一种热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法

文档序号:37492710发布日期:2024-04-01 14:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,分为三个阶段:

2.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,所述电压衰减程度通过热电联供系统中的控制系统自动识别。

3.根据权利要求2所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,所述自动识别的步骤为:

4.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(1)中,所述活化的终点电压为0.4-0.6v,优选为0.6v;氮气吹扫气量为系统设置最小燃料进气气量的3-5倍。

5.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(2)中,所述第二阶段中的低电流空气饥饿的活化电流为2-5a,优选为3a。

6.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(2)中,所述低电流空气饥饿+湿氮气吹扫的操作为:保持阳极氢气及气量不变、阴极气量不变,气体由空气切换为同等湿度的湿氮气。

7.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(2)中,所述湿氮气吹扫发生在低电流空气饥饿之后,湿氮气吹扫气量为系统设置最小燃料进气气量的3-5倍,持续时间为5-20min。

8.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(2)中,所述活化的终点电压为<0.3v,优选<0.1v;持续时间为20-120s,优选20-60s;循环次数为3-100次,优选3-10次。

9.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(3)中,所述第三阶段中的大电流空气饥饿的活化电流为系统运行工况最大电流的60-90%,优选为60-80%。

10.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(3)中,所述第三阶段中的大电流空气饥饿+湿氮气吹扫的操作为:保持阳极氢气及气量不变,阴极气量不变,气体由空气切换为同等湿度的湿氮气。

11.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(3)中,所述湿氮气吹扫发生在大电流空气饥饿之后,湿氮气吹扫气量为系统设置最小燃料进气气量的3-5倍,其持续时间为5-20min。

12.根据权利要求1所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,步骤(3)中,所述活化的终点电压为<0.4v,优选<0.3v;持续时间为3-60s,优选3-30s;循环次数为3-20次,优选3-10次。

13.根据权利要求1-12任一项所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,包含以下步骤:

14.根据权利要求1-12任一项所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,活化操作的执行总时间不超过1h,最少在30min内完成。

15.根据权利要求1-12任一项所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,所述执行活化操作时,系统电堆温度、湿度均保持不变。

16.根据权利要求1-12任一项所述的热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,其特征在于,所述执行活化操作时,热电联供系统对外供电、供热需求由系统内置二次电源提供。


技术总结
本发明提供了一种热电联供系统电池堆在线快速性能恢复方法,涉及质子交换膜燃料电池技术领域。该方法分为三个阶段:第一阶段:1%≤电堆/单节电压衰减≤2%情况下,采取湿氮气吹扫对电堆进行活化;第二阶段:2%<电堆/单节电压衰减≤5%时,采取低电流空气饥饿+湿氮气吹扫方式对电堆进行快速活化及性能恢复;第三阶段:当电堆/单节电压衰减>5%时,采取大电流空气饥饿+湿氮气吹扫方式对电堆进行活化及性能恢复。本发明可在基本不改变热电联供系统电堆运行工况情况下对电堆性能的衰减进行有效活化及在线恢复,目标性强,活化效率高,恢复效果高,活化后的电堆电压在热电联供循环工况下可维持几十小时仍高于衰减前电压。

技术研发人员:李晓锦,聂玉娟,张晓飞
受保护的技术使用者:中国科学院青岛生物能源与过程研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/3/31
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