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[发明专利]一种基于电流密度分布的燃料电池水淹诊断方法-CN202110975406.1有效
发明人：张勋;王诚;高帷韬;雷一杰;王建龙 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H01M8/04664 文献下载
摘要：本发明公开了属于燃料电池技术领域的一种基于电流密度分布的燃料电池水淹诊断方法。包括步骤1：利用燃料电池控制系统运行单体电池并达到稳定状态；步骤2：记录稳定状态下燃料电池的电流密度分布并计算RSD值；统计不同区域的总电流值，排除流场结构和膜电极均匀性对电流密度的影响；步骤3：监测电流密度分布的瞬态变化，计算每个时刻电流密度的RSD值判断燃料电池是否发生水淹；步骤4：判断监测到的RSD值是否超过规定值，若是，则燃料电池发生了水淹；若否，继续监测RSD值，再转到步骤3；步骤5：当某区域电流密度下降时，判定该区域发生了水淹。本发明使用设备体积小，操作简单，在燃料电池水管理方面具有很好的应用前景。
一种基于电流密度分布燃料电池水淹诊断方法

[发明专利]一种可变进气式燃料电池流场及其控制方法-CN202210124423.9在审
发明人：龚繁;王诚;高帷韬;张勋 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-02-10 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于特斯拉阀的可变进气方式燃料电池流场及其控制方法，流场由多个多级特斯拉阀单流道并列组成，多个多级特斯拉阀单流道均与反应物进/出口连通，多级特斯拉阀单流道由若干个单级特斯拉阀组成。通过控制流场的进气方向，以适应燃料电池的多种工况。本发明的流畅结构相对简单，易于加工与生产，相比于常规流场结构，本发明的流场结构应用于燃料电池能带来更好的水管理以及传质性能。
一种可变进气式燃料电池及其控制方法

[发明专利]一种低铂载量、批量生产的燃料电池膜电极及其制备方法-CN202210085555.5在审
发明人： 高帷韬;王诚;雷一杰;殷屺男 -专利权人：清氢（北京）科技有限公司
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： H01M4/88 文献下载
摘要：本发明公开了属于燃料电池技术领域的一种低铂载量、批量生产的燃料电池膜电极及其制备方法。所述膜电极构型的结构依次为：阳极气体扩散层、阳极微孔层、阳极颗粒堆叠型催化剂层、阳极离聚物层、质子交换膜、阴极纤维排布型催化剂层、阴极微孔层和阴极气体扩散层；阳极微孔层包括阳极排水微孔层和阳极保水微孔层。其中，阳极保水微孔层的成分中不含有铂纳米颗粒，阳极颗粒堆叠型催化剂层的成分中含有铂纳米颗粒；其他成分、结构相同。本发明燃料电池膜电极结构中阳极采用颗粒堆叠型催化剂层、阴极采用纤维排布型催化剂层，在降低制备工艺难度的同时，提高贵金属铂的利用率，降低膜电极整体的铂用量。
一种低铂载量批量生产燃料电池电极及其制备方法

[发明专利]一种可变进气式燃料电池流场及其控制方法-CN202111525820.9在审
发明人：龚繁;王诚;高帷韬;张勋 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-12-14 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： H01M8/0245 文献下载
摘要：本发明公开了属于燃料电池领域的一种可变进气式燃料电池流场及其控制方法，该可变进气式燃料电池流场是基于特斯拉阀的燃料电池流场；该燃料电池流场是由若干根多级特斯拉阀单流道并联组成，在流场两端分别设置反应物进/出口；每根多级特斯拉阀单流道由若干个单级特斯拉阀串联组成。本燃料电池流场由于特斯拉阀具有一定的流体单向导通性，反向进气产生的压降远大于正向进气所产生的压降，正是这种压降的不一致性所导致的燃料电池性能的不一致性，可适时调节进气方向来适应燃料电池的不同工况。本发明具有更好的水管理以及传质性能；通过改变进气方式能让流道结构对不同工况更具有适应性；结构相对简单，易于加工与生产；具有很好的应用前景。
一种可变进气式燃料电池及其控制方法

[发明专利]一种自热式燃料电池汽车冷启动加热器和加热方法-CN202110978707.X在审
发明人： 高帷韬;王诚;张泽坪;陈启忠 -专利权人：德清动力(北京)科技有限公司;清华大学
申请日： 2021-08-25 - 公布日： 2021-11-26 - 主分类号： H01M8/04007 文献下载
摘要：本发明提供了一种自热式燃料电池汽车冷启动加热器和加热方法。该加热器包括自热剂罐体，自热剂罐体的内腔中填充有自热剂粉末，自热剂罐体开设有与空压机相连的空气进口，自热剂粉末与通过空气进口进入的空气发生氧化还原反应产生大量热量，从而实现冷启动过程中对需要加热的部件进行快速加热；自热剂罐体开设有与燃料电池发动机的氢气路相连的氢气进口，通过氢气进口进入的氢气对自热剂粉末进行还原，并以氢气作为保护气将自热剂粉末密封保存。本发明提供一种自热式燃料电池汽车冷启动加热器，结构简单，稳定可靠，成本较低，氢安全性好，在整个冷启动过程中对整车动力系统均不造成损伤，适用于任何需要在严寒地区冷启动的燃料电池汽车。
一种燃料电池汽车冷启动加热器加热方法

[发明专利]一种新型的燃料电池系统及其控制方法-CN202110978855.1在审
发明人：张泽坪;王诚;高帷韬;陈启忠 -专利权人：德清动力(北京)科技有限公司;清华大学
申请日： 2021-08-25 - 公布日： 2021-11-26 - 主分类号： H01M8/04089 文献下载
摘要：本发明提供了一种新型的燃料电池系统及其控制方法。该系统包括燃料电池电堆，氢气子系统，空气子系统，冷却子系统，负载控制子系统，气体震荡器和气体震荡器控制器，气体震荡器设置于氢气子系统和/或空气子系统的进气部分，以产生不同频率和幅值的震荡通气；气体震荡器控制器设置于电力输出回路中，气体震荡器控制器包括电堆阻抗检测模块和气体震荡器控制模块，电堆阻抗检测模块在线监测燃料电池电堆运行阻抗，气体震荡器控制模块用于控制气体震荡器的气体压力或流量的频率和幅值，电堆阻抗检测模块、气体震荡器控制模块、气体震荡器形成一个在线反馈控制回路，实现燃料电池电堆以最小阻抗运行，气体震荡器以最佳频率和幅值进行工作的运行状态。
一种新型燃料电池系统及其控制方法

[发明专利]一种新型固态锂空气电极及其应用-CN202110545940.9在审
发明人：王诚;雷一杰;高帷韬 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-05-19 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明公开了属于固态锂空气电池技术领域的一种新型固态锂空气电极及其应用。所述固态锂空气电极的结构包括：定向生长成同质纳米棒阵列结构的锂固体电解质和在纳米棒表面上负载的催化剂薄层；每根纳米棒和其表面的催化剂薄层构成纳米电极，由阵列纳米电极构成有序化的固态锂空气电极；阵列间隙构成气体通道，纳米棒阵列构成Li+传输通道和电子传导通道。真正意义上实现电化学反应的电子、Li+和氧气的多相传质有序化，大幅提升电化学三相反应界面，改善Li2O2的分解和生成效率，提升电池充放倍率性能。
一种新型固态空气电极及其应用

[发明专利]钠流体热能发电装置及使用其实现热能转化为电能的方法-CN202110615183.8在审
发明人：王诚;高帷韬;薄涵亮;王建龙;毛宗强 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-06-02 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： F03G7/00 文献下载
摘要：本发明提出一种钠流体热能发电装置，其包括：钠流体浓差电池电堆、热交换器、高压钠流体管道、低压钠流体管道和毛细泵。本发明针对热能高效发电利用的重大需求，从工程热物理学与电化学交叉的角度，提出采用电化学发电方式耦合吸收热能的液态钠金属及其蒸气作为工作介质的闭式循环，来高效利用热能的钠流体发电机制，构建了钠流体热能发电装置。该闭式钠流体循环驱动的电化学发电新技术，既可提高能量转换的效率，又可免去庞大的热力机械，是热能发电技术改造的重要方向。本发明与聚光太阳能、高温气冷核反应堆的结合，可突破热电效率、能源动力瓶颈，为大电网和动力推进系统提供变革性发电方式。
流体热能发电装置使用实现转化电能方法

[发明专利]燃料电池系统万有特性图的生成方法-CN201911155895.5有效
发明人： 高帷韬;胡尊严;黄海燕;徐梁飞;李建秋;欧阳明高 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-11-22 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： H01M8/04298 文献下载
摘要：本申请涉及一种燃料电池万有特性图的生成方法，通过台架试验与仿真模型试验的相互配合，绘制出燃料电池系统万有特性图，可以直观展示燃料电池系统在不同阴极背压、不同功率需求下的经济性，可用于指导燃料电池系统的优化控制，跳过了燃料电池测试循环工况的设定与研究。此外，生成燃料电池系统万有特性图的原始数据采用了通过了拟合程度校验的仿真模型计算，不但数据真实可靠，而且节省了台架试验的工作量。
燃料电池系统万有特性生成方法

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