[实用新型]燃料电池低温启动组件

说明书

冷启动燃料电池和冷启动组件，其中所述燃料电池冷启动组件适于被安装于一燃料电池堆，方便所述燃料电池堆的冷启动，其包括一气流输送模块和一气流加工模块，在工作时，外部气流通过所述气流加工模块的加工后进入所述气流输送模块，而后通过所述气流输送模块引导扩散至所述燃料电池堆，以使得被加工后的气流直接接触所述燃料电池堆，以扩展所述燃料电池的适用环境。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，详而言之，涉及一低温启动燃料电池和低温启动组件。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效、环保的发电装置，在备用电源、飞行器系统和运输机械动力系统等领域具有广阔的应用前景。相比蓄电池，燃料电池具有较好的低温环境适应能力，燃料电池不会因为环境温度低而出现较大的性能衰减问题。

但是，PEMFC在反应过程中会产生水，并且产生的一部分水会存留于燃料电池内部，在一些较低温度的环境中，比如当温度低于0℃的环境中，残留的水会结冰会在PEMFC的膜电极MEA表面结冰，阻碍燃料电池的化学反应进程，从而导致在该状态下燃料电池无法再次启动，因此燃料电池在0℃以下的低温环境的启动问题是燃料电池存在的一个问题。

目前，虽然对于燃料电池低温启动问题已经存在几种解决方案，但是都存在一些不尽人意的地方。

在一种解决方式中，通过在燃料电池极板上附加结构件，比如布置加热丝，从而对极板进行加热。即，通过直接的热传导使得燃料电池内的冰融化。这种方式中，使得燃料电池极板的结构相对复杂，提高燃料电池本身的制造难度，也会在一定程度上影响燃料电池极板的导热性能。也就是说，当燃料电池处在较高温度环境中、不存在低温启动问题时，附加的结构却阻碍了电极板的散热。

在另一种解决方式中，将燃料电池动力系统整体放置于密闭容器中，通过加热源对该密闭容器进行加热，从而提升燃料电池动力系统的整体温度，使得燃料电池堆内的冰融化。在这种方式中，需要提供较大的容器来容纳整体的燃料电池动力系统，增大了燃料电池整体的体积，不便于户外携带使用，且整体加热比较困难。

在另一种解决方式中，对氢气进行加热，让温度较高的氢气在燃料电池堆内循环流动来实现提升燃料电池堆的温度的目的。在这种方式中，需要提供氢气循环泵以及对氢气加热的部件，使得整个燃料电池系统的相对复杂。且当氢气泄露在空气中，且温度较高时，容易引起爆炸，因此对于氢气加热并不是一种相对安全的方式。

在另一种解决方式中，通过对燃料电池的冷却液进行加热，利用燃料电池堆冷却回路循环泵使得冷却液在系统中循环来加热燃料电池堆。这种方式中，一方面需要提供对冷却液加热的部件，另一方面，这种冷却方式只适用于液冷型燃料电池，适用范围较小。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一低温启动燃料电池和低温启动组件，其在不改变燃料电池的传统结构的情况下，促进燃料电池在低温环境下启动。

本实用新型的一个目的在于提供一低温启动燃料电池和低温启动组件，其将外部气流转变为热气流进入燃料电池，在提供反应气流的同时，预热所述燃料电池，从而促进所述燃料电池的在低温环境下的启动，即促进低温启动。

本实用新型的一个目的在于提供一低温启动燃料电池和低温启动组件，其中所述低温启动燃料电池不需要设置大型的密闭容器，不会明显增大低温启动燃料电池的体积，方便户外携带使用。

本实用新型的一个目的在于提供一低温启动燃料电池和低温启动组件，其将外部冷空气转变为热气流进入燃料电池内部，加热方式简单方便。

本实用新型的一个目的在于提供一低温启动燃料电池和低温启动组件，其中所述燃料电池在促进低温启动同时，有助于保持燃料质子交换膜的水分。

本实用新型的一个目的在提供一低温启动燃料电池和低温启动组件，其可以选择性地提供低温启动，从而适应不同的启动环境。