[发明专利]一种燃料电池零下启动方法及装置

权利要求书

1.一种燃料电池零下启动方法，其特征在于：所述的方法包括：

1)提供含氢氛围：在零下50℃到0℃的条件下，向燃料电池提供含氢氛围，氢气浓度为5％～100％；

2)施加电流或电压控制：在步骤1)提供的含氢氛围下，向燃料电池施加电流或电压控制，利用燃料电池的欧姆产热、反应热及浓度过电势产热使燃料电池升至所需温度或到达设定时间，完成燃料电池零下启动。

2.根据权利要求1所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：所述向燃料电池提供含氢氛围的方式为持续或间断提供。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：步骤2)中施加的电流或电压为直流或者交流。

4.根据权利要求3所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：步骤2)中施加的电流或电压为交变电流或交变电压。

5.根据权利要求4所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：所述交变电流或电压选用对称波形的交变电流或电压，或者非对称波形的交变电流或电压。

6.根据权利要求5所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：所述交变电压的幅值绝对值平均每片范围在0.1～1.4V。

7.根据权利要求5所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：所述交变电流的幅值绝对值根据燃料电池内阻和负载量程确定，电流密度绝对值在0.2A/cm²～6A/cm²。

8.根据权利要求5所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：所述交变电流或电压的频率范围在0.01Hz-100Hz。

9.根据权利要求5所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：所述交变电流或电压波形采用方波、正弦波、三角波或阶梯式波中的任意一种或多种。

10.根据权利要求6所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：在启动过程中，交变电压的幅值和频率根据以下方法进行调整：在不超过电源、燃料电池及其附件的最大电流量程下，若燃料电池内阻降低，则降低交变电压的幅值绝对值、增加频率，若燃料电池内阻增加，则增加交变电压的幅值绝对值、降低频率。

11.根据权利要求7所述的燃料电池零下启动方法，其特征在于：在启动过程中，交变电流的幅值和频率根据以下方法进行调整：在不超过电源、燃料电池及其附件的最大电流量程下，若燃料电池内阻降低，则降低交变电流的幅值绝对值、增加频率，若燃料电池内阻增加，则增加交变电流的幅值绝对值、降低频率。

12.根据权利要求1所述的零下启动方法，其特征在于：在燃料电池进行进入零下环境前，先通过气体吹扫燃料电池来控制其平均每片内阻在0.2Ωcm²～8Ωcm²。

13.根据权利要求1所述的零下启动方法，其特征在于：零下启动结束后通过气体吹扫，或者通过控制燃料电池的电流或电压来降低空气极内氢气浓度。

14.根据权利要求1所述的零下启动方法，其特征在于：所述燃料电池为质子交换膜燃料电池或磷酸燃料电池。

15.一种基于权利要求1～14中任意一项所述方法的零下启动装置，其特征在于：包括燃料电池、供氢装置及电流发生装置；其中，所述供氢装置的出气口同时与所述燃料电池的氢气极和空气极连通，或者供氢装置的出气口与所述燃料电池的氢气极和空气极中的任意一极连通、并将燃料电池的氢气极和空气极用管道连通，用于为所述燃料电池提供含氢氛围；所述电流发生装置的正负极分别与所述燃料电池的氢气极和空气极相连，用于为所述燃料电池施加电流或电压控制。