[发明专利]固体氧化燃料电池、保温方法及车辆

说明书

本发明公开了一种固体氧化燃料电池、保温方法及车辆，保温方法包括：所述固体氧化燃料电池处于非工作状态时，采用辅助加热器对所述固体氧化燃料电池的电堆进行加热。在固体氧化燃料电池处于非工作状态时，为了防止电堆快速冷却，可以采用辅助加热器对电堆进行加热，以使电堆始终保持在设定温度以上。如此设置，当固体氧化燃料电池启动时，电堆的升温温差较小，大大缩短了固体氧化燃料电池启动时长，提高了启动速度。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，更具体地说，涉及一种固体氧化燃料电池、保温方法及车辆。

背景技术

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，SOFC)是一种在中高温条件下将燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的全固态化学发电装置。SOFC系统在燃料效率、排放、维修和噪声污染方面都有很大优势。

如图1所示，现有技术中的固体氧化燃料电池包括空气系统、燃料重整器、电堆和尾气燃烧器。电堆通常包括几个甚至十几个反应单元，每个反应单元包括阴极和阳极，分别向多个反应单元提供燃料电池反应需要的空气和燃料。由于固体氧化物燃料电池属于中高温燃料电池，电堆运行温度高达600℃-1000℃，因此空气和燃料进入电堆前均需要加热。空气在空气加热器中被加热升温后，进入电堆的每个反应单元的阴极。燃料则在燃料重整器中被加热重整，天然气在高温下被重整成H₂和CO等，而后进入电堆的每个反应单元的阳极。

固体氧化燃料电池在冷启动时，需要将电堆加热至600-1000℃，系统才能正常工作，此时一般通过燃料催化燃烧放热，释放出的热量对空气进行加热，升温后的空气则继续对电堆进行加热，从而逐步提高电堆的温度，直到电堆提升至正常高温反应温度。

然而，环境温度一般为几十摄氏度，启动过程的温度偏差巨大，而且电堆整体质量大，电堆的热容较大，因此固体氧化燃料电池在冷启动过程中需要长达几个小时，启动时间长且启动速度过慢。

综上所述，如何有效地解决固体氧化燃料电池启动耗时过长的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种固体氧化燃料电池的保温方法，该固体氧化燃料电池的保温方法可以有效地解决固体氧化燃料电池启动耗时过长的问题，本发明的第二个目的是提供一种固体氧化燃料电池和包括上述固体氧化燃料电池的车辆。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种固体氧化燃料电池的保温方法，包括：

所述固体氧化燃料电池处于非工作状态时，采用辅助加热器对所述固体氧化燃料电池的电堆进行加热。

优选地，上述固体氧化燃料电池的保温方法中，所述辅助加热器为电加热器。

优选地，上述固体氧化燃料电池的保温方法中，采用辅助加热器对所述固体氧化燃料电池的电堆进行加热，具体为：

若所述电堆的温度低于设定温度，则采用辅助加热器对空气进行加热，升温后的空气与所述电堆进行热交换；

若所述电堆的温度高于设定温度，则所述辅助加热器停止工作。

一种固体氧化燃料电池，包括空气加热器、燃料重整器、电堆和尾气燃烧器，还包括辅助加热器，所述辅助加热器能够加热所述电堆。

优选地，上述固体氧化燃料电池中，所述辅助加热器为电加热器。

优选地，上述固体氧化燃料电池中，还包括空气系统，所述空气系统的空气出口与所述辅助加热器的空气进口连通，所述辅助加热器的空气出口与所述电堆连通。

优选地，上述固体氧化燃料电池中，所述辅助加热器与所述空气加热器串接。