[发明专利]一种用于燃料电池的离线式电堆活化系统

说明书

本发明提供了一种用于燃料电池的离线式电堆活化系统，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术无法在不开机条件下对电堆进行高效活化的问题。该装置包括加湿活化装置和控制器。其中，加湿活化装置包括集成的高压储气设备、流量控制阀、增湿器、气体循环泵和背压阀，并设有置入待活化电堆的安装槽。待活化电堆的气体入口一路依次经增湿器、流量控制阀与高压储气设备的出气端连接，另一路经气体循环泵后连接对应气体尾气出口。控制器，用于启动并调整流量控制阀、增湿器、气体循环泵对待活化电堆进行加湿活化。利用离线式活化系统，可以在不具备开机条件对电堆进行加湿活化并检查活化效果，避免电堆因存放过久而导致性能下降、无法开机等故障。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池的离线式电堆活化系统。

背景技术

燃料电池电堆在放置一段时间后会出现电堆性能下降的现象，还可能会因为单节性能偏低导致整个电堆无法使用。但在某些场合下燃料电池电堆不具备开机条件，需要重新返回实验室进行相关的活化。

目前的活化方案主要有两种，即强制活化和自然活化。强制活化进一步包括恒流强制活化和变流强制活化，其活化效果优于自然活化。在强制活化工艺中，变流强制活化优于恒流强制活化，而且，变流强制活化所用的时间相对于恒流强制活化及恒流自然活化均大大缩短。

上述活化方案均需要在线对燃料电池电堆重新进行测试，不但耗费工时，而且需要使用氢气及测试设备，对于场所要求较高。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于燃料电池的离线式电堆活化系统，用以解决现有技术无法在不开机条件下对电堆进行高效活化的问题。

本发明实施例提供了一种用于燃料电池的离线式电堆活化系统，包括加湿活化装置和控制器；其中，

加湿活化装置包括集成的不含氢气的高压储气设备、流量控制阀、增湿器、气体循环泵，并设有置入待活化电堆的安装槽；并且，该安装槽上待活化电堆的至少一个气体入口一路依次经增湿器、流量控制阀与高压储气设备的出口连接，另一路经气体循环泵接对应的电堆气体出口；

控制器，用于置入待活化电堆后，根据高压储气设备内气体类型选择匹配的待活化电堆的气体入口导通；以及，控制加湿活化装置启动，调整流量控制阀、增湿器、气体循环泵至电堆寿命最长、活化时间最短对应的运行参数；以及，在调整结束后启动计时，并监测入堆气体的湿度，在该湿度降至设定值以下后，关闭气体循环泵，直到离线加湿活化过程结束。

上述技术方案的有益效果如下：利用离线式的燃料电池活化装置，可以在条件不具备开机条件即无氢气状态下对燃料电池电堆进行加湿活化。通过设置增湿器、流量控制阀，该装置可以调节入堆气体的湿度、压力对待活化电堆的膜电极进行冲洗及润湿，直到达到电堆活化后寿命最长且活化时间最短对应的状态，避免电堆因存放而导致性能下降，无法开机等故障。并且，通过设置气体循环泵，能对电堆输出的增湿气体循环再利用，有效节约了加湿活化成本。

基于上述装置的进一步改进，所述加湿活化装置还包括伴热带；其中，

所述伴热带，设于增湿器的气体出口至待活化电堆的气体入口之间的连接管路上，控制端与控制器的输出端连接，用于通过设置合适的伴热温度，使得布设段管路内气体无冷凝。

进一步，所述加湿活化装置还包括气水分离器；其中，

加湿活化装置的安装槽上待活化电堆的氢气尾气出口、空气尾气出口二者并联后与所述气水分离器的输入端连接；

所述气水分离器，用于将待活化电堆的输出气体分水后液体反馈补充至增湿器进行循环利用。

进一步，所述加湿活化装置还包括背压阀、循环水泵；其中，

所述背压阀，设于安装槽上待活化电堆的气体出口至气水分离器的输入端之间的连接管路上，其控制端与控制器的输出端连接，用于根据控制器的控制，调整待活化电堆的输出气体的流量和压力；