氢能专利库

本发明涉及一种梯度阴极催化层、其制备方法及质子交换膜燃料电池，属于阴极催化层的制备技术领域。本发明提供的梯度阴极催化层由内至外包括第一功能层和第二功能层，其中，所述第一功能层中亲水改性碳粉与铂碳催化剂的质量比大于所述第二功能层中亲水改性碳粉与铂碳催化剂的质量比。本发明中，通过设计阴极催化层沿厚度方向呈梯度复合结构，且靠近质子交换膜一侧的第一功能层中亲水改性碳粉与铂碳催化剂的质量比较大，靠近气体扩散层一侧的第二功能层中亲水改性碳粉与铂碳催化剂的质量比较较小，实现了低湿度工况下保水与传质的最优平衡，同时极大提升了电池的电化学性能与长期运行稳定性。

本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种氢气循环集成模块、循环方法及燃料电池系统，包含模块主体，模块主体外表面设置若干安装面、且内部开设射流腔及若干内流道；出氢口设置于射流腔出口；依次设置的氢气热交换器、进氢电磁阀及氢气比例阀，均安装于所述安装面且两两之间通过内流道连通；两个反流支路，一个反流支路包含带单向阀的二次流刚性进气管，另一个反流支路包含氢气循环泵及其两侧内流道连通，氢气循环泵安装于安装面。本申请的氢气循环集成模块、循环方法及燃料电池系统，形成两个并联反流支路，降低了功耗，还减少了零件、管路及管路接头的数量，结构紧凑占用空间小，氢气泄漏风险低，装配效率高。

一种燃料电池橡胶密封圈低温下密封性能的评价方法，涉及燃料电池密封技术领域，包括制备标准尺寸圆柱试样；在23±2°C下测量压缩力‑应变曲线；逐步降温至目标温度点并读取压缩力；基于应力‑应变曲线建立超弹模型；输入材料属性进行低温密封力仿真并标定热膨胀系数；通过温度‑压缩率‑泄漏率定量关联模型计算泄漏率；根据泄漏率阈值确定最低压缩率设计边界。本申请将密封性能评价从经验定性判断升级为数据驱动的定量设计，显著提升燃料电池堆在‑40℃等极端低温环境下的密封可靠性与研发效率，为高寒地区燃料电池商业化应用提供科学依据。

本发明公开了一种燃料电池系统单片电压保护方法、装置、设备及存储介质，涉及车辆控制技术领域，该方法包括实时采集电堆运行数据，并计算确定故障判定相关参数；基于所述故障判定相关参数进行电堆空气腔水淹、电堆氢气腔水淹和电堆膜干判定，并按照预设逻辑采取对应处理措施。所述故障判定相关参数包括电堆出口水温、电堆电流、电堆阻抗、次低单片电压差；所述次低单片电压差基于电堆的次低单片电压和电堆的平均单片电压计算得到。本申请能够准确区分电堆单电池单片低压产生的原因，并针对不同原因制定不同的保护措施，避免燃料电池系统经常出现限功和故障停机而影响用户使用体验。

本申请公开了一种氢能发动机残余氢气的处理方法、装置、设备及介质，属于车辆技术领域。该方法包括：获取氢能发动机的状态；若状态为点火状态，则获取多个氢气传感器检测到的多个氢浓度；若多个氢浓度中的最大氢浓度大于预设的第一浓度阈值且小于预设的第二浓度阈值，则打开补气管路和关闭排气管路，以使空气过滤器输出的空气通过补气管路进入曲轴箱内；若最大氢浓度大于或等于第二浓度阈值，则打开排气管路，以使曲轴箱内的含氢气体从排气管路排出；若最大氢浓度小于或等于第一浓度阈值，则关闭补气管路和排气管路。该方法通过补气系统对氢气进行稀释或通过排气系统将氢气排出，降低残余氢气的浓度，降低爆炸风险。

本发明涉及燃料电池，公开了一种风冷质子交换膜燃料电池的气体扩散层制备方法，包括以下步骤：将基底层材料进行疏水预处理；将分散液、导电炭黑、第二聚四氟乙烯乳液、碳粘接剂混合，经磁力搅拌和超声处理，得到微孔层浆料；将微孔层浆料涂覆于疏水预处理后的基底层上，先在室温下预干燥，再在设定温度下进行过渡干燥，最后在惰性气氛下，以设定升温速率升温至目标烧结温度后保温烧结，得到气体扩散层。本发明通过微孔层浆料中粘结剂含量控制与阶梯升温工艺，在MPL层形成深度可控的裂纹，可实现性能实测优势，在30℃/RH30%/400mA/cm2条件下电压输出提升19.2%，且未增加GDL厚度。

本发明提供一种提升氢燃料电池膜电极耐久性的阳极催化层，包括：抗侵蚀区域和主反应区域，抗侵蚀区域的I/C值高于主反应区域的I/C值；抗侵蚀区域包括第一Pt/C催化剂和离子聚合物，第一Pt/C催化剂中的碳载体为高石墨化碳载体；抗侵蚀区域包括第二Pt/C催化剂和离子聚合物，第二Pt/C催化剂中的碳载体为多孔碳载体。本发明还提供一种提升氢燃料电池膜电极耐久性的阳极催化层的制备方法。本发明通过梯度化设计通过两种协同作用的机制，从根本上切断了导致膜化学衰减的自由基反应路径，提高了氢燃料电池膜电极耐久性。

本发明涉及燃料电池的端板测试技术领域，具体指一种燃料电池电堆端板多功能测试装置、管路系统及测试方法。测试装置包括密封盖板，密封盖板采用绝缘材质，密封盖板设有用于对应连通端板的多个介质槽的介质流道；导电板，导电板设于密封盖板一侧，导电板一侧用于抵接端板的绝缘部分，导电板对应端板的多个介质槽分别设有多个导流通槽；流体分配板，流体分配板置于导电板一侧用于与密封盖板夹持端板，流体分配板上对应端板的多个介质槽分别设有多个介质分配流道；密封盖板和/或流体分配板上设有引出电极，用于导通导电板或端板的金属部分。测试端板气密性、耐腐蚀性能的同时，通过导电板可测试绝缘性，通用性高，缩减了测试节拍，测试效率高。

本申请涉及一种燃料电池及车辆，属于燃料电池技术领域，该燃料电池包括膜电极；阴极板，其上设有进口和出口，以及连通所述进口和出口的流道；气体扩散层，其被夹持于所述膜电极和阴极板之间，且所述阴极板向所述气体扩散层方向施加的压力沿流道从进口侧至出口侧逐渐减小，以使所述气体扩散层的压缩率沿流道从进口侧至出口侧逐渐减小。形成进口侧即上游区域压缩率较高，且出口侧即下游区域压缩率较低的梯度分布，高压缩率的上游区域能有效维持质子交换膜的水合状态，改善质子膜偏干问题；而低压缩率的下游区域则优化了反应气传输和液态水排出效率，缓解欠气问题，显著提升了燃料电池活性面积内的电流密度分布均匀性和产电均匀度。

一种基于燃料电池系统湿度过低的保护方法、装置、设备及计算机可读存储介质，包括：通过根据采集到的怠速初始阻抗，确定获取到的水温是否小于第一预置水温；若所述水温大于或等于所述第一预置水温，则根据调整当前氢泵转速、阴极入堆压力、阴极计量比以及怠速点功率和运行时长，以对燃料电池系统进行保护，解决了相关技术中的燃料电池系统在怠速工况下因湿度过低导致电堆阻抗过高及膜干风险的技术问题，实现提高燃料电池系统的故障诊断能力，以对燃料电池系统进行保护，提高系统可靠性和寿命。

本申请公开了一种质子交换膜及其制备方法和燃料电池，涉及电池技术领域，所述质子交换膜包括中间层和包覆于所述中间层至少部分表面的保护层，所述中间层包括磺化聚醚醚酮聚合物，所述磺化聚醚醚酮聚合物中掺杂有负载离子液体的金属有机框架材料，所述保护层包括磺化类石墨相氮化碳。该质子交换膜兼具高质子传导率与优异抗溶胀性能。

本申请涉及一种中冷器增湿器集成装置、燃料电池发动机及车辆，属于燃料电池发动机技术领域，包括中冷器，所述中冷器设置有气体通道和与所述气体通道热交换的冷却水通道；增湿器，所述增湿器连接于所述中冷器上，且所述增湿器的干侧进气口连通所述中冷器的气体通道出口；水气分离器，所述水气分离器连接于所述中冷器上，且所述水气分离器设置有与所述气体通道热交换的水气分离通道。本申请将中冷器、增湿器和水气分离器集成为一体，实现了体积紧凑，使燃料电池系统各部件布置更紧密，有效减小了系统布置空间，优化了车辆整体空间布局；同时，水气分离通道能与气体通道进行热交换，回收废气能量，促进热空气降温，实现提高废气能量回收利用率。

本申请涉及一种燃料电池系统、自增压方法及车辆，包括：电堆；进氢管路，设置在电堆的阳极入口，所述进氢管路上设有液氢瓶，所述液氢瓶内设有第一换热器；气液分离器，设置在电堆的阳极出口；自增压管路，其与气液分离器的气体输出口连接，且所述自增压管路还通过所述第一换热器连接在所述进氢管路上。该燃料电池系统、自增压方法及车辆，当液氢瓶内气枕区的压力较低时，通过控制组件可以将电堆阳极出口未反应的氢气重新引入液氢瓶内的第一换热器中，利用该部分氢气的热量和液氢瓶内的液氢进行换热从而实现液氢瓶内气枕区压力的自增压，保证了气枕区压力增加的效率，同时还可以避免因压力波动引起的液氢供给中断，确保液氢能稳定流出。

一种自适应参数的燃料电池汽车数据分割方法及系统，该方法包括：利用网格搜索算法，在预设的分割参数范围内，生成多组分割参数组合，所述分割参数包括滑动窗口大小、跃升阈值和偏移量；通过滑动窗口机制，获得各组分割参数组合对应的加氢起点和加氢终点；根据加氢起点、加氢终点、以及预先选取的样本数据计算分割参数组合对应的分割损失值，选择分割损失值最小的分割参数组合作为最优分割参数，对汽车运行数据进行分割。提高了数据分割的准确性，在一定程度上避免了人工分析的主观性和固定参数分割可能出现的数据分割不准确问题，其次，该方法基于剩余氢气量数据自动寻优，无需人工经验或固定参数，少量标定即可适配不同车型和工况，适应性强。

本申请提供了一种抗反极阳极催化层及制备方法、膜电极及燃料电池，属于燃料电池领域。该抗反极阳极催化层包括：过渡层，包括p‑WO3膜、沉积在p‑WO3膜表面的沉积层以及分散在沉积层中的含有磺酸基团的离子聚合物；沉积层中含有Pd和Pt纳米粒子；梯度阳极催化剂层，设置于过渡层的一侧，含有Pd/C和Pt/C杂化催化剂，沿着氢气在膜电极内的流动方向，Pd/C和Pt/C杂化催化剂中Pd含量呈递增趋势，且Pt含量呈递减趋势。本申请设计了不同Pd/C含量杂化的不均匀网格分布梯度阳极催化剂层，在靠近可能发生燃料短缺的出口的位置自动补充氢气，主动阻止反极的发生，在各种工况下显示出低成本、高性能、长耐久和抗反极能力。

本发明涉及一种水、气双通道催化层及其制备方法、质子交换膜燃料电池膜电极和质子交换膜燃料电池。所述水、气双通道催化层具有形成于亲水性聚合物内、用于气体传输的小孔以及形成于疏水性聚合物内、用于水传输的大孔，所述小孔的直径为10nm以下，所述大孔的直径为1~1.5μm。本发明中，由于在催化层的亲水区和疏水区分别造不同孔径的孔，实现了“大孔走水、小孔走气”的目标，实现了膜电极内部水、气平衡运输，由此提升了膜电极在高电流密度下的输出性能。

本申请涉及一种蓄热辅助的燃料电池电动车供暖系统及车辆，包括：热泵空调回路，其包括相互连通的空调压缩机、舱内换热器、电子膨胀阀、第一截止阀和舱外换热器；电堆蓄热回路，其包括相互连通的燃料电堆、蓄热器、散热器、第一循环水泵和冷却液水箱；热交换支路，其包括板式蒸发器，该板式蒸发器的第一介质通道串联在所述蓄热器和散热器之间，板式蒸发器的第二介质通道连接在电子膨胀阀的出口和舱外换热器的出口。电堆蓄热回路中利用燃料电堆发电所产生的热量通过板式蒸发器与热泵空调回路进行热交换，进而热泵空调回路不仅可以搬运舱外空气的热量，还可以搬运电堆蓄热回路的热量共同对驾驶室进行快速采暖供热，提高驾驶室内乘员的舒适性。

本申请涉及一种燃料电池空气供气控制系统及其方法，其包括：燃料电池电堆组件、空气供给管路、废气直排管路、废气再循环管路和控制器，空气供给管路进气口一端设置有压气机，出气口一端与燃料电池电堆组件连接；废气直排管路通过燃料电池电堆组件与空气供给管路相连，废气直排管路上设置有背压阀；废气再循环管路上设置有废气再循环阀，废气再循环管路一端与燃料电池电堆组件连接，另一端与压气机进气端连接，以与空气供给管路和燃料电池电堆组件形成废气再循环回路，且废气再循环管路与废气直排管路并联；控制器与背压阀和废气再循环阀连接，并用于控制背压阀和废气再循环阀的开度。本发明在相同空气供应的流量下，达到“氧饥饿”的目的。

本发明公开了一种燃料电池堆密封泄漏率预测方法，属于燃料电池技术领域。该方法包括：获取燃料电池堆的钢琴键区第一密封数据和对称区第二密封数据；基于预置泄漏通道高度模型，根据所述第一密封数据和第二密封数据，获取高度分布函数；根据所述高度分布函数，以及获取到的燃料电池堆的泄漏气体属性和泄漏通道属性，预测燃料电池堆密封的泄漏率。其中，高度分布函数包括第一高度分布函数、第二高度分布函数和第三高度分布函数，分别用于预测对称区和钢琴键区的泄漏率，进而预测整体泄漏率。本发明还提供了相应的预测装置、设备和计算机可读存储介质。本发明能够准确预测燃料电池堆密封的泄漏率，提高燃料电池堆的设计和制造效率。

本申请涉及一种燃料电池极板及其设计方法，其入口汇流出口与所述汇流入口相对于活性部呈对角设置；汇流出口和汇流入口均连接有表面平滑的混合部；混合部通过分流部与活性部的流道连通；所述分流部表面设有多个朝向活性部延伸的脊背，所述脊背为凸起结构，用于支撑膜电极；相邻所述脊背之间凹陷形成分流道；其中增设的表面平滑的混合部通过扩大容积的方式利用流体自扩散效应实现均流，通过无流道腔体结构降低流速，利用流体惯性实现自均流，使得速度降低，使水滴重力沉降分离；另外，根据活性部不同部位设置不同的分流流道，将活性部的不均匀度控制在合理的波动范围内。