運行時間為5-10分鐘后卸載，燃料電池(1)的溫度保持在60℃左右；f、再次工作電磁閥(2)斷電，停止空氣(或氧氣)和氫氣進入燃料電池(1)，燃料電池(1)停止工作；空氣電磁閥(3)通電，把壓縮空氣的瓶體(4)中的空氣送往燃料電池(1)陽極的氫腔中，與里面的殘留的氫氣迅速反應，時間為10-30秒；g、上述過程重復進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料電池加速啟停的壽命試驗方法，是在燃料電池上加裝空氣電磁閥和裝有壓縮空氣的瓶體。試驗過程中在電池停車瞬間，人為地利用空氣電磁閥往燃料電池陽極側的氫腔里注入空氣，使空氣和氫氣混合，加速燃料電池啟停過程中對電池的腐蝕，考察燃料電池啟停壽命。為了快速考察電池的啟停壽命，對燃料電池進行間歇式循環(huán)啟停壽命運行試驗，考察電池性能的變化。通過本方法可以有效縮短電池啟停運行時間，達到快速考察燃料電池的啟停壽命。本發(fā)明具有結構新穎、方法簡單實用、省時省力、效果好等特點，故屬于一種集經(jīng)濟性與實用性為一體的燃料電池加速啟停壽命的新型試驗方法。
文檔編號G01R31/36GK101158711SQ20071015737
公開日2008年4月9日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權日2007年12月25日
發(fā)明者侯中軍, 徐洪峰, 明平文, 燕希強, 臧振明, 衣寶廉 申請人:新源動力股份有限公司