[发明专利]一种双极板燃料电池及其车辆

说明书

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种双极板燃料电池及其车辆。本发明通过双极板的结构设计，在电堆内部双极板的表面设置加热电阻层，同时通过电路设计，使加热电阻层接通外部电源，通过燃料电池自身产热和外部电源供电加热两种方式组合，实现电堆的快速暖机。本发明能够解决燃料电池低温启动的难题，提升燃料电池的低温环境适应性。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种双极板燃料电池及其车辆。

背景技术

利用可再制能源氢气与空气中的氧气通过燃料电池直接发电提供能力，可以摆脱对化石能源的依赖，氢燃料是解决化石燃料日益枯竭的重要途径。燃料电池汽车具有加氢时间短、续驶里程长、零排放等突出优点，是汽车的重要动力源。燃料电池反应产生水，电堆发电需要质子交换膜保持润湿状态，在零度以下的低温环境下，面临结冰的问题。解决燃料电池的低温启动问题是其广泛应用的前提。

目前的主流燃料电池均采用增湿方案，反应过程中也产生大量的水。良好的水管理是维持电堆正常运行的关键技术。目前我国大部分燃料电池产品不具备低温启动能力，全年只能在零度以上区域使用，严重限制了燃料电池的使用范围。部分具备-10℃的低温启动燃料电池，只是采用外部电路加热燃料电池冷却液，能耗高，耗时长，难以推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种双极板燃料电池及其车辆，用以解决现有技术在燃料电池低温启动时能耗高、时间长的问题。

为实现上述目的，本发明的方案提供了一种双极板燃料电池，包括电池方案一，电池方案一包括燃料电池电堆，所述燃料电池电堆包括双极板和膜电极，至少一个所述双极板的内侧和/或外侧设置有加热电阻层。

电池方案二，在电池方案一的基础上，所述加热电阻层的两侧分别设置有用于连接电源的第一接线端子和第二接线端子。

电池方案三、四，分别在电池方案一、二的基础上，所述双极板为金属双极板。

电池方案五、六，分别在电池方案三、四的基础上，所述加热电阻层为条带状。

电池方案七、八，分别在电池方案五、六的基础上，所述加热电阻层的厚度为1-1000um。

本发明还提供了一种基于双极板燃料电池的车辆，包括车辆方案一，车辆方案一包括设置有燃料电池电堆的燃料电池，所述燃料电池电堆包括双极板和膜电极，至少一个所述双极板的内侧和/或外侧设置有加热电阻层。

车辆方案二，在车辆方案一的基础上，所述加热电阻层的两侧分别设置有用于连接电源的第一接线端子和第二接线端子。

车辆方案三、四，分别在车辆方法一、二的基础上，所述双极板为金属双极板。

车辆方案五、六，分别在车辆方案三、四的基础上，所述第一接线端子和第二接线端子通过开关连接电源。

车辆方案七、八，分别在车辆方案五、六的基础上，所述加热电阻层为条带状。

本发明的有益效果是：通过金属双极板的结构设计，在电堆内部金属双极板的表面设置加热电阻层，同时通过电路设计，使加热电阻层接通外部电源，通过燃料电池自身产热和外部电源供电加热两种方式组合，实现电堆的快速暖机，从而解决燃料电池低温启动难题，提升燃料电池的低温环境适应性。

附图说明

图1是本发明所述电池中加热电阻层安装位置1的结构示意图；

图2是本发明所述电池中加热电阻层安装位置2的结构示意图；

图3是本发明所述车辆的燃料电池电路连接示意图；

图4是本发明中燃料电池低温启动的操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。