[实用新型]一种质子交换膜燃料电池及成套设备

说明书

本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池及成套设备，属于质子交换膜燃料电池技术领域。质子交换膜燃料电池包括夹板和上夹板，在下夹板和上夹板之间安装有相互层叠的多块燃料电池板，并且下夹板和上夹板之间通过固定杆进行紧固；在相邻的燃料电池板之间设有温度传感器；质子交换膜燃料电池上还设有氢气进口管和空气进口管，分别用于向燃料电池板中输入氢气和氧气。本实用新型提供的质子交换膜燃料电池可以有效地对各个电板的温度进行监控，并将其反馈至远程监控端上，使电板运行在适宜的温度范围内。

技术领域

本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池及成套设备，属于质子交换膜燃料电池技术领域。

背景技术

质子交换膜燃料电池( PEMFC)是作为继碱性燃料电池( AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池( MCFC )和固体氧化物燃料电池(SOFC)之后发展起来的第五代燃料电池，由于采用了固态电解质高分子膜作为电解质，因此具有体积小、启动快、能量转换率高、低温启动、无电解质泄露等特点，另外它还具有燃料多样化、环境污染小、噪音低、可靠性及维修性好等优点，且对环境污染小，几乎不排放氮氧化物或硫氧化物，CO2 排放量也比常规发电厂少40% 以上，被公认为最有希望成为航天、军事、电动汽车和区域性电站的首选电源。 20 世纪末开始，国际上形成了一个PEMFC的开发热潮，使得PEMFC成为了目前世界上发展最为迅速的燃料电池。目前，我国也在大力发展PEMFC，以推动燃料电池汽车的商用化。

质子交换膜的耐温程度有限，一般不超过100℃。对实验数据的分析表明，电池堆表面温度在70~ 80℃时，电池的放电性能较好，超过这个温度，电池的稳定性和质子传导性能下降，对燃料电池的性能有很大影响，需要对燃料电池堆进行冷却。

CN104934619A公开了一种简单有效的水冷型质子交换膜燃料电池热管理系统及其控制方法，热管理系统主要包括：电堆、带有加热装置的水箱、冷却水循环泵、散热器、冷却水入堆温度传感器、冷却水出堆温度传感器、冷却水入堆压力传感器、热管理系统的控制器。控制方法上，针对传统的控制策略跟踪温度的变化造成的滞后、超调量大、系统耦合等缺点，提出一种跟随压力变化的控制方法。其中，散热器主要用于控制电堆冷却水入口温度，主要是根据燃料电池电堆冷却水入口温度来控制散热风扇的转速；冷却水循环泵主要用于控制整个热管理系统中的冷却水流量，主要根据燃料电池电堆冷却水入口压力来控制循环泵的转速。CN103715441A公开一种基于阵列热管相变传热的质子交换膜燃料电池热管理方法，其特征在于：采用阵列微通道热管并联紧密镶嵌在燃料电池板上，热管管径为0.3cm～0.5cm；其采用一种全新的热管方式进行热管理，电池内部通过热管散热，特别是处理局部过热等问题。除此之外，还需要开发一种更好地对燃料电池运行过程的温度进行监测的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供了一种具有对质子交换膜燃料电池板进行实时监控的电池组件，以及远程监控电池运行的方法；也提供了一种质子交换膜燃料电池的成套设备，其中可以对供入的空气进行过滤处理，提高了电池运行寿命。

本实用新型的第一个方面，提供了：

一种质子交换膜燃料电池，包括夹板和上夹板，在下夹板和上夹板之间安装有相互层叠的多块燃料电池板，并且下夹板和上夹板之间通过固定杆进行紧固；在相邻的燃料电池板之间设有温度传感器；质子交换膜燃料电池上还设有氢气进口管和空气进口管，分别用于向燃料电池板1中输入氢气和氧气。

在一个实施例中，温度传感器的数量为多个。

在一个实施例中，温度传感器的型号为PT100温度传感器。

本实用新型的第二个方面，提供了：